尽管冠心病的二级预防药物已经相当完善,且冠状动脉介入治疗技术非常成熟;但是冠心病仍然是人类的主要死因。经皮冠状动脉介入术(PCI)和冠状动脉旁路移植术成为冠心病的重要治疗手段,但有时候多支血管弥漫病变,对于临界狭窄(通常指直径狭窄40%~70%)的病变血管,其能否引起相应的缺血症状以及此血管供应的心肌是否存活很难判断,也就是说还有没有必要开通此血管,因此术前评估存活心肌、冠状动脉临界狭窄的心肌灌注变得尤为重要。而且,伴有左心室功能障碍的患者血运重建后左心室功能的恢复情况需要密切监测。

评估心肌活性的辅助检查包括:超声心动图(收缩功能)、心肌核素单光子发射计算机断层扫描显像(SPECT)(心肌灌注)、正电子发射计算机断层扫描成像(PET)(糖代谢)等。另外,临床研究表明心肌梗死的范围以及是否伴有顿抑心肌/冬眠心肌相比左心室功能对于心脏事件的发生有更好的预测价值。而心脏核磁共振成像(CMR)可提供时间-空间更高的分辨率以及更好的组织特征且无电离辐射,因此CMR在评估冠状动脉粥样硬化、存活心肌、心肌灌注以及心室功能等方面发挥着越来越重要的作用。诊断冠状动脉粥样硬化的非侵入性影像学手段受许多因素影响导致其与真实的动脉管腔病变存在误差。

而新近的一项研究在13例死于急性心肌梗死的患者207处冠状动脉标本中,应用高分辨核磁和组织病理学评估管腔面积、斑块大小有很好地一致性。且既往研究显示CMR联合T1和T2加权成像可以很好地识别粥样硬化斑块核心、纤维帽、钙化、动脉外膜以及血管周围脂肪组织等。

临床上通常存在心绞痛症状不典型的患者,如X综合征,通过常规检查不能除外冠状动脉粥样硬化性心脏病。超过40%的女性有心肌缺血症状但冠状动脉造影证实无阻塞性冠状动脉疾病,来自美国NHLBI(国家心肺血液研究所)的女性缺血综合征研究(WISE)结果表明其中许多女性存在冠状动脉微血管功能障碍,通过侵入性的检测大、小血管内皮和非内皮功能。通过对WISE研究中118例经历了侵入检查后可疑冠状动脉微血管功能障碍的女性患者以及21例无症状女性行半定量的核磁检查评估心肌灌注储备分数可以很好地检出冠状动脉微血管功能障碍。尤其是药物(包括血管扩张药和多巴酚丁胺)负荷CMR对于检出有意义的冠心病有很好的诊断精度。而且,运动负荷的CMR检查评估心肌缺血正在研究探索之中,未来将会提供更有价值的数据。

既往荟萃分析结果显示多巴酚丁胺负荷CMR检查诊断冠心病的敏感性和特异性分别为83%和86%。常规的负荷心脏灌注核磁共振成像(MRI)或者多巴酚丁胺负荷的CMR检查对于评估3年无心脏事件存活显示出很强的预测价值。另外一项关于负荷CMR的荟萃分析,纳入19项研究(包括14项使用血管扩张药、4项使用多巴酚丁胺、1项两者均使用),总共11636例受试者,平均随访32个月,CMR负荷试验阳性的受试者有着较高的事件发生率,包括心肌梗死(OR7.7,P<0.0001)、心血管疾病死亡(OR7.0,P<0.0001)以及复合终点(OR6.5,P<0.0001),结果表明负荷CMR阴性与较低的心血管死亡及心肌梗死发生率有关,负荷CMR有着极好的预测价值,同时可以对已知的冠心病和可疑的冠心病患者进行危险分层。

此外,冠心病是2型糖尿病患者主要的血管并发症,且糖尿病患者自主神经病变,往往表现为无症状性心肌缺血甚至微小心肌梗死,因此能够在出现临床症状前评估心血管风险将为冠心病的防治提供更多益处。核磁血管造影能够诊断冠状动脉三支血管病变以及主干动脉狭窄及闭塞,由于其空间分辨率及受呼吸、心脏跳动影响,所以影像质量欠佳,将核磁血管造影作为常规检查之前还需要进一步改进成像技术。

当冠状动脉造影发现有意义的狭窄病变时,许多因素会影响介入治疗的决策,其中一个很重要的因素就是这支血管供血区域的心室收缩功能。而简单的通过组织多普勒超声心动图、心肌核素显像或其他手段获取的有关相应血管供血区域的心室收缩功能或多或少带有主观判断,也就是说不能量化或量化不标准。通常将心电图出现Q波、超声心动图提示收缩障碍和SPECT显示心肌梗死部位作为判断心室收缩障碍区域的金标准,Henn等通过多参数的高分辨MRI评分定位心肌收缩障碍的区域有着很好的精确度,如心电图为89%、超声心动图为95%,SPECT为97%、从而更好地指导冠心病的介入治疗。引入了CMR首过以及延迟灌注成像技术后,在检测狭窄的冠状动脉血流动力学方面,相比传统检测手段,如SPECT、负荷超声心动图等,MRI显示出相似的甚至更好的诊断精确度。对于伴有存活心肌的缺血性心肌病患者很可能从血运重建治疗中获益。

来自中国厦门大学的一项研究,死于冠心病和非冠心病各6例患者,尸检分离冠状动脉进行体外MRI检测斑块,利用3D流-固耦合模型检测临界斑块的管壁应力和切应力,发现死于冠心病的患者冠状动脉有着更高的管壁应力和切应力,也就是说在同样的机械应力作用下,其斑块更容易破裂;同时将冠状动脉做切片进行苏木紫染色、苏木精-伊红染色法染色等,通过计算斑块负荷(血管横截面积/血管横截面积+管腔面积)发现两组无统计学差异,提示MRI对易损斑块的识别有着重要意义。

来自美国的一项前瞻性研究,对非梗阻性冠状动脉疾病(血管内超声检查证实)导致心肌梗死的女性行腺苷负荷的CMR检查,由两位不同的阅片医师评估心肌灌注储备指数,结果发现低心肌灌注储备分数很可能预示着弥漫的微血管疾病。与SPECT相比延迟增强核磁能更好地识别小面积心肌疤痕,据报道延迟增强核磁可以检出<2g的梗死心肌而SPECT仅能检出≥10g的梗死心肌,这些未检出的小面积梗死心肌相比较大面积的梗死心肌其潜在风险更大。荷兰的一项研究,纳入117例既往无心肌梗死和血运重建史的受试者,在发生急性ST段抬高型心肌梗死(STEMI)后不同时间点行CMR,T2高信号随心肌梗死后时间延长而减弱,结果显示CMR可以将心肌梗死时间分为3个时间段(<1个月、1~6个月和≥6个月),诊断精度为80%(95%CI73%~87%)。

大多数冠状动脉不稳定斑块并不引起有意义的狭窄,应用X射线造影并不能提供斑块的生物学特征,由于血管内超声和光学相干断层成像有创且价格昂贵,所以无创检查评估易损斑块有助于选择更激进的介入治疗以及监测治疗反应,应用特殊分子探针进行的CMR分子成像可以提供在体冠状动脉粥样斑块的细胞和分子水平的信息,包括冠状动脉内皮、巨噬细胞、细胞外基质、斑块内出血和血栓形成、蛋白水解酶、纤维及脂质成分等。早期经验表明X射线联合核磁减少结构性心脏疾病介入操作时间、碘对比剂应用及电离辐射。由于核磁会影响金属的应用,且不抗核磁起搏器应用核磁受限,目前还没有普及核磁引导下的冠状动脉心导管介入手术,但已经有中心完成了先心病核磁引导下介入治疗、实时核磁引导下右心导管操作以及核磁介入的电生理消融术,联合使用耐受核磁的导丝、导管等器械,将来有望实现单独MRI引导下的冠心病介入治疗。

冠状动脉支架的材料是合金构成的,包括不锈钢、镍、钴、钛、铬、钽等,其中镍有弱磁性。据报道目前全球市面上的2007年以后生产的冠状动脉支架均可以安全地进行核磁检查。韩国三星医学中心进行的临床研究,STEMI患者接受急诊PCI治疗12h内随机分为不同剂量的阿托伐他汀治疗,2周内行对比剂增强核磁检查发现接受PCI治疗的STEMI患者短期口服高剂量阿托伐他汀并没有减少心肌梗死范围,由此可见在PCI后2周内行核磁检查是安全的且其能够有效检测心肌梗死范围。德国的一项研究针对PCI后的69例急性非ST段抬高型心肌梗死患者,应用延迟增强核磁检测心肌梗死面积大小,发现患者PCI术前术后体表心电图QT间期离散与心外膜冠状动脉血流恢复有关,同时也表明CMR可安全地用于评价PCI后心肌梗死范围恢复情况。

加拿大多伦多新宁医院的单中心研究,21例接受了PCI的STEMI患者,给予循证支持的标准药物治疗,术后48h、3周、6个月行心脏延迟增强核磁检查,结果显示梗死区和梗死周围区随着时间延长的变化是一致的,而核磁确定的存在微血管梗阻的患者其心肌梗死周围区核磁影像学特点并没有随着时间改变。有病例报道(3例置入药物洗脱支架的患者),应用CMR检查,无对比剂增强的T2-STIR成像显示的支架周围水肿可作为支架诱导的炎症反应的标志,预示着其晚期支架内血栓形成的风险增加。另外体外实验证明生物可吸收支架在核磁检查下支架管腔直径并无有意义的改变。尽管许多研究显示冠状动脉支架置入术后行MRI(1.5~3T场强)检查是安全的;但是很少研究是在支架置入短期内进行的。

有个案报道冠状动脉左主干支架置入后2周行头部MRI(1.5T场强)检查导致支架移位至左侧髂动脉开口处。所以冠状动脉血运重建后可以进行MRI检查了解心肌存活及灌注恢复等情况,但如为非必须尽量避免在急性期(3个月内)进行。

PET-CT可以评估心肌灌注、代谢、节段心肌血流以及引起早期缺血级联反应的心外膜和小血管的功能,然而PET-CT有很多局限性,包括空间分辨率、错误配准弱化CT、PET和CT图像的时间与空间不协调等,且对于肾功能不全的患者应用受限。而PET与MRI杂交影像可提供包括室壁运动障碍、节段性室壁运动减弱、室壁变薄、疤痕心肌以及心肌微循环功能的信息,且无电离辐射。无创的杂交影像PET-MRI可检出动脉粥样硬化病变处的炎症与血管新生,可能有助于预测未来斑块破裂的风险且可监测抗动脉粥样硬化治疗效果。

完成安全可靠的CMR检查非常重要,随着核磁技术的进步,许多新方法用于诊断心血管疾病,相信CMR将会成为诊断、治疗、监测冠心病的重要工具,为了实现这个目标,必须通过大量多中心临床研究建立完善、精确的应用方案和相关参数。

来源:刘青波,陈晖,李虹伟.心脏核磁共振成像在冠心病诊疗中的应用进展[J].心血管病学进展,2017,38(06):659-663.

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