微循環(huán)阻力指數(shù)的研究進(jìn)展

劉騰飛 丁志堅(jiān)

南京醫(yī)科大學(xué)附屬常州市第二人民醫(yī)院心血管內(nèi)科，江蘇常州213000

微循環(huán)阻力指數(shù)的研究進(jìn)展

劉騰飛 丁志堅(jiān)▲

南京醫(yī)科大學(xué)附屬常州市第二人民醫(yī)院心血管內(nèi)科，江蘇常州213000

盡管經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療使其心外膜動(dòng)脈血流正常，但仍有相當(dāng)一部分患者存在微循環(huán)血管功能障礙影響患者預(yù)后。因此，微循環(huán)的評(píng)估成為關(guān)鍵問題。近年來，微循環(huán)阻力指數(shù)(IMR)被證實(shí)是一種可靠的定量評(píng)估微循環(huán)功能的方法。多項(xiàng)研究顯示IMR在ST段抬高型心肌梗死患者具有預(yù)后價(jià)值，同時(shí)為心血管疾病生理機(jī)制提供更多參考依據(jù)，并有望成為心血管疾病治療靶目標(biāo)。本文就IMR的測(cè)量及目前臨床應(yīng)用研究進(jìn)展做一綜述。

微循環(huán)阻力指數(shù);經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療;心血管疾病

隨著研究的不斷進(jìn)展，越來越多的研究證實(shí)微循環(huán)結(jié)構(gòu)和功能受損是冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病患者不良預(yù)后的獨(dú)立預(yù)測(cè)因素［1-3］。目前評(píng)估微循環(huán)的方法分為非侵入性和侵入性方法。非侵入性方法包括正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層現(xiàn)象、心血管磁共振成像、超聲心動(dòng)圖等，但其測(cè)量方法比較繁瑣，有的需依靠先進(jìn)的技術(shù)來分析，且為非特異性指標(biāo)。侵入性方法包括冠狀動(dòng)脈血流儲(chǔ)備(coronary flow reserve，CFR)，定義為冠狀動(dòng)脈最大充盈時(shí)血流與基礎(chǔ)狀態(tài)血流之比［4］，其局限性為無法區(qū)別心外膜大血管及微循環(huán)異常對(duì)冠狀動(dòng)脈血流的影響，且受心內(nèi)膜外血管狹窄病變及血流動(dòng)力學(xué)因素影響，可重復(fù)性差，因此限制了其臨床應(yīng)用。微循環(huán)阻力指數(shù)(index of microcirculatory resistance，IMR)是近年來用于評(píng)價(jià)微循環(huán)的新參數(shù)。研究顯示，IMR不受血流動(dòng)力學(xué)及心外膜狹窄病變等影響，可重復(fù)性強(qiáng)［5］，因此成為近來臨床研究熱點(diǎn)。

1 IMR計(jì)算及操作技術(shù)

1.1 IMR計(jì)算

根據(jù)為Ohm＇s定律，IMR被定義為遠(yuǎn)端冠脈壓力均值(the distal coronary pressure，Pd)與靜脈壓(venous pressure，Pv)的差值除以血流(flow，f)，因靜脈壓力常可忽略不計(jì)，因此微循環(huán)阻力約為Pd/f。因血流與血管內(nèi)注射指示劑的平均轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間(themean transit time，Tmm)成反比，所以IMR計(jì)算公式可定義為Pd×Tmm。

1.2 具體操作技術(shù)

測(cè)量IMR與測(cè)量冠狀動(dòng)脈血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)(fractional flow reserve，F(xiàn)FR)為同樣設(shè)備，需使用動(dòng)脈生理檢測(cè)儀(radi medical system)以及鑲嵌有壓力/溫度感受器的導(dǎo)絲，在PCI手術(shù)過程中測(cè)量IMR。具體操作方法:與常規(guī)介入手術(shù)相同，在操作前規(guī)范應(yīng)用肝素(50～100 U/kg)以及冠脈內(nèi)注入硝酸甘油。首先，將不帶側(cè)孔的6F指引導(dǎo)管放置于冠狀動(dòng)脈口，將壓力導(dǎo)絲送至導(dǎo)管口校正壓力及溫度，使導(dǎo)絲頭端與指引導(dǎo)管測(cè)得的壓力相等，該壓力近似為主動(dòng)脈平均壓(mean proximal coronary pressure，Pa);然后使導(dǎo)絲通過靶病變至血管總長的2/3以遠(yuǎn)，距靶病變3 cm以上;接著向冠狀動(dòng)脈內(nèi)彈丸式注入室溫生理鹽水3mL;應(yīng)用熱稀釋技術(shù)，軟件會(huì)自動(dòng)得出室溫生理鹽水的傳導(dǎo)時(shí)間。重復(fù)3次，得到靜息狀態(tài)下平均傳導(dǎo)時(shí)間(TmnRest)。然后以140μg/(kg·min)注入腺苷或冠狀動(dòng)脈內(nèi)注射罌粟堿(10～20 mg)使冠狀動(dòng)脈達(dá)到最大充血狀態(tài);再次彈丸式注射室溫生理鹽水3mL。重復(fù)3次，依上述計(jì)算方法得到充血狀態(tài)下平均傳導(dǎo)時(shí)間(TmnHyp)。記錄儀同時(shí)會(huì)顯示靜息及充血時(shí)的Pa和Pd，最后通過公式即可計(jì)算得出IMR。

1.3 心外膜血管狹窄時(shí)IMR測(cè)量

當(dāng)心外膜冠狀動(dòng)脈狹窄病變程度嚴(yán)重時(shí)，由于側(cè)支循環(huán)建立，導(dǎo)致冠狀動(dòng)脈前向血流下降，IMR被高估。若將側(cè)支循環(huán)流量考慮在內(nèi)，需要在操作過程中同時(shí)測(cè)量冠狀動(dòng)脈楔壓(coronary wedge pressure，Pw)。使用如下公式計(jì)算IMR真實(shí)值(IMRtrue):IMRtrue= Pa×TmnHyp×［Pd-Pw］/［Pa-Pw］［6］，這樣測(cè)得的IMR則可不受心外膜狹窄病變程度的影響。Yong等［7］研究證明心外膜血管狹窄時(shí)不需測(cè)量Pw，通過計(jì)算即可獲得IMR準(zhǔn)確值(IMRcalc):IMRcalc=Pa×TmnHyp×(［1.35× Pd/Pa-0.32］)。

2 IMR測(cè)量局限

目前IMR測(cè)量仍存在部分局限:首先，IMR不依賴于靜息時(shí)血流動(dòng)力學(xué)狀態(tài)，為使這一特征最大化，必須保證達(dá)到最大充血狀態(tài)。這需考慮到藥物種類、劑量、給藥途徑以及藥物禁忌等［8-11］。第二，為獲得準(zhǔn)確的冠脈壓力及平均傳導(dǎo)時(shí)間，應(yīng)避免使用帶有側(cè)孔的導(dǎo)管產(chǎn)生楔壓。目前通常選用6F指引導(dǎo)管，因其他較小的導(dǎo)管所測(cè)的IMR準(zhǔn)確性尚未被充分評(píng)估。第三，壓力導(dǎo)絲應(yīng)通過靶病變至血管總長的2/3以遠(yuǎn)，距靶病變3 cm以上，在重復(fù)測(cè)量時(shí)應(yīng)保證在同一位置，因熱敏電阻距冠脈開口的距離可影響平均傳導(dǎo)時(shí)間。

3 IMR正常范圍

通常認(rèn)為IMR正常范圍應(yīng)＜25。Melikian等［12］人研究發(fā)現(xiàn)健康人群IMR均值在(19±5);Luo等［13］人在一組冠脈造影完全正常的人群中發(fā)現(xiàn)近似的IMR均值(18.9±5.6)。

4 IMR臨床應(yīng)用研究進(jìn)展

在此環(huán)節(jié)，IMR在急性ST段抬高型心肌梗死、穩(wěn)定型心絞痛、圍手術(shù)期心肌梗死以及存在心絞痛但冠脈造影完全正常患者中的應(yīng)用將進(jìn)行分別闡述。

4.1 急性ST段抬高型心肌梗死

急性ST段抬高型心肌梗死患者在行緊急PCI后可方便及時(shí)的測(cè)量出IMR。Fearson等［14］研究發(fā)現(xiàn)，升高的IMR和磷酸激酶(CK)峰值及3個(gè)月隨訪室壁運(yùn)動(dòng)分?jǐn)?shù)(WMS)均顯著相關(guān)。IMR＞32者CK峰值顯著高于IMR＜32者，WMS亦顯著較差。Lim等［15］對(duì)38例急性前壁心肌梗死急診PCI術(shù)后用18F-氟代脫氧葡萄糖(FDG)正電子成像(PET)評(píng)估心肌存活情況，超聲心動(dòng)圖隨訪前壁運(yùn)動(dòng)分?jǐn)?shù)6個(gè)月，發(fā)現(xiàn)IMR與局部心肌FDG攝取呈顯著負(fù)相關(guān)，與前壁運(yùn)動(dòng)分?jǐn)?shù)亦呈顯著負(fù)相關(guān)，從而提示IMR是急性心肌梗死患者PCI術(shù)后短期內(nèi)評(píng)估心肌存活及左室功能恢復(fù)的可靠指標(biāo)。Yoo等［16］根據(jù)心臟磁共振評(píng)估微循環(huán)阻塞程度(微循環(huán)損害百分比)將34例前壁心肌梗死患者分為微循環(huán)阻塞組與非阻塞組，發(fā)現(xiàn)IMR與微循環(huán)阻塞程度顯著相關(guān)。隨訪6個(gè)月與基線值相比，發(fā)現(xiàn)超聲心動(dòng)圖所示局部WMS指數(shù)變化值及左室射血分?jǐn)?shù)的變化值均與IMR顯著相關(guān)。近期Fearson等［17］研究納入253例急性ST段抬高型心肌梗死患者，急診PCI術(shù)后立即測(cè)定IMR值，研究發(fā)現(xiàn)IMR＞40者病死率及心衰再住院率顯著增加。在多變量分析中，只有IMR＞40為死亡及心衰再住院的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子，而FFR≤0.8及糖尿病均不是，從而提示IMR可預(yù)測(cè)急性心肌梗死患者的長期臨床預(yù)后。因此，IMR可用來辨別高風(fēng)險(xiǎn)人群，使其從更及時(shí)的治療中獲益最大，從而挽救急性損傷的心肌。

在應(yīng)用IMR來評(píng)估微循環(huán)損害的基礎(chǔ)上，Ito等［18］在一項(xiàng)交叉研究中證實(shí)急診PCI術(shù)后冠狀動(dòng)脈內(nèi)注入尼可地爾比硝酸甘油可更有效地減輕微循環(huán)損害，可能與它的ATP依賴鉀通道開放相關(guān)。另一項(xiàng)研究將36例急性前壁心肌梗死患者隨機(jī)分為兩組，一組急診PCI術(shù)中給予遠(yuǎn)程保護(hù)措施，另一組無遠(yuǎn)程保護(hù)。研究發(fā)現(xiàn)，遠(yuǎn)程保護(hù)組IMR顯著低于無保護(hù)組，從而得出急性前壁心肌梗死患者PCI術(shù)中使用遠(yuǎn)程保護(hù)因有效維持IMR可對(duì)心肌微循環(huán)有益［19］。

在急性ST段抬高型心肌梗死患者急診PCI術(shù)后立即測(cè)定IMR，其重要意義是術(shù)者可根據(jù)測(cè)定結(jié)果立即對(duì)患者進(jìn)行危險(xiǎn)分層，從而采取下一步更合理有效的措施，而無需等待其他臨床標(biāo)志物結(jié)果(例如CK峰值等)。

4.2 穩(wěn)定型心絞痛

Yamada等［20］對(duì)28例心絞痛患者30處冠狀動(dòng)脈病變進(jìn)行研究，研究發(fā)現(xiàn)PCI術(shù)后升高的IMR(△IMR)在靶病變纖維帽存在的一組顯著高于無纖維帽存在的組群，并且在隨后平均20個(gè)月的隨訪中，靶病變纖維帽存在的組群主要不良心血管事件的存活率也顯著低于無纖維帽存在的組群。Layland等［21］研究發(fā)現(xiàn)，靜息時(shí)微循環(huán)狀態(tài)是PCI相關(guān)微循環(huán)功能損傷的關(guān)鍵決定因素。糖尿病患者因靜息時(shí)微循環(huán)功能較差，微血管并發(fā)癥傾向性提示其PCI相關(guān)微循環(huán)損傷高風(fēng)險(xiǎn)。

穩(wěn)定型心絞痛患者經(jīng)合理的治療同樣可以有效改善PCI術(shù)后IMR。Mangiacapra等［22］證實(shí)在PCI術(shù)前冠狀動(dòng)脈內(nèi)彈丸式注射依那普利50μg可顯著降低術(shù)后IMR。Fujii等［23］研究表明，PCI術(shù)前服用普伐他汀20 mg/d可減少PCI手術(shù)相關(guān)的微循環(huán)損傷。

4.3 圍術(shù)期心肌梗死

圍術(shù)期心肌梗死(PPMI)在擇期PCI術(shù)后占有相當(dāng)一部分比例，主要由斑塊殘余物及血栓脫落至遠(yuǎn)端微血管所致。因此微循環(huán)損傷可能預(yù)測(cè)PPMI的發(fā)生。Ng等［24］納入50例前降支單一病變的擇期行PCI患者，其中10例發(fā)生了PPMI，研究發(fā)現(xiàn)，術(shù)前IMR是預(yù)測(cè)PPMI的唯一獨(dú)立預(yù)測(cè)因素。術(shù)前IMR≥27U發(fā)生PPMI的概率增加了23倍。這些數(shù)據(jù)表明冠狀動(dòng)脈微循環(huán)狀態(tài)在預(yù)測(cè)擇期PCI患者發(fā)生PPMI方面扮演著相當(dāng)重要的作用。Layland等［25］研究發(fā)現(xiàn)發(fā)生PPMI患者術(shù)前IMR比未發(fā)生PPMI患者的術(shù)前IMR高，術(shù)前IMR是預(yù)測(cè)術(shù)后肌鈣蛋白升高的最強(qiáng)烈的指標(biāo)。同樣得出術(shù)前微循環(huán)功能狀態(tài)是預(yù)測(cè)PPMI的重要決定性因素。Wu等［26］納入57例不穩(wěn)定型心絞痛行擇期PCI術(shù)患者，其中22例發(fā)生PPMI，研究發(fā)現(xiàn)，未發(fā)生PPMI者術(shù)后IMR顯著低于發(fā)生PPMI者，預(yù)測(cè)PPMI的術(shù)后IMR最佳界值為IMR＞31，敏感性為86%，特異性為91%。在回歸分析中，IMR＞31可使PPMI發(fā)生概率增加27倍。術(shù)后IMR是不穩(wěn)定型心絞痛患者發(fā)生PPMI的獨(dú)立預(yù)測(cè)因素，因此可用于篩選高風(fēng)險(xiǎn)人群，使其接受更密切的治療。

4.4 存在心絞痛但冠脈造影正常

存在心絞痛但冠脈造影完全正常的患者的診斷是具有挑戰(zhàn)性的。Pijls等［10］研究了18例心臟X綜合征的患者，并將18例年齡及性別相匹配的正常人作為對(duì)照。研究發(fā)現(xiàn)心臟X綜合征患者IMR高于對(duì)照組，且心臟X綜合征患者平板運(yùn)動(dòng)得分與IMR呈負(fù)相關(guān)，由此首次直接證明了心臟X綜合征患者存在較大的微循環(huán)阻力。

5 小結(jié)

IMR是一項(xiàng)簡(jiǎn)單可靠的評(píng)估微循環(huán)損傷的指標(biāo)。它不僅有利于急性ST段抬高型心肌梗死患者的危險(xiǎn)分層，同時(shí)可客觀評(píng)價(jià)藥物干預(yù)等改善微循環(huán)損傷的有效性。另外，IMR可預(yù)測(cè)圍術(shù)期心肌梗死，同時(shí)對(duì)存在心絞痛但冠狀動(dòng)脈造影正?；颊叩脑\斷具有一定臨床參考價(jià)值。未來的研究需進(jìn)一步證實(shí)較高的IMR是否需要針對(duì)性的治療措施來改善預(yù)后。

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Research advances of index of microcirculatory resistance

LIU Tengfei DING Zhijian▲
Department of Cardiovascular,the Second Affiliated Hospital of Nanjing Medical University,Jiangsu Province, Changzhou 213000,China

Although percutaneous coronary intervention treatment restores normal epicardial flow,a substantial amount of microvascular damage remains and affects patient prognosis.The index of microcirculatory resistance is a well validated,stable and quantitative measure of microvasculature function.IMR has been shown to have prognostic value in patients with ST-segment elevation myocardial infarction in recent studies.At the same time,it provides further sight into the physiology of cardiovascular diseases and has the potential to be a therapeutic target of cardiovascular diseases. This review discusses the measurement of IMR,and its usefulness in various clinical settings.

Index of microcirculatory resistance;Percutaneous coronary intervention treatment;Cardiovascular disease

R541.4

A

1673-7210(2015)03(a)-0033-04

2014-11-09本文編輯:任念)

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