冠心病存活心肌的评价技术和临床意义

　　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 abnormalities， RWMA）；亦即对于冠心病患者来说，只要有心室壁节段运动异常存在，心肌就无存活（坏死或瘢痕）。然而，近年来的研究已证明由于心肌缺血的速度、程度不同，以及缺血心肌有无再灌注或侧支循环供血，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（viable myocardium）存在：1.顿抑心肌（stunned myocardium）；2.冬眠心肌（hibernating myocardium）；3.伤残心肌（maimed myocarduium）。对冠心病或MI患者若能及时识别这些存活心肌，尽早施行冠状动脉（冠脉）血运重建（Coronary Revascularization， CRV）术如经皮冠脉腔内成形术（PTCA）或冠脉搭桥术（CABG），恢复其血液供应，可使其收缩功能改善或恢复，并将改善左心室整体收缩功能和患者的预后。因此，正确判断RWMA区域内有无存活心肌，对于临床MI患者的治疗选择、预测疗效和预后有着重要的意义。

　　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。临床上，顿抑心肌可发生在不稳性型心绞痛、早期再灌注的AMI、心脏手术、心脏移植以及运动诱发的心绞痛和PTCA术后。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少产生的可逆性功能障碍心肌，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地恢复。目前认为这是心脏的一种自我保护反应，即在静息状态下冠脉血流减少时，心脏自动降低心肌作功以适应血流的降低，从而保护心肌不发生坏死，亦不出现缺血的症状，是"少供血就少工作"的"聪明的心肌"。最近，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）。临床上，冬眠心肌可发生在不稳定性心绞痛、稳定性心绞痛、MI后和冠心病左心功能不全的患者。

　　3.伤残心肌：即在AMI再灌注后MI区域仍存活而严重损伤的心肌，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。

　　临床上由于病情复杂，难以对上述三种存活心肌加以鉴别。冠脉狭窄严重可同时或先后发生心肌冬眠和顿抑。常有在慢性灌注降低产生了心肌冬眠的基础上，又由于反复心肌缺血叠加致心肌顿抑；也有在同一心肌梗死区域内有顿抑、冬眠和伤残心肌并存。以上三种存活心肌的基本鉴别点见表1。

　　表1 三种存活心肌的基本特点鉴别

　　顿抑心肌 冬眠心肌 伤残心肌

　　收缩功能 低下 低下 低下

　　冠脉血流 正常 减低 减低

　　心肌代谢（18FDG摄取） 正常或增加 增加 增加

　　功能恢复 完全 完全 部分

　　功能恢复所需时间 1－2周 立即－数周 数周－数月

　　二、存活心肌的识别方法

　　存活心肌的共同特点是其得以识别的基础。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的反应。基于这些特点，用于评价存活心肌的方法有：1.核素心肌显像，包括1）正电子发射型计算机断层显像（PET）（检测存活心肌的糖代谢）；2）201铊（TL）单光子断层显像（SPECT）；和99m锝（Tc）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）。

　　（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

　　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。由于心肌缺血时利用脂肪酸减少，而利用葡萄糖增加，故目前主要应用葡萄糖代谢结合血流灌注显像来评价心肌存活，最常用的示踪剂为18氟一脱氧葡萄糖（18FDG）。根据Bonow对6项研究共146例患者的资料总结发现，PET识别存活心肌并预测CRV术后其收缩功能改善的总阳性预测值为82%，总阴性预测值为83%。PET设备昂贵，药源不便，且心肌对FDG的摄取受饮食情况、神经激素状态及心肌对胰岛素的敏感性等因素影响，这些都使得PET常规用于临床评价存活心肌受到限制。

　　2.201铊（TL）单光子断层显像

　　（1）常规运动-再分布心肌显像： 201铊（TL）单光子断层（201TL- SPECT）心肌显像是基于存活心肌的细胞膜完整来识别的。细胞死亡的标志为代谢活动停止和细胞完整性消失。前者表现为心肌细胞不能摄取、利用葡萄糖；后者表现为心肌细胞膜的正常功能丧失，使细胞内基本成分不能保存，尤其是钾离子。

　　201TL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201TL的摄取份数成正比，随后心肌与血液中的201TL不断交换，这是形成201TL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-4小时后再分布201TL显像评价存活心肌的缺点是明显低估存活心肌。

　　（2）运动-再分布-再注射心肌显像：为克服常规运动-再分布201TL显像明显低估存活心肌的缺点，已对201TL心肌显像进行了下列改良。

　　1)延迟再分布显像：即在运动后24-72小时进行延迟的再分布显像，结果在常规4小时再分布图象上的不可逆缺损区有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。

　　2)再注射显像：在常规的201TL运动-再分布显像的当日或次日再注射201TL后进行静态心肌显像。可使运动后转运至心肌的201TL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。Bonow总结迄今9个再注射显像共295例患者的资料表明，运动-再分布-再注射201TL心肌显像对于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%。

　　（3）静态-再分布心肌显像：201TL静态-再分布心肌显像是近几年开发研究出来的另一个很有前途的识别存活心肌的方法。静态注入201TL，10分钟后显像，3-4小时再显像，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。Bonow总结了4个静态-再分布201TL显像研究共83例患者的资料显示，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。

　　与PET相比，运动-再分布-再注射和静态-再分布201Tl SPECT 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（Tc）甲氧基异丁异腈单光子断层显像

　　99m锝（Tc）甲氧基异丁异腈（99mTc-MIBI ）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。只要心肌细胞尚存活，就可以摄取这种示踪剂。因此，可用于识别存活心肌。阜外医院有报道99mTc-MIBI与硝酸酯类药物相结合的方法，可提高其识别存活心肌的敏感性。

　　（二）药物负荷2DE试验

　　二维超声心动图（2DE）因具有多切面实时观察左室各节段收缩功能的特点，加之无创、方便、重复检查无害的优势，在存活心肌的检测及其功能评价中作用独特，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：1、药物负荷2DE；2、心肌声学造影。药物负荷2DE试验是通过检测收缩功能储备来识别存活心肌，常用负荷药物有多巴酚丁胺（Dobutamine， Dob）、硝酸酯和潘生丁。

　　1. 小剂量多巴酚丁胺负荷超声心动图（LDDSE）试验

　　多巴酚丁胺负荷超声心动图（ Dobutamine Stress Echocardiography，DSE）试验是经典的药物负荷超声心动图试验，多巴酚丁胺小剂量时（5～10mg/（kg.min））用于检测存活心肌，大剂量时（20～40mg/（kg.min） ）用于检测心肌缺血。小剂量（Low Dose）DSE (LDDSE)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法。

　　Dob是β受体激动剂，主要作用于心肌的b1受体增加心肌收缩力，而兴奋b2及α受体的舒缩血管作用较弱。根据实验结果，小剂量(＜15mg/（kg.min）＝Dob可使缺血心肌的收缩力呈剂量相关性增加，对心率、血压影响较小，心肌耗氧量无明显增加；而大剂量(＞20mg/（kg.min）)则使缺血心肌功能恶化，因为同时兴奋了b1、b2和α受体使心肌收缩力过度增强，心率、血压升高，心肌耗氧量增加又加重了心肌缺血。这是小剂量（5～10mg/（kg.min））Dob用于检测存活心肌，大剂量（20～40mg/（kg.min））检测缺血心肌的实验基础。

　　Dob在体内半衰期仅有2分钟，用作负荷试验时需持续静脉滴注。LDDSE时，受试者应先停用b-受体阻滞剂、钙拮抗剂和硝酸酯至少18～24小时。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5分钟后重复记录心率、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。最后，在CRV（如PTCA，CABG）后3～6个月时，行2DE随诊检查，再依据MI区相应异常收缩节段功能改善与否的实际为"金标准"来评价LDDSE识别存活心肌和预测其功能改善的准确性。

　　试验过程中，应监测心率、血压和ECG变化。若患者出现①典型的心绞痛；②ECG ST段压低或上抬的缺血证据；③血压≥180/110mmHg或＜90/60 mmHg；④心率≥195-年龄；⑤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%。我们使用LDDSE（5～10mg/（kg.min））对31例AMI患者的221个运动异常节段检出了50.2～55.8%有存活心肌，识别敏感性、特异性、和准确性分别为78～89%、88～86%和82～88%。对陈旧性心肌梗死（OMI）患者存活心肌的检测，我们研究显示LDDSE对OMI区存活心肌识别敏感性、特异性和准确性分别为82～86%、79～80%和81～85%。对于左室功能严重低下的CAD患者，LDDSE也能准确地检出存活心肌并预测CRV术后的整体收缩功能改善。

　　LDDSE识别存活心肌有与同位素方法相当的准确性。Bonow总结15项共402例CAD患者的研究发现，LDDSE试验识别存活心肌并预测其收缩功能改善或恢复的阳性、阴性预测准确性分别为83%、81%，与同位素PET心肌代谢显像的82%和83%相当，而与201TL心肌灌注显像的69%和90%虽也相当，但阳性预测值高些（+14%），阴性预测值低些（- 9%），提示欠敏感，也就是说有些存活心肌节段虽有201TL的摄取，但缺乏Dob时的收缩功能储备，这一点也得到了其中两种方法直接对比的9个临床研究综合结果的支持。主要是由于某些节段冬眠心肌因冠脉严重狭窄致冠脉储备耗竭，任何Dob刺激都可诱发心肌缺血或不能产生收缩增强反应；或是由于心肌长期慢性冬眠，细胞产生了间变伴肌原纤维消失和糖原沉积，对Dob刺激缺乏反应之故。

　　另一方面，LDDSE对AMI患者存活心肌的功能自发改善也有重要的预测价值。我们对17例AMI患者在1～2周时行LDDSE（5～10mg/（kg.min）），检出了134个运动异常节段中41～42%的存活心肌节段，3～6月时随诊有38%的异常节段收缩功能已有自发改善，预测存活心肌自发改善的敏感性、特异性和准确性分别为80～88%、83～87%和82～87%。

　　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3～5分钟多能缓解。因此，LDDSE识别存活心肌是安全的。

　　2.小剂量多巴酚丁胺-硝酸酯负荷超声心动图试验

　　硝酸酯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，也可用异舒吉IV输注。我们对31例AMI患者行异舒吉（240～300mg/min）-2DE试验，检出了37.6%的存活心肌节段，预测CRV术后其功能改善的敏感性低（57％），然而特异性好（88％），低估存活心肌，与70年代NTG与左室造影方法结合预测CABG术后运动异常节段收缩功能改善的结果一致，是由于硝酸酯对存活心肌的收缩增强作用较弱，使之不易被检出的结果。但硝酸酯本身有抗心肌缺血作用，对有严重冠状动脉病变的CAD患者更安全。唯一的副作用是用量过大可引起低血压。一旦出现低血压，可按硝酸酯过量处理，包括停药，抬高下肢，必要时IV推注多巴胺5～10mg或阿托品0.5～1mg。

　　将硝酸酯与小剂量Dob合用，可使LDDSE更安全，甚至更敏感。我们对23例OMI行异舒吉（240～300mg/min IV）合用小剂量（3～5mg/（kg.min））Dob 2DE试验，识别存活心肌的敏感性、特异性和准确性分别为85～86%、84%和84～85%，已与Dob10mg/kg/min单用时的86%、80%和85%相当，而又无Dob10mg/（kg.min）时诱发心肌缺血的副作用（中华心血管病杂志 1998；26（6）：432～435）。对31例AMI患者行异舒吉、小剂量（3～5mg/（kg.min））Dob及其合用的2DE试验，进一步显示两者合用比单用时对存活心肌识别更敏感和更特异。特别是异舒吉合用Dob5mg/（kg.min）时已达Dob 10mg/（kg.min）单用时的水平，还由于异舒吉的抗心肌缺血和Dob用量小而更安全，是识别存活心肌的理想方法（中华心血管病杂志 2001；29（1）：25－28；中国超声医学杂志2000；16（10）：744－747；中国循环杂志 1999；14（10）：326-328）。

　　3.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A2-受体激动剂，大剂量（0.84mg/（kg.10min））因扩冠产生窃血可检测冠心病的心肌缺血，很小剂量（0.28mg/（kg.4min））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。Picano等对比了很小剂量潘生丁、小剂量（5～10mg/kg/min）Dob及其合用对34例伴有节段功能异常的CAD患者存活心肌的检测作用，检测敏感性分别为71%、67%和94%，特异性分别为92%、95%和89%，准确性分别为80%、79%和92%，合用时更敏感和更准确（P<0.05～0.01）(JACC 1996;27：1422～1428)。这一结果令人鼓舞，然而是否会诱发心肌缺血，特别是对有严重冠状动脉狭窄病变的患者是否安全，尚需进一步研究。

　　4.心肌声学造影

　　心肌声学造影（Myocardial Contrast Echocardiography， MCE）是直接在冠状动脉内注射（或经静脉内注射抵达冠脉循环）含有大量微气泡的声学造影剂，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。DiFilippi等对35例CAD伴严重心功能低下（EF：0.36±0.09）患者的研究发现，MCE预测运动异常节段在CRV术后功能恢复的敏感性、特异性、阳性和阴性预测值分别为98%、52%、76%和94%，与LDDSE的97%、73%、85%和94%相比，仅特异性偏低（Circulation 1995;92：2863-2868）。相信随着MEC技术的不断发展和成熟，该技术对于评价心肌存活，将显出独特的价值。另外，心脏核磁共振成像（MRI）技术和小剂量多巴酚丁胺、潘生丁等负荷药物结合也可用于评价存活心肌，其价值有待更多的研究来证实。

　　三、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。此类患者往往有陈旧心肌梗死和冠脉多支病变，临床多表现为缺血性心肌病并已考虑心脏移植术。若有存活心肌，则可选择CRV术治疗，并可望改善左室功能，缓解心衰症状，促进心电稳定，减少心律失常发生，并最终改善长期预后；若无存活心肌存在则预后较差，只能尽早行心脏移植术。同样，对于AMI早期溶栓治疗成功而MI区仍有心肌存活的患者，在恢复期对其梗死相关冠脉的严重狭窄病变行PTCA，可使梗死区的收缩功能异常得到进一步改善或恢复，从而可望使左室整体收缩功能进一步改善和恢复，使患者能完全或接近完全康复。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治疗和预后的预测也有重要实际意义。若有存活心肌存在，及时给予升压、正性肌力药物和血管扩张剂或给予IABP等机械辅助循环措施支持可望使这些危重患者低下的左室功能明显改善或提高，使患者得以生存甚至较好的康复。特别是临床少数AMI或不稳定型心绞痛并发心源性休克或泵衰竭的危重患者，即使在成功溶栓、急诊PTCA和CABG术后，由于大量无功能的顿抑心肌存在，仍需一段时间的升压、正性肌力和血管扩张剂甚至IABP的循环支持，方能渐渐康复。有时极少数AMI或不稳定型心绞痛并发低血压甚至心源性休克患者，即使未能行溶栓或PTCA等CRV术治疗，只要对多巴胺等升压药物有反应，也提示有存活心肌（顿抑+冬眠）存在，仍可望患者得以生存或康复。

　　总之，存活心肌的评价和识别，在临床上对CHD左室功能异常、严重低下甚至有泵衰竭等危重患者的抢救、治疗方法的选择、左室功能乃至预后的改善或预测均有重要的指导意义。

　　杨跃进

2004.02.16

中华心血管医学网