【关键词】
冠状动脉多支病变
多巴酚丁胺负荷
心肌造影
梗死面积
冠心病诊断
【摘要】
多巴酚丁胺负荷心肌造影诊断冠心病,尤其对冠状动脉多支病变的诊断,具有中度敏感性、高度特异性及精确性。同时这是一项安全性高的检查,其严重不良反应发生少。但在实际应用中亦存在一定局限性。
心肌声学造影(myocardial contrast
echocardiography,MCE)是采用特制的微气泡造影剂由外周静脉快速注入,使其到达心肌水平,再应用各种超声成像技术,观察造影剂在心肌内的分布和代谢情况,以评价心肌灌注和心肌存活。随着MCE基础理论、超声造影剂与显像技术的迅速发展,MCE已从实验室研究逐步走向临床,其与多巴酚丁胺药物负荷试验(dobutamine
stress
echocardiography,DSE)相结合有望成为临床上实时、安全、准确评价冠心病心肌灌注的诊断技术。本文就多巴酚丁胺负荷心肌造影(DSE+MCE)在冠心病诊断中的应用现状作一综述。
1 原理、方法及应用
1.1 原理
MCE是近年来在冠心病研究领域中发展最为迅速的课题之一。由于微泡造影剂具有较强的非线性散射特点,静脉注射的造影剂进入心肌后,微泡造影剂产生二次谐波回声信号,超声探头可接收这些较周围组织增强1000倍以上的二次谐波信号,并进行超声成像。心肌灌注正常区域成像清晰,回声均匀增强,而缺血区成像不明显,回声不均匀或充盈缺损、延迟。用视频密度分析法对MCE不同区域灌注结果进行定量分析,绘制时间强度曲线,可全面客观地反映心肌血流情况,从而反映心肌灌注情况以及心肌缺血的部位和范围。
DSE是通过静脉注射多巴酚丁胺,激活肾上腺能β_1受体,通过正性心率、正性心肌收缩力、正性传导,增加心肌耗氧。正常的冠状动脉将随着心肌需氧的增加而扩张,以增加供氧,使心肌需氧和供氧得到平衡。但狭窄的冠状动脉不能随心肌需氧的增加而扩张,使得需氧和供氧失平衡,导致心肌缺血的发生。在超声图像上表现为室壁运动减弱或消失。
目前临床上应用MCE与DSE结合可早期发现冠状动脉病变,测定冠状动脉血流储备,客观反映血流容积并判断血管的狭窄程度及心肌供血不足的范围,达到诊断冠心病的目的。
1.2 方法
心肌声学造影剂所产生的微气泡由两部分组成:外壳及其内含的气体,其内含气体是具有高分子量低溶解性的多氟化碳气体,直径为 2.0~4.0
μm。这些微气泡具有与红细胞相似的血流动力学特性。通过分析高能脉冲破坏气泡后局部心肌微血管内微气泡再充盈的动力学特性,
MCE能够定量分析心肌灌注显像(myocardial perfusing
imaging,MPI),从而对局部心肌灌注进行定量评估。Wei等[1]证实脉冲间隔时间与视频密度之间呈指数关系,并适合公式y=A
(1-e-βt),式中y为一定脉冲间隔时间内局部心肌视频密度,
A为峰值视频密度,反映局部微血管血容量,β表示微气泡平均速度,反映微循环平均流速,
t即脉冲间隔时间。由此可推出:局部心肌血流量=峰值视频密度×微气泡平均速度[2] 。
DSE的室壁运动分析(wall motion
analysis,WMA)多采用美国超声心动图学会推荐的左室16节段划分法,分析室壁运动及其增厚率:1=室壁运动正常或增强,收缩期室壁厚度增加大于50%;2=运动减弱,收缩期室壁厚度增加少于40%;3=运动消失,收缩期室壁厚度增加小于10%;4=矛盾运动,5=室壁瘤。评分后计算室壁运动计分指数(wall
motion score index,WMSI),WMSI=各节段室壁运动记分总和/检查的室壁节段数总和。
多巴酚丁胺负荷心肌造影检查通过WMA和MPI相结合,提高诊断冠心病的敏感性和特异性。
1.3 诊断冠心病的敏感性、特异性、精确性的研究现状
多巴酚丁胺负荷心肌灌注显像(即负荷下的MPI)在诊断冠心病方面,与多巴酚丁胺负荷试验(即负荷下的WMA)相比较,具有更高的敏感性和精确性、低特异性等特点[3,4]
。Elhendy等[3]发现在多巴酚丁胺中间剂量负荷(20 μg·kg-1·min-1 )至极量负荷(40
μg·kg-1·min-1)时, MPI的敏感性均高于WMA(中间剂量负荷时 84% vs. 20%, P<0.05; 极量负荷时
91% vs.70%,P<0.05),但MPI特异性低于WMA(51%
vs.74%,P<0.05),另外MPI的精确性高于WMA,尤其在诊断冠状动脉多支病变时(67% vs.
28%,P<0.01)。同样Chiou等[5]亦提出在诊断多支病变及缺血程度方面,负荷MPI较负荷WMA有更高的敏感性,分别为83.8%
vs. 71.4%。Eiichi等[6]发现,低剂量多巴酚丁胺负荷时(10
μg·kg-1·min-1)心肌灌注异常即出现,而室壁运动正常,两者诊断心肌缺血的敏感性分别为76%、40%。因此大多数心肌灌注缺损在低至中间剂量负荷时即可出现,但此时WMA仍可正常,如单凭负荷下WMA可漏诊患者。
Roberts等[7]认为MPI和WMA联合可提高诊断冠心病的精确性达91%,而单独WMA仅为84%,单独MPI为82%。
多巴酚丁胺负荷下心肌造影(DSE+MCE)还可定位病变血管。Elhendy等[8]对128位可能存在冠心病的糖尿病患者进行了DSE+MCE和冠状动脉造影的对比研究,结果:DSE+MCE诊断多支病变的敏感性68%,特异性87%,阳性诊断率84%,精确性79%,病变区域定位的敏感性:左前降支(LAD)为75%,左回旋支(LCX)71%,右冠状动脉(RCA)67%。
MCE在诊断冠心病方面与单电子发射断层显像(SPECT)有很高的一致性。Dubart等[9]发现在一个节段水平上MCE和SPECT诊断的一致性在静息时达83%(kappa=0.72),负荷时达86%(kappa=0.76);在诊断多个灌注缺损、可逆灌注缺损及正常灌注时一致性分别为73%、
65%、83%。以冠状动脉造影检查为金标准,Lin等[10]发现负荷下MPI和WMA相结合在诊断冠心病方面与SPECT的一致性将由75.7%升至
82.0%。WPI和WMA联合诊断冠心病有更好的敏感性(84%)、特异性(93.3%)和精确性(87.5%)。
阳性MPI还是判断预后的独立预测指标,较临床危险因素及其他超声指标更有预测价值。Tsutsui等[11]对788例行DSE+MCE的患者进行了回顾性研究,随访20个月(中位数时间),结果发现:MPI和WMA均为阴性(即正常),3年的存活率为95%;MPI和WMA均为阳性,为68%;MPI
阳性而WMA正常,为82%。同时有运动障碍和灌注缺损提示在发生死亡、非致死性心梗方面存在很大的风险;灌注异常预示着有短期内发生急诊心脏事件(胸痛或非ST段抬高的心梗)的可能性[12]
;正常的心肌灌注较正常的室壁运动有更好的预后。
2 安全性
多巴酚丁胺负荷试验其最常见不良反应为心悸、恶心、头胀、气短、早搏等。因多巴酚丁胺的半衰期仅为1~2min,故停药后症状很快缓解。心肌声学造影检查最常见的不良反应是头痛、注射部位疼痛、灼热和感觉异常等反应。目前所用声学造影剂完全通过肺脏呼气而清除,不良反应多短暂而轻微。Bokor等[13]报道了1406例患者应用声学造影剂声诺维(sonovue)后不良反应发生率为10.4%,
大部分为轻微的和可逆的不良反应。
Jeane等[14]进行了多巴酚丁胺负荷下心肌造影安全性研究:总结了1486例分别应用两种造影剂(Optison和Definity)行
DSE+MCE检查的患者,其中963(65%)例患者应用Optison,523例(35%)患者应用Definity,
与1012例仅行DSE检查的患者进行不良反应等方面的对比。在DSE试验中无心梗或死亡的发生;心律失常及其他不良反应(如高血压、低血压、胸痛、呼吸困难等)的发生率DSE和DSE+MCE相当。在两种不同的声学造影剂Optison和Definity的MCE中上述心律失常及其他不良反应的发生率亦相当。心律失常中室早最常见(22.7%~25.5%),其次为室上性早搏(3.6%~5.4%),只有5例(0.3%)实时MCE和3例(0.2%)DSE发生持续性室速。持续性心律失常(包括室速、房颤或房扑、室上速)总发生率为3.6%~4.2%。胸痛的发生率在异常者的检查中(Optison
17.9%,Definity 13.2%,DSE 16.9%)比正常者(Optison 2.4%,Definity 2.3%,DSE
2.1%)高;其他不良反应如低血压发生率相对较高(11.7%~14.1%);而高血压、呼吸困难等发生率较低(1.5%~2.6%)。在
DSE+MCE的检查中不良反应的发生率并未比单行DSE时不良反应的发生率高,可能与实时MCE应用低机械指数(低超声压)微泡成像有关。
Vander等[15]认为MCE检查引起心律失常的发生与高机械指数(高超声压)的超声扫描在收缩期末触发成像引发室性过早去极化有关。而在DSE检查中高血压、胸痛、气短等不良反应的发生,可能与交感神经兴奋性增高有关[14]
。
尽管我们很关注因超声引发微泡的破裂引起心肌坏死的发生,但Jeane等[14]未观察到胸痛的增加及心梗、死亡的发生。Knebel等[16]对20例行MCE的患者在检查前及检查后2,4,8,24
h分别检测了心肌坏死、炎性及应激反应的血清标志物(肌红蛋白、肌酸磷酸激酶、肿瘤坏死因子α、白介素6,8等),发现行MCE检查后上述指标无增加。另Bechann等行DSE时,同时检验试验前后的CK及其同工酶(CKMB)、肌红蛋白、肌钙蛋白Ⅰ水平,发现各参数均在正常范围内。
但是在DSE检查时亦有严重不良反应的出现,Tomas等[17]5人先后报道了在行DSE检查时出现心脏破裂的病例;Lattanzi等[18]回顾了
1999年3月以前medline上所有关于DSE的文章,共有26
438例,其中79例出现严重心律失常(包括急性心梗、心脏骤停、室颤、持续性室速或严重低血压)总发生率少于0.5%;另外在29个案报道中,有2例患者死亡,均为近期急性心梗的患者。
总之多巴酚丁胺负荷心肌造影检查是安全性很高的检查,但是要求在行此检查前对每一位患者进行充分评估,掌握好适应证和禁忌证。
3 局限性
3.1 伪像发生率较高
多巴酚丁胺负荷心肌造影所采集的图像常常存在伪像,
致使图像质量欠佳,甚者难以行软件分析。郭士遵等[19]对26例患者进行了多巴酚丁胺负荷状态下的心肌造影,在26例患者的416个左室节段中,基础状态下82个(19.7%),负荷
状态下55个(13.2%),
共计117个(28.1%)节段因为心肌造影伪像不能分析被剔除出研究总体。Shimoni等[20]报道在320个心肌节段中可进行定性分析的MCE节段为80%,可进行定量分析的
MCE节段为74%,其他节段主要因为造影剂稀薄,图像质量差,不能用于分析。上述报道的伪像发生率和Peltier等[21]的报道相似。伪像发生可能与声场能量分布不均匀,近场能量较强,造成较多微气泡被破坏,及与声波远场的衰减和声影的存在有关。伪像多发生在心尖和侧壁等部位,这些部位位于声波远场的基底段,声场弱,微气泡信号差,可造成假阳性。
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