磁共振功能成像技术对冠状动脉慢性完全性闭塞病变（CTO）心肌的评估研究

彭诚初，崔 冰（通讯作者）

（惠州市第三人民医院放射科 广东 惠州 516002）

冠状动脉慢性完全性闭塞病变（chronic total occlusion,CTO）是指为心肌供血的冠状动脉管腔100%闭塞，并且闭塞时间大于或等于3 个月的病变，在冠状动脉病变中所占比例较高，大概占31%[1]。CTO 病变的介入治疗因其操作成功率低及预后不良而被称为冠状动脉介入领域“最后的堡垒”。本研究将从器官、组织、细胞水平，从影像形态学和功能成像方面阐明MR 在CTO 诊断中的应用价值，探讨1.5T 磁共振对心肌梗塞患者及冠心病特殊类型CTO 患者心脏形态功能、心肌灌注和心肌活性扫描，揭示磁共振功能成像在CTO 的诊断、介入治疗决策及术前、术后心肌活性评估中起到重要的指导作用。

1 研究对象和方法

1.1 一般资料

选取惠州市第三人民医院2011 年5 月至2013 年12月临床上疑似或已行冠状动脉造影但尚未行冠脉介入治疗（PCI）患者26 例进行心脏形态功能、室壁全时相运动功能、瓣膜开启及关闭的活动度、磁共振心肌首过灌注及延迟增强扫描；12 例患者行冠状动脉造影；其中一例CTO 患者行PCI 术前后均行磁共振心脏扫描。

1.2 检查方法

所有病例均采用德国西门子Avanto 1.5T 高场强磁共振扫描仪进行心脏形态功能、室壁全时相运动功能、瓣膜开启及关闭的活动度、磁共振心肌首过灌注及延迟增强扫描。

（1）心脏形态扫描：分为单纯形态学检查和运动功能检查，动态评估心肌形态及运动功能状态。①单纯形态学检查：采取黑血技术和白血技术，分别利用选择性、非选择性双翻流动血液抑制技术和快速稳态自由进动梯度回波序列，通过消除血液流动信号的影响，更好显示心肌、乳头肌、瓣膜及心包的形态；②运动功能检查，作为一种动态成像，利用电影扫描技术，在心脏跳动的不同心动周期时相，动态观察在不同心动周期内心脏的整体收缩、舒张功能以及瓣膜运动状态。

（2）心肌首过灌注扫描及延迟增强扫描：以左心室短轴位为主要观察方位，扫描视野垂直室间隔定位，从心尖至二尖瓣区；兼顾二腔心、四腔心位。于肘正中静脉插入G 套管针，以3ml/s 的速度注射钆喷酸葡胺注射液8 ～10ml；对比剂注射完毕后，以相同速度继续追加注射10ml生理盐水，采用呼吸门控及心电门控技术扫描，于收缩期触发心肌灌注扫描。心肌首过灌注结束后，以3ml/s 的速度继续注射对比剂20ml，然后延迟20 分钟行心肌扫描，评估左心室功能。

1.3 统计学方法

对应冠状动脉造影、心电图及心脏彩超及临床症状的相应检查结果，磁共振检查获得的室壁形态学改变、节段性室壁运动功能测定、心瓣膜形态和活动度、心肌首过灌注及延迟扫描获得的异常信号的节段性心肌，揭示CTO 患者冠状动脉闭塞部位与相应心肌梗死区域之间的关系。应用SPSS16.0 统计学软件进行分析。对心室形态、心瓣膜形态和活动功能、节段性室壁运动及心肌灌注行χ2检验（McNemar 检验方法）。P＜0.05 认为差异有统计学意义。

2 结果

26 例病例中心脏磁共振证实左心室室壁厚度变薄4例，二尖瓣关闭不全12 例，主动脉瓣关闭不全7 例，磁共振心肌首过灌注及延迟增强扫描信号未见异常5 例（见图1），磁共振心肌首过灌注信号相对减低或缺损5 例，延迟增强扫描高信号15 例（见图2）。按四壁心室划分，其中发生于前壁6 例、间隔壁5 例、下壁8 例、侧壁4 例；其中行冠状动脉造影12例病例中（按心室17分区法划分），共发现磁共振延迟强化有55 段。心脏磁共振形态学、瓣膜生理功能变化与心脏彩超检查结果比较差异无统计学意义（P＞0.05）。与心电图检查符合心肌梗死改变比较差异无统计学意义（P＞0.05）。与冠状动脉造影显像结果比较，在12 例患者204 段心肌室壁中，磁共振梗死部位定位55 段心肌与CAG 相关血管病变一致，35 段不一致，两者比较差异无统计学意义（P＞0.05）；9 例证实CTO患者CAG 梗死区域44 段与磁共振梗死区域相匹配，32 段不匹配，两者比较差异无统计学意义（P＞0.05）。一例CTO 患者行PCI 术前、术后行磁共振心脏扫描，患者术前延迟强化高信号区域范围比术后的要广泛（见图3），两者具有较明显的差异。

图1：静息期心肌首过灌注，心肌逐渐从心内膜到心外膜出现信号强度增强，正常心肌心肌灌注信号基本均匀一致，未见明确灌注降低及灌注缺损。心肌灌注高峰，自心内膜至心外膜心肌信号强度相同。延迟增强可见从心尖到心底部，从心内膜到心外膜各心肌均未见明确异常强化灶。

病例二：男性，62 岁，无高血压、糖尿病及高脂血症病史；心电图示前壁及下壁异常Q 波伴ST-T 改变。

图A、B：室间隔及左室前后壁心肌延迟强化，提示相应室壁心肌梗死。

图C、D：前降支：seg6 段中远端弥漫性狭窄，se6 远端完全闭塞；seg7近端弥漫性狭窄，最重处达99%。回旋支：Seg11近中段50%管状狭窄，第一钝缘支近段95%管状狭窄；第二钝缘支近端75%-80%管状狭窄；第三钝缘支近中段管状狭窄，最重达70%。右冠状动脉：seg2 近中段狭窄，最重处达85%；seg 远段分叉处局限性狭窄达85%。侧支建立：右冠远端及回旋支远端通过侧支向前降支远端供血。

图3：延迟扫描明显强化区于术前(图A)、术后（图B）范围大致相同；周围斑片状稍高强化信号区范围术后较前有所减少；相应区域室壁运动较前有所恢复。

3 讨论

心肌灌注是衡量心肌生物学活性的重要指标之一，对于心肌梗塞的判断、梗塞面积的测量、冠脉介入或搭桥术及溶栓治疗的监测，均是首选方法。心肌灌注的显像是受冠状动脉血流和血氧供就、远端小血管阻力、血管内皮功能综合因素影响。心肌灌注是判断和评估心肌再灌注损伤、心肌活性、心肌收缩与舒张贮备功能的一种成像技术，在临床中应用价值和指导个体化治疗方案的制订中发挥越来越重要的作用。

磁共振对比剂在灌注成像中的作用是增加正常心肌与缺血心肌间弛豫时间的差别，在一定的范围内，心肌灌注成像中对比剂浓度与心肌信号强度应呈线性相关。静息期心肌首过灌注，心肌逐渐从心内膜到心外膜出现信号强度增强，正常心肌心肌灌注信号基本均匀一致，未见明确灌注降低及灌注缺损。心肌灌注高峰，自心内膜至心外膜心肌信号强度相同。延迟增强可见从心尖到心底部，从心内膜到心外膜各心肌均未见明确异常强化灶，（见图1），这是心肌灌注检查的前提。心肌首过灌注主要反映灌注缺损区域与梗死心肌微血管床损伤之间的关系，间接反映心肌血流速度和流量。在心肌急性或慢性持续性缺血患者中，并导致缺血区域功能性毛细血管减少和广泛微血管床的闭塞，梗塞区心肌灌注减少或缺失，表现为首过充盈缺损。由于梗死心肌形成瘢痕组织的细胞间隙增大，对比剂流入或流出时间延迟，导致病变组织与正常心肌之间造影剂浓度的差异，梗死心肌表现为延迟高信号。80 到90 年代，Kim[2,3]等人提出延时增强的高信号区代表不可逆的坏死心肌．并对此做了大量的实验研究。他们将延时增强的心肌节段与相应的组织病理结果进行比对，发现几乎完全吻合，表现为延迟增强。

目前FDG-PET 是检测存活心肌的最准确的方法并作为心肌存活检查的金标准，是一种无创伤性、通过代谢显像并结合灌注成像方式，评估生理或病理状态下的心肌代谢及心肌运动状态的检查方法。而MRI 的分辨力高，大量的文献资料已表明，延迟增强与PET 及病理结果有很好的关联程度。对比剂增强磁共振显像（contrast-enhanced MRI）检测存活心肌与FDG-PET 相比，敏感性96%、特异性84%[4]。而对心内膜下心梗显像方面，ceMRI 优于SPECT[5]。另有研究[6]报道，MR 延迟增强扫描中室壁厚度比例与SPECT 灌注减低程度有很好的一致性。然而PET 价格昂贵，不适合临床大范围应用，MRI相对低廉的检查价格，近来心血管MRI 已从研究领域进入临床应用有望在不远的将来补充甚至取代PET，成为诊断损害心肌新的标准。

由于CTO 是一个慢性进行性演变过程，且伴有不同程度的侧支循环的建立，闭塞血管所支配区域常具有一定的存活心肌，在侧支循环的弥补灌注保护下，处于慢性缺血状态。临床上区分存活心肌与非存活心肌具有非常重要的意义，重建或扩大侧支循环可能减轻存活心肌坏死的程度，提高心肌活性，改善心室运动功能。与非冠状动脉慢性完全性闭塞相比，CTO 患者延迟扫描心肌异常高信号区域中常常混杂稍高或正常心肌信号（见图2）。本研究在DSA证实的9 例CTO 患者中，7 例患者的磁共振延迟强化区域要比DSA 证实闭塞血管理论上所诱发的心肌梗死区域要小，笔者认为，除医师阅片人为误差外，MR检查中扫描参数、患者屏气效果、延迟扫描的时间等因素有关，更重要的是由于CTO 是一个慢性进行性演变过程，常伴有较丰富的侧支循环建立，相应区域部分心肌具有存活性，是造成两种检查方法心肌不完全一致重要原因。

心肌灌注成像结合心脏的形态、收缩与舒张功能、动态活动等综合评价已成为冠心病的临床应用和研究的重要影像学研究。具备良好侧支循环的CTO 仅相当于功能上90%～95%狭窄的血管，静息状态下可基本满足心肌的代谢需要，但在心肌耗氧量增加时却可能产生心绞痛症状。当心肌的氧供不足较重且持续时间较长但又不足以导致心肌细胞迅速死亡时。而CTO 心肌常呈冬眠状态，降低心脏代谢和机能以适应慢性冠状动脉供血不足。对CTO 病变患者介入治疗，并使相应区域心肌获得再灌注时，冬眠心肌或顿抑心肌部分恢复收缩功能，从而导致左室局部和整体心功能的恢复[7,8]。与急性心肌梗塞相比，CTO 病例由于是一个慢性缺血过程，机体在长期缺血应激下，往往形成丰富的侧支循环以适应。当冠状动脉主干出现完全闭塞时，由其他冠状动脉主干发出的多支细小侧支血管，因此在相应区域存在存活心肌的可能。本研究中一例CTO 患者行PCI 术前、术后行磁共振心脏扫描，患者术前MR 延迟强化高信号区域范围比术后的要广泛，两者具有较明显的差异。笔者认为与无侧支循环的心肌节段相比，CTO 患者一支或多支冠状动脉在慢性闭塞过程中，周围形成侧支血管，可以提供一定数量的血流来维持心肌的活性，并在MR 延迟强化区域中可能存在存活心肌（冬眠心肌），再开通血管后则能改善这部分心肌的功能。

本研究的局限性，病例数有限，需要更多的病例来对冠状动脉不同狭窄程度的包括CTO 在内的缺血性心肌病患者冠状动脉造影进行研究，本课题仍在继续收集病例中；由于受机器硬件条件及后处理软件的限制，不能对瓣膜返流量、心室射血分数、节段性室壁增厚率进行定量、客观分析，不能更全面地反映全心血流动力学的变化；因研究经费有限及时间关系，未能在此基础上完成三个月至半年未进行病人随访及复查，未能比较行PCI 术后患者心脏形态功能、心肌灌注和心肌活性扫描的变化情况。

磁共振成像能同时完成心脏形态功能、心肌灌注和心肌活性扫描的“一站式”检查，对包括CTO 在内的缺血性心肌病患者的定位、定性诊断，判断患者血运重建术的“必要性”、“可行性”及进一步决策产生一定的指导作用，并对介入治疗术前、术后心肌活性的评估具有重要临床应用前景。