第二节 慢性闭塞病变存活心肌的判定
一、存活心肌概述
近年来相关研究显示冠状动脉严重狭窄或完全闭塞再次开通后,原梗死区或原缺血区收缩功能异常或无收缩功能的节段可逐渐恢复正常,这些可恢复功能的心肌被称为存活心肌。对于CTO病变患者,评价存活心肌不仅具有理论上的意义,而且对于术前评估,并确定下一步治疗方案具有十分重要的意义。
二、存活心肌的发生机制
存活心肌按其发生机制包括顿抑心肌、冬眠心肌和重伤心肌。
1.顿抑心肌(stunned myocardium)
由于冠状动脉完全闭塞或痉挛导致心肌短暂的缺血虽不足以造成坏死,但心肌的收缩或舒张功能发生了障碍,即使冠状动脉血流恢复,其所支配区域范围内的心肌功能也不能立即恢复,往往在数小时甚至数周后才能完全恢复正常。临床上表现为心肌血流恢复与机械功能不匹配,其确切发生机制尚未阐明。
2.冬眠心肌(hibernation myocardium)
在冠状动脉血流灌注减少的情况下,存活心肌的功能逐渐减低,被称为“冬眠”(hibernation)。当血流灌注供应(氧的供应)恢复正常或心肌耗氧量减少时,“冬眠”的心肌功能可以恢复正常。心肌冬眠(myocardial hibernation)是指在氧供应减低的情况下,心肌细胞为了维持它的存活,而降低其功能和代谢。心肌冬眠的表现是心室局部室壁运动异常,相应节段的心肌血流灌注降低,但是心肌细胞仍然是存活的。
3.重伤心肌(maimed myocardium)
冠状动脉闭塞或严重狭窄导致心肌缺血数小时,造成心内膜下心肌梗死,梗死区域残留潜在存活的重伤心肌。再灌注重伤心肌仍可获救,心肌功能可延迟恢复,但不能完全恢复。
三、常用检测方法
(一) 核素心肌显像判定存活心肌
正电子发射断层扫描显像(positron emission tomography,PET)利用存活心肌具有代谢功能的特点,PET通过代谢显像结合灌注显像判断心肌的代谢与血流灌注是否匹配来评价存活心肌,是检测存活心肌最有价值、最准确的方法,目前被认为是检测心肌存活的“金标准”。18F-脱氧葡萄糖(FDG)目前广泛使用,被公认为估价心肌存活的最可靠的方法。在冠状动脉狭窄的患者中,血流灌注减低、FDG摄取正常或相对增加(灌注-代谢不匹配)反映有心肌缺血但仍然处于存活状态;血流灌注减低、FDG摄取也减低(灌注-代谢匹配)反映心肌细胞亦不存活。在心绞痛及陈旧性心肌梗死患者的存活心肌检测中,这一标准预测准确性达到92%。18F-FDG-PET对血管成形术后左室功能改善的阳性预测值是78%~85%,阴性预测值是78%~92%。但在急性心肌梗死后“代谢血流”可能并非完全代表心肌存活,其原因可能是缺血、再灌注本身增加FDG摄取,以及炎症反应时白细胞摄取FDG增加,并向心肌浸润,进而导致急性心肌梗死再灌注后梗死区心肌(存活心肌、非存活心肌)摄取FDG都增加。最近,门控PET(GAPET)对左室整体和局部射血分数及室壁厚度的定量分析,提高了对存活心肌的检测能力。但PET检查费用昂贵、限制了其在临床上的广泛使用。
(二)单光子断层显像(SPECT)
近年来,研究认为18F-FDG-SPECT检测存活心肌提供的数据与18F-FDG-PET相似,而优于静息再分布201铊(201Tl)、负荷再注射201Tl心肌灌注成像、门控心肌单光子断层显像(SPECT)成像及低剂量多巴酚丁胺超声负荷试验(DSE)。Burt等报道利用18F-FDG-PET和18F-FDGSPECT显像的半定量法分析对20例冠状动脉粥样硬化性心脏病患者研究中发现二者诊断存活心肌的一致性达到91%。而Bax等利用18F-FDG/13N-氨水-PET和18F-FDG/201Tl-SPECT显像对20例陈旧性心肌梗死患者存活心肌评价,二者的诊断符合率为76%。但对于EF<35%的患者,符合率为100%。18F-FDG-SPECT作为一种新出现的检测存活心肌的方法,应用前景较好,但由于应用时间短,其临床准确性有待于进一步研究。
(三)心肌灌注显像
细胞膜的完整性决定了细胞存活,因此只有保留完整细胞膜的存活细胞才能保留和蓄积心肌灌注显像剂如:99m锝-甲氧基异丁基异腈(99mTc-MIBI)、201Tl等。因此,心肌存活的信号也可由某些血流显像剂的摄取间接反映。常用的检测方法有以下几种:
1.再注射(reinjection)201T.心肌显像
临床上广泛地应用于诊断冠状动脉粥样硬化性心脏病,鉴别坏死和存活心肌的是201Tl运动试验和3-4小时再分布显像。201Tl心肌显像方案通常是:在负荷试验高峰时,静脉注射201Tl。“即刻”“再分布”显像分别于静脉注射201Tl后5~10分钟和3~4小时进行。可逆性缺损或“再分布”被认为心肌缺血、存活;“不可逆性”缺损则被认为心肌“死亡”。存活的心肌在3~4小时“再分布”显像无再分布,可能是因为201Tl再分布不仅取决于即刻显像时的灌注缺损程度和继后的局部心肌血流量,还取决于血清中的201Tl的浓度。近年来,运动试验后3~4小时,静态201Tl再注射(1mCi)显像被已被广泛应用于评价心肌活力。Dilsizian等在100例患者中发现92例有运动试验后“即刻”显像心肌灌注异常,在260个灌注缺损节段中,85个节段的3~4小时“再分布”显像显示为“不可逆性”缺损,其中49%(42/58)在再注射显像表现201Tl摄取增加或正常。20例患者经PCI治疗,术前可逆性缺损的15个节段中的13个(87%),在PCI术后201Tl摄取恢复正常,并且局部室壁运动改善;相反,不可逆性灌注缺损的8个节段,在PCI术后,局部心肌对201Tl摄取和室壁运动仍然异常。
2.静态、再分布201Tl心肌显像
有研究认为,静态、再分布201Tl心肌显像可能是准确评价存活心肌的又一方法。Gewirtz等研究认为严重冠状动脉病变、无急性心肌缺血或陈旧性心肌梗死患者的静态201Tl心肌显像会有可能出现201Tl灌注缺损,并且,这些缺损在2~4小时后可能再分布。而后,有人研究了静态、再分布201Tl心肌显像预测冠状动脉再血管化后心肌灌注、功能变化的准确性。有报道称静态、再分布201Tl心肌显像预测冠状动脉再血管化后室壁运动改善的灵敏度为44%~100%,特异性为22%~92%。运动试验诱发的心肌缺血的存在,对于临床治疗方案的决定是很重要的,在临床上,如果患者能耐受负荷试验心肌显像的话,应该首先考虑负荷试验心肌显像。但是,目前有研究发现静态、再分布201Tl心肌显像预测冠状动脉再血管化后室壁运动改善的灵敏度为44%~100%,特异性为22%~92%。对于评价心肌存活,静态、再分布201Tl心肌显像与运动试验、再注射201Tl心肌显像等并无明显差别。因此静态、再分布201Tl心肌显像的应用仍需进一步研究,其临床应用价值值得关注。
3.99mTc-MIBI心肌显像
近些年来,99mTc-MIBI心肌显像在诊断冠状动脉疾病中应用日趋增多,99mTc -MIBI无明显再分布是与201Tl的主要区别。相关动物试验显示,心肌99mTc-MIBI的摄取与心肌存活成正相关,一些研究发现,它也可以用于评价心肌活力。但是Cuocolo等对比了20例冠状动脉病变、左室功能异常(LVEF为30%±8%)患者的运动试验、静息99mTc-MIBI心肌显像和运动试验、再注射201Tl心肌显像;常规3~4小时“再分布”显像为不可逆性灌注缺损的122个节段中,再注射201Tl心肌显像有再分布的为57个(43%)节段,但99mTc-MIBI显像有再充填的只有22个(18%)节段。许多研究发现,相当一部分静态99mTc-Sestamibi心肌显像为“不可逆性”缺损的心肌节段,在FDG心肌PET代谢显像存在FDG摄取,因此,静态99mTc-MIBI -Sestamibi心肌显像可能低估心肌活力。
4.硝酸酯心肌显像
何作祥等报道,在一组20例患者的研究中,再注射201Tl显像显示为可逆性灌注缺损的节段中的98%(40/41),亚硝酸异山梨醇/再注射201Tl显像也显示为可逆性缺损;再注射201Tl显像显示为“不可逆性”缺损节段中的26%(14/54),亚硝酸异山梨醇/再注射201Tl显像显示为可逆性缺损。这项研究的结果表明,与单纯再注射201Tl心肌显像相比,亚硝酸异山梨醇/再注射201Tl心肌显像对于心肌活力的检测具有更高的灵敏度。随后,一些作者分别研究了硝酸酯201Tl、Tc-99m-sestamibi和99mTc-MIBI -tetrofosmin心肌显像对于心肌活力的估价。一些作者研究了硝酸酯心肌显像预测冠状动脉再血管化后左心室整体、局部功能改善的准确性。这些研究表明,硝酸酯心肌显像预测冠状动脉再血管化后左心室节段室壁运动改善的灵敏度82%~95%,特异性为76%~89%。研究结果表明,硝酸酯心肌显像也能准确地判断心脏事件。
(四)心脏超声
1.静息二维心脏超声
La Canna等研究发现心肌梗死区舒张期室壁厚度是预测存活心肌的一个敏感指标。在外科旁路移植术前测舒张期室壁厚度,术后随访1年,发现术前舒张期室壁厚度>5mm对预测收缩功能恢复的敏感性是100%,但特异性仅28%。而变薄的室壁厚度,有非常高的阴性预测值(97%~100%),认为如果舒张期室壁厚度<5mm,则再血管化可能无价值。
2.超声负荷试验
正性肌力药物(儿茶酚胺等)可刺激冬眠心肌的收缩,进而证实其收缩功能的储备,目前应用最广泛的技术是多巴酚丁胺超声负荷试验。存活心肌的存在主要依靠局部室壁运动及厚度改变,而无改变则提示无存活心肌。有19个研究发现多巴酚丁胺超声负荷试验的敏感性为81%,特异性为86%和预测值为83%。小剂量多巴酚丁胺[5~10μg/(kg·min)]用于检测心肌活力,大剂量[20~40μg/(kg·min)]可诱发缺血。“双相反应”是指小剂量多巴酚丁胺可改善室壁运动,大剂量时可加重室壁运动障碍,“双相反应”被认为是血管成形术后室壁局部运动功能改善的最佳预测指标。因此,推荐所有无禁忌证患者都行低剂量和大剂量多巴酚丁胺试验。Bax等研究分析发现在预测血管成形术后功能的恢复上,多巴酚丁胺超声负荷试验具有较高的特异性,为81%,其敏感性略低为83%,SPECT和PET的敏感性为83%~90%,其而SPECT和PET特异性仅为47%~73%,故多巴酚丁胺超声负荷试验有推广价值。
(五)心肌声学造影(MCE)
心肌声学造影可用于评价节段室壁运动和局部心肌灌注。基本机制是假定梗死、非活性组织失去了完整的微循环,假定存活心肌有完整的微循环。Nagueh等对18个稳定型心绞痛伴左室功能低下患者PCI术前行MCE、多巴酚丁胺超声负荷试验、201Tl 显像,研究发现它们对心功能恢复预测有相似的特异性(43%~66%)、敏感性(89%~91%)。MCE与心肌核素灌注相比优越处在于提供了室壁收缩和运动的额外信息。由于外周静脉对比剂的应用,MCE已成为评价存活心肌的更加有前景的方法。联合多巴酚丁胺超声负荷试验可同时提供灌注和收缩储备的信息,增加了敏感性和特异性,优于其他的单一方法。该技术因依赖于合适的超声对比剂的研制应用,目前有一定局限性,但预计在将来会广泛应用于临床,其评估心肌血流灌注将优于心肌核素灌注。
(六)磁共振
磁共振(MRI)有较高的空间分辨力和心内膜分层能力,可用于定量分析收缩功能和储备功能,评估组织灌注和表现细胞膜完整的特性。目前大多数影像学方法,由于其有限的空间分辨力和成像质量,对于存活心肌的检测存在着缺陷,而MRI在这方面有明显优势。Higgins等明确两个检测存活心肌的精确的MRI标准:舒张末期室壁厚度≥5.5mm(敏感性92%,特异性56%)和多巴酚丁胺作用后在超过50%的功能失调的节段收缩期室壁厚度增加≥2mm(敏感性89%、特异性94%)。定量评估多巴酚丁胺负荷试验时,收缩期室壁厚度增加是预测左室功能恢复的精确指标,而变薄的舒张室壁厚度(<5.5mm)具有较高的阴性预测值。另外,对比剂增强MRI(contrast enhanced MRI),因对比剂可进入细胞间隙,可研究灌注、血池,进一步提高检测存活心肌的准确性。Standstede等研究证明对比剂应用后缺血区延迟高增强信号对预测存活心肌的敏感性为98%、特异性76%。MRI较精确地确定心肌梗死瘢痕部位和定量分析收缩功能,使其在鉴别存活心肌方面的临床应用更有前途。
(七)心电图
心电图(ECG)包括以下两种。
1.静息体表心电图
Christian等研究发现体表ECG和PET,对比PET“匹配”和Q波表示坏死心肌一致性为20%,Q波是瘢痕组织一特异但不敏感的指标。QS波比QR波预示具有更多存活心肌。宋潜英等研究发现梗死部位的存活心肌与QT离散度(QTd)呈负相关,坏死心肌与QTd呈正相关,QTd可作为初步估测Q波型心肌梗死部位存活心肌程度的一种简单方法,但体表心电图对存活心肌的鉴定有明显的局限性。
2.运动负荷心电图
Bertecla等对Q波型心肌梗死患者用超声心动图、201Tl、运动负荷ECG对比研究发现:在运动负荷时梗死相关导联的QT间期缩短是反映透壁性心肌梗死区有存活心肌的一个简单的心电图指标。Elhendy等研究发现,在近期前壁心肌梗死患者,在多巴酚丁胺超声负荷试验时,有40例患者(57%)出现ST段提高,再血管化后其中35例(50%)心功能恢复,并发现运动负荷时ST段提高预测左室功能恢复的准确性与小剂量多巴酚丁胺超声负荷试验相似(分别为80%、83%)。
(八)多层螺旋CT
随着多层螺旋CT(MSCT)时间及空间分辨率大大提高,对显示心内膜下结构的微小病变,具有独特的优势。在心脏收缩舒张双期对比增强CT检查中,注入非离子型碘对比剂时缺血和梗死心肌则表现出不同类型的强化,包括早期缺损(early defect,ED)、剩余缺损(residual defect,RD)和延迟强化(late enhancement,LE),而常因心肌内的浓度迅速达到峰值,表现为均匀一致的早期强化及随后延迟期的强化程度下降。目前认为上述机制尚不清楚,但最大可能机制为坏死心肌细胞代谢停止,细胞膜完整性破坏,坏死心肌或瘢痕的细胞间隙增大,对比剂流入/流出时间常数的延长。是MSCT评估存活心肌的基础是正常心肌和病变组织间的对比剂浓度差异。Paul等使用MSCT与SPECT对比,在成功的再血管化治疗后预测梗死面积,发现通过延迟增强来预测再血管化治疗后心肌梗死面积的特异性和敏感性分别为100%和93%。
评价存活心肌对CTO病变具有重要意义,对每个CTO患者都应该个体化,选择一种合适的诊断方法对患者的治疗决策、预后改善均有较大帮助。