邢雨蒙(綜述) 潘翠珍,2,3△(審校)

(1復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院心臟超聲診斷科 上海 200032; 2上海市心血管病研究所 上海 200032;3上海市影像醫(yī)學(xué)研究所 上海 200032)

冠狀動(dòng)脈慢血流(coronary slow flow,CSF)是指排除冠狀動(dòng)脈血栓或痙攣、重度冠狀動(dòng)脈狹窄、生理性心肌橋、心臟結(jié)締組織病等因素后,在冠狀動(dòng)脈造影(coronary arteriongraphy,CAG)中未發(fā)現(xiàn)冠狀動(dòng)脈存在明顯狹窄性病變,但會(huì)出現(xiàn)一支或多支冠狀動(dòng)脈遠(yuǎn)端血流灌注延遲的現(xiàn)象。校正的TIMI血流幀數(shù)法(corrected TIMI frame count,CTFC)是評估冠狀動(dòng)脈血流速度的常用方法。在冠狀動(dòng)脈造影時(shí),發(fā)現(xiàn)有血管CTFC≥27幀,即可診斷為CSF[1]。自Tambe于1972年首次發(fā)現(xiàn)并提出CSF后,伴隨著影像學(xué)技術(shù)的不斷改進(jìn),CSF的檢出率也逐漸提高。心肌聲學(xué)造影(myocardial contrast echocardiography,MCE)是將微泡造影劑直接注入冠狀動(dòng)脈或周圍靜脈,應(yīng)用三維或多普勒超聲接收微泡的背向散射信號(hào),實(shí)現(xiàn)在微循環(huán)水平觀察心肌灌注的新技術(shù)。目前,MCE主要通過檢測心肌微循環(huán)水平異常實(shí)現(xiàn)對急性冠狀動(dòng)脈綜合征、慢性冠狀動(dòng)脈疾病以及冬眠心肌等的評估診斷[2]。但國內(nèi)外關(guān)于MCE在CSF上的研究報(bào)道甚少,本文將對MCE在CSF中的研究及應(yīng)用進(jìn)展綜述如下。

CSF的病理生理機(jī)制與其他冠狀動(dòng)脈疾病相比,關(guān)于CSF發(fā)病機(jī)制的研究相對較少,其病理生理機(jī)制可主要概括為以下幾點(diǎn):冠狀動(dòng)脈微血管功能異常;內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙;血小板功能異常;血管舒縮因子的失衡;炎癥反應(yīng);CSF發(fā)病的基因多態(tài)性等。雖然上述機(jī)制均有實(shí)驗(yàn)及理論依據(jù)證實(shí),但CSF的具體發(fā)病機(jī)制仍未具體闡明,因此尚需更多的臨床實(shí)驗(yàn)性研究加以驗(yàn)證。

MCE評價(jià)CSF的基本原理

理論依據(jù) MCE的基本原理是將含有微泡的造影劑經(jīng)冠狀動(dòng)脈或周圍靜脈注入,這些微泡的血流動(dòng)力學(xué)特性與紅細(xì)胞十分相似[3],且直徑較紅細(xì)胞小,能夠作為紅細(xì)胞示蹤劑在血管內(nèi)隨紅細(xì)胞一起進(jìn)入心肌微循環(huán),并均勻分布于心肌。由于微泡具有不進(jìn)入血管外間隙且不被心肌細(xì)胞攝取的特點(diǎn),故停留在血管內(nèi)的微泡在各個(gè)區(qū)域心肌內(nèi)的分布濃度可反映該區(qū)域的微血管密度,即心肌的血容量。MCE可通過獲取微循環(huán)內(nèi)的造影劑濃度A值(反映局部心肌微血管密度或心肌血容量)、造影劑充盈速率β值(反映局部心肌血流速率)、心肌血液容積MBF ( MBF=A×β,反映局部心肌血流量)以及微泡信號(hào)的時(shí)間-強(qiáng)度曲線y(t)=A×(1-e-βt)來評價(jià)心肌微血管的血流灌注[4]。即超聲圖像上心肌灌注正常區(qū)域表現(xiàn)為強(qiáng)回聲信號(hào),而在冠狀動(dòng)脈明顯狹窄區(qū),由于心肌未得到足夠的血流灌注而表現(xiàn)為充盈缺損。

聲學(xué)造影劑 應(yīng)用于 MCE的聲學(xué)造影劑的前提是使用安全且微泡直徑要足夠小,能夠通過肺循環(huán)到達(dá)心肌微血管床并使其在超聲心動(dòng)圖上充分顯影。聲學(xué)造影劑中的微泡由外殼和其內(nèi)含的氣體兩部分組成,外殼的構(gòu)成主要包括脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和高分子聚合物等。第一代造影劑出現(xiàn)于20世紀(jì)末,其內(nèi)含氣體為空氣,此類造影劑易破損且穩(wěn)定性和回聲反射性較差,不能通過肺循環(huán),因此主要用于右心腔顯像。第二代造影劑目前已經(jīng)應(yīng)用于臨床,其內(nèi)含氣體主要由分子量大的惰性氣體(如氟碳?xì)怏w等)構(gòu)成,能通過肺循環(huán)使左心腔顯影,這些氣體較空氣溶解度低,能產(chǎn)生高質(zhì)量的諧波信號(hào)且在超聲波下有較好的穩(wěn)定性,在微循環(huán)中的維持時(shí)間更長[5],因此利用造影劑的這一特點(diǎn)也可用于CSF的診斷。目前,正處于研究階段的第三代造影劑傾向于應(yīng)用在臨床科研以及特殊靶向治療中[6]。

MCE在CSF的應(yīng)用

MCE評價(jià)冠狀動(dòng)脈微循環(huán) 多數(shù)學(xué)者認(rèn)為CSF與冠狀動(dòng)脈微循環(huán)功能異常有關(guān)。Kassab 等[7]研究認(rèn)為冠狀動(dòng)脈系統(tǒng)是由心外膜下傳輸動(dòng)脈、微動(dòng)脈、微靜脈、靜脈和毛細(xì)血管構(gòu)成的微循環(huán)系統(tǒng),心肌血流量的大小主要受微血管收縮或擴(kuò)張的影響。許多研究者通過病理學(xué)組織活檢發(fā)現(xiàn),大多數(shù)CSF患者存在不同程度的微血管功能異常[8-9]。與冠狀動(dòng)脈造影不同,MCE可清楚顯示直徑<100 μm的微血管,且正常情況下,心肌血容量多位于微血管內(nèi),即MCE可有效反映冠狀動(dòng)脈微循環(huán)情況及心肌微血管的完整性[10]。隨著MCE技術(shù)的不斷成熟,出現(xiàn)將負(fù)荷超聲心動(dòng)圖(stress echocardiography,SE)引入MCE的新技術(shù),即心肌造影負(fù)荷超聲心動(dòng)圖(myocardial conreast SE,MCSE)。在MCSE下,正常動(dòng)脈可充分?jǐn)U張以滿足血流動(dòng)力學(xué)的需求,而狹窄動(dòng)脈擴(kuò)張受限表現(xiàn)為狹窄段心肌充盈缺損,說明MCSE能夠確診靜息狀態(tài)下不易發(fā)現(xiàn)的冠狀動(dòng)脈病變[11]。Abdelmoneim等[12]將MCSE測得的心肌血流量以及儲(chǔ)備值與負(fù)荷單光子發(fā)射CT (single photonemission CT,SPECT)對比,發(fā)現(xiàn)MCSE的檢出結(jié)果與負(fù)荷SPECT所示的心肌血流灌注異常區(qū)域具有良好的一致性。Vogel等[13]將MCSE對冠狀動(dòng)脈疾病的診斷價(jià)值與冠狀動(dòng)脈造影對比,發(fā)現(xiàn)MCSE更能準(zhǔn)確評估冠狀動(dòng)脈微循環(huán)的血流灌注且臨床可行性更好。王勝煌等[14]對CSF患者行MCSE檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)其β值和MBF等均顯著低于對照組,認(rèn)為在負(fù)荷狀態(tài)下CSF患者可能存在冠狀動(dòng)脈微循環(huán)水平的功能異常,從而導(dǎo)致心肌血流灌注不足和誘發(fā)心絞痛,甚至出現(xiàn)心肌梗死。

MCE評價(jià)冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮功能 部分學(xué)者認(rèn)為CSF現(xiàn)象為動(dòng)脈粥樣硬化早期的一種表現(xiàn)形式,冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮功能障礙常為CSF早期的主要病理生理改變。Mosseri等[15]通過對右心室內(nèi)膜活檢發(fā)現(xiàn)CSF患者的冠狀動(dòng)脈微血管內(nèi)存在不同程度的內(nèi)皮細(xì)胞變性及內(nèi)膜增生等病理學(xué)改變。Sezgin等[9]研究發(fā)現(xiàn),CSF患者的血漿中一氧化氮水平和血流介導(dǎo)的血管擴(kuò)張與正常對照組相比明顯降低,證實(shí)CSF患者存在內(nèi)皮功能失調(diào)現(xiàn)象。Pekdemir 等[16]使用血管內(nèi)超聲(intravascular unltrasound,IVUS)對CSF患者進(jìn)行檢查,同樣證明了內(nèi)膜增厚現(xiàn)象廣泛存在于冠狀動(dòng)脈內(nèi)。而冠狀動(dòng)脈造影通常只能顯示冠狀動(dòng)脈的一級結(jié)構(gòu),不能顯示微循環(huán)血管的早期病變,許多研究證實(shí)MCE可通過檢測出內(nèi)皮功能異常來發(fā)現(xiàn)早期冠狀動(dòng)脈的細(xì)微結(jié)構(gòu)病變。如Ismail等[17]通過觀察造影劑中的微泡在體外循環(huán)停跳心臟中心肌的通過率,發(fā)現(xiàn)微泡能夠快速通過內(nèi)皮功能正常的心肌,而當(dāng)內(nèi)皮功能受損時(shí),微泡清除緩慢,通過率下降,這一現(xiàn)象提示可通過觀察微泡在心肌內(nèi)充盈和排空速度來評價(jià)冠狀動(dòng)脈微血管的內(nèi)皮細(xì)胞功能。Lindner等[18]研究發(fā)現(xiàn)造影劑中的微泡在進(jìn)入微血管后,常黏附于受損的內(nèi)皮細(xì)胞表面而不黏附于正常內(nèi)皮細(xì)胞,這些微泡黏附的病變區(qū)域在常規(guī)病理學(xué)檢查中多無陽性發(fā)現(xiàn),表明MCE可通過這種特殊的微泡黏附性檢測出早期冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮功能的病理學(xué)改變。楊欣等[19]通過對實(shí)驗(yàn)兔注射乙酰膽堿和硝酸甘油,發(fā)現(xiàn)MCE聲學(xué)密度定量技術(shù)可通過定量分析微血管內(nèi)皮依賴性舒張功能和內(nèi)皮非依賴性舒張功能的改變來評估微血管內(nèi)皮的受損情況。

MCE評價(jià)其他冠狀動(dòng)脈微血管疾病 Kemp于1973 年首次提出 “ 心臟X綜合征 ”(cardiac syndrome X,CSX)的概念。凡具有典型勞力性心絞痛癥狀且運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)陽性,但冠狀動(dòng)脈造影正常、無冠狀動(dòng)脈痙攣依據(jù)并排除其他可導(dǎo)致心電圖缺血性改變的心臟病癥候群即可定義為CSX[20]。CSX的發(fā)病機(jī)制尚未闡明,目前多認(rèn)為與冠狀動(dòng)脈微血管功能障礙有關(guān)。Galiuto等[21]采用MCE測定CSX患者的冠狀動(dòng)脈血流儲(chǔ)備(coronary flow reserve,CFR),與對照組相比,發(fā)現(xiàn)CSX患者的CFR明顯降低。Rinkevich等[22]對CSX患者分別行靜息和負(fù)荷狀態(tài)下的MCE檢查,發(fā)現(xiàn)靜息狀態(tài)下β值和心肌血流量MBF明顯高于對照組,而負(fù)荷狀態(tài)下明顯低于對照組,提示CSX患者可能存在冠狀動(dòng)脈微循環(huán)自我調(diào)節(jié)能力的異常,這一結(jié)果與上文提及的王勝煌等[14]利用MCSE對CSF患者進(jìn)行檢測得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果類似,表明CSF和CSX的發(fā)病機(jī)制均可能與冠狀動(dòng)脈微血管功能障礙有關(guān),因此在利用MCE診斷冠狀動(dòng)脈微血管疾病時(shí),應(yīng)結(jié)合其他影像學(xué)檢查以及不同臨床表現(xiàn)對兩病進(jìn)行鑒別診斷。但由于目前國內(nèi)外鮮有MCE在CSF和CSX的研究報(bào)道,故仍需大量實(shí)驗(yàn)對其進(jìn)行更深入的研究。

MCE的優(yōu)勢和局限性

優(yōu)勢 與PET、SPECT和CAG等心臟常規(guī)檢查相比,無電離輻射損傷為MCE獨(dú)有的優(yōu)勢。同時(shí),患者應(yīng)用 MCE后,不良反應(yīng)的發(fā)生率很低。如Seol等[5]研究認(rèn)為由造影劑中的微泡外殼引起的過敏反應(yīng)率僅為1/10 000。許多研究報(bào)道患者發(fā)生背痛、頭痛、惡心和皮疹等輕微不良反應(yīng)的概率也僅為0.27%～3.5%[23-24]。與其他影像學(xué)檢查相比,MCE具有較好的空間和時(shí)間分辨率,能夠定量評估心肌微循環(huán)血流灌注以及檢測出心內(nèi)膜下心肌缺血。同時(shí),MCSE能夠確診常規(guī)影像學(xué)技術(shù)無法識(shí)別的CSF患者。此外,MCE還具有操作簡單、床邊快速實(shí)時(shí)檢查、臨床可行性好、費(fèi)用相對低廉等優(yōu)勢。

局限性 雖然MCE具有許多特有優(yōu)勢,但目前在臨床診斷中MCE尚未得到廣泛的推廣,仍存在一些不足之處。如心率或呼吸運(yùn)動(dòng)較快時(shí)產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)偽影會(huì)造成圖像的質(zhì)量效果不佳;左室基底段心肌可因微泡的聲衰減而致顯像欠佳;目前MCE對心肌微循環(huán)血流灌注的檢測評估尚無統(tǒng)一診斷標(biāo)準(zhǔn),因此限制了其在臨床中的使用。

結(jié)語綜上所述,與其他影像學(xué)技術(shù)相比,MCE在診斷CSF上具有獨(dú)特的優(yōu)勢。MCSE可檢出其他影像學(xué)檢查漏診的CSF患者,使患者及時(shí)得到診斷治療并顯著改善預(yù)后,但目前該技術(shù)在臨床中的應(yīng)用仍未得到廣泛普及。隨著影像學(xué)技術(shù)、造影劑以及后處理分析技術(shù)的不斷進(jìn)展與改革,MCE的應(yīng)用領(lǐng)域及前景將不斷擴(kuò)大和提高。