冠状动脉微循环障碍检测方法进展

盛欣成综述，何奔审校

综述

冠状动脉微循环障碍检测方法进展

盛欣成综述，何奔审校

冠状动脉再灌注后微循环障碍极大地影响着急性心肌梗死患者的预后。目前，临床上有多种检测微循环障碍的方法。心脏磁共振成像是非侵入性评估心肌微循环功能的金标准，但其在临床上的普及不及心肌声学造影。冠状动脉TIMI血流分级、校正TIMI计帧法（CTFC）、心肌灌注分级（TMPG）、心肌呈色分级（MBG）及TIMI心肌灌注帧数计算（TMPFC）能直接通过造影图像评估微循环功能。冠状动脉微循环阻力指数等技术方法利用特殊导丝对微循环功能进行检测。本文将对上述方法进行总结归纳，为临床工作者选择微循环障碍评估手段提供参考。

综述；冠状血管；检测方法

半个多世纪前所发明的冠状动脉造影（CAG），使得冠心病患者能通过极为简便的方式检测冠状动脉狭窄的程度[1]。而随着CAG的普及，相关学者也逐渐发现，一定数量的患者存在着自身症状与CAG结论之间的不匹配。Kemp[2]于1973年总结了这一现象，并提出了心脏X综合征。10余年后，Cannon等[3]又在此基础上提出了微血管性心绞痛，并成为了X综合征一种合理的病理生理解释。经过30余年的发展，尤其是大量经皮冠状动脉介入治疗（PCI）术后冠状动脉慢血流现象（CSFP）的发现，微循环障碍（Microvascular dysfunction）逐渐为医疗界所认知。相关临床研究也已经证实，CSFP现象极大地影响急性心肌梗死（AMI）患者的预后[4]，这也使得临床工作者对微循环障碍这一概念越来越重视[5]。

微循环障碍：冠状动脉循环独立于肺循环与体循环之外，是心脏新陈代谢的必要元素。主要包括位于心外膜的冠状动静脉以及位于心肌内的微循环血管[6]。其中微循环的血管细小（直径＜150 μm）且分布广泛，是心肌进行氧气以及其他相关物质交换的重要场所，对于维持心脏的正常运作起着至关重要的作用[7]。微循环障碍与传统意义上的冠心病不同，指的是在微循环层面上出现的血液流通障碍并影响心肌供血。微循环障碍常出现于AMI急诊再灌注治疗后，并已被证实与在院死亡率、恶性心律失常、心肌梗死后心力衰竭等近期并发症[8]以及左心室心肌重构和功能恢复等长期预后[9]息息相关。目前临床上有多种技术手段可以评估微循环功能，可分为侵入性方法及非侵入性方法，其中的侵入性方法往往建立在CAG的基础上。

1 非侵入性方法

1.1 放射性核素心肌灌注显像

放射性核素心肌灌注显像是核医学的一个分支，利用同位素衰变以及相关放射性物质的接收技术，可用来对心肌灌注情况进行评估。目前临床上主要应用以99m锝-甲氧基异丁基异晴（99mTc-MIBI）作为反射性显影剂的单光子发射计算机断层扫描（SPECT）。99mTc-MIBI首次通过心肌时可被摄取

60%～70%，并稳定滞留于心肌细胞内5 h以上。通过心肌摄取99mTc-MIBI后的不同显影状态，可区分正常心肌、缺血心肌以及坏死心肌[10]。放射性核素心肌灌注显像在临床上主要应用于对心肌功能的评估，若结合正常造影结果并排除其他相关心脏损伤，则可以判断为微循环功能的异常。一项针对存在心绞痛表现及心电图异常的X综合征患者研究显示，其中63.9%经SPECT检查后表现为心肌缺血，25.0%表现为心肌坏死[11]。然而该方法分辨率较差，往往只能给出一个定性的大概判断，而且操作较为繁琐，再加上放射性物质对人体造成的一定损害，现临床上应用较少。

目前，临床上也有结合基于葡萄糖类似物18F-脱氧葡萄糖（FDG）的正电子发射计算机断层显像（PET）以及磁共振成像（MRI）或计算机断层摄影术（CT）来判定心脏功能的PETCT和PET-MRI，能较SPECT更为清晰地反映心肌状态，但由于类似技术受血糖影响大，且价格居高不下，目前在临床上尚未推广应用[12,13]。

1.2 心肌声学造影

心脏多普勒超声是观察心脏结构功能常用的手段。近年来，声学造影剂的应用使得利用超声方式观测心肌灌注成为可能，该法被称为心肌声学造影（MCE）[14]。声学造影剂是包含着微量气体的气泡，又称为微气泡。微气泡与红细胞在人体内有着相似的流体动力学特性，并可在高能超声波的作用下破裂并被相关超声设备观测记录。在被静脉注射进入血液循环后，微气泡在循环系统甚至毛细血管层面的分布与红细胞类似，这也就意味着超声所记录的区域可以认为是红细胞流经的区域，即该区域存在血流供应。对于完成心肌再灌注1～2天心肌充血恢复正常的患者，就可以通过MCE检测心脏血流供应以及无复流区域的面积，该区域可认为是实际心肌梗死面积[15]。心脏超声具有极高的空间分辨率（轴向＜1 mm）以及时间分辨率（30～120 Hz）[16]，这意味着相关图像十分清晰，加上心脏超声操作较为便捷，检查所需成本较低，MCE现已成为临床常用的判断心肌梗死后心脏恢复情况的手段。但是MCE评估的是心肌的灌注水平，并非纯粹针对微循环功能，冠状动脉大血管病变、心肌坏死等均会使得心肌灌注水平下降，不能统一归纳为微循环障碍，而且MCE的结论基于操作人员的主观判断，可能存在的误差也较大。

1.3 心脏磁共振成像（CMR）

MRI是将物体置于高强度磁场下，基于原子层面的磁物理性质观测反应物体形态的技术，现在广泛应用于临床诊断领域。CMR可用于观测心脏结构功能，而通过心肌不同时期对于造影剂的摄取更可以反应心肌微循环功能。在磁共振造影剂首过灌注时，心肌微循环障碍区域显示为低密度的灌注缺损区；10～15 min后，造影剂在心肌梗死区域潴留，微循环障碍区域显示为位于高信号区中的低信号区，称为微循环阻塞区；首过灌注时显示的灌注缺损区往往较微循环阻塞区大，而微循环阻塞区域中的心肌则被认为是不可逆性微循环障碍[17，18]。一项针对X综合征的研究显示，患病组有56%的患者经CMR检测出微循环障碍（对照组为0%，P=0.004），并且此结果与有创检查所得的冠状动脉血流储备（CFR）呈现一致性[19]。CMR拥有着较MCE更高的分辨率，对于造影剂吸收两个阶段的观测也使得它在对微循环功能的判定上较其他技术更为准确，对于坏死心肌以及微循环障碍的心肌能够较好地分辨。同时，CMR检测图像可以留存，较之MCE更具有客观性。然而，起搏器等金属植入物均为MRI类检查的禁忌，而且CMR检查耗时较长，人工及经济成本较高，这些均制约了CMR的临床推广，不能作为一项常规检查。

1.4 心电图T波分析程序

2016年，Sara等[20]通过对超过1500名参与人员心电图图像的数据化处理及分析，建立了通过计算机数据化心电图来判断患者微循环障碍的T波分析程序。该方法以QRS波起点为原点，建立坐标系后通过综合V6导联T波面积（坐标系中T波与X轴所包围区域的面积）、II导联Y中心T1高度（坐标系中T波前25%长度所对应区域T波面积重心的Y坐标值）以及II导联T波高低峰差值（T波高峰与T波结束时高度的差值）三个因素，对男性患者微循环障碍的敏感性和特异性分别为74.6%与73.9%，对于女性患者微循环障碍的敏感性和特异性分别为65.9%与67.7%（以CFR=2.5为金标准）。T波分析程序利用的是心电图图像，而心电图在临床上简单易得，成本较低，故而该方法可以视作心脏微循环障碍的初筛手段。然而由于该方法计算过程复杂，单靠肉眼难以获取相关参数，必须将心电图图像经过计算机处理数据化后方能执行，大大增加了该方法临床实践的难度。而且该法无法应用于心房颤动、左右束支传导阻滞、起搏器植入以及服用抗心律失常药物的患者，文章也尚未提及该法能否应用于ST段抬高型心肌梗死患者的心电图，这一点无疑大大降低了该程序临床应用的普适性。此法刚推出不久，具体的推广及应用还需时间来证明。

2 侵入性方法

PCI术后微循环障碍对AMI患者预后影响的明确使得临床工作者对于PCI术后微循环功能极为重视，而几乎所有的非侵入性微循环检测手段均需要PCI术完成一段时间后进行。侵入性检测手段曾因其为有创检测手段而不被重视，但对于本就需要行PCI术的AMI患者而言，侵入性检测所带来的损伤也得以最小化，故而直接通过导管技术测量微循环功能对需行PCI术的AMI患者可能是更好的选择。而对于侵入性方法而言，又可分为无需应用特殊导丝的CAG图像分级手段以及应用特殊导丝的微循环障碍测量手段。

2.1 无需应用特殊导丝的CAG图像分级手段

造影TIMI血流分级与校正TIMI计帧法（CTFC）：TIMI现已广泛运用于CAG，通过造影剂能否达到血管远端以及达到血管远端的速度，可将心肌灌注由劣至优分为0～Ⅲ级。在此基础上有人提出了CTFC，CTFC是通过对造影图像时间轴的量化，以数帧的方式将主观判断的TIMI分级以数字化的方式客观呈现[21]。Sun等[22]的临床试验显示，相较于大血管的病变，CTFC对于微循环血管的病变更为敏感，可以用来反映微循环功能。也有研究显示CTFC与冠状动脉血流储备分数（FFR）均异常的患者较两者均正常的患者有着明显不良的预后（心血管事件率31.8% vs 7.6%，P=0.004），提示CTFC对于患者预后具有一定的评估作用[23]。可纵然TIMI分级与CTFC可以反应心肌微循环功能，仍不能改变这两者着眼于冠状动脉大血管的本质，临床上也确实存在TIMI血流与微循环功能不匹配的案例[24]，这也提示我们仍需要针对于微循环血管的评判手段。

心肌灌注分级（TMPG）、心肌呈色分级（MBG）与TIMI心肌灌注帧数计算（TMPFC）：TMPG着眼于CAG图像中的微循环血管分布区域，通过造影剂能否达到并通过微循环区域以及其显影出现与消失的速度，可将心肌灌注由劣至优分为0～Ⅲ级[25]。对于急诊PCI术后的AMI患者，TMPG与左心室功能及重构情况相一致，可以反应心肌存活率，并且与患者预后密切相关[26]。MBG同样着眼于微循环血管分布区域，与TMPG不同的是，MBG关注的是心肌在造影剂通过时所产生的颜色变化程度，依次将心肌灌注由劣至优分为0～Ⅲ级。与TMPG类似，MBG也能反应AMI患者PCI后的预后[27，28]，最新的研究显示，MBG与AMI后的左心室射血分数甚至是室性心律失常发生率相关（P＜0.001）[29]。

传统造影分级手段TMPG与MBG可以让患者在进行CAG的同时评估心脏灌注水平，但类似方法都是基于术者对于造影图像的主观判断，误差较大，而且所得出的结论均为半定量，无法对微循环功能给予一个准确的判定。何奔教授及其团队在参考了CTFC概念后，于TMPG的基础上提出了TMPFC 这一微循环评判标准。该方法通过对造影图像时间轴的具体量化，以数帧的方式将主观判断的TMPG以数字化的方式客观呈现[30]。经过临床试验后证明对于反应心肌微循环功能有着比TMPG更为优秀的敏感性[敏感性85.3%，特异性相似（75%）]，目前正在临床上推广应用[9,31]。

2.2 应用特殊导丝的微循环障碍测量手段

CFR与FFR：CFR指的是冠状动脉最大程度扩张时的血流量与静息状态血流量的比值，一般将2.5定义为CFR的临界值[20]。CFR实际体现的是血流通过冠状动脉循环的能力，无论是大血管病变还是微循环血管病变都将影响CFR的测量值，CAG结果正常结合CFR过低即可判断患者为微循环障碍[32]。 CFR的测量受多种因素影响，可重复性较差。

FFR指的是心肌最大充血状态下的狭窄远端冠状动脉内平均压（Pd）与冠状动脉口部主动脉平均压（Pa）的比值，目前被认为是判断冠状动脉大血管病变的金标准[33]。FFR测定的前提是药物诱使心肌微血管扩张，使得微循环阻力最小化。这对于存在微循环障碍的患者难以达成，故而在存在微血管病变时，FFR会被高估[34]。由此可从一个侧面体现微循环障碍。

CFR与FFR的发明本意并非用来体现微循环功能，但由于两者皆是冠状动脉循环系统的实际测量值，均受到微循环功能这一冠状动脉循环中重要因素的影响，故微循环障碍也能通过CFR和FFR加以体现。

冠状动脉微循环阻力指数（IMR）：2003年Fearon等[35]提出的IMR，定义为冠状动脉远端压力与最大充血状态下平均传导时间的乘积。IMR是一个通过冠状动脉压力测量导丝以及温度测量导丝相结合计算微循环功能的定量指标[36]。进一步的研究显示，相较于CTFC、TMPG、CFR等传统微循环评估方法，IMR与AMI患者的肌酸激酶峰值（R=0.61，P=0.0005）以及3个月后室壁运动（R=0.59，P=0.002）的相关性最强，并且能反应左心室功能恢复程度（R=0.50，P＜0.01）[37]。最新的研究也显示，AMI患者6个月后CMR检测所示的左心室重构与非重构组间，PCI术后IMR值存在明显区别（73.95 vs 27.23，P=0.0293）[38]。这些都表明IMR是一个更优的微循环功能指标。而IMR对于AMI患者的死亡率以及再住院率等长期预后的相关性也分别在两项研究中得以证实[39-41]。然而由于IMR的测量需要应用可以测定温度及压力的导丝，其测定价格一直居高不下，在临床上的应用也较少。

各项微循环参数的综合应用：CFR、FFR以及IMR均是利用特殊导丝进行的检测。一项最新的研究，对超过300例患者（663根血管）同时进行了这三种检测，并以此来判断患者预后。研究发现CFR与FFR之间存在一定相关性（r=0.201，P＜0.001），而同时拥有高IMR值与低CFR值的患者具有最差的临床预后（P=0.008）[42]。这一结果提示我们可以结合CFR、FFR和IMR三者共同来判断患者预后，这可在不提高检测费用的同时增加微循环功能评估的准确性。

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2017-03-06）

（编辑:梅平）

200127 上海市，上海交通大学医学院附属仁济医院 心内科

盛欣成 博士研究生 主要研究方向为心血管病 Email: iamcc25@163.com 通讯作者：何奔 Email：heben@medmail.com.cn

R541.4

A

1000-3614（2017）08-816-04

10.3969/j.issn.1000-3614.2017.08.021