朱娜,陳立斌,王勝煌
心肌聲學(xué)造影(myocardial contrast echocardiography,MCE)是診斷微循環(huán)水平心肌灌注的新技術(shù),利用聲學(xué)微氣泡作為造影劑經(jīng)冠狀動(dòng)脈或周?chē)o脈注入,應(yīng)用超聲技術(shù)接收聲學(xué)微氣泡的背向散射信號(hào)而實(shí)現(xiàn)心肌灌注顯像。負(fù)荷超聲心動(dòng)圖(stress echocardiography,SE)是在運(yùn)動(dòng)、藥物、電生理負(fù)荷條件下,運(yùn)用超聲手段觀察室壁運(yùn)動(dòng)變化,評(píng)價(jià)正常人和各種心臟病患者的心臟功能,判斷心肌缺血,檢測(cè)存活心肌,并對(duì)疾病進(jìn)行危險(xiǎn)分層的一種無(wú)創(chuàng)檢查方法。隨著MCE和SE技術(shù)的發(fā)展與成熟,許多研究者將兩者相結(jié)合即心肌造影負(fù)荷超聲心動(dòng)圖(myocardial contrast stress echocardiography,MCSE),其能夠更為準(zhǔn)確的觀察心內(nèi)膜邊界、室壁運(yùn)動(dòng),并能同時(shí)評(píng)估心肌灌注,還可評(píng)估存活心肌的收縮功能及血流儲(chǔ)備情況[1]?,F(xiàn)就MCE與MCSE在冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病(冠心病)的研究及應(yīng)用進(jìn)展綜述如下。
1.1 早期識(shí)別心肌危險(xiǎn)區(qū)與評(píng)估心肌梗死的范圍急性心肌梗死時(shí),含有微泡的血液不能進(jìn)入閉塞血管灌注區(qū)域的微循環(huán),MCE表現(xiàn)為局部超聲反射強(qiáng)度降低,出現(xiàn)造影劑充盈缺損,此區(qū)域稱為危險(xiǎn)區(qū)。危險(xiǎn)區(qū)代表心肌缺血,而真正的心肌梗死范圍常常比危險(xiǎn)區(qū)小。MCE在急性心肌梗死的極早期就可準(zhǔn)確的識(shí)別局部的心肌灌注異常,確定危險(xiǎn)區(qū)面積[2],還能有效顯示危險(xiǎn)心肌的部位、范圍及梗死心肌的范圍與透壁程度[3],故對(duì)臨床診療的決策有著重要意義。研究表明MCE與SPECT相比,兩者判斷梗死心肌節(jié)段的一致性達(dá)83%,對(duì)SPECT檢測(cè)出有血流灌注異常的心肌節(jié)段,MCE檢出的敏感性和特異性分別為87%和91%[4]。
1.2 評(píng)估冠狀動(dòng)脈側(cè)支循環(huán) 心肌缺血時(shí),若能及時(shí)建立充分的側(cè)支循環(huán)供血,缺血心肌則可部分或完全避免壞死。因此,對(duì)冠狀動(dòng)脈側(cè)支循環(huán)的評(píng)估,有利于判斷心肌的存活性及功能恢復(fù)之可能性。冠狀動(dòng)脈造影只能顯示血管內(nèi)徑>200 μm的血管,而MCE可評(píng)價(jià)血管內(nèi)徑<100 μm的側(cè)支循環(huán)血管,故MCE對(duì)側(cè)支循環(huán)的評(píng)價(jià)可能優(yōu)于冠狀動(dòng)脈造影[5]。
1.3 評(píng)價(jià)介入治療或冠狀動(dòng)脈搭橋術(shù)的療效 在血運(yùn)重建手術(shù)前應(yīng)用MCE可以判斷心肌梗死的部位、范圍,有無(wú)存活心肌,有助于選擇手術(shù)方案;血運(yùn)重建手術(shù)中根據(jù)MCE顯示的心肌灌注情況判斷手術(shù)是否成功。若血運(yùn)重建手術(shù)后MCE顯示毛細(xì)血管容積、局部血流速度、局部心肌血流量均明顯增加,則表明該手術(shù)治療確實(shí)已改善微血管水平的心肌灌注。MCE是目前評(píng)價(jià)AMI再灌注后微血管復(fù)流的最理想的方法[6]。
1.4 評(píng)價(jià)左室功能的恢復(fù) 心肌梗死復(fù)流后,室壁運(yùn)動(dòng)減弱或消失的局部心肌應(yīng)用MCE技術(shù)評(píng)估,若心肌節(jié)段有造影劑充盈,則室壁運(yùn)動(dòng)恢復(fù)較快且比例高;而造影劑充盈缺損的節(jié)段幾乎不能恢復(fù);故MCE能可靠的預(yù)測(cè)急性心肌梗死后左室功能的恢復(fù)[7]。姚桂華等[8]研究表明,MCE 技術(shù)可以獲得充分的心肌濁化和清晰的左室心內(nèi)膜輪廓,并能同時(shí)顯示心肌增厚率和室壁運(yùn)動(dòng),不僅能夠定量評(píng)價(jià)心肌灌注,而且可以同時(shí)評(píng)價(jià)心肌功能。
1.5 評(píng)估冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮功能 冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮功能障礙早于冠狀動(dòng)脈硬化的出現(xiàn),是冠狀動(dòng)脈早期粥樣硬化最突出的病理生理改變,并持續(xù)存在于整個(gè)病變過(guò)程。Lindner等[9]的研究報(bào)道正常的內(nèi)皮細(xì)胞表面無(wú)微泡黏附,而異常的內(nèi)皮細(xì)胞則有大量的微泡黏附;有大量微泡黏附的區(qū)域行常規(guī)病理組織學(xué)檢查無(wú)特殊變化,而在電子顯微鏡下可發(fā)現(xiàn)有超微結(jié)構(gòu)的改變,表明MCE可用于早期檢測(cè)冠狀動(dòng)脈內(nèi)皮功能障礙。楊欣等[10]報(bào)道MCE可以定量分析動(dòng)脈粥樣硬化心肌微血管的內(nèi)皮依賴性舒張功能和內(nèi)皮非依賴性舒張功能。
2.1 血栓的定位與治療 將能與血栓成分特異性結(jié)合的抗體或配體,與造影劑微泡表面的蛋白質(zhì)或脂質(zhì)體相結(jié)合,微泡經(jīng)靜脈進(jìn)入人體后,其表面攜帶的特異性抗體或配體與血栓結(jié)合,達(dá)到顯示血栓部位的目的。在高頻超聲波的照射下,微泡造影劑可增強(qiáng)超聲波的空化效應(yīng),以增強(qiáng)超聲誘導(dǎo)的血栓溶解[11]。
2.2 MCE介導(dǎo)基因轉(zhuǎn)染 隨著分子生物學(xué)及超聲醫(yī)學(xué)的發(fā)展,將靶基因黏附于造影劑微泡上,經(jīng)靜脈注入人體,在體外進(jìn)行適量的超聲輻照,則可以明顯提高基因的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)染,以達(dá)到治療的目的。超聲介導(dǎo)基因轉(zhuǎn)染的機(jī)制目前尚不清楚,Juffermans等[12]認(rèn)為超聲聯(lián)合微泡能夠增加細(xì)胞內(nèi)過(guò)氧化氫的生成,從而使細(xì)胞膜通透性增加,使基因等物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),從而促進(jìn)基因轉(zhuǎn)染。國(guó)內(nèi)周中江等[13]的研究表明超聲介導(dǎo)微泡可向大鼠心肌靶向運(yùn)輸VEGF165基因,并可促進(jìn)缺血心肌組織的血管新生效應(yīng)。
3.1 評(píng)價(jià)心肌血流儲(chǔ)備及早期診斷冠心病 冠狀動(dòng)脈血流儲(chǔ)備(coronary vasodilator reserve,CVR)是評(píng)價(jià)冠狀動(dòng)脈微循環(huán)和冠狀動(dòng)脈狹窄后心肌血流灌注變化的敏感指標(biāo)。研究表明小劑量多巴酚丁胺藥物負(fù)荷試驗(yàn)?zāi)芴岣咝募÷晫W(xué)造影的敏感性,有利于檢出那些雖未影響靜息狀態(tài)心肌灌注但已損害了心肌血流儲(chǔ)備的冠狀動(dòng)脈病變[14]。在靜息狀態(tài)下,由于微動(dòng)脈的代償性擴(kuò)張,一定程度內(nèi)的冠狀動(dòng)脈狹窄(<85%)其供血區(qū)的心肌血流量可保持不變,但這種代償性的擴(kuò)張部分消耗了微血管儲(chǔ)備能力,在藥物或運(yùn)動(dòng)負(fù)荷下,狹窄冠狀動(dòng)脈供血區(qū)心肌節(jié)段的心肌血流量?jī)H能輕度增加,而正常冠狀動(dòng)脈節(jié)段的心肌血流量則顯著增加,應(yīng)用MCSE分析局部心肌灌注,了解其CVR能力,可用于早期診斷冠心?。?5-16]。Malm等[17]對(duì)43例冠狀動(dòng)脈狹窄患者進(jìn)行MCSE檢查并與冠狀動(dòng)脈造影進(jìn)行比較,研究發(fā)現(xiàn)靜息狀態(tài)下無(wú)明顯狹窄區(qū)域(<50%)與明顯狹窄區(qū)域(>50%)的灌注量及灌注速度均無(wú)明顯差別;而負(fù)荷后明顯狹窄區(qū)域的灌注指標(biāo)明顯低于無(wú)明顯狹窄區(qū)域。Abdelmoneim等[18]用 MCSE研究冠心病,發(fā)現(xiàn)冠狀動(dòng)脈狹窄的患者其毛細(xì)血管容積、局部血流速度、局部心肌血流量均低于冠狀動(dòng)脈正常者。王偉等[19]通過(guò)比較靜息與腺苷負(fù)荷后的微循環(huán)血流指標(biāo),表明MCSE可定量的檢查心肌微血管功能,評(píng)價(jià)微循環(huán)的心肌灌注水平。Bekkers等[20]也報(bào)道了MCSE可用于研究微循環(huán)障礙,評(píng)估微循環(huán)的心肌血流儲(chǔ)備。Jeane等[21]應(yīng)用MCSE分析778例患者的心肌灌注及室壁運(yùn)動(dòng),結(jié)果表明冠心病早期即可出現(xiàn)心肌灌注異常,MCSE可早期檢測(cè)出冠狀動(dòng)脈病變。綜上所述,MCSE是臨床上檢測(cè)心肌微循環(huán)血流灌注水平,評(píng)價(jià)心肌血流儲(chǔ)備,進(jìn)而早期診斷冠心病的理想方法。
3.2 檢測(cè)存活心肌 存活心肌包括頓抑心肌和冬眠心肌。頓抑心肌是指心肌短暫缺血而未發(fā)生壞死,再灌注后局部心肌血流恢復(fù)至缺血前水平,但其結(jié)構(gòu)、代謝和功能的損害需數(shù)小時(shí)至數(shù)周才能恢復(fù),在臨床上表現(xiàn)為心肌血流恢復(fù)與機(jī)械功能恢復(fù)不匹配。冬眠心肌指長(zhǎng)期低血流灌注狀態(tài)導(dǎo)致嚴(yán)重、慢性缺血,表現(xiàn)為靜息時(shí)心肌及左室功能下降,當(dāng)冠狀動(dòng)脈血流恢復(fù)后,心肌功能可延遲恢復(fù)正常。對(duì)于心肌缺血區(qū)域內(nèi)有存活心肌者再血管化后存活心肌功能恢復(fù),心室功能改善,而無(wú)存活心肌者再血管化后心室功能不能恢復(fù),故前瞻性地及時(shí)、準(zhǔn)確地檢測(cè)出存活心肌對(duì)冠心病患者的臨床診療決策及預(yù)后改善有著重要意義。MCE可以通過(guò)評(píng)估心肌微血管的灌注水平及血管的完整性來(lái)識(shí)別存活心?。?2]。基礎(chǔ)狀態(tài)下MCE顯示為充盈缺損的心肌階段,與負(fù)荷試驗(yàn)結(jié)合后若充盈缺損能改善或消失,則提示該心肌節(jié)段為存活心肌。Korosoglou等[23]對(duì)41例射血分?jǐn)?shù)<40%的慢性缺血性心臟病患者進(jìn)行心肌活性檢測(cè),將實(shí)時(shí)MCE聯(lián)合低劑量多巴酚丁胺負(fù)荷試驗(yàn)與正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)體層攝影術(shù)(PET)相比較,發(fā)現(xiàn)定量MCSE檢測(cè)存活心肌的敏感性為96%、特異性為63%、準(zhǔn)確性為 83%,均高于 PET,認(rèn)為MCSE是一個(gè)檢測(cè)存活心肌的好方法。Rocchi等[24]對(duì)25例冠心病患者同時(shí)在雙嘧達(dá)莫負(fù)荷條件下進(jìn)行能量多普勒心肌造影、SPECT和血管造影檢查,發(fā)現(xiàn)能量多普勒心肌造影和SPECT對(duì)發(fā)現(xiàn)心肌缺血有84%的一致性,MCSE是評(píng)價(jià)心肌血流灌注較敏感和特異的方法,能更準(zhǔn)確地觀察局部室壁的血流灌注,檢測(cè)局部心肌儲(chǔ)備功能,鑒別存活心肌。定量實(shí)時(shí)心肌聲學(xué)造影與負(fù)荷試驗(yàn)相結(jié)合能提高檢測(cè)存活心肌的靈敏度,是一項(xiàng)安全、可靠的檢測(cè)存活心肌的方法,可用于存活心肌的臨床評(píng)價(jià)[14]。
冠狀動(dòng)脈慢血流是指除外嚴(yán)重的冠狀動(dòng)脈狹窄、冠狀動(dòng)脈成型術(shù)后、冠狀動(dòng)脈造影術(shù)中冠狀動(dòng)脈內(nèi)氣栓、冠狀動(dòng)脈痙攣、血栓、冠狀動(dòng)脈擴(kuò)張、心肌橋、心臟瓣膜病、結(jié)締組織病等原因后,在冠狀動(dòng)脈造影中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)冠狀動(dòng)脈存在明顯病變,而遠(yuǎn)端血流灌注延遲的現(xiàn)象。隨著冠狀動(dòng)脈造影的普及,這種現(xiàn)象的存在則較為普遍,也越來(lái)越受到重視,已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)、外學(xué)者研究的熱點(diǎn)課題。冠狀動(dòng)脈慢血流的發(fā)生機(jī)制尚不明確,目前認(rèn)為與冠狀動(dòng)脈微循環(huán)功能障礙有關(guān)。國(guó)內(nèi)學(xué)者王紅石等[25]研究發(fā)現(xiàn)冠狀動(dòng)脈慢血流現(xiàn)象與心電圖負(fù)荷試驗(yàn)陽(yáng)性相關(guān),陽(yáng)性率達(dá)47.6%,提示冠狀動(dòng)脈慢血流患者在負(fù)荷狀態(tài)下存在心肌缺血的可能。我們前期應(yīng)用MCE研究冠狀動(dòng)脈慢血流患者的心肌血流灌注,結(jié)果提示靜息狀態(tài)下冠狀動(dòng)脈慢血流患者的心肌血流量低于冠狀動(dòng)脈血流速度正常組。MCSE作為一種安全無(wú)創(chuàng)的檢查手段,可有效地評(píng)價(jià)微循環(huán)的完整性,彌補(bǔ)了冠狀動(dòng)脈造影只能顯示直徑較大的血管的狹窄程度、范圍而無(wú)法判定微循環(huán)心肌灌注情況的局限性,隨著近年研究的深入,有學(xué)者應(yīng)用MCSE來(lái)研究冠狀動(dòng)脈慢血流,期望通過(guò)該方法了解冠狀動(dòng)脈慢血流患者的心肌微循環(huán)灌注,進(jìn)一步研究冠狀動(dòng)脈慢血流的病理機(jī)制。但是目前僅有個(gè)別小樣本的研究報(bào)告,其研究結(jié)果尚未被廣泛認(rèn)可。如Sharman等[26]應(yīng)用MCSE評(píng)價(jià)10例冠狀動(dòng)脈慢血流患者的心肌微循環(huán)的血流儲(chǔ)備,發(fā)現(xiàn)冠狀動(dòng)脈慢血流患者在負(fù)荷狀態(tài)下無(wú)明顯的血流動(dòng)力異常。
近年來(lái),隨著MCE基礎(chǔ)理論、聲學(xué)造影劑與顯像技術(shù)的迅速發(fā)展,MCE技術(shù)取得了迅速的發(fā)展,已從實(shí)驗(yàn)室研究走向臨床應(yīng)用,成為臨床上實(shí)時(shí)、安全、準(zhǔn)確評(píng)價(jià)心肌灌注的診斷技術(shù),可用于心肌梗死的診斷,評(píng)價(jià)介入治療或冠狀動(dòng)脈搭橋術(shù)的療效,評(píng)價(jià)側(cè)支循環(huán),鑒別存活心肌等。研究表明MCSE評(píng)價(jià)心肌灌注水平較MCE更準(zhǔn)確,尤其對(duì)于側(cè)壁和前壁的心肌段。造影劑還能使左室腔顯影,提高靜息和峰值負(fù)荷時(shí)對(duì)心內(nèi)膜邊界的檢出,使對(duì)圖像的分析更準(zhǔn)確,同時(shí)也使負(fù)荷試驗(yàn)對(duì)觀察者的依賴程度減低[27]。由于負(fù)荷心肌聲學(xué)造影的實(shí)時(shí)、簡(jiǎn)便、無(wú)放射性損傷等優(yōu)點(diǎn),加之造影劑的不斷改進(jìn),超聲技術(shù)的日益發(fā)展和計(jì)算機(jī)圖像處理能力的加強(qiáng),心肌聲學(xué)造影與負(fù)荷超聲心動(dòng)圖相結(jié)合將會(huì)給冠心病的診治帶來(lái)廣闊的前景。
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