1、冠心病存活心肌的评价技术 和临床意义,福建医科大学附属厦门第一医院 厦门市心血管病研究所 李卫华,传统的观念认为：心肌的缺血造成坏 死符合“全或无”定律。如果缺血时间短， 心肌无坏死，其收缩功能正常；如果缺 血时间长则产生急性心肌梗死（AMI）， 其收缩功能丧失，表现为室壁节段运动 异常（regional wall motion abnor- malities,RWMA）,心肌就无存活（坏死 或斑痕）。,近年来的研究已证明，心肌梗死 （MI）后的RWMA区域除了坏死心肌外，还可能有下列存活心肌（viablemyocardium）存在： 顿抑心肌（stunned myocardium ）； 冬眠
2、心肌（hibernating myocardium）；伤残心肌（maimed myocardium）。,一存活心肌的概念二存活心肌识别的临床意义 三. 存活心肌的识别方法,一. 存活心肌的概念 1. 顿抑心肌：即心肌短暂缺血再灌注后，由于缺血的程度轻、时间短，虽未坏死，但由此引起的功能异常或丧失却需要数小时、数天甚至数周才能恢复，这种无收缩功能但存活的心肌称为顿抑心肌。,顿抑心肌发生的机理尚不清楚，可能与 缺氧和再灌注双重损伤有关，有氧自由基 假说与钙离子假说。然而，报道顿抑心肌 对肾上腺素能受体激动剂产生收缩增强反 应，为临床识别顿抑心肌奠定了基础。,2.冬眠心肌：是指由于长期持续冠脉供血减
3、少产生的可塑性功能障碍心肌，冠脉血流一旦恢复如冠脉血运重建，该心肌的功能即可部分或完全恢 复。,Rahimtoola认为，冬眠心肌随缺血时间、程度和区分化的数量可分为急性、亚急性和慢性冬眠心肌，在CRV术后其收缩功能分别会立即恢复、渐渐恢复（在数天至数周）和缓慢恢复（需数月甚至更长）。,3. 伤残心肌：即在AMI再灌注后MI区域仍存活但严重损伤的心肌，其功能的恢复延迟且不完全。伤残心肌的组织细胞学、生化学和病理生理学的基础尚未清楚，与冬眠心肌和顿抑心肌的根本区别是已有部分心肌坏死。,三种存活心肌的基本特点鉴别,二存活心肌识别的临床意义随着溶栓、PTCA和CABG等CRV术的临床应用日益广泛，对
4、存活心肌的识别和评价有着重要的临床意义。,一方面，CAD患者存活心肌特别是冬眠心肌存在与否对于选择CRV术治疗和预测术后功能乃至预后的改善有重要的价值，这在CAD心功能严重低下或心功能不全患者尤为重要。,另一方面，存活心肌特别是顿抑心肌存在与否对于临床上指导大面积AMI并发低血压、心源性休克和泵衰竭，以及心脏术后仍处于泵衰竭和心源性休克状态等严重患者的抢救和预后的预测也有重要实际意义。,MI延迟再灌注： STEMI患者，12小时，无UAP，PCI能否获益，有争论。 OAT研究（2006）：不降低临床事件，反而有增加再梗死发生的趋势。,VIAMI研究: 291例AMI患者，2-3天内通过DSE评
5、估存活心肌，216例有存活心肌者随即分入PCI组和药物治疗组。随访6个月，PCI组一级终点（死亡、MI、UAP）显著低于对照组（6.6%比32.7%，OR=0.18，P0.0001)。,Factors Affecting LV Function after Coronary Revascularization,The presence and extent of preoperative hibernation or stunning The presence of suitable coroanry anatomy Completeness of coronary revasculariza
6、tion Lack of perioperative necrosis Patency of the grafts Use of a reliable methods to detect improvement LV size Associated (unrelated) primary cardiomyopathy,Tillish J. N Engl J MED 1986,Patients without substantial viability,Patients with substantial viability,Left Ventricular Function Changes af
7、ter Surgical Revascularization,Cardiac Event Rate according to the Treatment in Patients with and without Viable Myocardium,Eitzman D. J Am Coll 1992,Viablity Positive,Viablity Negative,IMPACT OF 18F-FDG PET ON MEDICAL DECISION-MAKING FOR CORONARY BYPASS SUGERY AND SURVIVAL IN PATIENTS REFFERED MYOC
8、ARDIAL VIABILITY ASSESMENT Stankewicz MA ,J Nucl Med 2005,Other groups: Viable-No-CABG Nonviable+CABG Nonviable-CABG,Survival Follow-up in Patients after CABG:,Myocardial Viability and Impact of Revascularization in Patients with CAD Disease and LV Dysfunction: A Meta-Analysis,Allman KC, Shaw LJ, Ha
9、chamovitch R, Udelson J, JACC, 2002,-58.4%,Viable,Non-viable,Viable,Non-viable,REVASCULARISED,MEDICAL THERAPY,p0.0001,p0.001,158%,Number of studies = 24 N = 3,088 EF = 32% 8% FU 25 10 Mths,Death Rate (%/Yr),In patients with significant viable myocardium, the annual mortality rate is more than 4-fold
10、 greater in those treated medically compared with those patients who have had successful revascularization.The annual mortality rate in patients with dysfunctional myocardium undergoing revascularization is more than twice as great in those without significant viability (7.7%) when compared with tho
11、se with viable myocardium (3.2%). The perioperative mortality rate is substantially increased (to approximately 10%) in the absence of viability.,J Am Coll Cardiol. 2002; 39 Allman KC, Shaw,Myocardial Viability Assessment Clinical Importance to Revascularization,Class 1 Before revascularization Find
12、ings in conventional methods are of no value High risk for surgery,*From AHA/ACC Task Force, JACC 25: 521-47, 1995,ACC/AHA Recommendation for Myocardial Viability,三. 存活心肌的识别方法存活心肌的共同特点是其得已识别的基础。它们是收缩功能障碍、心肌血流灌注减低（冬眠）或不低（顿抑），但细胞代谢存在，细胞膜完整，而且具有潜在的收缩功能储备对正性肌力药物有收缩增强反应。基于这些特点，用于评价存活心肌的方法有以下几种:,1.核素心肌显像：
13、正电子发射型计算机断层显像PET（检测存活心肌的糖代谢） 201铊（201TI）单光子断层显像（SPECT）；和99m锝（99mTc）甲氧基 异丁异腈（sestamibi,MIBI）SPECT（检测存活心肌细胞膜的完整性）,2.超声心动图药物负荷试验（检测存活心肌收缩功能储备），包括小剂量多巴酚丁胺单用及其合用硝酸酯负荷二维超声心动图（2DE）试验；,3.其它如心肌声学造影（通过评价心肌微血管的完整性检测存活心肌）。MR,（一）核素心肌显像技术评价存活心肌1.正电子发射型计算机断层显像 （ PET）是根据存活心肌代谢存在这一特 点,通过代谢显像（心肌的葡萄糖代谢和脂肪酸代谢）结合灌注显像评价心
14、肌的代谢/血流灌注是否相匹配来识别存活心肌，是识别存活心肌的金标准。,若无运动的心肌节段血流灌注减低，但糖代谢相对增加即代谢/灌注不匹配，则提示该部位心肌存活；而血流灌注和代谢均减低即代谢/血流匹配，则提示心肌节段已坏死或纤维化，无存活。因此心肌的代谢和灌注显像通常结合进行。,Myocardial Viability Assessment with PET and PET/CT Myocardial Perfusion/Metabolic 18F-FDG PET,Courtesy of Dr. Schelbert,Courtesy of Dr. Schelbert,Myocardial Via
15、bility Assessment with PET and PET/CT Myocardial Perfusion/Metabolic 18F-FDG PET,7,7,7,8,8,10,13,14,17,23,21,16,14,13,13,10,10,20,Survival in Patients with PET “Mismatch”,From Di Carli et al. Am J Cardiol 1994;73:527.,Revascularization Medical Therapy,Low Rank 2=4.60 p=0.03,Months of Follow-Up,Cumul
16、ative Survival,PET Imaging Patterns and Mortality in Patients with CAD and LV Dysfunction,Cardiac Perfusion and Viability Study by PET/CT,75 year old male Scan protocol: low dose CT for attenuation correctionPET 740 MBq NH3, 10 minute scan, 370 MBq FDG, 10 minute scan,Data Courtesy of University of
17、Michigan,Myocardial Viability Assessment with PET and PET/CT Myocardial Perfusion/Metabolic 18F-FDG PET,18 F FDG PET评价PCI 术后局部室壁运动改善的阳性预测值88 % ，阴性预测值是72. 6 %。局限性: 心肌对18 F - FDG的摄取取决于饮食状态 它只反映了葡萄糖代谢的首始过程, 对糖尿病和AMI 早期患者,18 F FDG应用价值有限 不能提供有关节段性室壁运动的信息PET 显像价格昂贵,技术复杂,暂不能推广应用。,Zhang X ,Liu X , Shi R ,et
18、 al. Evaluation of the clinical value ofcombination of 99m - Tc - MIBI myocardial SPECT and18F - FDGPET in assessing myocardial viability Radiat Med , 1999 , 17(3) :205 - 210,2. 201铊（201TI）单光子断层显像：常规运动-再分布心肌显像：201铊（201TI）单光子断层显像（201TI- SPECT）是基于存活心肌的细胞膜完整来识别的。,201TI是钾的类似物，静脉注射后心肌对其的摄取与心肌局部血流量及心肌对201
19、TI的摄取份数成正比，随后心肌与血液中的201TI不断交换，这是形成201TI再分布的基础。,在血流灌注减低但心肌存活的区域，延迟显像出现再分布图象，而疤痕及坏死组织则无再分布图象。常规的运动4h后再分布201TI显像评价存活心肌的缺点是明显低估存活心肌。,Clinical HistoryA 75 year old hypertensive female with angina pectoris presented in July 1997 with unstable angina and CHF.,The resting ECG showed anterolateral T-wave abn
20、ormalities,A cardiac catheterization showed a 90% mid LAD stenosis with dyskinetic anterior and apical walls. As well, there was a 70% stenosis in a large OM branch of the left circumflex .The LVEF was estimated to be 30-35%,ANGIOGRAM,The patient underwent an IV Dipyridamole TL-201 stress test with
21、limited exercise. She developed dyspnea, hypotension, and 1.5 mm horizontal ST depression in CC5 The patient went on to have a 2 vessel CABG operation,LVEF 52%,Tl-201 Myocardial SPECT,运动-再分布-再注射心肌显像：为克服常规运动-再分布201TI显像明显低估存活心肌的缺点，已对201TI心肌显像进行了下列改良。,延迟再分布显像：即在运动后24-72h进行延迟的再分布 显像，结果在常规4h再分布图象上的不可逆缺损区
22、有1/3出现再分布，有存活心肌。但仍低估存活心肌，且延迟再分布图象质量明显下降，因此，并非理想方法。,再注射显像：在常规的201TI运动-再分布显像的当日或次日再注射201TI后进行静态心肌显像。可使运动后转运至心肌的201TI增加，从而提高识别存活心肌的敏感性。它可使常规运动-再分布图象中“不可逆”缺损区，再检出50%的存活心肌。对于CRV术后室壁收缩功能改善的阳性预测值为69%，阴性预测值为 89%。,Myocardial Viability Assessment with SPECT 201Tl SPECT,Stress early imaging,Delay imaging,Delay
23、 imaging,3-4h,24h,Reinjection,Rest imaging,Stress early imaging,15-30 min,Stress, Redistribution and Reinjection Tl-201 Imaging,静态-再分布心肌显像：静态注入201TI，10min后显像，3-4h再显像，无需运动、再注射和延迟再分布显像。主要用于左心室功能低下或临床有明显心力衰竭而不宜做运动试验患者的存活心肌的评价。该方案对检出存活心肌在CRV术后功能改善的阳性预测值和阴性预测值分别为69%和92%，和运动-再分布-再注射方案相当。,Rest-Redistributi
24、on Tl-201 Imaging,Extent of Myocardial Viability by 201Tl Predicts Survival after Revascularisation in Ischaemic Cardiomyopathy,Pagley et al, Circ 1997; 96:793,0.3,0.5,0.7,0.9,0 1 2 3 4 5,Time (Years),Event-free survival,0.3,0.5,0.7,0.9,0 1 2 3 4 5,VI 0.67,VI 0.67,LVEF 28%,LVEF 28%,p = 0.019,p = NS,
25、N = 33 N = 37,Time (Years),N = 35 N = 35,Myocardial Viability,LV Ejection Fraction,Stratified by ,与PET相比，运动-再分布-再注射和静态-再分布201TISPECT显像识别存活心肌的敏感性偏高，特异性偏低，从而预测存活心肌收缩功能改善的阴性预测值高，阳性预测值偏低。,3. 99m锝（99mTc）甲氧基异丁异腈 （sestamibi,MIBI）单光子断层显像： 99m锝是单价亲脂性阳离子化合物，它在心肌中的摄取是通过跨膜被动扩散，进入心肌细胞后，主要存在于线粒体中；心肌细胞不可逆损伤后，膜的完整性
26、及其代谢功能受到损害，对其摄取能力显著降低，清除增快，说明99mTc-MIBI的心肌浓聚与心肌的存活性和细胞膜的完整性密切相关。,Tc-99m-Sestamibi and Myocardial Viability,Tc-99m-MIBI and F-18-FDG Imaging by SPECT,MIBI,FDG,MIBI,FDG,MIBI,FDG,Direct Detection of Viable Myocardium with 18F-FDG/ 99mTc-MIBI SPECT,Direct Imaging of Exercise-Induced Myocardial Ischemia
27、with Fluorine-18Labeled deoxyglucose and Tc-99m-Sestamibi in Coronary Artery Disease He ZX, et al. Circulation 2003,Direct Detection of Viable Myocardium with 18F-FDG/ 99mTc-MIBI SPECT,Direct Imaging of Exercise-Induced Myocardial Ischemia with Fluorine-18Labeled deoxyglucose and Tc-99m-Sestamibi in
28、 Coronary Artery Disease He ZX, et al. Circulation 2003,阜外医院有报道99mTc- MIBI与硝酸脂类药物结合的方法，可提高其识别存活心肌的敏感性。,Myocardial Viability Assessment with SPECT Nitroglycerin intervenal SPECT,Stress imaging,0.6mg Sublingual,Rest imaging,Nitroglycerin infusion,99mTc-MIBI,5 min,99mTc-MIBI injection,24h,Stress or res
29、t imaging,24h,99mTc-MIBI injection,Rest imaging,Myocardial Viability Assessment with SPECT Myocardial Perfusion SPECT：Nitroglycerin Intervention,Myocardial Viability Assessment with SPECT Nitroglycerin 99mTc-MIBI SPECT,Among the segments with uptake rate 30-70% in rest imaging, 42.3% of them increas
30、ed to normal uptake(70%).Among the segments with uptake rate 30%.,Nitrate-Augmented Myocardial Imaging,Exercise,Reinjection,Exercise,Nitrate+RI,He ZX, et al. J Nucl Med 1993； He ZX, et al. Circulation 1997,Event-free survival in patients with and without viable myocardium on Nitrate-Augmented Tc-99m
31、-MIBI SPECT,Viable,Non-Viable,He ZX, et al, Am J Cardiol 2003,（二）药物负荷2DE试验：近年来已成为识别存活心肌的重要方法。超声心动图检测存活心肌方法主要有以下两种：药物负荷2DE；心肌声学造影。,小剂量多巴酚丁胺负荷超声心动图（LDDSE）试验：多巴酚丁胺小剂量时（5-10g/kg.min）用于检测存活心肌，大剂量时（20-40g/kg.min）用于检测心肌缺血。小剂量（Low Dose）DSE（LDDS）是在小剂量Dob负荷下，用超声心动图直接观察收缩运动异常节段的收缩功能储备，来检测存活心肌，目前已成为识别存活心肌公认的常规方
32、法。,LDDSE时，受试者应先停用阻滞剂、钙拮抗剂和硝酸脂至少18-24h。然后在静息时记录心率、血压、心电图（ECG）和标准左室长、短轴和心尖切面2DE图象作对照。接着经静脉连续分级输注小剂量（5-10mg/kg.min）Dob，每剂量至少持续5min后重复记录心率、血压和上述多切面标准2DE 图象。,根据运动异常区域对小剂量Dob的收缩增强反应可检出存活心肌，若呈持续增强（单相反应）有收缩功能储备，或先增强后恶化（双相反应）诱发了心肌缺血，均提示心肌存活；若无变化提示为非存活的坏死或瘢痕心肌。,试验过程中，应监测心率、血压和心电图变化。若患者出现:典型的心绞痛；ECG ST段压低或上抬的缺
33、血证据；血压180/110mmHg或90/60mmHg心率190-年龄；严重心律失常和其它不能耐受的副作 用时，则应立即终止负荷试验并作相应的处理。,LDDSE对运动异常区域通常能检出50% 左右的存活心肌，并能准确预测所检存活心肌在CRV术后的收缩功能改善；识别存活心肌的敏感性、特异性和准确性均高达80%-85%。,LDDSE的副作用较轻。可有心悸、头胀、房性和室性期前收缩，一旦停药，很快消失；少数冠状动脉病变严重者，在Dob10mg/kg.min剂量时可诱发心肌缺血，停药或含服硝酸甘油后3-5min多能缓解。因此，LDDSE识别存活心肌是安全的。,2. 小剂量多巴酚丁胺-硝酸脂负荷超声心动
34、图试验：硝酸脂既能增加缺血心肌的供血，又能增强运动异常节段的收缩功能，也可通过检测收缩功能储备来识别存活心肌。可用硝酸甘油(NTG)舌下含服或IV输注。,将硝酸脂与小剂量Dob合用，可使LDDSE 更安全，甚至更敏感。还由于硝酸脂的抗心肌缺血和Dob用量小而更安全，是识别存活心肌的理想方法。,小剂量多巴酚丁胺-潘生丁负荷超声心动图试验： 潘生丁是腺苷A-2受体激动剂，很小剂量（0.28mg/kg.min）在扩冠时有增强心肌收缩力作用又能检出存活心肌，特别是与小剂量（5-10mg/kg.min）Dob 合用可提高识别存活心肌的敏感性。,心肌声学造影（MCE）：是直接在冠状动脉内注射（或经静脉内注
35、射抵达冠脉循环）含有大量微气泡（7m)的声学造影剂，在超声心动图上可见到心肌内云雾状影象增强，反应心肌微血管的完整性和心肌灌注存在，提示心肌存活。,若存在充盈缺损则提示微循环功能障碍或组织坏死。 相对于DSE而言，MCE对预测CRV后心功能的恢复敏感性更高，特异性下降。 MCE与负荷超声相结合，能同步评估心肌的收缩力储备和血流灌注水平，从而提高检出存活心肌的敏感性和准确性。,MRI心脏核磁共振成像（MRI）技术具有大视野、任意角度、良好的空间分辨力和高度的组织定性等特点，对比剂增强的心肌灌注扫描以及延迟强化，可用于探测心肌缺血、识别存活心肌和诊断心肌梗死。和小剂量多巴酚丁胺、潘生丁等负荷药物结
36、合可提高评价存活心肌的能力。,ECHOLow-dose dobutamine stress echocardiography (LDDSE)Myocardial Contrast Echocardiography (MCE) (心肌声学造影 ) 多普勒组织成像(Doppler Tissue Imaging ,DTI) 判断血管重建术后室壁运动恢复的敏感性和特异性分别为89 %和86 %。(Altinmakas等) 彩色室壁运动技术(colour kinesis ,CK)和声学定量技术(acoustic quantifica2tion ,AQ),Myocardial Viability Asse
37、ssment: Other Non-invasive Techniques,MSCTMultislice spiral computed tomography : Late-enhancement MSCT,MRDelayed-Enhancement MRI (DE-MR) 与FDG- PET对照,敏感性96 %、特异性84 % (J Am Coll Cardi2ol ,2003 ,16) (通过注射钆螯合物-gadolinium chelate)Low-dose Dobutamine Cine-MR 与18 F - FDG PET 对照, 敏感性、特异性和准确性分别为88 %、87 %和92
38、 % (Bare等;Circulation 1995 ,91) 31P MR spectroscopy (波谱成像) 通过检测高能磷酸盐ATP和磷酸肌酸(PCr)等能量代谢来判断心肌活性,心脏磁共振(MRI)：梯度回波电影序列可以提供关于左室整体功能、节段性室壁运动障碍以及室壁厚度等方面的信息，联合多巴酚丁胺负荷MRl则可精确评估心肌收缩储备能力。,顺磁特性对比剂钆鳌合剂(Gd-DTPA)的运用进一步提高了MRl对于心肌灌注缺损、微血管床堵塞以及心肌瘢痕纤维化等方面的诊断价值。由于Gd-DTPA为间质型对比剂，不能透过完整的细胞膜。但当心肌细胞膜破损，如发生急性心肌梗死时，Gd-DTPA则可弥
39、散至细胞内；当心肌发生纤维化时，组织间隙扩大，其分布容积增加。,Gd-DTPA经弹丸式注射后1015 min，对比剂在正常心肌被充分洗脱，而在无代谢活性的瘢痕或坏死组织形成延迟、稳态的增强相，即延迟增强，从而在T1加权反转复原扫描时呈现片状强化亮斑。,MRI延迟增强能够清楚地显示梗死心肌的轮廓，可筛查出至少1 g的坏死心肌，其空间分辨率为2 mm，因此能够准确地定性及定量评估心肌梗死。若心肌梗死区域心肌变薄，虽收缩力减低甚或无收缩，但若无明显的延迟强化现象，则在血管重建后心肌收缩功能有望得到恢复。,心脏MRI技术综合应用上述3种不同机制来评估心肌活性(表1)，而且该技术在时间与空间分辨率方面依
40、然存在明显的优势，故目前趋向于取代PET技术而成为心肌活力评估的标准方法。,注：“+”表示有，“一”表示无,Myocardial Viability AssessmentOther Non-invasive Techniques,DE-MRI in the short-axis projection demonstrating transmural hyperenhancement of the left anterior descending coronary artery distribution. Representative hematoxylin and eosinstained p
41、athology sections (x200 magnification) reveal replacement fibrosis (upper right) and normal myocardium (lower right).,Cine image demonstrating absent wall motion (akinesis) along the inferior wall.,Myocardial Viability AssessmentOther Non-invasive Techniques,Corresponding viability image showing hyperenhancement,Images from a patient with an acute infarction in the inferior wall, showing short axis slices from apex to base by (a) SPECT. Corresponding images by (b) cine MRI, and (c) DE-MRI. Arrowheads indicate infarcted area (white),SPECT.,cine MRI,DE-MRI,谢谢！,
