劉一萱 綜述 楊成明 審校

(第三軍醫(yī)大學(xué)大坪醫(yī)院，重慶 400042)

冠狀動(dòng)脈扭曲的血流動(dòng)力學(xué)改變及其臨床意義

劉一萱 綜述 楊成明 審校

(第三軍醫(yī)大學(xué)大坪醫(yī)院，重慶 400042)

Key words: coronary tortuosity;perfusion defects;coronary atherosclerosis

1 冠狀動(dòng)脈扭曲的定義、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

血管扭曲為血管沿長(zhǎng)軸方向曲率的改變，在動(dòng)、靜脈中均可發(fā)生。動(dòng)脈扭曲可見于各系統(tǒng)和器官中，除冠狀動(dòng)脈外，主動(dòng)脈、椎動(dòng)脈、頸內(nèi)動(dòng)脈、眼底動(dòng)脈等都可發(fā)生扭曲［1］。冠狀動(dòng)脈扭曲為冠狀動(dòng)脈造影中較為常見的現(xiàn)象(圖1)。冠狀動(dòng)脈扭曲在造影中的檢出率為17.76%～43.4%，其中女性發(fā)病率較男性高。冠狀動(dòng)脈扭曲可發(fā)生于冠狀動(dòng)脈單支、雙支或三支，以回旋支、前降支的發(fā)生率較高［2］。目前對(duì)冠狀動(dòng)脈扭曲的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，Zegers等［3］以心室舒張期兩支或兩支以上冠狀動(dòng)脈主干存在3個(gè)或3個(gè)以上的彎曲≥120°為判定標(biāo)準(zhǔn)。Turgut等［4］的判定標(biāo)準(zhǔn)為:一支或一支以上冠狀動(dòng)脈主支血管有3處或超過3處扭曲(沿主血管方向≥45°)即為冠狀動(dòng)脈扭曲。這一標(biāo)準(zhǔn)目前應(yīng)用較多。另外也有文獻(xiàn)［5］以冠狀動(dòng)脈2個(gè)及2個(gè)以上的彎曲≥75°，或至少1個(gè)彎曲≥90°為判定扭曲的標(biāo)準(zhǔn)。然而以上評(píng)價(jià)均以冠狀動(dòng)脈造影圖像上測(cè)量的扭曲角度為準(zhǔn)，所測(cè)量的角度為扭曲在平面上的二維投影，與實(shí)際情況存在偏差。目前尚無(wú)對(duì)冠狀動(dòng)脈扭曲的三維系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法，制定系統(tǒng)準(zhǔn)確的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)將有助于進(jìn)一步闡明冠狀動(dòng)脈扭曲的特征和影響。

圖1 冠狀動(dòng)脈造影下的冠狀動(dòng)脈扭曲表現(xiàn)

2 冠狀動(dòng)脈扭曲的發(fā)生機(jī)制

目前冠狀動(dòng)脈扭曲的成因仍不明確，既往研究認(rèn)為左室舒張功能障礙［4］、高血壓［6-7］、性別、年齡、身高都可能與冠狀動(dòng)脈扭曲的發(fā)生相關(guān)。彈性纖維的病理性改變也可能為導(dǎo)致扭曲的原因之一，例如結(jié)締組織疾病扭曲綜合征［8］患者全身主要?jiǎng)用}均可出現(xiàn)延長(zhǎng)及扭曲。此外，最近研究顯示冠狀動(dòng)脈扭曲與視網(wǎng)膜動(dòng)脈扭曲相關(guān)，提示動(dòng)脈扭曲可能為系統(tǒng)性全身性的病變［9］。

3 冠狀動(dòng)脈扭曲的血流動(dòng)力學(xué)改變及其影響

生理狀態(tài)下動(dòng)脈可以有效地輸送血液，血管扭曲對(duì)血流有著顯著地影響。血管扭曲導(dǎo)致湍流的形成，增加了能量損失并引起下游灌注壓的降低。同時(shí)冠狀動(dòng)脈扭曲也增加了對(duì)扭曲節(jié)段血管壁的壓力和切應(yīng)力。這些血流動(dòng)力學(xué)的改變都被認(rèn)為有重要的臨床意義。

3.1 冠狀動(dòng)脈扭曲與心肌灌注缺損

輕微的冠狀動(dòng)脈扭曲不引起明顯的癥狀，但嚴(yán)重的冠狀動(dòng)脈扭曲常伴隨心絞痛等臨床癥狀。Zegers等［3］報(bào)道了3例冠狀動(dòng)脈造影無(wú)明顯狹窄但存在扭曲的心絞痛患者。該研究認(rèn)為扭曲造成了冠狀動(dòng)脈血流的改變:相對(duì)于非扭曲的血管，血流流經(jīng)扭曲節(jié)段時(shí)引發(fā)的湍流，通過切應(yīng)力的作用和離心作用造成了額外的能量損失，導(dǎo)致扭曲下游的節(jié)段灌注壓不足而引發(fā)扭曲冠狀動(dòng)脈的末端缺血，且扭曲的角度和數(shù)量與灌注壓的損失呈正相關(guān)。通過對(duì)冠狀動(dòng)脈扭曲進(jìn)行2D數(shù)值模擬研究也證實(shí)扭曲可造成冠狀動(dòng)脈灌注壓的下降，其灌注壓下降的程度與冠狀動(dòng)脈扭曲的角度與扭曲數(shù)目呈正相關(guān)［10］。Li等［11］對(duì)48例無(wú)冠心病的心絞痛患者進(jìn)行單光束發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層攝影術(shù)檢查發(fā)現(xiàn)冠狀動(dòng)脈扭曲和可逆性心肌灌注缺損明顯相關(guān)。Gaibazzi等［12］對(duì)400例冠狀動(dòng)脈造影正常或接近正常的心絞痛患者的研究發(fā)現(xiàn)，在可逆性心肌灌注缺損的患者中，嚴(yán)重冠狀動(dòng)脈扭曲的發(fā)生率是無(wú)可逆性心肌灌注缺損對(duì)照組的7倍，顯示冠狀動(dòng)脈扭曲可能引發(fā)可逆性心肌灌注缺損而引發(fā)患者心絞痛。Xie等［13］通過計(jì)算機(jī)血流動(dòng)力學(xué)模擬技術(shù)對(duì)冠狀動(dòng)脈扭曲對(duì)冠狀動(dòng)脈血供的影響的研究顯示:在靜息狀態(tài)下，冠狀動(dòng)脈扭曲對(duì)冠狀動(dòng)脈血供影響較小，其影響可通過下游血管床阻力降低進(jìn)行自身代償調(diào)節(jié)，然而在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下僅通過血管自身調(diào)節(jié)機(jī)制可能無(wú)法對(duì)扭曲造成的下游灌注壓降低進(jìn)行代償，從而導(dǎo)致末端血管的灌注不足。

3.2 冠狀動(dòng)脈扭曲與冠狀動(dòng)脈粥樣硬化

目前冠狀動(dòng)脈扭曲與冠狀動(dòng)脈粥樣硬化的關(guān)系尚不明確。Li等［7］對(duì)1 010例接受冠狀動(dòng)脈造影的心絞痛患者進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)冠狀動(dòng)脈前降支粥樣硬化發(fā)生和冠狀動(dòng)脈扭曲呈負(fù)相關(guān)，回旋支及右冠狀動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生和冠狀動(dòng)脈扭曲無(wú)明顯關(guān)系;同時(shí)參與研究的患者均接受了2～4年的隨訪，其結(jié)果顯示兩組主要心血管不良事件并無(wú)明顯差異。Groves等［14］對(duì)1 221例患者進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重冠狀動(dòng)脈扭曲和冠狀動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生呈負(fù)相關(guān)。

雖然臨床研究認(rèn)為冠狀動(dòng)脈扭曲的發(fā)生和冠狀動(dòng)脈粥樣硬化呈負(fù)相關(guān)，但Xie等［15］對(duì)于冠狀動(dòng)脈扭曲進(jìn)行了數(shù)字模擬研究，認(rèn)為嚴(yán)重的扭曲可能是冠狀動(dòng)脈粥樣硬化的危險(xiǎn)因素。該研究采用3D建模，模擬了前降支在不同扭曲程度下所造成的血流動(dòng)力學(xué)改變，結(jié)果顯示扭曲造成了時(shí)間平均切應(yīng)力的改變，在所有扭曲情況下，靠近扭曲區(qū)域的冠狀動(dòng)脈內(nèi)壁形成了高時(shí)間平均切應(yīng)力區(qū)(切應(yīng)力指黏性流體流經(jīng)血管壁的摩擦力對(duì)血管壁造成的壓力，可最簡(jiǎn)單定義為流體黏度和軸向速度的徑向變化的產(chǎn)物)，而緊接著的下游區(qū)域內(nèi)壁形成低時(shí)間平均切應(yīng)力區(qū)，在動(dòng)態(tài)曲率模型中扭曲也造成了震蕩切應(yīng)力因子的改變，當(dāng)扭曲角度＜120°扭曲區(qū)域時(shí)間平均切應(yīng)力上升較小但仍升高了0.5 Pa，震蕩切應(yīng)力指數(shù)變化也較小，但當(dāng)扭曲角度增加至135°時(shí)，震蕩切應(yīng)力指數(shù)明顯上升，當(dāng)扭曲角度逐漸增大后，下游將形成低而不穩(wěn)定的壁切應(yīng)力區(qū)。研究認(rèn)為當(dāng)扭曲角度在120°～135°時(shí)，扭曲造成的切應(yīng)力模式改變較為有限，而扭曲＞135°的嚴(yán)重扭曲是冠狀動(dòng)脈粥樣硬化的危險(xiǎn)因素。對(duì)于該研究和臨床研究的差異，該研究者認(rèn)為既往臨床研究采用冠狀動(dòng)脈造影圖像作為評(píng)價(jià)扭曲的標(biāo)準(zhǔn)，在二維圖像上扭曲的角度與三維環(huán)境中的實(shí)際扭曲角度存在較大差異，導(dǎo)致部分輕微扭曲的患者被臨床研究判定為較為嚴(yán)重的扭曲，造成研究結(jié)果的偏差。然而尚無(wú)臨床研究對(duì)這一結(jié)論進(jìn)行驗(yàn)證。進(jìn)一步研究，需采用更系統(tǒng)更完善的方法修正測(cè)量扭曲程度與實(shí)際扭曲程度的誤差。

切應(yīng)力對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞的表型和功能均有重要影響，生理情況下的動(dòng)脈切應(yīng)力(＞15 dyne/cm2)對(duì)冠狀動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生具有抑制作用。在冠狀動(dòng)脈扭曲狀態(tài)下，扭曲造成了下游較低且不穩(wěn)定的切應(yīng)力區(qū)，低切應(yīng)力和不穩(wěn)定切應(yīng)力將導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞功能異常并能促粥樣硬化生成。低而不穩(wěn)定的切應(yīng)力可促進(jìn)平滑肌細(xì)胞增殖和炎癥細(xì)胞募集物質(zhì)的產(chǎn)生，并能抑制抗血管粥樣硬化物質(zhì)(如一氧化氮)的產(chǎn)生。亦有研究認(rèn)為這種血流動(dòng)力學(xué)的改變所產(chǎn)生的其他影響(如對(duì)氧、低密度脂蛋白及細(xì)胞因子的相對(duì)傳輸造成的影響)對(duì)疾病的發(fā)生起著同樣重要的作用［16］。粥樣斑塊最早出現(xiàn)在遠(yuǎn)端低切應(yīng)力區(qū)域，其形成的粥樣斑塊壞死核心較小，斑塊較硬。而高切應(yīng)力對(duì)于血管壁的作用尚不明確。既往認(rèn)為高切應(yīng)力能減少冠狀動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生。而同時(shí)也有研究認(rèn)為，高切應(yīng)力將導(dǎo)致進(jìn)展中的粥樣斑塊纖維帽變薄，斑塊更加不穩(wěn)定，趨向破裂［17］。在其他造成冠狀動(dòng)脈血管血流動(dòng)力學(xué)改變的情況中如分叉病變，血管分叉區(qū)域的低切應(yīng)力和切應(yīng)力的不穩(wěn)定已被公認(rèn)為與粥樣硬化有著密切關(guān)系［18］。此外，Davutoglu等［9］對(duì)105例冠狀動(dòng)脈造影正?；驘o(wú)明顯斑塊形成的患者研究結(jié)果顯示:相比無(wú)明顯冠狀動(dòng)脈扭曲的對(duì)照組，合并冠狀動(dòng)脈扭曲的患者頸動(dòng)脈內(nèi)-中膜厚度較無(wú)冠狀動(dòng)脈扭曲的對(duì)照組更高。同時(shí)在合并冠狀動(dòng)脈扭曲的患者中，合并視網(wǎng)膜動(dòng)脈扭曲及視網(wǎng)膜動(dòng)脈粥樣硬化的比例明顯高于對(duì)照組。該研究者認(rèn)為冠狀動(dòng)脈扭曲可能與亞臨床動(dòng)脈粥樣硬化相關(guān)，且其可能發(fā)生于冠狀動(dòng)脈造影正常的患者。股動(dòng)脈扭曲與冠狀動(dòng)脈粥樣硬化的進(jìn)展相關(guān)［19］。發(fā)生于頸動(dòng)脈［20］、主動(dòng)脈［21］的扭曲也常伴發(fā)動(dòng)脈粥樣硬化，從而被認(rèn)為是促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化形成的因素。然而目前對(duì)于冠狀動(dòng)脈扭曲造成的血流動(dòng)力學(xué)改變與冠狀動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生區(qū)域及特點(diǎn)與切應(yīng)力的具體關(guān)系尚不明確，仍需進(jìn)行具體深入的臨床研究。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，冠狀動(dòng)脈扭曲是造影中常見的血管重塑現(xiàn)象，扭曲造成了冠狀動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)的改變，當(dāng)前研究認(rèn)為扭曲可導(dǎo)致灌注壓下降，引起遠(yuǎn)端血管灌注不足。此外通過計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，研究者認(rèn)為冠狀動(dòng)脈扭曲導(dǎo)致扭曲下游切應(yīng)力改變，形成低且不穩(wěn)定的切應(yīng)力區(qū)域，這種低且不穩(wěn)定的切應(yīng)力環(huán)境被認(rèn)為可引發(fā)內(nèi)皮損傷促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生，然而這一結(jié)論與臨床研究結(jié)論相悖。這一差異被認(rèn)為是臨床研究使用的二維測(cè)量結(jié)果與實(shí)際冠狀動(dòng)脈扭曲程度的誤差造成。因此，需制定完善系統(tǒng)的冠狀動(dòng)脈扭曲測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)扭曲血管的形態(tài)及功能改變進(jìn)行更深入的研究。

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Hemodynam ic Changes in Coronary Tortuosity and Its Clinical Significance

LIU Yixuan，YANG Chengming
(Department of Cardiology，Daping Hospital，Research Institute of Surgery，The Third Military Medical University，Chongqing 400042，China)

冠狀動(dòng)脈扭曲為冠狀動(dòng)脈造影術(shù)中常見的臨床現(xiàn)象，目前對(duì)于冠狀動(dòng)脈扭曲的發(fā)病機(jī)制仍不明確。當(dāng)前研究認(rèn)為冠狀動(dòng)脈扭曲可造成冠狀動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)的改變，此改變可能與心肌灌注缺損及冠狀動(dòng)脈粥樣硬化存在一定聯(lián)系?，F(xiàn)對(duì)冠狀動(dòng)脈扭曲研究的現(xiàn)狀進(jìn)行簡(jiǎn)要綜述。

冠狀動(dòng)脈扭曲;灌注缺損;冠狀動(dòng)脈粥樣硬化

Coronary tortuosity is a common phenomenon in angiography，however，the pathogenesis of coronary tortuosity is still unclear.Current studies suggest that coronary tortuosity can cause hemodynamic changes.These changesmay be associated with myocardial perfusion defects and coronary atherosclerosis.This paper briefly reviews the current status of research in coronary tortuosity.

1004-3934(2015)01-0037-04

R541.4

A

10.3969/j.issn.1004-3934.2015.01.011

2014-05-27

2014-08-06

劉一萱(1989—)，在讀碩士，主要從事冠心病基礎(chǔ)與臨床研究。Email:13527334282@163.com

楊成明，教授，碩士生導(dǎo)師，碩士，主要從事冠心病發(fā)病機(jī)制與臨床診療研究。Email:yangchmi@163.com