心肌聲學(xué)造影評(píng)價(jià)心臟損害的應(yīng)用進(jìn)展

張夢(mèng)娜，閆國(guó)珍（通訊作者），劉艷婷，張黎琴

（包頭醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院病房超聲科 內(nèi)蒙古 包頭 014010）

隨著世界人口老齡化和醫(yī)療水平的提高，人類平均壽命延長(zhǎng)，同期惡性腫瘤和心血管疾?。–VD）的發(fā)病率預(yù)計(jì)增加[1]。除動(dòng)脈粥樣硬化、高血壓、高血脂等常見心血管疾病病因外，許多惡性腫瘤病人因化療藥物的使用也存在患CVD 風(fēng)險(xiǎn)[2]。許多心臟損害早期常表現(xiàn)為心肌微循環(huán)灌注異常，而非心功能明顯減低，當(dāng)由于冠脈循環(huán)障礙而致心肌損害的患者出現(xiàn)明顯左心功能減低時(shí)，心肌損害往往不可逆轉(zhuǎn)，因此這類患者的遠(yuǎn)期預(yù)后取決于疾病的早期發(fā)現(xiàn)和及時(shí)干預(yù)。心肌聲學(xué)造影（Myocardial contrast echocardiography,MCE）作為一種在微循環(huán)水平觀測(cè)心肌血流灌注的技術(shù)，能夠通過定性及半定量分析的方法評(píng)價(jià)局部及整體心肌灌注，進(jìn)而反應(yīng)心臟損害情況，這對(duì)于相關(guān)心血管疾病的臨床診斷、治療以及預(yù)后的判斷有著重要意義。本文就MCE評(píng)估心臟損害的臨床應(yīng)用進(jìn)展綜述如下。

1 心肌聲學(xué)造影的技術(shù)原理

MCE是將超聲對(duì)比增強(qiáng)劑（Ultrasound contrast agents，UCA）通過靜脈注入血液，以顯示心肌微循環(huán)灌注情況的一種新型無創(chuàng)聲學(xué)技術(shù)[3]，當(dāng)對(duì)比劑微泡經(jīng)過感興趣區(qū)域（Region of interest,ROI）時(shí)，由于聲波和氣-液相界面散射作用，圖像信噪比大幅增強(qiáng)，從而提高ROI的顯像對(duì)比度。經(jīng)靜脈注射的造影劑隨血液循環(huán)進(jìn)入心臟，基于其產(chǎn)生的較強(qiáng)非線性散射回波實(shí)現(xiàn)超聲諧波成像，使用Flash 觸發(fā)高機(jī)械指數(shù)（High mechanical index,HMI）能量脈沖破壞ROI 區(qū)域內(nèi)所有的造影劑微泡，觀察UCA 的再次充盈達(dá)峰情況，以判斷心肌的微循環(huán)灌注[4]。心肌微循環(huán)灌注水平取決于血液流動(dòng)速度和血管內(nèi)血容量。持續(xù)勻速推注UCA 至最大回聲反射信號(hào)強(qiáng)度時(shí)的造影劑輸注濃度即代表心肌毛細(xì)血管血容量。HMI 破壞心肌區(qū)域內(nèi)微泡后，極低機(jī)械指數(shù)（VLMI）成像條件下觀察到UCA 隨血液灌流再次到達(dá)最大回聲反射信號(hào)強(qiáng)度平臺(tái)期的速度代表心肌內(nèi)血液流動(dòng)速度。兩者隨時(shí)間的變化曲線擬合函數(shù)Y= A（1-e-βt）+ C[5]，兩者相乘所得便可反應(yīng)單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)心肌的血液量（Myocardial blood flow，MBF）。靜息狀態(tài)下，HMI 爆破后正常心肌在5個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)達(dá)到再灌注平臺(tái)期，負(fù)荷狀態(tài)下這一過程將會(huì)加快，通常在2個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)。如果心肌內(nèi)UCA 顯像時(shí)間延遲，則表明微循環(huán)灌注異常。任何減慢心肌內(nèi)血液流速和致循環(huán)灌注血量減少的原因（如：血液粘滯度增高，循環(huán)負(fù)荷增加等）都會(huì)影響心肌血流灌注，甚至導(dǎo)致灌注充盈缺損[6]。近些年來對(duì)于心血管疾病如冠狀動(dòng)脈微血管疾病、心肌疾病、心內(nèi)腫物以及腫瘤性心臟病等疾病的診斷和評(píng)估，MCE都扮演了重要角色[7]。

2 MCE評(píng)價(jià)心臟損害的臨床應(yīng)用

2.1 MCE評(píng)估ACS 患者行PCI 術(shù)后心肌再灌注

PCI 是目前治療急性冠脈綜合征（Acute coronary syndrome，ACS）的重要手段，區(qū)別于梗死心肌，冬眠心肌、頓抑心肌等存活心肌仍然具備收縮能力,及時(shí)進(jìn)行病變冠脈的血運(yùn)重建便可使之逐漸恢復(fù)正常的心肌功能，缺血再灌注損傷是PCI 術(shù)后局部心肌恢復(fù)灌流常見的并發(fā)癥，術(shù)后持續(xù)監(jiān)測(cè)缺血心肌微循環(huán)灌注十分必要[8]。心肌聲學(xué)造影檢查對(duì)于心肌血流灌注檢測(cè)的靈敏度高，特異性強(qiáng)，輔以小劑量多巴酚丁胺負(fù)荷提高心肌興奮度優(yōu)化UCA充盈效果，便可安全、無創(chuàng)且有效評(píng)價(jià)非ST段抬高型心肌梗死患者行PCI 術(shù)后缺血心肌的血供恢復(fù)情況[9]。Wita Krystian 等[10]的研究表明，MCE不僅可以評(píng)價(jià)PCI 術(shù)后病變血管供血部位心肌是否恢復(fù)灌流，還可預(yù)測(cè)PCI 術(shù)后患者左心室重構(gòu)情況。此外，MCE在評(píng)估AMI 患者梗死范圍及程度方面與心臟磁共振（CMR）及心肌核素掃描成像（MUGA）評(píng)價(jià)結(jié)果一致性較高，且具有便攜、無輻射累積等優(yōu)勢(shì)，可有效評(píng)估PCI 術(shù)后AMI 患者的血運(yùn)重建程度、心肌再灌注情況以及判斷患者預(yù)后[11]。

2.2 MCE輔助心肌梗死后溶栓治療

在ST段抬高型心肌梗死（ST-segment elevation myocardial infarCTion，STEMI）患者中，持續(xù)性冠脈微血管栓塞是導(dǎo)致患者局部心肌持續(xù)性血流灌注減少、梗死區(qū)域不斷擴(kuò)大、最終心臟重塑的主要原因，即使在發(fā)現(xiàn)STEMI 后及時(shí)進(jìn)行心外膜血運(yùn)重建，仍有超過半數(shù)患者存在冠脈微血管持續(xù)性阻塞。MCE可借助超聲波的的空化作用和UCA 的血液循環(huán)灌流特點(diǎn)增強(qiáng)STEMI 患者的輔助溶栓的效果[12]。HMI 能量脈沖在目標(biāo)區(qū)域迅速擊破造影劑微泡的同時(shí)能作用于微血管附壁栓子，從而有效改善心肌血流灌注，縮小梗死面積。一項(xiàng)在人體內(nèi)使用MCE輔助STEMI溶栓的臨床研究通過對(duì)比PCI 術(shù)前及術(shù)后半小時(shí)使用HMI能量脈沖爆破后，可于VLMI 心肌灌注成像模式觀察到原阻塞區(qū)域微血管的血流再灌注，且于后期隨訪過程中檢測(cè)到LVEF 的恢復(fù)和缺血部位心肌室壁運(yùn)動(dòng)的明顯改善[13]。該研究結(jié)果證明MCE可用于STEMI 患者行PCI 術(shù)后輔助溶栓，通過改善微血管阻塞，恢復(fù)局部血液灌流以預(yù)防LVEF進(jìn)一步降低及出現(xiàn)心律失常和心力衰竭等并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 MCE評(píng)估原發(fā)性冠狀動(dòng)脈微血管病變

原發(fā)性冠狀動(dòng)脈微血管病變（Coronary microvascular disease，CMVD）,原名心臟X綜合征（Cardiac syndrome X，CSX）[14]，目前廣義上將其定義為具有典型的心絞痛癥狀（穩(wěn)定或不穩(wěn)定型）并伴有冠狀動(dòng)脈功能異常的實(shí)驗(yàn)室證據(jù)，同時(shí)排除心外膜下冠狀動(dòng)脈病變或其他心血管疾病的綜合征。其病理生理學(xué)基礎(chǔ)與各種危險(xiǎn)因素通過內(nèi)皮細(xì)胞依賴性和非依賴性機(jī)制導(dǎo)致微血管功能異常有關(guān)，通常表現(xiàn)為冠狀動(dòng)脈血流儲(chǔ)備（Coronary flow reserve，CFR）降低和微血管收縮[15]。研究表明[16]相對(duì)于正常健康人群，CSX 患者心肌血流量（MBF）減少的原因是循環(huán)血容量減少、血流速度減慢，致使局部心肌缺血而引起臨床心絞痛癥狀。根據(jù)冠狀動(dòng)脈調(diào)節(jié)特點(diǎn)，通常直徑在100 ～200μm 微小動(dòng)脈對(duì)缺血最為敏感，當(dāng)局部血流灌注減少時(shí)，微小動(dòng)脈缺血痙攣，患者會(huì)出現(xiàn)典型的心前區(qū)疼痛癥狀[17]。ASE在2018年的指南中提出[6]，對(duì)不明原因胸痛患者應(yīng)用MCE實(shí)時(shí)VLMI 成像可根據(jù)灌注情況獲得額外的診斷和預(yù)測(cè)信息。當(dāng)室壁運(yùn)動(dòng)異常時(shí)，如果對(duì)比劑在4 秒內(nèi)觀察到再充盈（視為正常灌注），可判斷患者為中度心血管危險(xiǎn)情況；高?；颊邽榫植渴冶谶\(yùn)動(dòng)異常同時(shí)伴有灌注異常（即再灌注延遲）。

2.4 MCE診斷應(yīng)激性心肌病

應(yīng)激性心肌病又稱Takotsubo 心肌病，是由焦慮、突然地精神打擊或身體損傷等應(yīng)激反應(yīng)所致?；颊咄ǔ１憩F(xiàn)為類似AMI 或HF 的臨床癥狀，ECG 檢查結(jié)果與AMI 相似，但冠脈造影檢查結(jié)果無陽性表現(xiàn)，部分患者還可于行UCG 時(shí)發(fā)現(xiàn)心尖部呈球形改變。Takotsubo 心肌病在臨床上相對(duì)少見，目前冠狀動(dòng)脈造影檢查是確診的金標(biāo)準(zhǔn)，但價(jià)格昂貴且屬有創(chuàng)性檢查，作為Takotsubo 心肌病患者常規(guī)檢查適用性較差，MCE安全無創(chuàng)、可重復(fù)性強(qiáng)，對(duì)Takotsubo 心肌病患者是否存在冠脈微血管病變的檢出敏感度高，可對(duì)室壁各節(jié)段血流灌注進(jìn)行定量分析，還可實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢測(cè)其他心臟病變排除AMI[18]。一項(xiàng)對(duì)Takotsubo心肌病患者連續(xù)隨訪觀察發(fā)現(xiàn)，隨時(shí)間延長(zhǎng)MCE檢測(cè)多數(shù)患者的心肌灌注和室壁運(yùn)動(dòng)均可恢復(fù)至正常水平，這表明即使在Takotsubo 心肌病剛發(fā)作時(shí)冠脈微循環(huán)出現(xiàn)局部血液灌流減少，但隨應(yīng)激狀態(tài)解除，機(jī)體內(nèi)兒茶酚胺釋放減少，各節(jié)段心肌的血流灌注和室壁運(yùn)動(dòng)都會(huì)恢復(fù)正常[19]。心肌聲學(xué)造影操作簡(jiǎn)便，對(duì)人體安全無害且相關(guān)敏感度高，是目前臨床診斷Takotsubo 心肌病有效的影像學(xué)方法。

2.5 MCE檢測(cè)CTRCD 的可行性

臨床輔助性化學(xué)、放射治療方案的不斷優(yōu)化無疑提高了惡性腫瘤患者的遠(yuǎn)期生存率。隨著壽命延長(zhǎng)，年齡相關(guān)性心血管疾病和治療相關(guān)性心臟毒性反應(yīng)的發(fā)生率也在增加。與癌癥治療相關(guān)的心血管疾病包括冠狀動(dòng)脈疾病、心律失常、高血壓和心肌病等。腫瘤治療相關(guān)的心功能障礙（Cancer treatment-related cardiac dysfunCTion，CTRCD）多繼發(fā)于化療藥物的使用，蒽環(huán)類藥物（如多柔比星等）是已知的增加CTRCD 風(fēng)險(xiǎn)的藥物。據(jù)報(bào)道，在隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)中，以蒽環(huán)類藥物為基礎(chǔ)的治療方案CTRCD 發(fā)病率高達(dá)2.1%，在觀察性研究中發(fā)病率為26%[20]。此外，烷基化劑（如環(huán)磷酰胺）和抗微管劑（如多西他賽）也會(huì)增加CTRCD 的風(fēng)險(xiǎn)，尤其是與蒽環(huán)素聯(lián)合使用時(shí)[21]。ESC在2016年的立場(chǎng)文件中將CTRCD 定義為L(zhǎng)VEF 下降10個(gè)絕對(duì)百分點(diǎn)，LVEF 值＜53%[22]。然而，常規(guī)二維超聲心動(dòng)圖測(cè)值與觀察者間變異性聯(lián)系緊密，LVEF 用于評(píng)估CTRCD的特異性與敏感性均低于應(yīng)變曲線。二維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)與LVEF 相比的一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)在于它能夠區(qū)分主動(dòng)肌細(xì)胞收縮和被動(dòng)肌細(xì)胞收縮。據(jù)報(bào)道，左心室整體縱向應(yīng)變（GLS）可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)在接受抗癌治療后LVEF 降低[23]，GLS 相對(duì)于基線減少15%被認(rèn)為是異常并且是早期識(shí)別LV 亞臨床功能障礙的標(biāo)志。用斑點(diǎn)追蹤超聲心動(dòng)圖測(cè)量GLS 似乎是早期檢測(cè)CTRCD 最有效的方法。但是臨床上常用的化療藥物如：異環(huán)磷酰胺、順鉑及氟嘧啶類等會(huì)導(dǎo)致患者冠脈血管痙攣、內(nèi)皮損傷乃至急性動(dòng)脈血栓形成。相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明[22]，在接受此類藥物治療的患者中，高達(dá)18%的患者出現(xiàn)心肌缺血，高達(dá)7%～10%的患者表現(xiàn)為無癥狀性心肌缺血，對(duì)于這類患者GLS 雖然可預(yù)測(cè)之后無癥狀CTRCD和HF 的發(fā)展，但無法在心肌血流灌注異常早期進(jìn)行評(píng)估。MCE可有效彌補(bǔ)這一短板，心肌聲學(xué)造影結(jié)合斑點(diǎn)追蹤技術(shù)可有效評(píng)估因各種原因所致心肌灌注異常及運(yùn)動(dòng)障礙。MCE屬于新型聲學(xué)對(duì)比增強(qiáng)技術(shù)，目前國(guó)內(nèi)尚缺乏MCE在評(píng)估CTRCD 方面多中心大樣本的研究，尤其是MCE結(jié)合三維立體成像的研究數(shù)據(jù)，這有待于進(jìn)一步廣泛深入地探索。

3 小結(jié)

心肌聲學(xué)造影的合理及有效應(yīng)用將會(huì)對(duì)CVD的診斷、治療決策和遠(yuǎn)期管理發(fā)揮重要作用。MCE能夠清晰顯示心臟的結(jié)構(gòu)和功能，利用微泡模擬紅細(xì)胞流變學(xué)，從而評(píng)估心肌灌注。對(duì)冠心病患者而言，從預(yù)評(píng)價(jià)患者心肌缺血情況到行PCI 術(shù)后評(píng)估，MCE可全程監(jiān)測(cè)心肌血流灌注，指導(dǎo)臨床用藥和方案調(diào)整。尤其對(duì)于STEMI患者，行PCI或冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)后應(yīng)常規(guī)使用聲學(xué)對(duì)比增強(qiáng)技術(shù)進(jìn)行隨訪觀察，有助于患者的遠(yuǎn)期管理和預(yù)后評(píng)估。MCE可在患者床邊實(shí)施，在AMI 患者血管成形術(shù)前進(jìn)行M C E檢查可以顯示有危險(xiǎn)的組織，術(shù)后24小時(shí)使用 MCE監(jiān)測(cè)可以識(shí)別未發(fā)生血運(yùn)重建的區(qū)域，MCE用于評(píng)價(jià)初次血管成形術(shù)后心肌血流灌注狀態(tài)，可預(yù)測(cè)該患者的治療結(jié)果和遠(yuǎn)期預(yù)后，提高左心室血運(yùn)重建的效率。在危重病人中MCE能預(yù)測(cè)重要的CAD，并在單獨(dú)的臨床敏感性方面顯示出更好的相關(guān)性[24]。通過對(duì)心肌血流的評(píng)估，MCE可能成為侵襲性血管造影的分類工具，增加了重要的CAD 存在的初始評(píng)估的增量?jī)r(jià)值，這可能有助于指導(dǎo)那些需要緊急血管造影的人[25]。

心力衰竭患者，尤其是心臟同步治療和腫瘤放化療導(dǎo)致心臟功能減低，心臟功能的評(píng)估與臨床治療決策和臨床預(yù)后密切相關(guān)的患者，在超聲檢查中通常需要精確識(shí)別心內(nèi)膜邊界并測(cè)量左室射血分?jǐn)?shù)以評(píng)價(jià)心臟收縮功能，但由于體型、肺氣及乳腺癌術(shù)后瘢痕等因素干擾，常規(guī)UCG無法獲得清晰圖像，因此可將聲學(xué)對(duì)比增強(qiáng)技術(shù)納入此類患者的常規(guī)評(píng)估方法，以獲取清晰的心內(nèi)膜成像及準(zhǔn)確的心肌微循環(huán)灌注評(píng)估。目前MCE在診斷和評(píng)估冠狀動(dòng)脈疾?。–AD）方面的價(jià)值已逐漸得到認(rèn)可，但關(guān)于探討 MCE在腫瘤性心臟病患者心肌損害評(píng)估中的價(jià)值卻少有研究，腫瘤治療相關(guān)心臟功能障礙（CTRCD）的相關(guān)MCE檢測(cè)數(shù)據(jù)尚不完善，這些仍有待于進(jìn)一步探索。