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[摘要]心肌梗死患者需要接受各類影像學檢查,對心臟損傷的程度進行評估,以便篩查發生心血管事件的高危人群并判斷患者預后,從而更加高效地開展臨床診療工作。心臟損傷的評估主要包括2個方面,一是對心肌梗死后心室收縮功能和心臟解剖重構的整體評估,二是針對梗死區域的面積、心肌活力以及微循環障礙的評估。目前,臨床上常用的影像學檢查方法包括心臟超聲、心臟磁共振、CT、核醫學檢查方法等。該文結合最新研究證據,綜述了各類影像學方法在評估心肌梗死后心臟損傷方面的最新應用,為醫務工作者臨床實踐提供參考。
[關鍵詞]心肌梗死;心臟損傷;影像學檢查
目前,急性心肌梗死仍是全球性的健康問題。我國急性心肌梗死的發病率與病死率居高不下,為國家衛生資源帶來了巨大負擔。心肌梗死后的影像學評估不僅可以幫助臨床醫師明確心臟功能,而且可以輔助醫師識別高危患者,制定更加合適的診療計劃。經胸超聲心動圖具有操作便捷、成本低廉等優點,是目前使用最為廣泛的檢查方法,但圖像分辨率不佳。實時三維心臟超聲、心肌聲學造影(myocardialcontrastechocardiography,MCE)以及斑點追蹤超聲心動圖(speckletrackingechocardiography,STE)等可以在心肌結構與功能的評估方面提供更多信息。心臟磁共振(cardiacmagneticresonanceimaging,CMR)具有良好的組織分辨率和測量準確性,能提供額外的心肌組織學信息,在識別心肌水腫、測量梗死面積、評估微循環障礙方面具有無可比擬的優勢,具有廣闊的應用前景。此外,核醫學檢查、CT也能用于心臟功能的評估。近年來,心肌梗死后心臟損傷的影像學評估領域又增添了許多新的證據。本文旨在總結最新的實踐經驗,為臨床工作者的臨床實踐提供參考。
1心肌梗死后心室功能的評估
1.1左心室收縮與舒張功能
1.1.1收縮功能
目前左心室射血分數(leftventricularejectionfraction,LVEF)是最常用的評估心臟整體收縮功能的指標,常用的測量方法有心臟超聲、CMR、同步單光子發射計算機斷層掃描(singlephotonemissioncomputedtomography,SPECT)。心臟超聲是目前臨床上最廣泛使用的方法,雖然操作簡單、高效,但重復性及測量準確性不佳。STE測量的整體縱向應變(globallongitudinalstrain,GLS)在預測心肌梗死患者全因死亡方面的作用優于LVEF[1],同時也能評估左心室局部收縮功能障礙。CMR具有重復性好、圖像分辨率高的優點,可替代心臟超聲檢查,作為評估LVEF的標準方法[2];還能通過特殊的磁共振序列,采用心肌標記技術評估區域心肌功能[3]。SPECT無需對心腔的幾何形狀作出假設,能更加準確地測量LVEF。CT測量的心室容積、射血分數與CMR測量的結果具有很好的一致性,并且優于二維與三維超聲。
1.1.2舒張功能
多普勒經胸超聲心動圖能通過二尖瓣血流頻譜中的多個指標(包括二尖瓣口舒張早期E波的峰值流速、舒張晚期A波的峰值流速、E波減速時間等)估測左心室充盈壓力,描述左心室舒張充盈的特征,評估心室的舒張功能[4],但檢查結果極易受到血流動力學變化的影響。STE可以通過局部心肌活動的應變進行舒張功能的定量評價[5]。CMR不僅能提供血液流速和組織運動速度等指標,還能利用組織標記技術,精確量化左心室體積變化,可重復性高。目前,最新的T1mapping技術也能間接評估心室舒張功能[6]。
1.2左心室擴張與重構
左心室擴張、重構與心肌梗死后的不良預后關系密切,左心室腔舒張末與收縮末容積能預測心肌梗死后不良事件的發生[7]。左心室重構的概念,目前尚無明確的定義,可包括心腔擴大、心肌體積增加,以及心肌梗死后心室離心/同心肥大、瓣膜反流等。目前的評估方法主要有心臟超聲、CMR和核醫學檢查。心臟超聲是首選的檢查方法。在測量心腔幾何形狀方面,三維經胸心臟超聲優于常規心臟超聲[8],并且對心腔容積的評估與CMR具有一致性。通過STE得到的心肌應變相關參數也可以預測左心室重構,但在分析室壁節段方面稍遜色于CMR[9]。Hsiao等[10]發現,二維STE可以預測射血分數保留的心肌梗死患者的左心室重構情況。CMR不僅能精確評估左心室的質量與體積,還能通過晚期釓增強現象(lategadoliniumenhancement,LGE)辨別頓抑心肌,同時提供關于瘢痕位置、梗死程度、透壁梗死的性質及微血管阻塞等方面的信息,這些指標均能預測左心室擴張以及病理性重構[11]。核醫學檢查也在評估中發揮一定作用。近期一項研究[12]將SPECT與心電圖檢查相結合,提出了室壁增厚總評分(summedthickeningscore,STS)的新概念,并發現STS指數與左心室重構獨立相關。正電子發射計算機斷層顯像技術(positronemissiontomography,PET)能提供心肌缺血損傷后炎癥反應的變化情況[13],從而預測心室重構發生。多層螺旋CT檢查具有無創、便捷、使用適用范圍廣的優點,也可評估心臟形態及功能,且測量結果與其他影像學檢查數據具有很好的一致性[14-15]。
1.3右心室功能
右心室受累與急性心肌梗死患者院內死亡風險增加相關,是不良預后的獨立預測因子。常規經胸超聲心動圖是目前應用最廣的方法,但難以準確識別右心室復雜的解剖結構。三維超聲心動圖可以更加準確地鑒別出右心室功能障礙[16]。STE可用于評估右心室壁節段收縮活動異常。一項納入了135例急性心肌梗死患者的研究[17]發現,STE測定的右心室整體縱向收縮期應變峰值與CMR測定的右心室射血分數具有很好的一致性。此外,放射性核素心肌顯像能通過測定室壁運動積分指數(wallmotionsegmentindex,WMSI)評估右心室的收縮功能,與右心室射血分數具有很好的一致性[18]。CT可以描述右心室壁區域運動的變化[19]。
2梗死區域特征的評估
2.1梗死區域的測定和測量
心肌梗死后6周,梗死面積才達到相對穩定,在影像學檢查評估梗死區域特征時應該考慮到這一點。①放射性同位素檢測。SPECT檢查利用梗死區域無相應的放射性信號這一特點,可以定量測定梗死面積。MCE通過梗死區域的造影劑回聲減弱顯像初步衡量梗死面積,且測量結果與CMR具有一定的相關性[20]。研究[21]發現,STE也能評估前壁心肌梗死患者的梗死面積。②CMR常用于評估心肌不可逆壞死的程度[22]。人為劃定的LGE范圍的信號強弱可以量化梗死面積,但該方法過程繁瑣,不同操作者間的異質性較大,當梗死灶周圍存在難以界定的灰色區域時,測量準確性明顯下降。有研究[23]顯示,采用半自動化方法進行LGE范圍的劃分,能進一步提高梗死面積測量的準確性與可重復性,但圖像質量對測量結果的影響較大[24]。③CT采用的碘造影劑與CMR的釓劑在梗死區域的動力學分布類似,因此同樣可以利用延遲顯像來檢測梗死面積。雖然CT的圖像對比度與分辨率不如CMR,但仍能較為準確地判斷急性、慢性梗死區域,可用于CMR禁忌的患者[25]。
2.2心肌活力
將能通過血運重建恢復活力的心肌篩選出來,是目前臨床實踐的重要挑戰,可用于指導缺血性心臟病患者的再血管化治療。①SPECT能根據心肌細胞攝取示蹤劑的情況判斷心肌活性。PET技術通過檢測心肌灌注與代謝水平的匹配程度,可以預測心肌功能的恢復情況,具有很高的敏感性,且空間分辨率優于SPECT檢查[26]。通過心肌細胞對葡萄糖攝取情況的差異,18F-脫氧葡萄糖PET可以區分慢性的心肌冬眠與心肌頓抑[27]。②常規心臟超聲檢查可以提供靜息時心肌的收縮活動和厚薄程度等信息,輔助判斷心肌活性、評估梗死范圍與透壁程度。STE同樣可以評價心肌活力[28]。Gong等[29]采用STE與低劑量多巴酚丁胺負荷相結合的方法評估心肌的活性與收縮功能儲備,結果發現這種方法靈敏度、特異度與準確度優于SPECT;如果應用造影劑,檢查的準確度還能得到進一步提升[30-31]。MCE也可通過檢測微循環障礙間接評估心肌殘余活性[32]。③多巴胺負荷的CMR可以直接判斷心肌活力,CMR-LGE方法檢測的瘢痕透壁性也能間接反映心肌活力[33]。當心肌處于冬眠或頓抑狀態時,心肌活力有可能通過血運重建再次恢復,但這種可能性與LGE的透壁程度成反比。近期研究[34]結果顯示,當CMR-LGE顯示的瘢痕透壁范圍<50%時,患者心肌厚度和收縮力在再灌注治療后能得到改善。CT評估心肌活性的原理與CMR類似,均是利用了造影劑在胞膜完整性喪失情況下的分布特點[25]。
2.3微循環障礙
微循環障礙(microvascularobstruction,MVO)與患者的不良預后密切相關。①MCE可根據心肌細胞對造影劑微泡的攝取情況,評價心肌梗死后心肌灌注[35]。但是,該方法會導致造影劑不良反應,同時具有可重復性不佳、空間分辨率不高等局限性,因此未在臨床廣泛使用。研究[36]發現,STE測量的梗死節段應變較低與CMR顯示的微循環障礙獨立相關。②CMR是目前評估MVO的最為敏感和特異的方法[37]。當MVO對心肌灌注產生嚴重影響時,CMR會出現“充盈缺損”現象。一項meta分析[38]提出了如下假設:根據梗死后1年內CMR測量的梗死面積或MVO等信息,可以更加準確地對STEMI患者進行風險分層。Symons等[39]近期的研究結果顯示,對于接受了再灌注治療的急性ST段抬高型心肌梗死患者,短期內CMR顯示的MVO是長期預后不良的強獨立預測因子;并且左心室MVO范圍≥2.6%,可以很好地獨立預測患者全因死亡與需住院治療的心力衰竭發生風險。③臨床上還可應用有創的影像學檢測方法進行MVO的評估。心肌灌注分級就是根據冠狀動脈造影過程中造影劑是否能到達相應區域以及造影劑顯影與消失速度,對MVO進行定量評價[40];但該方法評價標準模糊,且重復性不佳。在此基礎上,筆者團隊提出了心肌梗死溶栓治療(TIMI)心肌灌注幀數計算方法,將人為判斷的造影劑顯影時間這一標準替換為造影圖像的幀數,提高了微循環判斷的準確度與敏感度[41]。除此之外,臨床還可應用特殊的導絲計算冠狀動脈血流儲備分數、冠狀動脈血流儲備、冠狀動脈微循環阻力指數等指標,反映MVO的程度。
3總結與展望
近年來,各類影像學檢查技術均取得了突飛猛進的發展。CMR檢查因其無與倫比的組織學成像優勢,更是開拓了其在諸多心血管病領域的應用。CMR可以用來評估冠狀動脈的狹窄程度。由于冠狀動脈解剖結構細小以及運動情況難以預測等因素,目前這種方法空間分辨率較差,得到的圖像質量與無法與CT相比。同時研究[42]還發現,提高CMR的場強大小能提高成像的信號噪聲比和組織對比度,高場強CMR甚至可以達到0.01mm的成像分辨率。如將高場強CMR與冠狀動脈顯影相結合,將大大提高血管的成像質量。雖然現階段場強超過3T的CMR設備更多地用于科研機構,但有望在不久后投入臨床使用。此外,CMR還可以在不使用造影劑的情況下,通過動脈血管壁的厚度與硬度來評估動脈血管粥樣硬化的程度,適用于腎功能不全或造影劑無法耐受的患者[43]。除了成像功能外,CMR還能通過波譜檢測了解心肌細胞的代謝活動,更為直觀地了解不同病理生理狀態下心臟代謝的差異,為尋找干預靶點提供依據。最新研究[44]結果顯示,超高場強(7T)CMR與超極化C13相結合可以更好地檢測心肌代謝。心肌梗死后進行影像學評估的根本目的是通過不同影像學評估手段,結合心臟結構、組織、功能、代謝方面的特點,客觀了解心肌損傷的程度,對患者進行危險分層。風險評估模型可以幫助臨床工作者識別高危患者,制定合理的診療策略,最大程度地挽救受損心肌,從而更好地改善患者預后。
作者:苗雨桐 沈蘭 何奔 單位:上海交通大學附屬胸科醫院 海交通大學醫學院臨床研究中心