低劑量多巴酚丁胺負荷磁共振成像在缺血性心臟病中的應用研究

宋林聲　綜述　陸地　趙新湘　審校

(1.昆明醫科大學研究生院 昆明醫科大學第二附屬醫院放射科，云南 昆明650000； 2. 昆明醫科大學生物醫學工程中心，云南 昆明650500)

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低劑量多巴酚丁胺負荷磁共振成像在缺血性心臟病中的應用研究

宋林聲1綜述陸地2趙新湘1審校

(1.昆明醫科大學研究生院 昆明醫科大學第二附屬醫院放射科，云南 昆明650000； 2. 昆明醫科大學生物醫學工程中心，云南 昆明650500)

【摘要】準確有效地評價心肌活性對于缺血性心臟病具有實際的臨床意義。隨著心臟磁共振成像技術的快速發展，磁共振成像在檢測心肌活性方面表現出諸多優勢，提供了多種心肌活性的評估技術，其中低劑量多巴酚丁胺負荷磁共振成像對活性心肌的判斷具有高度的特異性，并能了解心肌收縮儲備。現就低劑量多巴酚丁胺負荷磁共振成像在缺血性心臟病應用及研究進展做一綜述。

【關鍵詞】缺血性心臟病；心肌活性；低劑量多巴酚丁胺；磁共振成像

缺血性心臟病(ischemic heart disease,IHD)是嚴重威脅人類健康安全的一種疾病[1]，血運重建術的應用，已最大程度地減輕了IHD患者心肌缺血的損害，如何在血運重建術前識別存活心肌和判斷心肌儲備能力，對血運重建術適應證的選擇和療效評價均有著重要的價值。

目前國內外臨床上評價心肌梗死后心肌活性的影像檢查技術主要包括正電子發射型計算機斷層顯像(PET)、單光子發射型計算機斷層攝影術(SPECT)、多巴酚丁胺負荷超聲心動圖等。近年來磁共振成像技術的飛速發展，評價心肌活性方面可以提供類似PET一樣的精確度[2]，且無PET的核輻射。目前臨床應用的心臟磁共振成像技術主要有心臟電影、負荷磁共振成像、延遲期增強、T1映射等，其中低劑量多巴酚丁胺負荷磁共振成像在評估心肌缺血、心肌收縮儲備方面有明確的優勢，并有望成為IHD的一線檢查手段[3]。

1存活心肌病理生理

存活心肌是指具有完整細胞結構，正常功能代謝以及收縮功能或收縮潛力的心肌，存活心肌包括正常心肌、頓抑心肌和冬眠心肌；頓抑心肌是指短時間心肌缺血后，當血流灌注恢復正常或接近正常時，心肌收縮功能出現一過性異常，但心肌細胞結構仍是完整的；冬眠心肌是指由于長時間的血流低灌注，心肌細胞出現代謝障礙，心肌收縮力降低，即使冠狀動脈恢復正常血流后，心肌細胞也需要較長時間才能恢復至正常狀態。頓抑心肌和冬眠心肌均表現為可逆性損傷，都具有收縮儲備和完整的細胞結構，只是心肌功能出現異常；壞死心肌為不可逆性損傷，不僅失去完整的細胞結構，心肌的代謝活動也是停止的。臨床上進行血運重建治療的目的主要也就是為了挽救以存活心肌為主的室壁段，即缺血心肌組織中存在頓抑心肌、冬眠心肌[4]，因此如何準確地識別存活心肌及其收縮儲備十分重要。

2低劑量多巴酚丁胺負荷磁共振成像機制

多巴酚丁胺為異丙腎上腺素衍生物，是α、β受體的興奮劑，可以通過興奮α、β受體來增加心肌收縮力，低劑量時，多巴酚丁胺選擇性激動β1受體，除了增強心肌收縮力外，還促進冠狀動脈血管擴張，對心率和血壓影響較小。大劑量多巴酚丁胺時，同時興奮β1、β2和α受體，升高心率、血壓，心肌耗氧量明顯增加，加重心肌缺血，心肌運動反而下降，且不良反應增加，故臨床上多采用低劑量多巴酚丁胺。注射低劑量多巴酚丁胺后，存活心肌收縮力增加，收縮期室壁增厚，而壞死心肌和瘢痕組織對藥物沒有反應，因此可以通過觀察注射低劑量多巴酚丁胺前后磁共振成像心臟電影了解心肌節段收縮的活動度變化，從而辨別出存活心肌和壞死心肌[5]，并能通過負荷和靜息磁共振成像心肌灌注較好的評價心肌的灌注儲備，從而預測心肌梗死后心肌的恢復程度。

3低劑量多巴酚丁胺負荷磁共振成像的臨床應用

3.1評價心肌缺血損傷后心肌的收縮儲備

心肌收縮儲備是心肌活性的重要標志之一，并與心肌缺血損傷后心肌功能的恢復程度直接相關。無論是急性還是慢性心肌缺血損傷，其損傷的心肌節段仍有部分心肌具有收縮儲備，一旦冠狀動脈恢復灌注后，這部分心肌收縮力便可恢復或接近正常，整個心肌節段收縮功能可能會有很大的改善。臨床上低劑量多巴酚丁胺負荷多結合電影磁共振成像技術來客觀準確地評估心肌節段室壁的運動變化[6]。檢查需要全程心電監護，靜息期采用屏氣Truefisp電影序列采集心臟電影，負荷期用防磁輸液泵從肘靜脈注入多巴酚丁胺，常用檢查劑量為5～10 μg/(kg·min)，正常情況下使用多巴酚丁胺后收縮期室壁增厚≥2 mm。Wellnhofer等[7]根據每個心肌節段室壁的運動情況進行分級，正常運動(0級)，室壁輕至中度運動障礙(1級)，室壁嚴重運動障礙(2級)，室壁無運動(3級)，室壁反向運動(4級)。結果表明隨著級數的增加，心肌收縮儲備越低，血運重建術后心肌收縮功能恢復率也就越低。據國外多項臨床研究結果表明，低劑量多巴酚丁胺負荷磁共振成像檢測心肌活性的敏感度、特異性和準確度分別為76.5%、90.9%、81.7%[8-10]。賀毅等臨床研究表明，多巴酚丁胺負荷磁共振成像檢查結果的敏感度和特異性可達到89%和94%。Karamitsos等[11]將低劑量多巴酚丁胺負荷磁共振成像評估心肌活性所獲得結果與測量舒張期室壁厚度所獲得結果相比較后，得出前者評估心肌活性的準確性更高，認為低劑量多巴酚丁胺負荷磁共振成像是一個相對準確的評價指標。大量臨床實驗研究表明，接受低劑量多巴酚丁胺負荷實驗的患者無一例不適反應，均可順利完成檢查,因此該方法在臨床上應用安全可靠，具有很高的臨床應用價值。

3.2在血運重建中的應用

血運重建術最大程度地減輕心肌缺血對心肌的損害，接受治療的患者也越來越多。目前血運重建治療主要包括：冠狀動脈搭橋術、溶栓治療、經皮冠狀動脈介入術，近年還出現一些新的治療手段，如干細胞移植治療和激光血運重建術。無論何種治療手段其目的都是為了避免持續缺血所導致的心肌細胞不斷病理演變，最大程度使存活心肌收縮功能恢復正常狀態。因此心肌活性判斷、缺血后心肌是否存活是血運重建前后需要參考的重要因素。低劑量多巴酚丁胺負荷磁共振成像可根據每個心肌節段室壁的運動變化情況判斷出存活心肌與壞死心肌，并能夠有效地評價存活心肌的收縮儲備，如果和延遲增強磁共振成像有效結合可以為臨床上血運重建適應證的選擇和療效評價提供更準確有效的參考信息[12]。比如檢查后顯示狹窄冠狀動脈支配區的心肌為存活心肌，則應首選動脈橋，待血流得到恢復后，存活心肌收縮功能便可逐漸得到改善。

4與其他檢查技術的對比研究

4.1低劑量多巴酚丁胺負荷磁共振成像與負荷超聲心動圖的對比研究

低劑量多巴酚丁胺負荷超聲心動圖是目前臨床上評價心肌活性應用最普遍的無創性檢查方法。隨著磁共振成像技術的發展，對低劑量多巴酚丁胺負荷磁共振成像的關注度越來越大，關于這兩種技術的對比已經做了一些研究，Baer等[13]就對43例心肌梗死(梗死時間≥4個月)并有節段心肌運動異常的患者分別進行低劑量多巴酚丁胺負荷磁共振成像和負荷超聲心動圖檢查，并以18F-FDG PET為評價標準，結果顯示多巴酚丁胺負荷磁共振成像的敏感度和特異性分別為81%和100%，負荷超聲心動圖的敏感度和特異性分別為77%和94%，多巴酚丁胺負荷磁共振成像的敏感度和特異性均高于負荷超聲心動圖，從而證明低劑量多巴酚丁胺負荷磁共振成像在評價心肌活性方面更具優勢[14]。賀毅等[15]對30例陳舊性心肌梗死患者(急性心肌梗死≥3個月)也分別進行低劑量多巴酚丁胺負荷磁共振成像和負荷超聲心動圖檢查，結果得出兩種檢查技術診斷能力相當，但多巴酚丁胺負荷磁共振成像的敏感度和準確度要略高。負荷超聲心動圖雖然具有方便簡單，安全無創，經濟及易普及的特點，但是可重復性差，過于依賴操作者，且圖像質量常受肺部氣體等因素影響而較差，此外因超聲心動圖觀察面為平面，在收縮和舒張過程中看到的可能是不同的心肌節段，因此導致診斷準確性的降低。

4.2低劑量多巴酚丁胺負荷磁共振成像心肌灌注與延遲增強磁共振成像的對比研究

多巴酚丁胺負荷磁共振成像和延遲增強磁共振成像都屬于心臟磁共振成像技術，延遲增強磁共振成像在臨床上應用更廣泛。兩者為不同技術，負荷磁共振成像側重于存活心肌和心肌收縮儲備，延遲增強側重的是不可逆心肌，兩者均可用于心肌活性的評價。國外相關研究表明，延遲增強磁共振成像對不可逆心肌的判斷有著較高的敏感度，多巴酚丁胺負荷磁共振成像對存活心肌判斷有著較高的特異性[16-17]，多巴酚丁胺負荷磁共振成像在評價心肌活性方面整體上要優于延遲增強磁共振成像[18]。Kaandorp等[19]將心肌延遲強化透壁度分為4級，1級(0～25%)，2級(25%～50%)，3級(50%～75%)，4級(75%～100%)。其中延遲強化程度<50%的心肌節段，多巴酚丁胺負荷磁共振成像檢查后大部分都有收縮儲備，而延遲強化程度>75%的心肌節段，幾乎都沒有收縮儲備，說明在這三段透壁范圍內延遲增強磁共振成像所提供的信息足以預測心肌收縮功能的恢復情況；但延遲增強程度為50%～75%的心肌節段中，61%具有收縮儲備，39%沒有收縮儲備，在這種情況下低劑量多巴酚丁胺負荷磁共振成像能更好地鑒別存活心肌。因此當延遲強化為心內膜下強化和透壁強化時，多巴酚丁胺負荷磁共振成像與延遲增強磁共振成像評價心肌活性一致性較好，當延遲強化透壁程度在50%～75%之間時，需要進一步進行多巴酚丁胺負荷磁共振成像檢查才能更好預測心肌活性[15]。負荷磁共振成像更多心肌功能的信息，而延遲增強磁共振成像反映的是心肌形態學的變化，因此負荷磁共振成像在判斷活性心肌方面優于延遲增強磁共振成像。如果將兩種方法有效結合，可以為存活心肌的評估提供功能和形態上更全面準確的信息[20]；但是對于是否可以提高預測心肌功能恢復的準確度方面，目前仍然存在爭議[21]。同18F-FDG PET相比較，多種技術結合的心臟磁共振成像在評估心肌活性方面有著更高的精確性。

4.3與腺苷負荷的比較

臨床上常用的負荷藥物有腺苷、潘生丁、多巴酚丁胺等，其中腺苷和多巴酚丁胺負荷試驗更接近運動試驗，比潘生丁等其他負荷藥物更具優越性和安全性，因此兩者均為鑒別心肌活性的最常用負荷藥。

相關研究表明，腺苷及多巴酚丁胺負荷對于缺血性心臟病的診斷具有同等程度可靠性，其中腺苷負荷具有較高特異性，而多巴酚丁胺負荷具有較高敏感性，但腺苷負荷可減少心臟的運動及扭動，圖像質量優于多巴酚丁胺負荷，因此國外腺苷負荷磁共振臨床研究相對更多。

5低劑量多巴酚丁胺負荷磁共振成像存在的問題及展望

盡管目前低劑量多巴酚丁胺負荷磁共振成像在臨床中的作用及價值已被多數人認可，但是無論在臨床還是實驗室研究中，我們發現仍然還存在一些問題亟待解決。比如，對射血分數明顯下降(<35%)和多處室壁運動缺失的病人，用低劑量多巴酚丁胺負荷磁共振成像心肌灌注預測心肌活性，其敏感度和特異性都有所下降。此外，檢查耗時長，不利于急診患者；診斷目前還缺乏統一的標準；負荷陰性時影響放入支架等，這些都限制了多巴酚丁胺負荷磁共振成像在臨床上的推廣。但是由于心臟磁共振成像具有高信噪比，無輻射等優點[22]，以及負荷磁共振成像對活性心肌判斷的高度特異性，我們可以大膽的相信，隨著更快更高分辨率的掃描序列的開發應用，多巴酚丁胺負荷磁共振成像可以在IHD領域扮演更加出彩的角色。

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基金項目：國家自然科學基金(81260213);云南省科技廳-昆明醫科大學聯合專項基金(2012FB054);云南省教育廳科學研究重點項目(2014Z057);云南省中青年學術和技術帶頭人培養項目(2015HB068);

作者簡介：宋林聲 (1992—),在讀碩士。主要從事磁共振診斷研究。Email：18208737382@163.com 通信作者：趙新湘 (1972—),副主任醫師，碩士導師，主要從事磁共振成像心肌活性研究。Email：zhaoxinxiang2006@126.com

【中圖分類號】R445.2；R541.4

【文獻標志碼】A【DOI】10.16806/j.cnki.issn.1004-3934.2016.03.018

收稿日期：2015-11-20修回日期：2016-01-21

Low-dose Dobutamine Stress MRI Myocardial Perfusion and Assessment of Myocardial Viability

SONG Linsheng1, LU Di2, ZHAO Xinxiang1

【Abstract】Accurately and effectively evaluating myocardial viability for ischemic heart disease has practical clinical significance. With the rapid development of cardiac magnetic resonance imaging technology, the detection of myocardial viability provides many advantages and ways to assess myocardial viability and low-dose dobutamine stresses. Magnetic resonance imaging is quickly becoming a prominent effective inspection method.The purpose of this article is to review the assessment of myocardial viability by low-dose dobutamine stress magnetic resonance imaging and its advancements in treating ischemic heart disease.

【Key words】Ischemic heart disease;Myocardial viability;Low-dose dobutamine;Magnetic resonance imaging