肖明陽　綜述　蘇立　審校

(重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院心血管內(nèi)科　重慶市心律失常治療中心，重慶400010)

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新技術(shù)在冠狀動脈側(cè)支循環(huán)評估中的應(yīng)用

肖明陽綜述蘇立審校

(重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院心血管內(nèi)科重慶市心律失常治療中心，重慶400010)

【摘要】冠狀動脈側(cè)支循環(huán)對缺血心肌的保護作用已被大量研究證實，準(zhǔn)確地評估冠狀動脈側(cè)支循環(huán)的代償能力有助于對冠心病患者進行危險分層和制定臨床治療策略。冠狀動脈造影是目前臨床評估側(cè)支循環(huán)最主要的方法，但所提供的信息十分有限。近年來，研究者已提出多種方法對冠狀動脈側(cè)支循環(huán)代償能力進行更全面的評估。

【關(guān)鍵詞】冠狀動脈側(cè)支循環(huán)；側(cè)支血流壓力指數(shù)；心肌聲學(xué)造影；冠狀動脈內(nèi)心電圖

冠狀動脈側(cè)支循環(huán)是指連接冠狀動脈不同分支或同一分支不同部位的血管網(wǎng)絡(luò)，管徑一般在40～200 μm，在冠狀動脈明顯狹窄時發(fā)揮代償作用為遠(yuǎn)端心肌供血[1]。早在半世紀(jì)以前，F(xiàn)ulton[2]通過往體外心臟標(biāo)本冠狀動脈中注入明膠的方法，證實了各條冠狀動脈之間存在著廣泛的血管網(wǎng)狀聯(lián)系，并且觀察到冠狀動脈狹窄處附近的側(cè)支血管管徑明顯增粗。此后不斷有研究證實良好的冠狀動脈側(cè)支循環(huán)有助于減輕冠心病患者的心絞痛癥狀，保護缺血心肌，縮小梗死心肌范圍，改善左心室功能和長期預(yù)后[3-4]，如何有效地評估冠狀動脈側(cè)支循環(huán)的代償功能也一直作為研究熱點。1985年，Rentrop通過選擇性冠狀動脈造影術(shù)的方法，根據(jù)病變血管遠(yuǎn)端顯影情況對側(cè)支循環(huán)代償功能進行了半定量評估，這也是目前臨床評估側(cè)支循環(huán)代償功能最主要的方法[5]。但是，冠狀動脈造影術(shù)本身存在許多局限性，例如不能顯示管徑在100 μm以下的血管，從而低估了側(cè)支循環(huán)的數(shù)目；不能反映微循環(huán)的灌注情況；不能定量評估側(cè)支血管的代償能力。核磁共振心肌灌注顯像和正電子發(fā)射計算機斷層顯像(PET-CT)曾作為非侵入性評估方法備受推崇，但其檢查費用昂貴、設(shè)備要求高，不適于臨床廣泛應(yīng)用，近期采用這兩種方法評估冠狀動脈側(cè)支循環(huán)代償功能的研究已鮮有報道。側(cè)支循環(huán)是否可以改善冠心病患者心肌缺血狀態(tài)和長期預(yù)后這個問題一直備受爭議，產(chǎn)生這種分歧的原因很可能是因為采取的評估方法過于單一，獲得信息有限，準(zhǔn)確性不高所造成的[5]。近年來，隨著冠狀動脈側(cè)支血流指數(shù)、心肌聲學(xué)造影、冠狀動脈內(nèi)心電圖等新技術(shù)的出現(xiàn)，人們對側(cè)支循環(huán)的認(rèn)識更加全面和深入，為冠心病的臨床治療和科學(xué)研究提供了許多幫助。以下將對上述技術(shù)在評估冠狀動脈側(cè)支循環(huán)代償功能中的應(yīng)用進行綜述。

1側(cè)支血流壓力指數(shù)

側(cè)支血流壓力指數(shù)(pressure-derived collateral flow index，CFI)是指冠狀動脈狹窄部位遠(yuǎn)端壓力(Poccl)和主動脈壓(Pao)分別與中心靜脈壓(CVP)的差值之比，即CFI=(Poccl-CVP)/(Pao-CVP)，各壓力值均在使用球囊人工閉塞靶血管后由壓力導(dǎo)絲同步測得，CFI的測定首次實現(xiàn)了對側(cè)支循環(huán)代償功能的定量評估[6]。

1.1側(cè)支血流壓力指數(shù)與心肌缺血程度

Wustmann等[7]對100例健康受試者進行側(cè)支血流壓力指數(shù)測定，發(fā)現(xiàn)即使冠狀動脈完全正常的受試者，在人工球囊完全閉塞靶血管后仍然出現(xiàn)了具備一定代償功能的側(cè)支循環(huán)，所有受試者的側(cè)支血流壓力指數(shù)符合正態(tài)分布，側(cè)支血流壓力指數(shù)平均值為(0.18±0.08)，與另500例存在冠狀動脈狹窄的冠心病患者相比較[側(cè)支血流壓力指數(shù)平均值為(0.22±0.15)]具有顯著差異。其他研究也發(fā)現(xiàn)慢性冠狀動脈閉塞患者的側(cè)支血流壓力指數(shù)值較健康人更高[8]；并且在冠心病患者中，側(cè)支血流壓力指數(shù)較高者出現(xiàn)心絞痛癥狀和心電圖缺血性變化的發(fā)生率明顯較低，甚至某些冠狀動脈狹窄十分嚴(yán)重的患者，在球囊閉塞血管的過程中并不發(fā)作心絞痛或出現(xiàn)心電圖缺血改變，這些研究說明冠狀動脈狹窄程度與心肌缺血程度之間并無必然聯(lián)系，特別是慢性冠狀動脈閉塞的患者，往往可建立代償功能良好的側(cè)支循環(huán)以保證狹窄遠(yuǎn)端心肌的血供。據(jù)此可以推測，對于某支冠狀動脈狹窄程度嚴(yán)重，同時合并高出血風(fēng)險的冠心病患者，如果冠狀動脈造影術(shù)中測得側(cè)支血流壓力指數(shù)較高，球囊閉塞靶血管過程中沒有出現(xiàn)心絞痛發(fā)作癥狀及缺血性心電圖ST-T段變化，也許采用單用抗血小板藥物保守治療的方案更加合理，以避免支架植入術(shù)后必須較長時間服用雙聯(lián)抗血小板藥物所帶來的嚴(yán)重出血風(fēng)險。

1.2側(cè)支血流壓力指數(shù)與患者預(yù)后

大量有關(guān)側(cè)支循環(huán)代償功能與冠心病患者遠(yuǎn)期預(yù)后的研究提示，良好的側(cè)支循環(huán)可明顯降低慢性冠心病和急性冠狀動脈綜合征患者的病死率[9]。Meier等[10]對845例疑診冠心病患者進行為期10年的隨訪研究發(fā)現(xiàn)，側(cè)支血流壓力指數(shù)<0.25組患者病死率明顯高于側(cè)支血流壓力指數(shù)>0.25組。另一項納入1 181例慢性冠心病患者的隨訪研究結(jié)果也顯示，側(cè)支血流壓力指數(shù)>0.25組患者15年生存率顯著高于側(cè)支血流壓力指數(shù)<0.25組(65% vs 48%，P=0.005 7)[11]；血管重建術(shù)組的10年生存率顯著高于藥物保守治療組(88% vs 75%，P=0.048 2)，血管重建術(shù)組側(cè)支血流壓力指數(shù)值較術(shù)前明顯增加，而藥物保守治療組側(cè)支血流壓力指數(shù)值并無明顯變化，這說明了良好的側(cè)支循環(huán)有助于改善冠心病患者的生存率，側(cè)支血流壓力指數(shù)值的大小可用于預(yù)測冠心病患者的長期預(yù)后。

側(cè)支血流壓力指數(shù)對判斷急性心肌梗死患者預(yù)后的準(zhǔn)確性尚存在爭議，這可能是因為部分急性心肌梗死發(fā)生時機體缺少缺血預(yù)適應(yīng)的過程，側(cè)支循環(huán)不能及時建立或發(fā)揮足夠的代償作用所致。此外，各研究中測量側(cè)支血流壓力指數(shù)值的時間與心肌梗死發(fā)生的時間間隔亦各不相同。

QT間期延長是冠心病患者發(fā)生心源性猝死的一個獨立危險因素，心肌缺血可延緩心肌復(fù)極速度，導(dǎo)致QT間期不均勻延長、QT離散度增加。Pascal等研究了150例疑診冠心病患者側(cè)支循環(huán)與QTc的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)在球囊閉塞左前降支或回旋支前后，QTc的增幅與側(cè)支血流壓力指數(shù)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；經(jīng)多因素分析結(jié)果顯示CFI是QTc變化的獨立預(yù)測指標(biāo)。這意味著良好的側(cè)支循環(huán)對于維護心肌細(xì)胞電生理穩(wěn)定具有重要作用，可以減少心源性猝死的發(fā)生率[12]。

1.3臨床應(yīng)用價值與展望

側(cè)支血流壓力指數(shù)與心肌血流儲備分?jǐn)?shù)(myocardial fractional flow reserve，F(xiàn)FR)測量方法相似，二者均與側(cè)支循環(huán)功能密切相關(guān)，但側(cè)支血流壓力指數(shù)測量過程中使用球囊閉塞病變血管的步驟模擬了血管急性閉塞的情況，故側(cè)支血流壓力指數(shù)可以更準(zhǔn)確地反映病變血管急性閉塞的血流變化。側(cè)支血流壓力指數(shù)具有定量評估、可重復(fù)測量、結(jié)果準(zhǔn)確等優(yōu)點，可用于心肌缺血患者的危險分層，預(yù)測支架植入術(shù)后發(fā)生再狹窄的風(fēng)險，已成為目前評估側(cè)支循環(huán)功能的金標(biāo)準(zhǔn)。但測量過程中使用球囊完全閉塞病變血管可能導(dǎo)致心血管事件發(fā)生，這種風(fēng)險是限制其臨床應(yīng)用的主要原因；同時測量病變血管遠(yuǎn)端壓力、主動脈壓和中心靜脈壓也增加了手術(shù)的難度和費用[6，13]。最近，Kawase等[6]提出了側(cè)支血流壓力指數(shù)測量的估測法，可以不用測量Poccl從而省去了球囊閉塞血管的步驟，減少了測量過程中發(fā)生心血管事件的風(fēng)險，并且證實了估測的側(cè)支血流壓力指數(shù)和真實側(cè)支血流壓力指數(shù)具有良好的線性關(guān)系，這可能有助于增加側(cè)支血流壓力指數(shù)的臨床應(yīng)用價值，但還需要更多的試驗證實這種估測方法的準(zhǔn)確性和實用性。

2心肌聲學(xué)造影

心肌聲學(xué)造影是指向冠狀動脈內(nèi)注射聲學(xué)造影劑后通過三維或多普勒超聲技術(shù)觀察心肌灌注情況的新型診斷技術(shù)。心肌聲學(xué)造影將具有與紅細(xì)胞類似血流動力學(xué)特性的微泡造影劑注入冠狀動脈中進行造影，從而模擬出紅細(xì)胞在血管內(nèi)的運動情況[14]。通過探測器可以測得微泡在冠狀動脈內(nèi)的峰值質(zhì)量濃度(A，代表心肌血容量)及質(zhì)量濃度增加速率(β，代表血流速度)；微泡信號強度隨時間變化的曲線滿足函數(shù)關(guān)系y(t)= A×(1-e-βt)；心肌血流量(MBF)=A× β(mL·min-1·g-1)代表單位心肌每分鐘通過的血流量，可作為評估心肌血流灌注的金標(biāo)準(zhǔn)[15]。心肌聲學(xué)造影操作方便，結(jié)果準(zhǔn)確，是目前唯一適用于臨床評估心肌灌注的方法[16]。

2.1定量評估側(cè)支循環(huán)代償功能

Vogel等[15]在冠狀動脈造影過程中用球囊選擇性閉塞狹窄血管后，將微泡選擇性注入側(cè)支血管，從而得到側(cè)支循環(huán)供應(yīng)區(qū)域的心肌聲學(xué)造影值，側(cè)支循環(huán)灌注指數(shù)(CPI)定義為血管重建術(shù)前MBF(MBFc)和術(shù)后MBF(MBFn)的比值，即CPI=MBFc/MBFn，從而對側(cè)支循環(huán)灌注功能進行定量評估，并且通過線性回歸分析證實了CPI與側(cè)支血流壓力指數(shù)具有良好的線性關(guān)系[y=0.88x+0.01(r2=0.92，P<0.000 1)]。Cho等[17]對43例進行冠狀動脈造影檢查的慢性冠心病患者進行心肌聲學(xué)造影隨訪，冠狀動脈造影術(shù)中根據(jù)Rentrop等標(biāo)準(zhǔn)對側(cè)支循環(huán)進行分級，隨訪結(jié)果顯示，等級Ⅲ級患者的心肌聲學(xué)造影較等級Ⅰ、Ⅱ級患者明顯改善，心肌聲學(xué)造影與Rentrop分級有較好的相關(guān)性。

既往多項研究已將心肌聲學(xué)造影與PET對比證實了心肌聲學(xué)造影測量側(cè)支循環(huán)MBF的準(zhǔn)確性[18]，但PET需要長達5 min的冠狀動脈閉塞時間是臨床應(yīng)用的一大障礙，故心肌聲學(xué)造影應(yīng)作為臨床定量評估側(cè)支循環(huán)灌注功能的金標(biāo)準(zhǔn)[12]。

2.2藥物負(fù)荷實驗

Wejner-Mjk等[19]對202例疑診穩(wěn)定型心絞痛患者靜息和藥物負(fù)荷狀態(tài)同時進行心肌聲學(xué)造影檢查，記錄下負(fù)荷狀態(tài)下的室壁運動異常(WMA)和灌注缺損情況，所有患者隨后均接受了冠狀動脈造影及必要時血管重建術(shù)；在平均(32+11)個月的隨訪期中，共109例患者發(fā)生了主要不良心血管事件(心源性死亡、急性冠狀動脈綜合征、再次血運重建術(shù))，多因素分析發(fā)現(xiàn)負(fù)荷狀態(tài)下的WMA或灌注缺損是不良終點事件的唯一預(yù)測因子。值得注意的是，冠狀動脈造影診斷了152例冠心病患者(任意狹窄>70%或左主干狹窄>50%)，而負(fù)荷狀態(tài)下僅123例出現(xiàn)灌注缺損，91例患者表現(xiàn)出WMA，這無疑是因為側(cè)支循環(huán)維持了狹窄遠(yuǎn)端的心肌血供。負(fù)荷心肌聲學(xué)造影能反映運動狀態(tài)下側(cè)支循環(huán)的代償功能，評估患者活動耐量，但目前尚無負(fù)荷狀態(tài)下心肌聲學(xué)造影與側(cè)支循環(huán)代償功能直接關(guān)系的研究報道。

2.3冠狀動脈與心室腔之間的側(cè)支循環(huán)

冠狀動脈與心室腔之間存在直接交通支，這類交通支管徑十分細(xì)小，一般造影方法無法顯示，故既往對此類側(cè)支血管的研究稀缺，心肌聲學(xué)造影劑可以進入管徑僅10 μm的血管，從而實現(xiàn)對冠狀動脈與心腔直接交通支的顯影。房芳等[20]對36例經(jīng)冠狀動脈心肌聲學(xué)造影的病例進行回顧性分析發(fā)現(xiàn)，7例冠心病患者共15個節(jié)段可見造影劑在心肌顯影之前直接由冠狀動脈進入左心室腔，這些節(jié)段的心肌血流量較沒有心腔直接交通支的缺血節(jié)段明顯增高，同步進行的組織多普勒顯示這些節(jié)段室壁運動速度也更快。故心肌聲學(xué)造影可作為冠狀動脈與心室腔之間直接交通支的顯影方法，為深入研究這類側(cè)支循環(huán)的意義創(chuàng)造了條件。

2.4聲學(xué)微泡造影劑的發(fā)展

自19世紀(jì)60年代人們發(fā)現(xiàn)生理鹽水可以增強超聲圖像信號后，聲學(xué)微泡造影劑的研究就不斷取得突破。目前造影劑微泡中的氣體主要由氟化物組成，氟化物較傳統(tǒng)的氮氣在體內(nèi)循環(huán)時間更長，包裹上由脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、高分子聚合物等材料制成的外殼后，微泡穩(wěn)定性得到大幅度提高[21]。微泡造影劑與人體生物相容性好，不良反應(yīng)少而輕微，主要經(jīng)肝脾網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)代謝，即使腎功能衰竭的患者亦可安全使用[22]，這極大地彌補了碘造影劑的不足。如今微泡造影劑已具備和紅細(xì)胞相似的血流動力學(xué)特性，使其成為反映血流灌注情況的理想對比劑[21]。近來，微泡造影劑的研究領(lǐng)域已由診斷擴展到治療，如溶解心血管中的微血栓、基因治療、攜帶治療藥物通過血腦屏障等。隨著聲學(xué)造影劑的發(fā)展，心肌聲學(xué)造影的準(zhǔn)確性和應(yīng)用領(lǐng)域必將得到進一步提升。

3冠狀動脈內(nèi)心電圖

冠狀動脈內(nèi)心電圖可以直接測量心外膜電位，較普通體表心電圖更靈敏地反映心肌缺血損傷[23-24]。當(dāng)前研究多以冠狀動脈內(nèi)心電圖中ST段抬高或壓低>1 mV作為判斷心肌缺血的閾值[5，16]。因此，利用人工球囊閉塞病變血管，觀察冠狀動脈內(nèi)心電圖ST段變化是否>1 mV便可作為判斷側(cè)支循環(huán)代償功能是否充分的指標(biāo)[5]。

de Marchi等[25]對765例慢性冠心病患者冠狀動脈內(nèi)心電圖變化與預(yù)后的研究顯示，在平均(50±34)個月的隨訪過程中，球囊閉塞1 min之內(nèi)，冠狀動脈內(nèi)心電圖 ST段變化(抬高或壓低)>1 mV的患者生存率明顯低于ST段變化<1 mV者，側(cè)支血流壓力指數(shù)是ST段變化的獨立預(yù)測因素。另一項心肌聲學(xué)造影與冠狀動脈內(nèi)心電圖相關(guān)性的研究結(jié)果顯示，取MBF=0.374 mL·min-1·g-1可較好地區(qū)分有無冠狀動脈內(nèi)心電圖 ST段的改變[26]。QTc與側(cè)支循環(huán)的關(guān)系在上文已提及，不在此贅述。

冠狀動脈內(nèi)心電圖對心肌缺血十分敏感，但球囊閉塞冠狀動脈時ST段抬高程度不僅取決于側(cè)支血流，也受閉塞持續(xù)時間、心肌缺血范圍、缺血預(yù)適應(yīng)、耗氧水平、測量誤差等因素影響[1]。目前冠狀動脈內(nèi)心電圖的應(yīng)用多與側(cè)支血流壓力指數(shù)或心肌聲學(xué)造影相結(jié)合，以提高整體測量的敏感性和準(zhǔn)確性，同時獲得更多維度的信息。冠狀動脈內(nèi)心電圖滿足臨床檢查經(jīng)濟方便的要求，可以快速初步評估冠狀動脈側(cè)支循環(huán)的代償功能和患者預(yù)后，可以靈活地與其他各項檢查方法搭配，十分符合臨床應(yīng)用的需要[26]。

4小結(jié)

隨著新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，人們對側(cè)支循環(huán)的認(rèn)識越來越全面和深入，越來越多的研究已證實了側(cè)支循環(huán)保護缺血心肌的作用和改善冠心病患者預(yù)后的意義。冠狀動脈內(nèi)心電圖測量方便，可以進行初步危險分層，但ST段變化受多種因素影響；心肌聲學(xué)造影可以同時顯示小血管灌注和室壁運動情況，較核磁共振和PET經(jīng)濟、實用，但圖像質(zhì)量因個體差異、操作者水平和造影劑特性而異；側(cè)支血流壓力指數(shù)比較穩(wěn)定，不易受其他因素影響，可作為目前評估側(cè)支循環(huán)功能的金標(biāo)準(zhǔn)，但操作相對復(fù)雜，并且球囊堵塞血管過程中可能存在增加心血管事件的風(fēng)險?？傊壳吧袥]有任何一種技術(shù)可以完整準(zhǔn)確地反映側(cè)支循環(huán)的解剖結(jié)構(gòu)和代償功能，故合理地選擇側(cè)支循環(huán)的評估方法，將冠狀動脈造影、側(cè)支血流壓力指數(shù)、心肌聲學(xué)造影、冠狀動脈內(nèi)心電圖等不同手段結(jié)合使用，才能提高測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，獲得更全面真實的信息，隨著這些技術(shù)的不斷實踐和完善，側(cè)支循環(huán)也許會為冠心病患者危險分層和臨床治療策略的選擇開辟一條新的道路。

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Application of New Techniques in Coronary Collateral Circulation Assessment

XIAO Mingyang,SU Li

(DepartmentofCardiology,TheSecondAffiliatedHospitalofChongqingMedicalUniversity,TheArrhythmiaTherapeuticCenterofChongqing,Chongqing400010,China)

【Abstract】The protective effect of coronary collateral circulation to ischemic myocardium has been confirmed by previous studies.Accurate evaluation of the compensation ability of coronary collateral circulation may contribute to both risk stratification and therapeutic strategies in coronary heart disease patients.Coronary angiography is the most common method widely used now, while the useful information it provides is heavily limited.Recently, varieties of techniques have been proposed by researchers in order to get better assessment of coronary collateral circulation.

【Key words】Coronary collateral circulation；Pressure-derived collateral flow index；Myocardial contrast echocardiography；Intracoronary electrocardiogram

收稿日期：2015-11-03

【中圖分類號】R543.3

【文獻標(biāo)志碼】A【DOI】10.16806/j.cnki.issn.1004-3934.2016.02.000

作者簡介：肖明陽(1991—)，在讀碩士，主要從事心血管疾病的影像學(xué)研究。Email：1042363639@qq.com通信作者：蘇立( 1970—) ，主任醫(yī)師，博士，主要從事心律失常及心臟電生理研究。Email: sulicq@163.com