心磁圖診斷急性冠狀動(dòng)脈綜合征的研究進(jìn)展

張歡 楊舒雯 劉琳祺 周墅 宋現(xiàn)濤 屠琛琛

急性冠狀動(dòng)脈綜合征（ACS）是以冠狀動(dòng)脈粥樣硬化斑塊破裂或侵襲，繼發(fā)完全或不完全閉塞性血栓形成為病理基礎(chǔ)的一組臨床綜合征，具有發(fā)病率高、起病快、致死率高等特點(diǎn)[1-4]。急性缺血將導(dǎo)致不可逆的心肌細(xì)胞壞死，造成心力衰竭等不良預(yù)后，因此早期、快速、準(zhǔn)確地識(shí)別心肌缺血對(duì)優(yōu)化診療流程、改善預(yù)后至關(guān)重要[5-6]。心磁圖是無(wú)創(chuàng)測(cè)量心臟磁場(chǎng)的檢測(cè)方式，具有靈敏度高、操作簡(jiǎn)便、無(wú)創(chuàng)等特點(diǎn)，多項(xiàng)臨床研究結(jié)果提示心磁圖在急診胸痛患者的快速診斷中具有重要價(jià)值[7]。本文聚焦心磁圖對(duì)心肌缺血的診斷性能，就心磁圖在ACS診斷中的應(yīng)用價(jià)值作一綜述。

1 心肌缺血的無(wú)創(chuàng)檢測(cè)方法

1.1 心電圖

心電圖是心肌缺血最常用的篩查手段，對(duì)ST段抬高型心肌梗死（STEMI）的診斷有重要價(jià)值。指南推薦急性胸痛患者在首次醫(yī)療接觸后10 min內(nèi)行心電圖檢查，不能診斷者15～30 min內(nèi)復(fù)查[5-6]。心電圖的優(yōu)點(diǎn)在于經(jīng)濟(jì)、便捷、無(wú)創(chuàng)，但心臟電信號(hào)易受束支傳導(dǎo)阻滯、心室起搏等多種因素影響[5,8]，同時(shí)非ST段抬高型心肌梗死（NSTEMI）和不穩(wěn)定性心絞痛（UA）患者心電圖靈敏度較低。有研究顯示，在因急性胸痛入院后經(jīng)冠狀動(dòng)脈造影確定存在≥50%狹窄的237例患者中，僅有45%顯示異常心電圖[9]。因此單獨(dú)使用心電圖診斷心肌缺血極易造成漏診。

1.2 血清學(xué)標(biāo)志物

肌鈣蛋白、肌紅蛋白、肌酸激酶同工酶等是常用的心肌損傷標(biāo)志物，其中肌鈣蛋白對(duì)心肌損傷的靈敏度和特異度都很高[10]。但由于存在不同的時(shí)間窗，在急性心肌梗死（AMI）的超急性期或亞急性期，血清學(xué)標(biāo)志物可能在正常范圍內(nèi)，從而造成漏診。并且對(duì)UA患者，其血清標(biāo)志物也可處于正常范圍。此外，肌鈣蛋白的升高也可見于主動(dòng)脈夾層、急性肺栓塞等同樣以急性胸痛為主要表現(xiàn)的疾病，需要結(jié)合其他檢查結(jié)果進(jìn)行鑒別診斷。

1.3 無(wú)創(chuàng)影像學(xué)檢查

冠狀動(dòng)脈CT血管成像可以評(píng)價(jià)冠狀動(dòng)脈解剖學(xué)特征及鈣化情況，對(duì)正常的血管結(jié)構(gòu)具有非常高的陰性預(yù)測(cè)值[11]，但易受鈣化、支架的影響而導(dǎo)致管腔狹窄程度的誤判[12]，也無(wú)法對(duì)冠狀動(dòng)脈非阻塞型心肌梗死作出準(zhǔn)確的診斷。心肌核素顯像（MPI）可以評(píng)價(jià)心臟灌注情況，但由于無(wú)法區(qū)分新發(fā)梗死和陳舊性梗死，其異常并非特異性指向ACS[13]。心臟磁共振成像（CMR）對(duì)AMI的靈敏度極高[14]，T2加權(quán)成像可以識(shí)別急性梗死后的心肌水腫，區(qū)分新舊梗死區(qū)域[13,15]。但MPI與CMR均需灌注顯像，檢查時(shí)間較長(zhǎng)，不適于ACS患者心肌缺血的快速識(shí)別。

1.4 超聲心動(dòng)圖

超聲心動(dòng)圖可以識(shí)別缺血引發(fā)的心肌節(jié)段性室壁運(yùn)動(dòng)異常[13,16]，但是對(duì)急性和陳舊的心肌缺血分辨仍存在一定難度，在患者合并其他疾病如心肌病時(shí)，診斷更加困難。

綜上所述，當(dāng)前心肌缺血的輔助診斷方法都存在各自的局限性。面對(duì)ACS這樣一個(gè)需要快速作出診斷的急癥，迫切地需要一個(gè)便捷、敏感、無(wú)創(chuàng)的篩查手段。

2 心磁圖概述

心磁圖是一種無(wú)創(chuàng)、無(wú)接觸、無(wú)輻射記錄心臟電磁活動(dòng)的檢查方式，其檢測(cè)原理是使用不同方式排除地球磁場(chǎng)及各種外來(lái)磁場(chǎng)的干擾后，利用靈敏的磁檢測(cè)器探測(cè)心動(dòng)周期中心臟電活動(dòng)產(chǎn)生的微小磁場(chǎng)。與心電圖不同的是，心磁圖直接檢測(cè)心臟電流產(chǎn)生的磁信號(hào)，而非電信號(hào)。磁信號(hào)具有較好的穩(wěn)定性，不會(huì)因?yàn)槿梭w組織導(dǎo)電性的不同而減弱或扭曲[17-18]。此外，心磁圖無(wú)需使用電極，因此受接觸電阻和肌肉運(yùn)動(dòng)偽影的影響較小[19]。與心電圖相比，心磁圖對(duì)心肌缺血時(shí)出現(xiàn)的切線電流和圓形漩渦電流更敏感，因此可以檢出心臟微小的電生理變化[17,20-21]。

基于超導(dǎo)量子干涉儀（SQUID）技術(shù)的心磁圖系統(tǒng)包括美國(guó)的CMI-2409型心磁圖、德國(guó)的MCG7心磁圖、日本的Mc-6400型心磁圖等，均已應(yīng)用于臨床和科研[22-23]。但由于低溫超導(dǎo)心磁圖需要高標(biāo)準(zhǔn)的磁屏蔽房，同時(shí)需要液氦維持傳感器的低溫運(yùn)行等限制了其在臨床的廣泛使用[24]。近年來(lái)，一種新型的磁場(chǎng)傳感器——無(wú)自旋交換弛豫原子磁力計(jì)得到了快速發(fā)展。其利用堿金屬原子光泵浦自旋極化和零場(chǎng)磁共振檢測(cè)原理，通過抑制自旋交換弛豫，無(wú)需在低溫環(huán)境就能實(shí)現(xiàn)和SQUID相當(dāng)?shù)奶綔y(cè)靈敏度，并且具有輕便、可小型化、探測(cè)距離近、掃描總時(shí)長(zhǎng)短等優(yōu)勢(shì)，已應(yīng)用于缺血性心臟病的檢查[25]。

3 心磁圖在ACS診斷中的應(yīng)用價(jià)值

2019版ACS急診快速診治指南[26]指出胸痛患者入院后應(yīng)盡快完成心電圖和心肌標(biāo)志物檢查，陽(yáng)性結(jié)果則可判定為ACS。然而，如前所述，心電圖和心肌標(biāo)志物存在靈敏度低、易漏診等不足，而心磁圖能夠在心肌缺血發(fā)病早期檢測(cè)異常電流的變化，多項(xiàng)臨床研究結(jié)果表明其作為一種無(wú)創(chuàng)性檢查有望成為ACS篩查的便捷手段[27]。

3.1 心磁圖對(duì)NSTE-ACS的診斷價(jià)值

非ST段抬高型急性冠狀動(dòng)脈綜合征（NSTEACS）包括NSTEMI和UA。2005年P(guān)ark等[28]篩選了143例經(jīng)冠狀動(dòng)脈造影確診為冠心病但心電圖未見ST段抬高的急性胸痛患者進(jìn)行前瞻性研究，對(duì)比不同檢測(cè)技術(shù)對(duì)非ST段抬高急性胸痛患者的診斷性能。結(jié)果顯示，心磁圖在冠心病診斷中的靈敏度和特異度分別為95.1%和92.8%，心電圖、心肌肌鈣蛋白I、超聲心動(dòng)圖的靈敏度分別為33.9%、42.7%與51.0%，顯著低于心磁圖靈敏度。Tolstrup等[29]發(fā)現(xiàn)心磁圖對(duì)125例UA患者展示出了良好的缺血檢測(cè)能力，其靈敏度和陰性預(yù)測(cè)值達(dá)到了76.4%和80.0%，顯著高于心電圖（21.8%，60.0%）。但是該研究中對(duì)心肌缺血的診斷綜合了肌鈣蛋白、負(fù)荷試驗(yàn)、冠狀動(dòng)脈造影等多項(xiàng)檢查結(jié)果，無(wú)法與單一的診斷方式比較診斷的靈敏度和特異度。Lim等[30]對(duì)NSTEMI患者進(jìn)行回顧性研究，將NSTEMI組與健康對(duì)照組和不典型胸痛組比較，其中胸痛組患者沒有心肌梗死的臨床證據(jù)，研究發(fā)現(xiàn)心磁圖中有15項(xiàng)參數(shù)在NSTEMI組與兩個(gè)對(duì)照組之間有顯著差異，其中T波峰的最大電流角和磁場(chǎng)角的診斷性能最好。進(jìn)一步選擇10個(gè)參數(shù)診斷NSTEMI，靈敏度為96.4%，特異度為85%，參數(shù)值隨心肌缺血程度的加重上升。磁場(chǎng)圖（magnetic field maps，MFM）異常，包括偶極子的壓縮、拉伸、斷裂或極點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，是識(shí)別血管嚴(yán)重狹窄的指標(biāo)之一，在70%的UA患者和92.5%的NSTEMI患者中可以見到[31]。上述10個(gè)心磁圖參數(shù)結(jié)合T波峰MFM和時(shí)空激活圖可以有效識(shí)別NSTEMI患者[32]。目前研究表明部分心磁圖參數(shù)和MFM可用于檢測(cè)嚴(yán)重缺血患者，但還需要進(jìn)一步研究將MFM模式量化，確定MFM在不同部位狹窄中的區(qū)別。在選擇樣本時(shí)，NSTEMI和年齡匹配對(duì)照組的患者以冠狀動(dòng)脈造影和肌鈣蛋白T為金標(biāo)準(zhǔn)選擇，年輕對(duì)照組則為心電圖正常、無(wú)臨床癥狀、無(wú)既往病史的志愿者，由于年輕對(duì)照組未行冠狀動(dòng)脈造影檢查，故入選對(duì)象可能存在未知的冠狀動(dòng)脈病變。此外，由于嚴(yán)格的排除標(biāo)準(zhǔn)，年齡匹配對(duì)照組的樣本量相對(duì)較少，三個(gè)組的受試者數(shù)量不匹配，可能導(dǎo)致了一定的偏倚。

在NSTE-ACS的診斷上，心磁圖雖然是一種靈敏度、特異度和空間分辨率非常高的心臟電磁功能檢測(cè)技術(shù)，但目前的臨床研究樣本量較小，測(cè)量參數(shù)較多，各項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)有價(jià)值的參數(shù)不完全一致，未來(lái)需要在多中心的臨床研究中進(jìn)一步評(píng)估其診斷價(jià)值，并建立公認(rèn)的心磁圖診斷標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 心磁圖對(duì)STEMI的診斷價(jià)值

2019版STEMI診斷和治療指南中指出，室內(nèi)傳導(dǎo)阻滯或起搏器植入后的心室起搏可能干擾心電圖中ST段的判讀。此外，部分患者盡管存在急性冠狀動(dòng)脈閉塞，但心電圖上無(wú)ST段抬高，或抬高幅度＜0.1 mV，為診斷STEMI帶來(lái)極大的困難[5]。目前已有臨床研究證明心磁圖在STEMI患者中具有一定的診斷價(jià)值。

Zhao等[33]基于一種重建MFM極值圈上等效電流偶極子的方法，開發(fā)了一種新的綜合最大電流密度（IMCD）評(píng)估方法用于STEMI的診斷。IMCD提供了心室復(fù)極過程中的時(shí)空信息，對(duì)STEMI的診斷靈敏度和特異度達(dá)到了91.2%和84.6%。因此，IMCD可以作為一項(xiàng)有效的STEMI診斷指標(biāo)，但其診斷性能還需進(jìn)一步驗(yàn)證。

Leeuwen等[34]通過心室去極-復(fù)極過程中MFM的結(jié)構(gòu)對(duì)成功進(jìn)行血運(yùn)重建的STEMI患者進(jìn)行檢測(cè)，其靈敏度和特異度分別為87.2%和84.5%。該研究入選對(duì)象多為手術(shù)后病情穩(wěn)定，適合接受心磁圖檢查的患者，而排除了因各種原因無(wú)法行血運(yùn)重建的患者，存在一定的選擇偏倚，因此對(duì)于STEMI患者術(shù)前診斷的性能是否一致尚且未知。心電圖T波形態(tài)的改變是心肌缺血性損傷的重要標(biāo)志，發(fā)生心肌梗死的患者在缺血后的恢復(fù)過程中，由于心室復(fù)極化改變，心電圖上異常高大的T波可能會(huì)逐漸恢復(fù)正常，這為缺血的診斷帶來(lái)了一定難度。Nomura等[35]一項(xiàng)針對(duì)陳舊性下壁心肌梗死患者的研究顯示，盡管心電圖上的T波已經(jīng)恢復(fù)正常，心磁圖仍可顯示指向?yàn)樯系腡向量，其中36.4%的病例可觀察到異常的兩個(gè)相反偶極子，而在正常受試者中，T向量指向?yàn)樽笙?，并且沒有出現(xiàn)多極化表現(xiàn)。多極化分布可能是局部心肌恢復(fù)過程不均一所致，這種心室復(fù)極的不均勻性可能導(dǎo)致高危的室性心律失常，因此利用心磁圖及時(shí)識(shí)別十分重要。Lanta等[36]利用MFM進(jìn)行時(shí)間積分分析，不僅可以區(qū)分心肌梗死患者與正常受試者，而且為鑒別不同的心肌梗死類型提供了一定證據(jù)。上述研究的局限性在于納入心肌梗死患者時(shí)，樣本量均較小，不超過30例，無(wú)法建立診斷模型并加以驗(yàn)證。此外，心磁圖的測(cè)量并非在急性缺血事件發(fā)生后即刻進(jìn)行，期間的心磁圖動(dòng)態(tài)演變過程仍然未知。

由此可見，心磁圖中IMCD、MFM結(jié)構(gòu)、T向量方向等參數(shù)在STEMI患者中展現(xiàn)出潛在的應(yīng)用價(jià)值。然而，現(xiàn)有針對(duì)STEMI的研究基本集中于急性梗死1個(gè)月后進(jìn)行心磁圖檢測(cè)，心磁圖對(duì)STEMI患者急性缺血的診斷效能有待進(jìn)一步研究和評(píng)價(jià)。

3.3 心磁圖在急性胸痛快速分診中的價(jià)值

胸痛是急診患者的常見主訴之一，其病因可能是ACS、急性肺栓塞、主動(dòng)脈夾層等高致死率的危重疾病或同時(shí)合并兩種以上的病因，需要急診科醫(yī)生準(zhǔn)確診斷并盡快處置?？焖僮R(shí)別急性胸痛患者中的STEMI以及高危NSTE-ACS患者是早期血運(yùn)重建的關(guān)鍵[37]。目前胸痛患者的診斷有賴于臨床癥狀、心電圖及心肌標(biāo)志物檢測(cè)，初次評(píng)估確診為ACS的患者進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)臨床路徑進(jìn)行治療。由于ACS患者可能呈現(xiàn)心電圖及實(shí)驗(yàn)室檢查陰性的結(jié)果，加之AMI漏診的嚴(yán)重后果，暫不符合ACS診斷的陰性患者大多被留院觀察，進(jìn)一步檢查以排除風(fēng)險(xiǎn)。盡管如此，仍有部分心原性胸痛的患者因漏診而被準(zhǔn)許出院，造成嚴(yán)重后果[38]。而留觀患者的住院周期更長(zhǎng)，暴露于輻射或有創(chuàng)性操作接受更多的輔助檢查，承擔(dān)更多的醫(yī)療開銷，導(dǎo)致了急診醫(yī)療資源的浪費(fèi)。因此，需要更加敏感、便捷的手段以減少ACS患者漏診，并且及時(shí)為陰性患者解除預(yù)警。

目前已有部分研究發(fā)現(xiàn)，在心電圖與肌鈣蛋白均為陰性的情況下，心磁圖在急性胸痛患者的篩查中展現(xiàn)出了良好的陰性預(yù)測(cè)價(jià)值。Kwon等[9]回顧性收集了364例可疑ACS的急性胸痛患者，心電圖均無(wú)ST段抬高，以冠狀動(dòng)脈造影為診斷冠心病的金標(biāo)準(zhǔn)，在心電圖和肌鈣蛋白均為陰性的亞組中，心磁圖的陰性預(yù)測(cè)值為70.7%，高于超聲心動(dòng)圖和心電圖。然而該研究所使用的心磁圖檢查需在磁屏蔽室中進(jìn)行，應(yīng)用于急診場(chǎng)景下缺乏便捷性。Tolstrup等[29]在非磁屏蔽室中對(duì)心電圖和肌鈣蛋白均無(wú)缺血表現(xiàn)的胸痛患者進(jìn)行檢測(cè)，心磁圖的陰性預(yù)測(cè)值達(dá)到了86.7%。在一項(xiàng)前瞻性的試點(diǎn)研究中，Pena等[39]選取了急診觀察病房里的非高危胸痛患者，這些患者因胸痛入院，但心電圖和肌鈣蛋白檢查結(jié)果不足以診斷ACS，因此被送入急診觀察病房等待進(jìn)一步檢查。在101例患者中，與負(fù)荷試驗(yàn)和冠狀動(dòng)脈造影結(jié)果相比，心磁圖的陰性預(yù)測(cè)值達(dá)到了92.3%。出院后30 d和6個(gè)月隨訪，所有患者均無(wú)主要不良心血管事件發(fā)生。

由此可見，心磁圖對(duì)急性胸痛具有很好的陰性預(yù)測(cè)價(jià)值，應(yīng)用于初次急診評(píng)估后胸痛患者的篩查分診，能夠減少ACS患者的漏診，確保低?；颊甙踩鲈?，以減少不必要的檢查與監(jiān)測(cè)。

4 總結(jié)與展望

心磁圖對(duì)心肌缺血展現(xiàn)出優(yōu)越的診斷性能，加之其快速、無(wú)創(chuàng)的特點(diǎn)，在ACS的臨床診斷以及急性胸痛的快速分診等方面都具有廣闊的應(yīng)用前景，可提升診療效率，優(yōu)化診療流程。然而如前所述，缺血和梗死灶都有可能導(dǎo)致心磁圖的異常改變，對(duì)于合并陳舊性心肌梗死的患者，如何利用心磁圖準(zhǔn)確識(shí)別心肌缺血是未來(lái)研究中需要重點(diǎn)解決的問題。目前心磁圖缺少大規(guī)模的臨床研究證據(jù)以及明確的診斷標(biāo)準(zhǔn)，尚未在臨床得到廣泛應(yīng)用，未來(lái)在心肌缺血嚴(yán)重程度的判斷、缺血的定位診斷、冠狀動(dòng)脈微循環(huán)障礙的診斷等方面也需要進(jìn)一步結(jié)合心肌細(xì)胞動(dòng)作電位的病理生理特點(diǎn)展開深入的研究。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突