冠心病患者測定微循環阻力指數的臨床意義

李萌玫綜述,邵一兵審校

綜述

冠心病患者測定微循環阻力指數的臨床意義

李萌玫綜述,邵一兵審校

冠狀動脈微循環在心肌灌注和心肌代謝中起著至關重要的作用。大量研究顯示,冠狀動脈微血管的功能異常是很多心臟疾病發生的重要病因,評估冠狀動脈微循環的功能狀態是評價很多心臟疾病,尤其是急性ST段抬高型心肌梗死預后的重要指標。微循環阻力指數(IMR)與實際微血管阻力(TMR) 有很好的相關性。在穩定期冠心病患者和接受急診經皮冠狀動脈介入治療術后的ST段抬高型心肌梗死患者中證實IMR與TMR也有很好的相關性。

綜述;微循環阻力指數;心肌梗死;側支循環

冠狀動脈微循環是指由微動脈、毛細血管和微靜脈構成的微循環系統。冠狀動脈微循環在冠狀動脈血流的代謝調控中起著至關重要的作用[1],即使有心外膜冠狀動脈的再血管化的存在,微血管主動的收縮與舒張可以調節冠狀動脈的血流和心肌的灌注。微循環血管床是保證心肌充分灌注的基礎。研究顯示,急性心肌梗死患者在接受經皮冠狀動脈介入治療后,大約有三分之一的患者因為微循環的阻塞而不能獲益(排除冠狀動脈血流再灌注)[2]。研究發現,微循環阻力指數(IMR)可以實時的反映冠狀動脈微循環[3]。

1 微循環阻力指數的定義、測量方法及與微循環的相關性

IMR 代表的是在峰值血流通過的條件下最小的微血管阻力,因此是反映微血管功能的數量級指標。隨著技術的發展,目前可以用動脈生理檢測儀,頭端帶有壓力-溫度感受器冠狀動脈內的導絲來測量冠狀動脈的血流[2],測量IMR的原理是熱稀釋法,需要動脈生理檢測儀(RadiAnalyzerTM)和一根0.014 in(1 in=2.54 cm)頭端帶有壓力-溫度感受器的軟指引導絲(該導絲既可以用于IMR 的測量,也可以用來行經皮冠狀動脈介入治療)。以公式計算得出IMR[4]。IMR =Pd X Tmn(在最大充血狀態下),通過冠狀動脈狹窄遠端的壓力為Pd可近似為壓力階差,Tmn是最大充血狀態下平均傳導時間,值得注意的是,在最大充血狀態下測量Tmn時,達到了微血管最低阻力,同時靜息血管的張力和血流動力學的變異被清除了。

一項研究[3]在8頭豬冠狀動脈內注射5 mg和10 mg罌粟堿以達到靜息下最大充血狀態,并分別在2、5、8、10 min后測量Pd和Tmn,然后向在左前降支放置的微導管選擇性的注射40μm的微球來阻斷微循環,得出IMR可以實時反映冠狀動脈微循環。盡管目前還沒有研究能夠得出IMR正常值,一項對101例心外膜冠狀動脈狹窄患者的分析中,得出正常的IMR值應該在25 U以下[5]。然而,在測量不同的心外膜狹窄程度過程中,IMR有很大的重復性,提示在某種程度上微血管功能障礙是一個獨立的現象。反之,沒有冠狀動脈造影證據的冠狀動脈粥樣硬化包括兩種獨立的研究,這兩種研究得出了相似的平均IMR值為(19 ± 5)U 和(18.8 ± 5.6)U[5,6]。

2 微循環阻力指數與心外膜冠狀動脈疾病及側支循環的關系

在嚴重的心外膜冠狀動脈狹窄時,心肌血流同時包含冠狀動脈和側支血流。由于側支循環的存在,冠狀動脈遠端壓力降低較少,因此如果不校正側支血流,就會導致IMR的值偏高。因此用測量IMR(IMRtrue)的校正公式,需要測量冠狀動脈楔壓來衡量側支血管壓力,計算如下:IMRtrue=PaXTmnX([Pd-Pw]/[Pa-Pw])[7]。Pa是 平 均動脈壓力,Pw是平均楔壓(由側支血流壓力決定,是球囊堵塞側支動脈時測量的)。IMRtrue公式里的([Pd- Pw]/[Pa-Pw])也被稱為冠狀動脈血流儲備分數(FFRcor),這反映了實際最大可達到的血流與靶冠狀動脈理論上最大血流比值。 FFRmyo與經常在臨床工作中應用的FFRcor不同,是評估心肌血流(不是冠狀動脈血流),沒有考慮到側支血流(楔壓)。Yong等[8]發現FFRcor和心肌血流儲備分數(FFRmyo)之間有著可預測的數學上的聯系,因此計算IMRtrue可以不用測量楔壓。應用這一理論,他們提出了一個新的公式來計算IMRtrue,用IMRcalc表示,并在72例患者中證實了這一公式:IMRcalc=PaXTmnX{[(1.35XPd)/Pa]-0.32}。Layland等[9]在40例穩定性心絞痛患者的隊列研究中發現,當把側支血流計算在內時,IMRtrue與狹窄的程度關系不大,他們還發現IMRtrue,也就是微血管的狀態,在非冠狀動脈也是類似的。 Pagonas等[10]在22例穩定的冠心病患者分別在基礎值上及7周后行冠狀動脈導管術,測量了基礎值IMR及以下幾種方式測量IMR,IMR=PdXTmn;IMRtrue=PaXTmn X(Pd-Pw)/ (Pa-Pw); IMRcvp=(Pa-Pv) XTmnX(Pd-Pw)/(Pa-Pw)。從而得出,IMR在隨訪研究中是可重復性指標,當側支循環被忽略時,IMR數值獨立于任何過高評估,在測量IMR時,中心靜脈壓力(Pv)可以被忽略。以上研究提示IMRtrue可以可靠的衡量微血管的狀態而不受心外膜下冠狀動脈的影響。

Seiler[11]認為冠心病患者,一個充分的冠狀動脈側支循環可以降低心肌梗死的面積、左心室的功能減退和所有引起死亡的原因,需要精確和數量級的測量手段來有效的識別患者側支循環的形成情況,從而預防由于冠狀動脈阻塞引起的心肌缺血。侵入性的手段來評估側支循環是不可避免的。 Meier等[12]在MEDLINE, EMBASE, ISI Web of Science (2001 to 25 April 2011)和各項相關學術會議上搜索了有關冠狀動脈側支循環對死亡率影響的研究,從中隨機挑選研究對象來計算總的RR值,一共有12項研究涉及6 529例參與者參與了分析。從而得出在冠心病患者中,冠狀動脈的側支循環的形成有著相關保護作用,高度側支循環形成的患者與低度側支循環形成的患者相比死亡風險降低36%。Kim 等[13]在306例ST段抬高型心肌梗死患者血管再通后的1周內行心臟核磁共振,與梗死動脈有關的最初側支循環血流則由冠狀動脈造影評估,在心臟核磁共振顯像下,測量心肌梗死的面積和存活心肌,得出在急性心肌梗死患者中,阻塞動脈充分形成的來自非阻塞血管的側支循環的存在,可以降低梗死的負擔和提高心肌存活度。由于微循環在調節冠狀動脈血流和最終心肌灌注中起著關鍵的作用[14],而由上得出側支循環可以降低心肌梗死的面積、左心室的功能減退和所有引起死亡的原因,因此冠狀動脈側支循環對微循環是否具有保護作用還有待于進一步的研究。

3 微循環阻力指數與心絞痛的關系

在不穩定性心絞痛患者中,IMR可以反映冠狀動脈微循環的狀態,反映不穩定性心絞痛患者圍手術期心肌梗死,并與心肌標志物有著很高的關聯性,IMR可以預測不穩定性心絞痛患者發生圍手術期心肌梗死。Ng 等[15]在不穩定性心絞痛患者合并左前降支病變行擇期經皮冠狀動脈介入治療的患者中測量了IMR,發現冠狀動脈微循環在發生擇期經皮冠狀動脈介入治療相關心肌梗死中起著重要的作用,IMR可以預測術后發生心肌損傷的風險并指導相關的預防性措施。

IMR還可以對X綜合征患者進行評估,在一項深入的研究當中[16],139例有心絞痛沒有阻塞性冠狀動脈疾病的患者評估內皮功能,測量IMR、冠狀動脈血流儲備(CFR)、FFR,并行血管內超聲,平均年齡為(54.0±11.4)歲,107例為女性(77%)。總體來說,只有32例(23%)患者不能用冠狀動脈原因來解釋他們的心絞痛,他們內皮功能正常,冠狀動脈生理評估正常,沒有心肌橋。從而得出大部分心絞痛患者沒有阻塞性冠狀動脈疾病,而有隱蔽的冠狀動脈異常,在冠狀動脈造影時用侵入性的方法評估這些患者,可以提供影響治療和預后的診斷信息。

4 微循環阻力指數與ST段抬高型心肌梗死

冠狀動脈微循環的狀態是心肌梗死預后的決定性因素,與心外膜冠狀動脈血流無關[17]。在直接經皮冠狀動脈介入治療術領域, IMR出現之前,缺乏簡單、特異性強、可重復性高的在心導管術中評估冠狀動脈微循環的數量級方法。在ST段抬高型心肌梗死患者中測量IMR的意義已在很多研究中體現出來。在一項29例ST段抬高型心肌梗死患者接受直接經皮冠狀動脈介入治療術的研究中,經皮冠狀動脈介入治療術后立即測量IMR,發現IMR和肌酸激酶峰值一樣與心肌梗死的面積有很強的相關性,而其他的數量級或特異的微循環測量方法都沒有相關性[18]。在這項研究當中,IMR>32 U與左心室功能減退有明顯的關系,左心室功能是由3個月的超聲心動圖的室壁運動積分(WMS)來評估。最近研究還發現, IMR是左心室功能和梗死面積的負向獨立預測因子。用多普勒技術測量微循環阻力可以預測前壁心肌梗死再灌注患者的左心室重構,是血管成形術后的微血管保留度的重要基礎[19]。研究結果顯示,IMR和CFR數值的改善在直接經皮冠狀動脈介入治療術后即刻和術后24 h后與術后6個月后更高的左心室射血分數有關[20],提示在急性心肌梗死后的冠狀動脈微循環的狀態不是靜止的而是動態變化的,微血管功能的恢復與心肌損傷的降低和心臟功能的恢復有關。最新研究還發現[21],IMR可預測冠狀動脈完全閉塞病變患者擇期行經皮冠狀動脈介入治療術后左心室功能恢復情況,左心室射血分數>50%的IMR最佳界值為32.5 U,提示微循環異常患者即使擇期行經皮冠狀動脈介入治療術,術后的心功能仍有很好的評估價值。

最近,IMR被證實可以用來預測ST段抬高型心肌梗死的死亡率。Fearon等[22]報道在253例患者直接經皮冠狀動脈介入治療術后立即測量IMR,其中IMR>40 U的患者在術后12個月的隨訪期間因為心力衰竭的死亡率和再住院率較高(17.1% vs 6.6%, P= 0.027)。可以確定的是,IMR> 40 U是隨訪期間死亡的唯一的獨立預測因素(危險率4.3%, P=0.02)。IMR比其他血管造影的指數能更好的預測心肌微血管灌注。Park 等[23]在89例ST段抬高型心肌梗死患者行經皮冠狀動脈介入治療術后立即測量CFR和IMR來評估冠狀動脈微循環,在平均3年隨訪中評估心血管和腦血管事件包括心血管死亡、靶血管衰竭、心力衰竭和腦卒中,發現用IMR和CFR評估微循環可以評價心肌存活度和ST段抬高型心肌梗死患者的長期預后。然而,在經皮冠狀動脈介入治療術中支架置入后心肌灌注增加并不是普遍的,支架置入術治療完成時微血管功能降低的原因是多方面的,但是可以反映晚期臨床表現和(或)血栓負荷的位置或程度,在一項研究當中, De Maria等[24]在85例ST段抬高型心肌梗死患者支架置入術前和術后立即測量CFR和IMR,支架置入提高了冠狀動脈生理狀態的所有測量參數,IMR從67.7 U(四分位數間距56.2～95.8 U)至36.7 U(四分位數間距22.7～59.5 U), P<0.001;然而,支架置入術后,IMR在28例(32.9%)患者中仍然保持較高數值(IMR>40 U)。15例(17.6%)患者的IMR數值只有少量的降低,從而得出,這很可能是表現較晚(>6 h疼痛),心肌損害的程度和支架前IMR數值可以預測支架置入術后IMR數值降低(ΔIMR=術后IMR-術前IMR),而血栓負荷和有效支架體積可以導致IMR數值升高。

在直接經皮冠狀動脈介入治療術中測量IMR的研究提示,通過測量微血管功能保留度,IMR可以預測心肌梗死的面積、心肌存活度、心肌挽救和心肌梗死的特性。IMR還可以預測這些患者的臨床轉歸。ST段抬高型心肌梗死后對心外膜和微血管床狀態的綜合評估很可能提高我們對高風險人群的識別和管理。

5 微循環阻力指數指導干預冠狀動脈微循環

目前為止,與心外膜冠狀動脈相比,很少有針對冠狀微血管的治療,主要是因為缺乏可靠的評估其功能的手段。由于IMR被證明是微循環狀態可靠的和數量級的評估手段,它對針對冠狀動脈微循環的治療有著潛在的指導意義。

一些研究測量IMR來評估在ST段抬高型心肌梗死患者微循環的治療意義,在直接經皮冠狀動脈介入治療術前行血栓抽吸術,在經皮冠狀動脈介入治療術后有著更好的IMR數值(23.5 U vs 34.2 U, P=0.018)、6個月隨訪時左心室射血分數和室壁運動指數是提高的[25]。在直接經皮冠狀動脈介入治療術中應用遠端保護設備[26]和硝普鈉[27]被證明可以降低IMR。在ST段抬高型心肌梗死有微血管嚴重阻塞的和有著高死亡率的患者中,推測IMR的評估可以更加準確的識別潛在的患者和微血管側支循環的治療。雷諾嗪、黃嘌呤衍生物等非傳統藥物[28]治療有一定的前景,因此未來開展對于傳統抗栓抗缺血治療、非傳統藥物治療后臨床轉歸的研究是十分有意義的。

6 結語

IMR是簡單、可重復的、穩定的在心臟導管實驗下評估冠狀動脈微循環的特殊的數量級方法。IMR可以與血流儲備分數一同測量,可以綜合評價心外膜和微血管組成的冠狀動脈循環。IMR的測量可以不受心外膜疾病和側支循環的影響。冠狀動脈側支循環可以降低心肌梗死的面積、降低左心室的功能減退和所有引起死亡的原因,因此冠狀動脈側支循環對微循環是否具有保護作用還有待于進一步的研究。在大部分心絞痛患者中,沒有阻塞性冠狀動脈疾病而有隱蔽的冠狀動脈異常,用IMR評估這些患者可以安全的提供可以影響治療和預后的診斷信息。在ST段抬高型心肌梗死患者,IMR的測量可以預測心肌梗死面積、心肌存活度、心肌側支循環和遠期的死亡率。IMR可以促進冠狀動脈微循環的治療和保護研究的進展。

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2016-03-04)

(編輯:漆利萍)

266071 山東省青島市,青島大學附屬青島市市立醫院東院區 心血管內科

李萌玫 碩士研究生 主要研究方向為介入治療后患者的預后情況 Email:609590827@qq.com 通訊作者:邵一兵 Email:syb2004@yeah.net

R54

A

1000-3614(2016)10-1022-03

10.3969/j.issn.1000-3614.2016.10.017