應用心臟磁共振成像評估冠狀動脈慢性完全閉塞病變供血心肌活性研究

楊雪瑤 栗佳男 韓燁 賀毅 張麗君 王月麗 宋現(xiàn)濤

冠狀動脈慢性完全閉塞（chronic total occlusion，CTO）是指冠狀動脈真腔血流完全中斷（TIMI血流0級），且病程＞3個月的病變。目前行冠狀動脈造影證實冠狀動脈病變患者有15%～30%存在CTO病變［1-3］。開通CTO血管的技術難度大、手術時間長、輻射劑量大等問題的存在給術者帶來很大挑戰(zhàn)，手術成功率也遠低于開通非CTO病變。目前多項有關OCT病變患者行經(jīng)皮冠狀動脈介入治療（percutaneous coronary intervention，PCI）與藥物治療的對比研究［4-6］，尚未得出CTO-PCI相比于藥物治療有改善心肌功能、顯著降低主要不良心血管事件（major adverse cardiovascular events，MACE）發(fā)生率的結論?？紤]其可能原因是這些研究在開通CTO血管前未充分評價其供血區(qū)域是否存在存活心肌、存活心肌的數(shù)量以及是否存在心肌缺血和缺血程度，因此有效評估CTO患者的心肌灌注、功能及存活情況將幫助臨床醫(yī)師更客觀地評價CTO-PCI的獲益。

近年來，心臟磁共振成像（cardiac magnetic resonance， CMR）成為評估心臟結構、功能的重要檢查方式之一。CMR具有空間分辨率高和重現(xiàn)性好的特點，能夠實現(xiàn)對心肌功能、灌注情況以及解剖結構的序貫成像和同期評估，從而為臨床醫(yī)師提供更多用以評估患者心肌受損程度的證據(jù)［7-13］。本研究應用CMR結果描述了128例CTO血管供應區(qū)域的不同心肌節(jié)段室壁運動、心肌梗死情況以及左心室功能及結構。

1 對象與方法

1.1 研究對象

本研究納入2014年12月至2017年11月于北京安貞醫(yī)院行冠狀動脈造影確診至少有1支血管存在CTO病變的患者128例?；颊呔谌朐汉?周內完成CMR檢查。排除標準：左主干狹窄程度＞50%者；3個月內發(fā)生急性冠狀動脈綜合征者；失代償性心力衰竭者；因體內含金屬器材或幽閉恐懼癥無法行CMR檢查者。

1.2 CMR成像方法及圖像分析

本研究采用德國Siemens 3.0 T全身掃描儀進行CMR成像，使用32通道心臟專用相控陣線圈，掃描最大梯度45 mT/m，最大爬升率200 mT/（m · s），所有序列均使用心電門控。心臟形態(tài)電影掃描左心室兩心腔及四心腔中心層面層厚5 mm，間隔0 mm；短軸層面，自心尖至基底部層厚8 mm，間隔0 mm，進行連續(xù)掃描。經(jīng)高壓注射器以5 ml/s靜脈注入馬根維顯（Magnevist，德國先靈公司）0.2 ml/kg進行靜息灌注掃描，于注藥同時進行首過采集，首過采集共50次，層厚8 mm，每個心動周期同時采集左心室心尖部、中間部及基底部3層心臟短軸圖像。

首過采集結束后再經(jīng)高壓注射器以2 ml/s靜脈注入Magnevist 0.1 ml/kg，于注藥后10 min采用相位敏感反轉恢復（PSIR）磁矩預準備快速小角度激發(fā)（Turbo-FLASH）序列行心臟延遲成像，參數(shù)如下：TR/TE 4.1 ms/1.56 ms；FOV 350 mm2，矩陣2.1 mm×1.4 mm×5.0 mm，翻轉角35°，加速因子2。左心室短軸成像層厚 8 mm，間隔 0 mm；左心室兩心腔及四心腔掃描成像層厚 5 mm，間隔 0 mm，掃描層面均需與電影掃描層面一致。所有患者在延遲掃描成像時首先確定最佳的T1時間，便于抑制正常的心肌信號，從而進行掃描。

將左心室沿其長軸分為基底段、中央段、心尖段，其中基底段、中央段在短軸層面各按照每節(jié)段60°劃分為6個節(jié)段，心尖段按照每節(jié)段90°劃分為4個節(jié)段，與不含心室腔的心尖共同組成17個節(jié)段［12］。除心尖在左心室長軸位及兩心腔切面分析外，其余16節(jié)段均在左心室短軸位進行分析。對每個心肌節(jié)段進行室壁運動及延遲強化透壁程度評分［12］。室壁運動評分：1分（運動正常）、2分（運動減低）、3分（無運動）、4分（反向運動）。區(qū)域性室壁運動積分指數(shù)（RWMSI）定義為各血管供應區(qū)域所有心肌節(jié)段室壁運動評分相加后除以節(jié)段數(shù)。延遲強化透壁程度評分按照延遲強化的心肌厚度占全層室壁厚度的百分比進行劃分：1分（無延遲強化）、2分（1%～24%）、3分（25%～49%）、4分（50%～74%）、5分（≥75%），以各血管供應區(qū)域延遲強化透壁程度評分最高值代表該區(qū)域延遲強化透壁程度。左心室射血分數(shù)（LVEF）、收縮末期容積（ESV）、舒張末期容積（EDV）由Siemens-Argus軟件進行測算。

1.3 統(tǒng)計學分析

所有數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0軟件進行統(tǒng)計分析。計數(shù)資料以頻數(shù)及百分比表示，組間比較采用卡方檢驗。符合正態(tài)分布的計量資料以（x-±s）表示，不符合正態(tài)分布的計量資料以中位數(shù)及四分位數(shù)表示。非參數(shù)檢驗采用Kruskal Wallis檢驗。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 基線資料情況

128例患者平均年齡（56.90±9.96）歲，其中，男性110例（85.9%），既往PCI史37例（28.9%），心肌梗死病史36例（28.1%）。單支CTO病變66例（51.6%），多支CTO病變（伴或不伴其他血管非CTO病變）23例（18.0%），單支CTO病變合并其他非CTO血管39例（30.5%，表1）。CTO血管共149支，其中右冠狀動脈（RCA ）67支（45.0%），左前降支（LAD ）53支（35.6%），左回旋支（LCX） 29支（19.5%）。其余狹窄程度≥75%的非CTO血管共61支，左冠狀動脈主干（LM）1支（1.6%），RCA 22支（36.1%），LAD 26支（42.6%），LCX 12支（19.7%）。

表1 128例患者基線資料

2.2 各血管供應區(qū)域心肌梗死情況

128例患者共2176個心肌節(jié)段，其中81例（63.3%）患者共470個（21.6%）心肌節(jié)段存在室壁運動異常，其中運動減低的心肌節(jié)段392個，無運動的心肌節(jié)段49個，存在反向運動的心肌節(jié)段29個。103例（80.5%）患者共536個（24.6%）心肌節(jié)段存在不同程度梗死，延遲強化透壁程度1%～24%的心肌節(jié)段127個，25%～49%的心肌節(jié)段119個，50%～74%的心肌節(jié)段145個，≥75%的心肌節(jié)段145個（表2）。

149支CTO血管供應區(qū)域的851個心肌節(jié)段（LAD對應7個節(jié)段，LCX和RCA各對應5個節(jié)段），其中透壁程度在1%～24%的心肌節(jié)段共80個（9.4%），25%～49%的心肌節(jié)段79個（9.3%），50%～74%的心肌節(jié)段95個（11.2%），≥75%的心肌節(jié)段98個（11.5%），58.6%的CTO血管供應區(qū)域無延遲強化透壁（表3）。

2.3 延遲強化透壁程度與室壁運動、LVEF、EDV、ESV的關系

對心肌延遲強化透壁程度與室壁運動進行Spearman相關性分析，延遲強化透壁程度與室壁運動評分呈明顯相關（r=0.564，P＜0.05）。根據(jù)最大延遲強化透壁程度將各血管供應區(qū)域分為5組，RWMSI在各組間存在顯著差異，且延遲強化透壁程度≥75%組RWMSI最高（Kruskal Wallis檢驗，P＜0.05，圖1）。此外，各組LVEF、EDV、ESV比較，差異均有統(tǒng)計學意義（Kruskal Wallis檢驗，均P＜0.05），延遲強化透壁程度≥75%組的LVEF最低，EDV及ESV最高（表4，圖2～4）。

2.4 CTO血管與陳舊性心肌梗死位置的對應關系

在149支CTO血管供應區(qū)域中，由CMR檢出存在不同程度延遲強化的區(qū)域共86個（57.7%）。有陳舊性心肌梗死病史的患者僅23個（15.4%）位置與CTO血管相符。心電圖有病理性Q波患者中，有25個（16.8%）病理性Q波對應位置與CTO血管相符（表5）。

表2 LAD、LCX、RCA供應區(qū)域心肌節(jié)段延遲強化透壁程度情況［個（%）］

表3 CTO血管供應區(qū)域延遲強化透壁程度情況［個（%）］

表4 CTO血管供應區(qū)域不同延遲強化透壁程度的患者LVEF、EDV及ESV情況［M（Q1，Q3）］

2.5 存在病理性Q波與無病理性Q波患者延遲強化透壁程度分布情況

心電圖提示存在病理性Q波患者，延遲強化透壁程度評分1～5分組所占比例分別為4%、8%、8%、24%、56%，無病理性Q波患者中，各組比例分別為30%、14%、14%、14%、28%，有病理性Q波發(fā)生透壁性心肌梗死（延遲強化透壁程度≥75%）的比例大于無病理性Q波患者（P＜0.05，圖5）。

3 討論

本研究128例患者中，CTO病變在RCA發(fā)生比例最高（45.0%），LAD次之，LCX比例最低，這一結果與加拿大一項CTO注冊研究結果相符［3］。約28.1%的患者有陳舊性心肌梗死病史，該比例略低于既往兩項大規(guī)模CTO研究結果（37%～40%），可能與本研究入選例數(shù)較少及部分患者臨床癥狀不典型有關［14-16］。本研究發(fā)現(xiàn)，陳舊性心肌梗死發(fā)生率遠遠低于由CMR檢出的不同程度心肌梗死比例（約80%），這可能與側支循環(huán)有關，約70%的CTO患者造影證實有側支循環(huán)的建立，并且心肌梗死的程度因側支循環(huán)的存在而減輕35%，因而心肌梗死局限于心內膜下或肌層，患者并無典型臨床表現(xiàn)［17］。而存在典型心電圖的患者，提示透壁心肌梗死可能性大，這一結論與Choi等［18］研究結果相符。透壁性心肌梗死（延遲強化透壁程度≥75%）的患者LVEF顯著降低，且EDV、ESV升高，節(jié)段性室壁運動異常程度更高。但在本研究結果中，延遲強化透壁程度50%～74%患者的EDV及ESV較延遲強化透壁程度較低患者呈下降趨勢，考慮與該組節(jié)段數(shù)較少有關，擴大樣本量或許能夠得到不一樣的結果。且評估室壁運動及延遲強化透壁程度具有很強的主觀性，因此評價可能存在一定誤差。

表5 與CTO血管供應區(qū)域相符的心肌梗死位置個數(shù)及其占病變血管總數(shù)的百分比［個（%）］

圖1 不同延遲強化透壁程度分組的室壁運動積分指數(shù)

圖2 不同延遲強化透壁程度分組的左心室射血分數(shù)

CTO病變具有病程長、心肌代償、側支循環(huán)建立等特點，僅僅依據(jù)臨床癥狀及傳統(tǒng)檢查手段可能無法對心功能和損傷程度進行早期有效評判。目前CMR技術經(jīng)過改良，采用梯度回聲（gradient echo，GRE）、穩(wěn)態(tài)自由旋進（steady-state free precession，SSFP）等成像技術，實現(xiàn)了三維立體成像，糾正了二維成像技術的采樣不足，測算出的心室容積、射血分數(shù)等參數(shù)更加精準［19］。在心肌增強掃描中，由于在壞死或纖維化心肌處釓螯合劑的分布密度更高，在T1像可呈現(xiàn)明顯的高信號，因此被稱為延遲強化（delayed enhancement）［20］，這一技術實現(xiàn)了對無明顯臨床表現(xiàn)的心肌梗死早期識別，指導臨床干預、改善預后。CMR具有時間及空間分辨率較高的優(yōu)勢，能夠從整體和局部全面評估心肌功能、檢出不同程度的心肌梗死，是一種比超聲心動圖更敏感和精準的檢查手段［21］。

另外，CMR對CTO血管開通后受損心肌的恢復能力具有一定預測價值［22］。CTO-PCI一直被評價為“低成功率，高風險”。2012年歐洲CTO俱樂部專家共識指出，現(xiàn)有指南多支持在CTO血管供應區(qū)域內有10%及以上的存活心肌時行PCI，并肯定了CMR在評估心功能、判斷心肌灌注情況及心肌纖維化等方面的重要作用［23］。本研究發(fā)現(xiàn)，在CTO血管供應區(qū)域，有58.6%的心肌節(jié)段并無梗死，延遲強化透壁程度≥75%的心肌節(jié)段也僅占11.5%，提示對于大多數(shù)CTO患者，仍有可能通過PCI挽救存活心肌，在術前完善對心肌梗死程度及心功能的評估必不可少。

圖3 不同延遲強化透壁程度組的收縮末期容積

圖4 不同延遲強化透壁程度分組的舒張末期容積

圖5 有病理性Q波組與無病理性Q波組延遲強化透壁程度所占比例

目前Euro-CTO研究［5］及EXPLORE研究［4］的1年隨訪結果提供了CTO-PCI能夠改善患者生活質量及心絞痛癥狀的證據(jù)。EXPLORE研究［4］隨訪3年后發(fā)現(xiàn)，在急性ST段抬高型心肌梗死合并CTO病變的患者中，早期干預CTO病變組的心源性死亡率竟高于不干預CTO病變組 （6.0%比1.0%，P=0.02）。本研究CMR檢出存在梗死的心肌節(jié)段中僅有不足60%位于CTO血管供應區(qū)域，在考量CTO-PCI術后獲益時，或許應當將CTO血管供應區(qū)域與其他心肌節(jié)段進行獨立評估，以避免非CTO血管病變帶來的干擾。2016年Bucciarelli-Ducci等［24］發(fā)布的一項前瞻性研究結果顯示，以CMR結果為標準入選的50例CTO患者，其CTO血管供應區(qū)域大部分節(jié)段的延遲強化透壁程度＜75%室壁厚度，且存在可誘發(fā)的缺血，患者行PCI術開通CTO血管3個月后復查CMR，可見CTO血管供應區(qū)域灌注有所改善，且LVEF有明顯上升趨勢。已有研究結果證實，左心室收縮功能的改善僅限于CMR提示心內膜下心肌梗死的患者，對于透壁性心肌梗死的患者，血管再通無明顯改善心功能的作用［25-26］。另外，多巴酚丁胺負荷CMR可用于評價心肌缺血情況。一項Meta分析結果顯示應用負荷CMR檢出冠心病的敏感度和特異度均能達到80%以上［27］。本研究中未使用這一技術對患者CTO血管供應區(qū)域缺血情況進行評價。對CTO血管供血心肌的缺血情況及存活情況的綜合評價將幫助臨床醫(yī)師更加全面地評估CTO病變是否應行血運重建，并對其遠期獲益的評價有重要意義。

CMR具有較高的時間及空間分辨率，是一種較為靈活的成像手段，可以提供涉及心臟解剖及功能的多個不同參數(shù)，其優(yōu)勢是識別輕微的心內膜下梗死、定位瘢痕心肌位置，定量分析心肌功能［28］。核素心肌灌注顯像一直被認為是判斷心肌存活的金標準。前期研究結果顯示，以正電子發(fā)射型計算機斷層顯像（PET）結果為標準，CMR檢測CTO患者的心肌活性與PET檢查相比具有較高的一致性、敏感度和特異度，患者無需使用放射性物質或含碘對比劑，無電離輻射風險，從一定程度上為診療降低了相關并發(fā)癥的風險，并且CMR的費用較核素心肌顯像明顯降低［29-30］。此外，除了目前在冠心病領域的應用外，CMR還可能在非缺血性心肌病、心肌炎、心臟瓣膜病、心包疾病乃至外周血管疾病的診治中發(fā)揮重要作用［31］，從而開啟更加直觀、精準、安全的心血管疾病診治新時代。

CMR檢出大多數(shù)CTO患者存在不同程度的室壁運動異常及心肌梗死，透壁性心肌梗死患者存在明顯心功能下降及心室重構，但透壁性心肌梗死患者僅占很小一部分，提示大多數(shù)CTO患者可能在PCI術后獲益，在術前完善對心肌梗死程度及心功能的評估必不可少。此外，由于心肌梗死區(qū)域與CTO血管不完全相符，在評價開通CTO血管的遠期獲益時，對CTO血管供應區(qū)域和其他區(qū)域進行獨立評估或許更加精準。