心肌聲學造影評估存活心肌的臨床價值

趙婉婉，段利科，姜沙沙，王紹欣，王宏運,c※

(河南科技大學臨床醫學院，河南科技大學第一附屬醫院a.心血管內科，b.超聲科，c.護理學院，河南 洛陽 471003)

冠心病是指因受各種危險因素的影響，冠狀動脈管壁增厚變硬、失去彈性和管腔縮小、閉塞等，進而導致心肌缺血、缺氧或壞死，引起機體一系列不適的一類心臟疾病[1]，是全球范圍內廣泛流行的慢性疾病，發病率和死亡率極高[2-3]。而冠狀動脈造影是診斷冠心病的金標準，可以清晰顯示冠狀動脈的狹窄程度、病變部位與范圍，并對患者是否需要行經皮冠狀動脈介入術(percutaneous coronary intervention,PCI)具有指導意義[4]。然而，近年來臨床上發現，許多冠狀動脈造影顯示有嚴重病變的冠心病患者在行PCI術后心功能并未得到明顯改善，癥狀仍未明顯緩解[5-6]。并且有研究顯示，在機體冠狀動脈微循環受損的情況下，若存活心肌較少或缺失，即使成功開通冠狀動脈狹窄患者的心臟大血管，心肌組織部分血流仍然不能完全恢復正常，患者術后心功能并未獲得應有的改善[7]。如此PCI術不僅無益，還可能給患者帶來新的問題。因此，對于冠心病患者來說，檢測存活心肌尤為重要，它不僅對臨床決策具有一定的指導意義，對臨床療效和預后的判斷也有著極為重要的參考價值。而隨著醫學技術和醫療設備的不斷發展與創新，心肌聲學造影(myocardial contrast echocardiography,MCE)在普通超聲心動圖的基礎上，通過周圍靜脈向機體注入特殊的微泡造影劑，使心肌內各級毛細血管顯影，從毛細血管水平評價心肌內微循環的灌注狀況，進而評估存活心肌，并預測該區域心肌功能恢復的潛能[8]。MCE具有高的空間分辨率，并可在床邊、實時進行檢查，因此備受國內外學者的關注。現對MCE評價存活心肌的臨床研究效果及應用價值進行綜述，為臨床上冠心病患者選擇更為合理的個體化治療方案、評價療效及改善預后提供實際有用的信息。

1 存活心肌的特點及其意義

冠心病包括慢性冠狀動脈疾病(也稱慢性心肌缺血綜合征)和急性冠狀動脈綜合征，且冠心病發展至終末期會導致更為嚴重的病變形式——冠狀動脈慢性完全閉塞病變[9]。以上不論是哪種類型的病變形式，均有不同程度的心肌缺血，進而導致相應區域的心肌缺血、損傷、壞死，常表現為局部或整體的左心室收縮功能不全，左心室射血分數降低等。根據血流再通后受損心肌收縮功能能否較前有所恢復，將其分為存活心肌和壞死心肌[10]。其中存活心肌大致可分為頓抑心肌、冬眠心肌和傷殘心肌[11]。①頓抑心肌即心肌短暫缺血再灌注后，發生可逆性功能障礙并能完全恢復的心肌。由于缺血時間短、程度輕，只引起其結構、代謝、功能的改變，局部心肌血流正常或幾乎正常。心肌雖未壞死，但由此引起的心肌收縮功能異常或喪失再灌注后不能立即恢復，而往往延遲到數小時、數天甚至數周，這種缺血后暫時無收縮功能但存活的心肌稱為頓抑心肌[12-14]。②冬眠心肌是指由于長期持續冠狀動脈供血減少，局部心肌細胞能量儲備不足而引起的保護性心肌收縮功能下降、代謝能力減低以減少能量消耗，是保護心肌存活性的適應性機制。此類心肌會發生持續性收縮功能障礙，可長達數月至數年，其局部心肌血流降低，但尚足以維持組織的存活。其功能障礙是可逆的，在冠狀動脈血流一旦恢復，如冠狀動脈血運重建術后，該心肌的功能可以完全恢復正常[12-14]。③傷殘心肌即再灌注治療后仍存活但嚴重損傷的心肌，傷殘心肌功能的恢復延遲且不完全。傷殘心肌病理生理學機制尚未完全明確，它與頓抑心肌和冬眠心肌區別是已有部分心肌壞死。

臨床上冠狀動脈造影仍在很大程度上指導冠心病患者的診斷及治療，但其并不能對行血運重建術的必要性及實際獲益做出準確評判。若冠心病患者心功能下降時仍具有一定的存活心肌，則血運重建術后患者心功能可得到一定恢復，預后及生存期均向好的方向發展；若受損區域無存活心肌，再灌注治療不僅無益，還可能會給患者及醫務人員帶來其他不可預知的損傷與風險。所以臨床上在決定再血管化治療以前，應積極準確地評價是否存在存活心肌，以讓患者避免不必要的損失，獲得最大受益[15]。

2 MCE的原理

存活心肌是由眾多結構、功能正常的心肌細胞構成的，其中心肌細胞通過與血液進行物質交換獲得能量以維持細胞活性，進而保持機體心臟功能的完整性[16]。而心肌細胞和血液進行物質、能量、信息交換傳遞的過程是在冠狀動脈微循環內完成的，故冠狀動脈微循環的功能狀態可以直接影響心臟的功能和代謝，對于心血管疾病的發生、發展、療效及預后等有重要影響。近年來隨著人們對冠狀動脈微循環認識的加深和介入手術的廣泛發展，冠狀動脈微循環亦逐漸成為人們討論的焦點[16-18]。

冠狀動脈微循環獨立于體循環和肺循環，是由微動脈(<200 μm)、心肌組織毛細血管(平均8 μm)和微靜脈(<200 μm)構成的血液循環系統，與心肌細胞有機結合在一起，是向心肌組織傳輸養分的通道，是控制調節心肌血流和代謝的重要途徑[19]。冠狀動脈微循環的血流灌注是維持心肌存活的關鍵，為存活心肌提供需要的氧和能量，維持心肌的新陳代謝并運送新陳代謝產物[11]，是心臟維持正常生理功能的前提條件[16]。因此檢測冠狀動脈微循環的血流灌注可以用來判斷存活心肌。

MCE是近年發展起來的一項將超聲二維心動圖與超聲造影劑相結合、通過評價心肌微循環來檢測存活心肌的新技術[20]。造影劑由包裹了高分子量惰性氣體材料的微氣泡構成，目前臨床主要應用六氟化硫微泡造影劑。六氟化硫微泡造影劑穩定性高，能夠產生較好的諧波信號，并在不同能量的超聲照射下產生不同的散射。MCE便是通過接收聲學微氣泡的背向散射信號而實現心肌灌注顯像，從而增強血液散射，提高血管及心肌的顯影[21-22]。該微泡直徑小于紅細胞，能經外周靜脈、肺循環到達左心，之后可以自由通過心肌內毛細血管，使冠狀動脈微循環顯影。且此微泡造影劑由于材質特殊，一般不被心肌細胞吸收或進入細胞間隙，能較長時間存在于血管腔內，與人體紅細胞具有極為相似的血流動力學。因此該微泡造影劑可作為極好的紅細胞示蹤劑，通過在超聲心動圖下的顯影情況來反映局部心肌微循環的血流灌注情況，進而評價存活心肌[23-25]。

MCE過程中觀察到的視頻密度即心肌顯影強度，心肌顯影強度反映了心肌內微氣泡濃度，也與局部冠狀動脈微循環的密度及其相對血容量成正比[21]，因此觀察心肌顯影強度可以半定量評價存活心肌。另外，已有不少研究表明心肌血管腔內微氣泡被高能超聲束破壞后，造影劑的再充盈速度能反映心肌血流速度[8]。早期的實驗研究亦證實微氣泡的脈沖間期與聲學強度之間呈指數關系，并適用于公式Y=A(1-e-βt)，A為微泡在血管床中的濃度，可反映心肌血液容積；β為微泡被高能量脈沖破壞后再次出現的速度，代表心肌血流速度；A×β可代表局部心肌血流量。并有研究顯示A×β<0.23提示為壞死心肌。因此通過MCE，可以預估冠狀動脈血流儲備，對心肌微循環進行半定量、定量的評價，為檢測心肌微循環血流灌注的完整性奠定了基礎[26]，也為心肌存活性的評估提供了較為可靠的方法。

3 MCE評價存活心肌的應用及優勢

臨床上，MCE常通過肘正中靜脈注入一定量的六氟化硫微氣泡造影劑和0.9%NaCl注射液混合液體，通過靜脈到達右心，又經肺循環到左心，進而隨冠狀動脈血流進入心肌各級微血管分支[27]。而冠狀動脈微循環正是心肌細胞和血液進行物質、能量、信息交換傳遞的場所[16]，微循環的血流灌注狀況直接影響著心肌的功能。有實驗表明，心肌是否能夠維持正常的收縮、舒張功能取決于冠狀動脈微循環血流灌注的完整性，同時冠狀動脈微循環是缺血受損心肌恢復局部功能、維持生命力的必要條件，且微循環的血流灌注情況與局部心肌的存活性平行相關[28-29]。由此可見，若MCE顯示某一區域造影劑灌注分布缺失，就可以認為該區域無存活心肌。

急性冠狀動脈綜合征包括不穩定型心絞痛、非ST段抬高型心肌梗死和ST段抬高型心肌梗死，患者臨床癥狀明顯，主要的治療目標是盡快解除受累血管的血流受阻情況，恢復受損心肌的血流灌注。臨床上并非每例患者在梗死相關動脈恢復通暢后，微循環血流都能得到再通[5]，這取決于缺血持續時間、程度和梗死區域的側支循環情況。而長期持續的慢性心肌缺血患者，比如冠狀動脈慢性完全閉塞病變，是指冠狀動脈在粥樣硬化病變基礎上，由于斑塊破裂、血栓形成、機化再生等原因，導致冠狀動脈血管完全閉塞，且閉塞病史≥3個月[30]。多數學者認為，冠狀動脈慢性完全閉塞病變并非完全引起心肌壞死，積極開通閉塞血管，能夠抑制心室重構，改善心臟功能。而且隨著近年來醫學技術的不斷進步，冠狀動脈慢性完全閉塞病變再通成功率已可達90%左右[31-33]，且手術并發癥的發生率降低。但相對于非慢性完全閉塞病變來說，慢性完全閉塞病變介入術時間更長，操作亦更復雜，手術并發癥發生率更高，同時患者及手術醫師的潛在損害風險更大[9]。在機體冠狀動脈微循環受損的情況下，若存活心肌較少，即使成功開通冠狀動脈慢性完全閉塞病變患者的心臟大血管，患者術后心功能并未獲得明顯改善[34]。

因此存活心肌的識別在制訂冠心病治療方案、評估預后、節省醫療費用、避免不必要的損傷等方面具有重要作用。近年來隨著醫療設備及醫學技術的飛速發展，檢測存活心肌的方法也越來越多，而選擇最合適的方案才能使患者最大程度受益。

正電子發射斷層掃描顯像被認為是評價存活心肌的“金標準”，可同時檢測心肌灌注和心肌代謝。但設備昂貴、檢查費用高、藥源不便以及影響糖尿病患者的檢測結果等因素，大大限制了其在臨床上的廣泛開展[35]。單光子發射計算機斷層顯像通過檢測心肌細胞膜的完整性來判斷心肌是否存活，其顯像靈敏度高，特異度低[36]。有研究顯示與單光子發射計算機斷層顯像相比，MCE檢測存活心肌與其靈敏度相似，特異度更高[37]。且單光子發射計算機斷層顯像成本高、有輻射、空間分辨率低，臨床上未被大部分患者所接受。心臟磁共振(cardiac magnetic resonance,CMR)具有無輻射、無創傷、分辨率高、主觀因素小等特點，近年來逐漸被越來越多的人重視。Tousek等[38]的研究顯示MCE與增強磁共振相比較，檢測存活心肌的靈敏度相差不大，分別為78%、87%，但MCE具有更高的特異度(72%比52%，P<0.01)，且MCE因其價格便宜，更容易被廣泛應用于臨床。而多巴酚丁胺負荷超聲心動圖(dobutamine stress echocardiography,DSE)識別存活心肌的靈敏度及特異度分別為88.9%、83.1%[39]，且有研究顯示，MCE檢測存活心肌的特異性與其相似，而敏感性優于DSE[40]。

除此之外，Korosoglou等[41]對41例左心室射血分數<40%的慢性缺血性心臟病患者進行MCE定量研究，并與DSE試驗、單光子發射計算機斷層顯像、正電子發射斷層顯像對比，顯示MCE預測存活心肌的靈敏度、特異度分別為86%、43%，核素法為90%、44%，兩者預測能力相似；而定量MCE聯合DSE后靈敏度、特異度、準確度分別為96%、63%、83%，有更高的預測價值。綜上所述，MCE在檢測存活心肌方面具有較高的敏感性，聯合DSE則會進一步提高敏感性和特異性。綜合費用、操作難易程度、分辨率、有無輻射等條件，在檢測存活心肌中，MCE是最容易被廣大患者所接受并且應用于臨床的方法。

4 小 結

隨著對疾病的研究，以及醫療技術的進步與發展，越來越多的患者能夠得到及時的救治，但仍有相當一部分冠心病患者并沒有在血運重建術后獲得應有的受益，這就取決于存活心肌的存在與否。過去人們注重提高介入術的水平，追求讓患者能夠得到及時的干預，解除大血管的狹窄或阻塞，而如今，則需要更注重評價有無存活心肌，在不耽誤病情的基礎上，為患者找到更為精確的個體化治療方案。

MCE近年來逐漸被人們所關注，它操作簡單、無創、安全、費用易被接受，且多個試驗也證實其在檢測存活心肌方面具有較高的敏感性與特異性，能較準確地從微循環角度判斷出存活心肌，進而指導臨床決策、判斷療效及預后，并避免不必要的花費與痛苦，為患者帶來更多的受益。然而，目前MCE仍未廣泛應用于臨床，加之也有超聲衰減、偽像、回聲失落、主觀因素影響等不足，仍需要更大規模的臨床研究來證實其檢測存活心肌的實際意義與價值。相信隨著技術的不斷進步，設備的不斷完善，造影劑的不斷改進，MCE會發揮出相應的臨床價值，為廣大患者提供新的診療選擇方案，讓更多的就診者得到實際有效的獲益。