趙曙光，陳子英，于 丁，唐 閩，孔 祥

◇經(jīng)驗與體會◇

冠脈旁路移植術(shù)前后紅外成像對比的臨床意義

趙曙光1，陳子英1，于 丁1，唐 閩1，孔 祥2

對22例胸骨正中開胸冠脈旁路移植（CABG）手術(shù)的患者行術(shù)中缺血心肌部位紅外攝像，通過紅外熱圖像判斷心肌缺血部位、分析CABG手術(shù)前后心肌缺血區(qū)域溫度變化，進(jìn)一步研究溫度變化幅度與術(shù)后心肌損傷及左室射血分?jǐn)?shù)（LVEF%）變化的關(guān)系。CABG術(shù)中紅外攝像能夠推演橋血管通暢度及缺血心肌再灌注效果，并預(yù)判術(shù)后心功能狀況，該技術(shù)在術(shù)中監(jiān)測及術(shù)后評估方面具有獨特優(yōu)勢，有臨床開發(fā)及應(yīng)用價值。

紅外攝像；冠脈旁路移植；心功能

目前在心臟冠脈旁路移植（coronary artery bypass grafting，CABG）手術(shù)中，尚無實時直觀判斷心肌缺血程度和評判冠脈血運重建后心肌血運恢復(fù)狀況的監(jiān)測手段，因此一旦出現(xiàn)血運重建不佳等惡性事件，術(shù)后監(jiān)測為時已晚［1］。醫(yī)用紅外攝像具有間接反映組織功能的獨特優(yōu)勢，目前先進(jìn)紅外探測技術(shù)能夠分辨出體表0．1℃的輕微變化，而這種反映組織的代謝溫度變化的熱圖像可以間接反映組織的功能學(xué)特性［2］。據(jù)此將這一概念引入術(shù)中冠心病缺血部位診斷及CABG后心肌恢復(fù)血供狀況的監(jiān)測。

1 材料與方法

1．1 病例資料對行正中開胸心臟不停跳下CABG 22例患者進(jìn)行術(shù)中實時紅外攝像，其中受試者男14例，女8例；年齡44～67（51．32±13．26）歲，體重63～92（71．03±18．34）kg?；颊呔\斷為多根多處冠狀動脈狹窄，心電圖均有ST段明顯抬高的缺血證據(jù)，冠脈前降支所選擇的橋血管均為左側(cè)乳內(nèi)動脈。手術(shù)室溫度控制為（22±2）℃，濕度控制在（60±5）%，采用正中開胸及靜吸復(fù)合麻醉。留取術(shù)前冠狀動脈造影、圍術(shù)期化驗及術(shù)前與術(shù)后1個月心臟超聲各項指標(biāo)。所有患者對術(shù)中紅外攝像知情同意。

1．2 研究設(shè)備Hoptic紅外攝像導(dǎo)航系統(tǒng)由鴻譜光電科技有限公司自主研發(fā)，并開發(fā)適于心臟手術(shù)的監(jiān)控軟件，設(shè)備相關(guān)參數(shù)如下：探測器類型為In-GaAs焦平面、有效面積為（20．0±30．6）cm、數(shù)字輸出格式為Raw 56bit、像素512×512、曝光時間500 ns～500 ms、相應(yīng)波段0．9～1．7 μm、操作溫度4～40℃。Hoptic攝像儀預(yù)置于術(shù)野正上方。探測數(shù)據(jù)輸出至外接顯示屏，圖像為由深藍(lán)至深紅不同梯度顏色組合形成的彩圖，彩圖右側(cè)有相應(yīng)的色彩－溫度梯度對照圖，可分辨不同色彩所對應(yīng)的溫度，資料可輸出保存（圖1A）。

1．3 研究方法

1．3．1 監(jiān)測指標(biāo) ①心表溫度：通過軟件判斷熱圖像中心臟表面不同部位的溫度；②心表不同部位溫差；③不規(guī)則熱圖像識別：根據(jù)觀測要求牽拉心臟，對測試部位心表行紅外攝像，通過熱圖像可以判斷某一溫度范圍內(nèi)的圖形；④所有患者術(shù)后24 h檢測血清肌鈣蛋白I（cardiac troponin I，cTnI）值；⑤冠脈搭橋患者術(shù)前與術(shù)后1個月心臟彩超左室射血分?jǐn)?shù)（left ventricular ejection fraction，LVEF）差值。

1．3．2 監(jiān)測事件 ①心肌缺血部位定位；②在開胸術(shù)后心表－環(huán)境熱交換穩(wěn)定期心肌缺血區(qū)域溫度與CABG術(shù)后關(guān)胸前該區(qū)域的溫度差；③橋血管熱圖像形態(tài)。

1．3．3 實驗設(shè)計與統(tǒng)計分析 分別留取開胸術(shù)后與CABG術(shù)后心肌缺血區(qū)域熱圖像，通過熱圖像計算CABG手術(shù)后缺血區(qū)域的溫度上升幅度，根據(jù)溫度上升幅度的大小分為4組：0～0．3℃組、0．4～0．6℃組、0．7～0．9℃組和1．0～1．2℃組，統(tǒng)計分析不同溫度組患者術(shù)后cTnI值及術(shù)后LVEF%上升值的差異。

1．4 統(tǒng)計學(xué)處理采用SAS 9．2統(tǒng)計軟件進(jìn)行分析，參數(shù)均以±s表示，做組間t檢驗。

2 結(jié)果

2．1 術(shù)中紅外攝像探測開胸術(shù)后術(shù)野心臟圖像不穩(wěn)定，隨著心表與環(huán)境熱交換的進(jìn)行，10 min后心臟表面溫度逐步穩(wěn)定在28～32℃，由于冠狀動脈血流豐富，大部分心臟紅外熱圖像上可觀察到冠脈的走形（圖1B），除2例患者心肌缺血部位未能呈現(xiàn)出較正常心肌部位的低溫影像外，其余患者均可呈現(xiàn)清晰的缺血部位心表低溫?zé)嵯瘢▓D1C），缺血區(qū)域較正常心肌區(qū)域溫度低0．3～1．5℃。心臟搭橋術(shù)后關(guān)胸前再次留取心肌缺血部位熱圖像，除1例患者心肌缺血部位無溫度變化外（圖1D），余19例患者術(shù)后心肌缺血區(qū)域溫度回升在0．2～1．2℃。

2．2 術(shù)后心肌損傷與心功能變化缺血心肌表面溫度上升幅度與術(shù)后24 h血清cTnI值的關(guān)系見圖2，如圖所示，各組之間術(shù)后24 h的cTnI值差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＝1．02），認(rèn)為cTnI值可能更取決于心肌損傷的范圍而并非心肌缺血改善的程度。CABG術(shù)后心臟缺血區(qū)域溫度回升程度與術(shù)后1個月LVEF%提升的關(guān)系見圖3，由圖可見隨著缺血心肌溫度上升幅度的增大，術(shù)后患者LVEF%提升也增大。溫度上升在0．4～1．2℃范圍的三組患者較溫度變化范圍在0～0．3℃的患者術(shù)后LVEF%提升均有明顯差異（P＝0．032、0．027、0．011），而溫度上升在0．4～0．9℃范圍內(nèi)的兩組患者LVEF%提升值無明顯差異（P＝0．242），但溫度在1．0～1．2℃組較前三組均有明顯差異（P＝0．011、0．021、0．026）。

3 討論

醫(yī)用紅外熱圖像技術(shù)不同于MRI、CT等影像設(shè)備，其采集接收人體輻射的紅外能量，以不同的色彩定量地表達(dá)溫度變化，為探索人體機能信息和結(jié)構(gòu)信息的內(nèi)在聯(lián)系開辟了新的途徑。該技術(shù)曾廣泛應(yīng)用于腫瘤、炎癥等領(lǐng)域的臨床診斷［3］，由于人體肌肉、骨骼、毛發(fā)、神經(jīng)等組織對內(nèi)臟器官熱源具有屏蔽作用，在開胸手術(shù)直接將心臟暴露于外界時，紅外探測對心肌溫度變化的高度敏感才體現(xiàn)出來［4］。

目前臨床主要應(yīng)用冠脈造影檢查來辨別冠脈狹窄程度，進(jìn)一步判斷血管支配的心肌區(qū)域的缺血程度，然而該檢查并不能定量顯示某一心臟區(qū)域的血運情況，而在CABG術(shù)中，通過肉眼所能辨別出的心肌缺血部位，通常存在嚴(yán)重心肌缺血或心肌梗死，因此臨床亟待一項能夠敏感地察覺心肌缺血變化的檢測手段。紅外探測技術(shù)在外周血管病變引起的缺血溫度變化診斷方面具有明顯優(yōu)勢，利用紅外探測這一特性，在CABG術(shù)中探測心臟冠脈及冠脈狹窄引起的心肌缺血溫度變化［5］。本研究證實，由于心肌血運豐富，紅外攝像探測可以敏感地察覺心肌的溫度變化，通過心肌不同區(qū)域的溫度變化，進(jìn)一步推演心肌缺血的區(qū)域和范圍，本研究結(jié)果與術(shù)前冠脈造影相符。同時紅外探測也可以敏銳察覺由于橋血管的供血而造成的原缺血心肌部位的血運改變。

實驗缺血心肌因重獲血供而出現(xiàn)的心表溫度回升與心肌損傷并無相關(guān)性。紅外探測到的CABG手術(shù)前后心表溫度變化更直接地反映了橋血管對缺血心肌的再灌注程度，而并不能直觀反映心肌自身的損傷程度，cTnI值與心肌損傷范圍與程度相關(guān)。心肌酶學(xué)變化可能與兩方面因素相關(guān)，即CABG術(shù)前探測到的缺血心肌部位與正常心肌溫度差以及低溫心肌范圍，但由紅外心臟熱圖推演心肌損傷程度的研究尚待進(jìn)一步證實。

由于CABG術(shù)開通了心肌缺血區(qū)域的血供，該區(qū)域的心肌收縮功能得到提升，本實驗通過術(shù)后1個月的心臟彩超監(jiān)測表明20例患者的LVEF%均有不同程度的提高，然而不同患者的心功能改善程度存在差異。本實驗顯示1例術(shù)中冠脈彌漫狹窄、遠(yuǎn)端血管細(xì)小的患者術(shù)后心功能改善不佳，提示雖然橋血管對該患者心肌的供血效果不佳，在術(shù)中表現(xiàn)為CABG術(shù)后缺血區(qū)域溫度上升不明顯。因此本實驗將紅外探測到的術(shù)中心肌缺血區(qū)域溫度變化作為評判心臟手術(shù)獲益的重要參考指標(biāo)。通過分析發(fā)現(xiàn)，CABG術(shù)后心臟缺血部位溫度上升幅度與術(shù)后1個月患者的LVEF%改善程度呈正相關(guān)。因此認(rèn)為紅外術(shù)中探測對判斷心臟術(shù)后功能恢復(fù)具有一定參考意義。

然而，本實驗顯示紅外探測技術(shù)存在局限性，個別術(shù)前明確診斷冠心病的患者，而在術(shù)中并未察覺明顯的心表低溫缺血區(qū)域，通過分析表明這些患者心表脂肪組織較厚，同時心肌缺血呈現(xiàn)心內(nèi)膜下缺血表現(xiàn)，這一缺血變化對心表的溫度變化影響甚微。由于紅外長波對組織的穿透力較差，較厚的心表脂肪和心肌屏蔽了這一缺血改變［6］。如果能夠?qū)⒓t外長波段熱輻射效應(yīng)與短波段的穿透效應(yīng)相結(jié)合，研發(fā)多波段聯(lián)合探測技術(shù)來進(jìn)一步判斷冠心病心肌缺血部位及程度，將具有更高的診斷價值［7］。

綜上所述，紅外攝像技術(shù)對判斷心肌的缺血部位和缺血程度具有獨特優(yōu)勢，同時通過缺血心肌的溫度變化能夠預(yù)測術(shù)后心功能變化，雖然該項技術(shù)尚有不足之處，相信通過不斷的技術(shù)改進(jìn)可以為心臟外科醫(yī)師提供一種簡單可靠直觀的監(jiān)測手段。

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The clinic significance of frared image comparison in CABG operation

Zhao Shuguang，Chen Ziying，Yu Ding，et al
（Dept of Cardiac Surgery，The Second Affiliated Hospital of Hebei Medical University，Shijiazhuang 050000）

22 patients with coronary artery bypass grafting（CABG）operation under sternal thoracotomy were randomly selected to intraoperative real-time monitoring．The myocardial ischemic area was judged by infrared thermography，the relationship between the temperature change with the postoperative myocardial damage and left ventricular ejection fraction（LVEF%）were studied．Myocardial ischemia and intraoperative temperature changes could be detected by Infrared cameras in CABG surgery．The blood supply of bridge vessel and postoperative cardiac function could be predicted．Infrared camera technology has a clinical application value in monitoring CABG operation effect and the postoperative heart function．

infrared ray；coronary artery bypass grafting；heart function

R 331

A

1000－1492（2015）03－0386－03

2014－11－12接收

河北省醫(yī)學(xué)科學(xué)研究重點課題（編號：ZD20140094）

河北醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院心臟外科，石家莊 050000

趙曙光，男，博士，主治醫(yī)師；陳子英，男，主任醫(yī)師，教授，責(zé)任作者，E-mail：shtjdoctor＠aliyun．com