斑点追踪成像结合实时心肌超声造影对冠状动脉阻断前后心肌运动和心肌灌注动态变化的研究

摘要

心肌缺血是心绞痛发作和左室重构的结构基础。冠状动脉狭窄导致的心肌缺血或心肌梗死都可引起相应供血心肌收缩成分的破坏,心肌能量供应不足,再加上钙超载和酸中毒等因素,导致心肌舒缩功能损伤,即使未发生心肌梗死,左心室局部功能已有细微变化,且与冠状动脉狭窄程度相关联,严重威胁着人类健康,正引起全社会的高度重视。因此,近年来各种超声新技术均致力于早期评价缺血或梗死心肌局部心功能变化,PCI术前及术后心脏结构、功能改善和灌注的恢复。
　　 目的：
　　 已有研究表明急性心肌缺血可以导致左室(LV)心肌应变改变,但对于缺血再灌注后心肌应变和灌注如何变化报道甚少;急性心肌梗死(AMI)过程中侧枝循环的建立和再灌注情况直接与预后相关,尽管以往有学者通过心肌造影观察急性心肌梗死不同时期的侧枝循环,但对于侧枝循环的定量评价及心肌梗死再灌注后应变和灌注如何变化报道较少。本文旨在采用超声斑点追踪成像(STI)技术结合实时心肌超声造影(RT-MCE)技术定量评价犬心肌缺血和心肌梗死再灌注模型及急性心肌梗死经皮冠状动脉介入治疗(PCI)术前、术后左室局部心肌功能和心肌灌注的动态变化,探讨心肌在不同缺血缺氧状态下功能和灌注改变,以期为临床提供更为准确、可靠、丰富的心肌功能和心肌灌注的定量信息,指导临床进一步检查和治疗。
　　 方法：
　　 第一部分动物实验:选取健康成年杂种犬12只,采用开胸+心包切开术制作心肌缺血模型,比较术前、术后常规心超指标,(GEVivid7超声诊断仪,Echopac软件),阻断左前降支中下1/3处,再随机分为2组:阻断即刻组(A组)和阻断10分钟组(B组),再灌注后观察至第180分钟。心尖四腔切面用单平面Simpson法计算左室舒张末容积(LVEDV)、收缩末容积(LVESV)、每博输出量(SV)、射血分数(LVEF);STI技术图像采集包括心尖切面的三个左室长轴切面测量收缩期最大峰值纵向应变(SLP)和达峰时间(T-SLP);RT-MCE技术图像采集包括造影剂灌注达峰强度(PI)、造影剂峰值视频密度(A)、造影剂灌注速率即微气泡平均速度(K)、局部心肌血流量(MBF)。应用以上指标评价各模型组缺血即刻及再灌注前后的左室局部纵向应变和心肌灌注的变化特征,同时监测犬心率(heartrate,HR)、收缩压(systolic blood pressure,SBP)、舒张压(diastolic blood pressure,DBP)的变化。
　　 第二部分动物实验:选取健康成年杂种犬14只(剔除死亡病例),分别于阻断左前降支中下1/3处(LAD)60min、120min、180min和240min及再灌注后即刻、60分钟和120分钟,进行超声二维及RT-MCE扫查,图像采集同第一部分,观察阻断前后及再灌注前后的左室局部纵向应变和心肌灌注情况,最后通过2%氯化三苯四氮唑(TTC)染色证实心肌梗死。
　　 第三部分临床实验:选取接受PCI手术治疗的1周内的急性心肌梗死(AMI)患者48例(剔除失败病例),对照组30例健康志愿者,采用常规超声心动图、STI及RT-MCE技术评价PCI手术前后左室常规功能指标、局部纵向应变及心肌灌注变化特征,并与单光子发射计算机断层扫描术(single-photon emission computed tomography,SPECT)进行相关性分析。
　　 结果：
　　 第一部分动物实验:1、开胸+心包切开术后各应变和灌注指标及常规心超指标均与术前无统计学差异;2、缺血即刻,两组心肌应变和心肌灌注指标均较缺血前不同程度降低,尤以B组显著:3、再灌注后,A组下降的指标均在第1分钟基本恢复至基线水平,B组各指标在再灌注后缓慢升高,在第60分钟较缺血时显著升高。
　　 第二部分动物实验:1、在建模过程中,共有4例模型动物(26.67%)在结扎LAD后发生室速、室颤,1例(6.67%)因反复除颤无效死亡,剩余14例TTC染色均证实AMI造模成功;2、阻断60分钟时,SLP、T-SLP、PI、A、K和MBF均降低,阻断120分钟和180分钟时,应变值均有所上升,阻断240分钟时,差异有统计学意义,以SLP、PI和MBF值改变明显;3、再灌注即刻和再灌注60分钟时,应变值降低,再灌注120分钟时,SLP升高明显,与再灌注60分钟比较,差异有统计学意义;4、再灌注即刻和再灌注60分钟时,灌注值均升高,再灌注120分钟时,各值下降,其中PI和MBF有统计学差异。
　　 第三部分临床试验:1、PCI术前,B组各应变和灌注指标均较A组明显降低:2、PCI术后l周,B组各指标均有所改善,但与术前相比,仅SLP、PI和MBF值改善明显;3、PCI术后1个月,与术前比较,部分心肌节段K值无改善外,余各指标均明显升高。
　　 结论：
　　 STI技术结合RT-MCE技术能够准确评价心肌梗死再灌注模型及急性心肌梗死患者PCI术前后的左室局部功能和心肌灌注的变化特征,准确检测出不同缺血时间下的心肌功能状态,可作为临床评价心肌缺血、心肌梗死及再灌注后心功能变化的一种行之有效的方法,对判断疗效及预后进而进一步指导临床检查和治疗具有重要意义。