冠狀動脈粥樣硬化性心臟病(coronary heart disease,CHD,簡稱冠心病)已經成為嚴重危害人類生命健康的最常見疾病之一。早期、準確地診斷冠心病,優化冠心病治療措施,在冠心病的二級預防中佔有重要地位。本文簡要綜述影像學技術在冠心病診斷中的一些應用進展。
1、放射技術
1.1 X線平片
一般來說,胸部X線檢查不能用於確定冠心病的有無,但可為冠心病的診斷提供輔助線索。如X線平片可以顯示冠心病患者的左心室增大以及肺迴圈的改變,後者包括肺淤血、間質性和肺泡性肺水腫等,對於判斷病情和評估預後均有重要價值。此外,X線平片檢查對於心肌梗死後的一些併發症如室間隔破裂、室壁瘤等亦有一定的診斷價值。
1.2 放射性核素檢查
放射性核素心肌顯像是對冠心病進行診斷、危險分層和預後評估最有效、最重要的非侵入性診斷技術之一。包括核素心室造影、心肌灌注顯像、心肌代謝顯像等。其中目前應用最廣泛的是心肌灌注顯像和心肌代謝顯像。
1.2.1 心肌灌注顯像
心肌灌注顯像的原理是源於心肌細胞對某些陽離子具有選擇性攝取能力,通過放射性標記後使心肌顯像,區域性心肌聚集放射性藥物的多少與該區域冠狀動脈灌注的血流量呈正相關。1974年Gould首次闡明瞭應用運動方法通過核素心肌灌注顯像診斷冠心病的病理生理機制[1]。在心肌缺血狀態下,即使冠狀動脈狹窄程度達到90%~95%左右,靜息狀態下心肌灌注顯像仍可表現為正常;但在運動負荷或藥物負荷狀態下,狹窄冠狀動脈的血流動力學可以出現明顯變化,心肌灌注顯像亦可發生明顯異常。隨著現代醫學的發展,心肌灌注顯像經歷了從平面到斷層再到門控斷層,從主要應用放射性核素201Ti進行灌注顯像到廣泛使用99mTc標記心肌灌注顯像劑和發射正電子顯像藥物的階段,分析技術也從簡單的視覺分析發展到區域性心肌定量和門控分析的發展過程。這一系列的發展使現代心肌灌注顯像不僅可以更精確地探測到特異性冠狀動脈狹窄和心肌缺血的位置,還可以精確量化心肌缺血的範圍和程度,捕獲左室功能和心肌運動資訊,大大提高了心肌灌注顯像診斷冠心病、進而對其危險分層和預後評估的臨床價值。
1.2.2 心肌代謝顯像
生理條件下,心肌代謝主要通過脂肪酸氧化獲取能量(佔心臟所需能量的40%~60%)。當心肌缺血時,區域性血氧含量減少,脂肪酸的氧化代謝相應降低,葡萄糖成為心肌組織代謝的主要底物。這一代謝模式的變化是能夠應用正電子核素斷層顯像(PET)方法識別缺血心肌的重要依據[2]。心肌代謝顯像常用的方法有葡萄糖代謝、心肌氧代謝和脂肪酸代謝等,可以用來評價心肌存活和心臟功能,估測預後,輔助確立治療方案等。以18F-FDG(氟18-脫氧葡萄糖)為例,心肌血流灌注與FDG攝取不一致(失匹配現象),可從非存活心肌中區分出存活心肌;壞死心肌則主要表現為血流灌注與FDG攝取均減少,即血流-代謝匹配性減少;而冬眠心肌主要表現為FDG攝取相對性增加。
1.3 計算機斷層掃描(CT)
早期人們應用影像增強透視或X線照片(含電影片)檢測冠狀動脈鈣化。CT,尤其是電子束CT(EBCT)和螺旋CT的應用進一步提高了對冠狀動脈鈣化檢測的效用和效率,特別是應用積分系統進行的定量分析。一項研究納入了568例樣本[3],其中冠心病患者376例,無冠心病者142例(均經冠狀動脈造影證實),旨在驗證EBCT對冠心病的診斷價值。結果表明,EBCT檢查冠狀動脈鈣化和積分對冠心病診斷的敏感性、特異性和準確性分別為83%、66.8%、77.5%,且冠心病患者的冠狀動脈鈣化積分明顯高於無冠心病者。由於EBCT是以電子束旋轉產生X線以代替常規CT機的X 線管球與檢測器旋轉的機械掃描,因而掃描速度快(50ms/100ms),時間分辨力、密度分辨力和空間分辨力高,能夠清楚的顯示心臟及冠狀動脈的解剖結構及病理改變。電影掃描和血流掃描還可評價室壁運動,定量評估心室功能,瞭解心肌和冠狀動脈血流灌注狀況,在冠心病的預測和診斷、冠狀動脈搭橋和PTCA 治療後的隨訪中均有重要價值。
1.4 磁共振成像(MRI)
隨著自旋迴波(SE)和快速/超快速脈衝序列含EPI(回波平面成像)的進展,磁共振成像(MRI)已成為觀察心血管系統形態和功能的主要影像學技術之一。特別是MR心肌灌注成像(MR myocardial perfusion imaging,MRMPI),可以用於評價冠狀動脈造影不能揭示的心肌微迴圈灌注,對梗死和存活心肌的檢測有重要價值[4]。當前MRMPI採用的成像序列為Turbo FLASH序列,可在一個心動週期採集3~4個層面,覆蓋心室大部,時間及空間解析度高,能夠真實地反映心肌灌注及其透壁程度,尤其能夠顯示對於缺血及壞死最敏感的心內膜下心肌病變。
2、超聲技術
二維超聲心動圖和Doppler超聲心動圖技術現已普遍用於冠心病的診斷。通過左心室短軸/長軸位觀察左心室整體和節段性室壁運動功能,結合負荷試驗(多為藥物)顯示左室壁節段性功能異常常有助於心肌缺血或心肌梗死的判斷。慢性心肌梗死區域表現為室壁變薄,纖維化回聲增強,收縮運動減弱或消失。在此基礎上若室壁區域性擴張則為室壁瘤的徵象。心肌梗死後室間隔破裂可見肌部間隔回聲中斷,彩色多普勒檢查可顯示短路分流。近年來隨著超聲醫學的迅猛發展,超聲技術在冠心病診斷中的應用有了很大的發展。
2.1 心肌聲學造影(myocardial contrast echocardiography,MCE)
通常情況下,冠狀動脈造影顯示的只是心外膜下冠狀動脈的血流狀態,不能反映毛細血管水平的心肌灌注,這是因為冠狀動脈狹窄和心肌灌注之間無確切關係。微迴圈心肌水平灌注才是決定心肌細胞能否得到充分血氧供應的決定因素。因而評價微迴圈水平的心肌灌注,對於闡明冠心病的病理生理變化具有極重要意義。MCE正是這樣一種近年發展起來的新技術,其原理是將特製的微氣泡造影劑經由冠狀動脈或周圍靜脈注入,採用二維或多普勒超聲技術觀察微氣泡的背向散射訊號[5]。由於微氣泡直徑小於紅細胞,可與紅細胞一起自由地通過心肌的毛細血管,因而可被視為紅細胞的跟蹤劑,進而在毛細血管水平對心肌的微迴圈灌注進行評價。MCE的適用範圍有:(1)急性心肌梗死的早期診斷和治療方案的確立;(2)溶栓療效的床旁評價;(3)再灌注治療無複流現象的識別;(4)冠狀動脈側支迴圈及心肌存活性的評估;(5)PTCA和冠狀動脈搭橋手術的療效評價;(6)冠心病微血管血流儲備的評估和慢性冠心病的早期無創診斷等。
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2.2 超聲心動圖負荷試驗
超聲心動圖負荷試驗是採用不同的負荷方法,使心肌耗氧量增加,致使冠狀動脈血流儲備不足以滿足其需要,從而誘發心肌缺血,心肌收縮能力產生異常。目前臨床較常使用的是多巴酚丁胺負荷試驗。方法是在靜息狀態、泵入不同劑量多巴酚丁胺3min後的負荷停止後4min,按順序分別記錄胸骨旁左室長軸切面、乳頭肌水平的左室短軸切面、心尖四腔圖、心尖兩腔圖4個切面影象,對室壁運動異常進行計分,並計算室壁運動計分指數和室壁收縮期增厚率。超聲心動圖負荷試驗對冠心病的早期診斷、存活心肌的監測,再血管化病人的評價[6]以及心臟事件的預測等均有重要價值。
2.3 血管內超聲(intravascular ultrasound,IVUS)
血管內超聲是近年來發展並應用於臨床的一項全新的超聲技術。它的微型超聲探頭可以沿著冠狀動脈的指引導絲,到達冠狀動脈的主要分支。其不僅能夠實時提供探頭所到位置的血管腔的形態,而且能夠顯示血管壁的形態、結構和功能,是迄今為止從形態學方面診斷血管疾病的最理想的方法,有“活體組織學”之稱。此外,血管內超聲還可以觀察血管的收縮和舒張功能變化,對動脈粥樣硬化斑塊進行定性和定量分析,如軟斑塊、纖維斑塊、鈣化斑塊和斑塊的體積(負荷)[7,8],並可識別動脈夾層、血栓、冠狀動脈痙攣、瘤樣擴張以及血管壁內囊腫和血管壁內出血等。血管內超聲對於冠狀動脈介入治療有著重要的指導價值。因其能精確地評價斑塊的負荷、有無鈣化、管腔直徑、植入支架貼壁是否完全等,特別是在行左主幹病變和開口病變的介入治療時尤為重要[9]。但有創、價格昂貴限制了其在臨床的普遍應用。
3、冠狀動脈造影(coronary angiogram)
冠狀動脈造影是近年來廣泛應用於臨床的診斷冠心病的有創技術,被公認為診斷冠心病的“金標準”。結合左心室造影,冠狀動脈造影可以揭示冠狀動脈狹窄或阻塞性病變的程度、分佈、某些粥樣硬化病變的特徵[10]、側支迴圈狀態以及左室整體和節段性運動功能等,為冠心病和冠狀動脈病變疑難病例的確診、介入和(或)搭橋手術治療適應證的選擇、療效驗證等提供確切的診斷依據。但冠狀動脈造影屬有創性技術,可能產生一定的併發症,嚴重者可以死亡,因而臨床應用時應嚴格掌握適應證。
4、小結
對冠心病影像學檢查診斷的要求是應該能夠為合理的治療提供決策依據。冠心病的不同型別、不同的發展時期以及相關的病理和病理生理學變化,對治療有不同的要求。冠心病的內科治療、外科治療和介入治療及其相互配合,要求影像學檢查必須提供確切、全面的診斷資訊。而影像學提供的某些重要資訊,又可指導、修正治療方案,便於選擇不同或更為有效的治療方法。例如,對於心肌缺血或心肌梗死的診斷及療效驗證,應以放射性核素檢查和超聲心動圖(兩者均包括負荷試驗)為主,前者更為準確,後者簡便易行。心肌存活的檢測以PET和心肌聲學造影為佳。MRI和CT,適用於顯示陳舊性心肌梗死和室壁瘤的部位、範圍和附壁血栓。而對急性心肌梗死患者,MR和CT檢查通常不作為首選。MR和CT冠狀動脈造影(包括三維重建技術),可以顯示冠狀動脈近、中段及嚴重的狹窄,有助於冠心病的篩選。對於冠心病及冠狀血管病變形態的確診,特別是外科手術和(或)介入治療者適應證的選擇,冠狀動脈造影仍是不可缺少的“金標準”。但該“金標準”亦有其侷限性。如不能夠評價微迴圈水平的心肌灌注(心肌聲學造影可以彌補),不能夠判斷冠狀動脈血管壁的情況和斑塊的體積(血管內超聲可以彌補)等。不同的治療方案決定了不同的影像學檢查技術的選擇。此外,還應考慮患者的病情、檢查費用和創傷性、安全性等。總之,影像學檢查技術的選擇應結合本單位和患者的具體情況,具體問題具體分析,以最大限度地有利於患者為首要原則。
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