心磁圖儀在冠狀動脈微血管疾病中的應用進展

李冰冰 吳建軍 楊帆 邢磊

【摘要】隨著對心血管疾病認識的不斷加深，冠狀動脈微血管疾病（CMVD）引起了人們的廣泛關注，并逐步進入大眾視野。目前，CMVD的診斷方法及治療標準仍存局限性。心磁圖儀（MCG）作為一種新型、便捷和高效的檢查方法逐漸受到重視。現從CMVD的起源、診斷標準及MCG的檢查指標、優勢等方面，對MCG在CMVD中的應用進展進行綜述。

【關鍵詞】冠狀動脈微血管疾病；心磁圖儀；心血管疾病

【DOI】10.16806/j.cnki.issn.1004-3934.2024.05.003

Application of Magnetocardiography in Coronary Microvascular Diseases

【Abstract】With the increasing understanding of cardiovascular diseases，coronary microvascular disease （CMVD） has attracted wide attention and gradually entered the public vision.At present，the diagnostic methods and treatment standards of CMVD are still limited.Magnetocardiography （MCG），as a new，convenient and efficient inspection method，has been paid more and more attention.This article reviews the application of MCG in CMVD from the aspects of origin，diagnostic criteria of CMVD，and examination indexes，advantages of MCG.

【Keywords】Coronary microvascular disease；Magnetocardiography；Cardiovascular disease

冠狀動脈微血管疾病（coronary microvascular disease，CMVD）病理特征包括血管周圍或間質纖維化、毛細血管密度降低、心室肌肉肥厚和腔內微血栓形成等。其機理是觸發血管炎癥反應和刺激微血栓形成，最終損害心肌灌注，引起收縮功能障礙［1］。盡管尼可地爾等藥物可改善微循環功能，但尚無證據表明這類藥物能降低CMVD患者心血管疾病的發生率，部分藥物甚至可能增加心力衰竭風險。目前對CMVD診斷方面存在缺陷，如冠狀動脈造影僅能顯示心外膜冠狀動脈，無法清晰顯示出冠狀動脈微血管的影像。相比之下心磁圖儀（magnetocardiography，MCG）因其檢測磁場的優勢，可快速識別患者冠狀動脈微循環障礙早期的病變，進而改善患者預后，提升患者生活質量。現從CMVD的起源、診斷標準及MCG的檢查指標、優勢等方面，對MCG在CMVD中的應用進展進行綜述。

1 CMVD定義及起源

冠狀動脈系統是由近端較大的心外膜冠狀動脈（＞400 μm）、前小動脈（100～400 μm）、小動脈（＜100 μm）和冠狀毛細血管床（＜10 μm）構成［2-3］（圖1）。CMVD是指在多種致病因素的作用下，冠狀前小動脈和小動脈的結構和/或功能異常所致的勞力性心絞痛或心肌缺血的臨床綜合征［4］。

CMVD的發現經歷漫長的過程。1967年，Likoff等［5］首次發現部分患者雖存在心臟缺血的臨床表現，其冠狀動脈造影檢查卻未見異常。1973年，Kemp［6］在胸痛和冠狀動脈正常的患者診斷中使用“心臟綜合征X”一詞。1988年，Cannon團隊［7］在測算持續心絞痛發作但冠狀動脈造影無異常患者的冠狀動脈流量和心臟代謝活動時，提出專業術語“微血管心絞痛”以及“X綜合征”。2013年歐洲心臟病學會穩定性冠狀動脈疾病治療指南［8］中正式將此病命名為微血管功能異常。2017年中國發布了《冠狀動脈微血管疾病診斷和治療的中國專家共識》［4］，共識專家組認為“微血管功能異常”一詞未能涵蓋本病的微血管結構異常，因此建議命名為CMVD。

2 CMVD診斷標準及方式

冠狀動脈血管運動障礙國際研究小組在2015年提出了診斷CMVD的標準：（1）存在心肌缺血的癥狀；（2）通過目前可用的技術評估證實存在心肌缺血的客觀記錄；（3）定義為冠狀動脈直徑減少50%和/或血流儲備分數＜0.80的無阻塞性冠狀動脈疾病；（4）證實冠狀動脈血流儲備減少和/或可誘導的微血管痙攣［9］。

研究［5-10］報道，CMVD常繼發于多種全身性疾病，包括類風濕性關節炎、心力衰竭、妊娠、化療后心肌損傷等。阻塞性冠狀動脈疾病通常與男性有關，而微血管疾病常常與女性相關。女性缺血綜合征評估（WISE）研究發現在患有非梗阻性冠狀動脈疾病的女性患者中，近半數都存在CMVD，這與不良心血管事件的發生密切相關［11］。盡管CMVD的發病率如此之高，針對此方面的研究數量也在逐步增加，但缺乏對其明確的管理指南及有效的檢查方式［12］。

目前診斷CMVD的非侵入性檢查方式包括：超聲心動圖（ultrasound cardiogram，UCG）、心臟磁共振成像、正電子發射斷層掃描（positron emission computed tomography，PET）、計算機斷層掃描等，其中，PET是目前診斷CMVD的金標準［12］。侵入性檢查方式包括：測量冠狀動脈血流儲備（coronary flow reserve，CFR）和測量微血管阻力。冠狀動脈微血管功能侵入性評估的一個關鍵屬性是能測試內皮依賴性和非依賴性途徑，而非侵入性方法在此類屬性方面有所欠缺［13］。這使得通過無創、快速、無輻射的檢查方式確診CMVD成為難題。

3 MCG的原理

人體各個器官存在微弱的電場，而心臟跳動時電信號的變化可通過心電圖機同步記錄并呈現出來，但其信號可因皮下組織的阻隔受到影響而逐漸衰減。MCG是一種非侵入性和無風險的技術［14］，可無創測量人體心臟產生的微弱磁場。因為人體的磁導率是恒定的，所以對心臟磁場的檢測幾乎不受心臟周圍其他器官（如脂肪、骨骼和肺）的影響［15］。既往研究發現，對于臨床上的可疑冠狀動脈疾病患者，特別是存在CMVD的患者，可經MCG檢查分析，得到在不同心動周期時刻因心肌缺血原因所引起的磁場動態改變，以磁場圖和電流密度圖的形式呈現。

4 MCG的優勢

在臨床中，心電圖等檢查方式在CMVD的診斷方面各有利弊。與圖2中的檢查方式相比，MCG在診斷CMVD方面也具有諸多優勢。

4.1 與心電圖相比

雖然心臟磁場的測量較為困難，但MCG可獲得可靠的心臟磁場信號并進行分析。MCG不受身體組織或空間距離的影響，信號不發生衰減，具有較好的敏感度和特異度。因此MCG不會出現類似于心電圖在應用過程中因活動或接觸不良而出現的干擾圖像［16］。除此之外，MCG檢測還具有以下特點：（1）MCG的傳感器探頭不接觸人體皮膚，遠離電源，顯示的圖像基線幾乎可被確定為非相對基線；（2）對于一些特殊情況的電流，如環形電流或大小相等、方向相反的電流，由于偏移的影響沒有顯示電位差，但磁場可出現明顯變化，MCG可清晰地顯示出異常圖像；（3）由于人體組織中的磁導率與真空中的大致相同，因此MCG傳感器與心臟電流之間的誤差可忽略不計；（4）相較于二維的心電圖，MCG特有的磁場矢量可在三維的同一區域中同時記錄；（5）MCG通過記錄胸壁方向的磁場，可準確地檢測胸壁的切向電流［17］。

4.2 與PET相比

PET作為目前診斷CMVD的非侵入性檢查的金標準［18］，它是基于使用同位素發射正電子標記的示蹤劑，具有高靈敏度和時間分辨率，可對示蹤劑動力學進行快速動態成像［19-20］。但其弊端在于需向患者靜脈注射相當劑量的造影劑，并接受成倍的輻射劑量才能得到理想的檢查結果［21］，而MCG的工作原理則使患者免受這一弊端的傷害。另外，大多醫療機構的PET檢查費用為8 000～10 000元人民幣，高昂的費用限制了這一檢查在臨床上的應用。

4.3 與UCG相比

UCG可觀察到心臟的動態變化，評估心臟功能，其中經胸多普勒超聲心動圖能直接可靠地顯示冠狀動脈的血流。在無阻塞性冠狀動脈疾病的情況下，經胸多普勒超聲心動圖衍生的冠狀動脈血流速度儲備的數值偏低被認為是CMVD的標志［22］。但最終測量結果受操作者水平及經驗的主觀影響較大，不同操作者最終得到的測量結果可能會出現較大的測量誤差，除此因素外，角度誤差也可產生不同的測量結果，導致最終評估出現偏差，影響臨床醫生對疾病的診斷及治療［23］。而MCG是通過計算機收集、分析數據并繪制圖像，最大程度上避免人為測量引起的誤差。Selbig等［24］通過研究發現MCG可明顯區分冠狀動脈疾病患者與健康對照者，診斷靈敏度和特異度分別為93.2%和80.7%。較高的診斷靈敏度和特異度使得MCG在診斷冠狀動脈疾病方面具有較大的臨床意義。

4.4 與CFR相比

CFR是指冠狀動脈接近最大程度擴張時的血流量或心肌血流量與靜息狀態下相應指標的比值，心肌負荷狀態下冠狀動脈系統血流量越大相應CFR值越大［25］。CFR是反映整個冠狀動脈系統的綜合指標，也是評價冠狀動脈微血管功能良好的影像學指標［26］。在無阻塞性心外膜疾病的情況下，CFR可作為CMVD的標志物。當CFR＞2.5時通常認為是正常的，而當CFR＜2.0時則認為是異常的，提示冠狀動脈微血管功能受損［13］。CFR雖可獲得直觀清晰、簡潔明了的圖像，但并非所有患者都適用于有創性檢查，而MCG作為非侵入性檢查，使患者避開了手術過程中要面對的諸多風險［6-16］。

4.5 與心臟磁共振相比

心臟磁共振延遲強化（late gadolinium enhanced，LGE）通過靜脈注射造影劑釓，觀察不同序列的圖像變化判斷冠狀動脈微循環的改變。灌注良好的心肌弛豫時間較短，信號強度較高，圖像相對明亮，而灌注不足的部位則表現為信號強度較低的區域［19］。在非阻塞性冠狀動脈疾病的前提下，這些數據可能與冠狀動脈微循環受損有關。LGE的優勢在于其高空間分辨率、無輻射等，但其檢查成本相對較高，檢查時間較長，且由于造影劑經腎臟代謝，對于腎功能不全的患者而言此項檢查明顯受限［19］。

5 MCG可供參考的臨床指標

CMVD與不良心血管事件的發生密切相關［27］。早期識別心肌缺血對于改善CMVD患者的生活質量及預后具有十分重要的意義［28-31］。而MCG的高靈敏度和非侵入性、非接觸式程序使其成為早期識別心肌缺血的有利檢查方式［32］，此優勢對于CMVD的診斷提供了極大的幫助。Quesada等［33］以金標準CFR＜2.0為參考，研究MCG診斷非阻塞性冠狀動脈疾病。結果顯示MCG檢測CMVD的平均準確度為94.8%，靈敏度為100%，特異度為93.3%。Park等［34］對MCG的研究中發現，當以下四個參數中任何一項發生均提示存在心肌缺血情況：主矢量的方向介于-20～+110°；在T波最大值的1/3（Tmax/3）和T波最大值（Tmax）之間30 ms的時間間隔內，主矢量的角度變化＞45°；在Tmax/3和Tmax之間30 ms的時間間隔內，正負極之間的距離變化＞20 mm；在Tmax/3和Tmax之間30 ms的時間間隔內，正負極場強之比的變化＞0.3。以上參考指標為將來MCG診斷CMVD的進一步臨床研究提供了極大的幫助。Chen等［35］在對MCG與心肌缺血變化相關的幾項參數研究中發現，運動后測量的復極穩定間隔（repolarization stabilization interval，RSI）最為可靠，運動后RSI的ROC曲線下面積為0.99。RSI是從Q波開始到穩定時間測量的，Q波的發作標志著心室電活動的開始。RSI時間的長短與患者心肌缺血情況呈正相關。患者組的運動后RSI值比健康對照組更長，且患者組的運動性改變大于健康對照組。Hnninen等［36］通過臨床對照試驗發現，MCG的各種ST段和T波參數均可檢測出心肌缺血，其中MCG的ST段振幅改變在顯示心肌缺血情況方面最為顯著，表現為腹部測量區域的ST段明顯壓低，同時左胸骨旁區域對應的ST段抬高。

6 MCG在其他方面的應用

根據Heidecker［37］的最新研究成果顯示，MCG可應用于炎癥性心肌病的診斷篩查，診斷特異度較高（95%），但其敏感度較低（59%）。在炎癥性心肌病免疫治療中，

MCG最早在第7天即可檢測到治療反應，而UCG檢測到治療反應則在免疫治療1個月后。心磁圖矢量從基線的0.10下降到0.07（3 d內，P=0.010）和0.03（30 d內，P<0.001），

在第30天后左室射血分數由基線時的42.2%提高到53.8%（P<0.001）。由此可看出，與UCG相比，MCG在早期治療及監測方面存在顯著優勢［38］。近些年來，部分研究者通過臨床研究發現，相較于運動心電圖，MCG運動試驗對于中度至高度風險的冠狀動脈疾病患者的檢測有著更好的診斷準確性［39］。除此之外，Kurashima等［40］的研究也明確指出，MCG有望成為缺血性心臟病早期診斷和室性心律失常引發猝死風險管理的重要工具。Chaikovsky等［41］進行的多中心試驗結果也顯示，MCG在診斷輕度和重度慢性冠心病患者方面具有潛在的臨床價值。

7 總結

研究報道［3］，接受冠狀動脈造影的患者中CMVD比例接近40%，可見CMVD是制約心血管疾病患者臨床預后的重要因素。雖然心血管醫師對CMVD的重視度已逐步提高，但因為缺少便捷敏感的診斷方式及有效的治療方式，CMVD患者難以得到規范化的治療。MCG結合侵入性和非侵入性檢查的優點，因其操作方便、無輻射、無需注射造影劑，且價格相較于測量CFR及PET等，易被大眾所接受。但MCG尚有許多檢測項目有待開發，相信未來MCG在CMVD的臨床診斷及治療方面一定可起到舉足輕重的作用。

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