超聲、磁共振、冠脈造影及核素掃描對心肌缺血和存活的臨床對比研究

1、超聲、磁共振、冠脈造影及核素掃描對心肌缺血和存活的臨床對比研究                作者：劉慶華 田建明 趙寶珍 王莉 孔令山 王磊明 紀廣玉 王少雁【摘要】 目的  應用超聲、磁共振、冠脈造影及核素掃描對冠心病患者心肌缺血和存活狀態(tài)進行綜合研究，以利于臨床合理全面地評價各影像學檢查結(jié)果。 方法  12例超聲發(fā)現(xiàn)節(jié)段性室壁運動失?；颊?，全部行冠脈造影檢查。其中11例進行多巴酚丁胺超聲心動圖檢查，10例進行磁共振及核素掃描。根據(jù)

2、左室短軸冠脈供血區(qū)域的不同劃分心肌運動節(jié)段。 結(jié)果  26個冠脈造影陽性結(jié)果中，超聲發(fā)現(xiàn)其中16個供血區(qū)節(jié)段性室壁運動失常;有5處冠脈造影陰性，超聲發(fā)現(xiàn)運動異常。10例同時行磁共振和冠脈造影的患者中，20個冠脈造影陽性，MRI檢出其中14個供血區(qū)異常;有4處冠脈造影陰性，MRI發(fā)現(xiàn)灌注異常。10例同時進行核素掃描和冠脈造影的患者中，有18支血管造影異常，核素掃描顯示其中12個供血區(qū)充填缺損或放射性減低;核素掃描總共發(fā)現(xiàn)20個供血節(jié)段灌注異常，8個冠脈造影陰性，核素發(fā)現(xiàn)有灌注缺陷。同時進行超聲和磁共振檢查的10例計30個供血區(qū)中，超聲、磁共振均發(fā)現(xiàn)異常16處，兩者部位相符13處。均有3

3、處磁共振發(fā)現(xiàn)灌注異常而超聲判斷運動正常，磁共振判斷灌注正常而超聲發(fā)現(xiàn)運動失常。9例行負荷試驗的患者中，磁共振共發(fā)現(xiàn)低灌注區(qū)15處，有收縮儲備的9處，MRI判斷的存活性與超聲一致的有13處。10例中8例磁共振發(fā)現(xiàn)心內(nèi)膜有高信號的附壁血栓影，只有1例超聲隱約可見心內(nèi)膜面的強回聲光點。超聲發(fā)現(xiàn)室壁瘤4個，磁共振發(fā)現(xiàn)5個，核素掃描發(fā)現(xiàn)2個。 結(jié)論  在臨床實際應用中，應了解各影像學技術(shù)的原理及特點，全面合理的對冠心病的心肌狀態(tài)作出評價。   關(guān)鍵詞  超聲 磁共振 冠脈造影 核素掃描 心肌缺血 心肌存活   The clinic compar

4、ative study of echocardiography，coronary angiography，MRI and TI-SPECT in myocardial ischemia and viability   Liu Qinghua，Tian Jianming，Zhao Baozhen，et al.   Department of Ultrasound，Changhai Hospital，The Second Military Medical University，Shanghai200433   【Abstract】 Obj

5、ective To evaluate the examination results of medical imaging techniques comprehensively and rationally on myocardial ischemia and viability patients with coronary artery diseases，overall studies were per-formed by echocardiography，MRI，coronary angiography and TI-SPECT.Methods 12patients with region

6、al wall motion abnormalities found by echocardiography underwent coronary angiography（CAG）examination.11of12were studied by dobutamine stress echocardiography（DSE）and10of12cases by MRI and TI-SPECT.The myocardial segments were defined according to3-vessel territories at short-axis view（mid-papillary

7、 level）.Results Of26positive findings of CAG，16dysfunctional segments were found by echocardiography.5dysfunctional segments were found by echocardiography without positive CAG findings.Of20positive findings of CAG，14perfusion defects were detected on MRI.4perfusion defects were found byMRI without

8、positive CAG findings.In18positive results of CAG，TI-SPECT were found perfusion defects in12segments，other6segments were normal on the SPECT images.Of20perfusion defects were shown on the SPECT images，8perfusion defects were found without CAG positive findings.Of10patients both undergoing MRI and ec

9、hocardiography examination，16dysfunctional segments and perfusion defects were displayed on MRI and echocardiography，respectively.13segments were accordant in these two methods.3seg-ments showing perfusion defects on MRI were normal on echocardiography.Other3dysfunctional segments on the e-chocardio

10、graphy image displayed normal perfusion on MRI.In9patients undergoing DSE，15hypoperfusion area were found by MRI，9of15had response to dobutamine stimulation.13segments were coincident between MRI and e-chocardiography in judging myocardial viability.Thrombus were detected by MRI in8of10patients，only

11、1patient was found thrombus by echocardiography.4，5and2aneurysms were found by echocardiography，MRI and SPECT re-spectively.Conclusion In clinic application，it is important to realize the principles and characterics of all these medical imaging techniques to evaluate the situation of myocardium comp

12、rehensively and rationally.   Key words echocardiography MRI coronary angiography Tl-SPECT myocardial ischemia myocardial viability   由于超聲、磁共振、冠脈造影及核素掃描的成像原理不同，反映的心肌缺血和存活狀態(tài)有一定差異。本試驗應用上述影像學技術(shù)對冠心病患者心肌缺血和存活狀態(tài)進行綜合研究，以利于臨床合理全面地評價各影像學檢查結(jié)果。    1 資料與方法    1.1 臨床資料

13、0;  1.1.1 患者來源 超聲發(fā)現(xiàn)節(jié)段性室壁運動失常，擬行冠狀動脈搭橋術(shù)患者12例，其中男9例，女3例，年齡4971歲（平均59.6±6.67歲）。術(shù)前1周內(nèi)進行超聲、磁共振和核素檢查。   1.1.2 一般資料 冠脈造影未發(fā)現(xiàn)明顯狹窄1例。其余單支病變3例，2支病變1例，3支病變7例。8例患者經(jīng)心電圖和血清心肌酶譜證實曾有心肌梗死。左室增大11例，超聲檢查心功能異常6例。合并高血壓10例，糖尿病3例，風濕性心臟病1例（見表1）。   表1 患者的一般資料（略0   1.2 多巴酚丁胺負荷超聲心動圖 

14、  1.2.1 儀器 采用美國飛利浦公司SONOS-5500超聲顯像儀，S4探頭，頻率范圍2.04.0MHz。   1.2.2 檢查方法 患者左側(cè)臥位，在常規(guī)超聲檢查的基礎(chǔ)上，液泵以5g/（kgmin）的速度輸注多巴酚丁胺，持續(xù)5min后增加至10g/（kgmin），持續(xù)5min后停藥。整個過程監(jiān)測心率，每5min測量1次血壓。以下情況為用藥終點:（1）用藥達10g/（kgmin），持續(xù)5min;（2）新出現(xiàn)的室壁運動失?；蛟械氖冶谶\動異常加重;（3）嚴重的高血壓（收縮壓220mmHg或舒張壓110mmHg）或低血壓（血壓較靜息時降低20mmHg以上）;（4）嚴

15、重心律失常;（5）次極量心率;（6）嚴重副反應患者不能耐受。   1.2.3 分析方法 依照美國超聲心動圖學會推薦的16節(jié)段左室分析法對左室半定量記分。注入多巴酚丁胺后室壁節(jié)段運動改善表現(xiàn)為:（1）靜息時無運動或反向運動區(qū)（室壁記分為3分或4分）變?yōu)槭冶谶\動正?；驕p弱（記分為1分或2分）;（2）靜息時運動減弱區(qū)（記分為2分）變成正常室壁運動（記分為1分）。由反向運動變?yōu)闊o運動不認為有 改善。采用室壁運動出現(xiàn)改善（負荷時記分減少1分以上）即認為心肌存活-有收縮儲備;負荷時運動增強的正常室壁仍為1分，有收縮儲備。   1.3 磁共振檢查  

16、; 1.3.1 儀器 Siemens Magnetom Symphony1.5TMR成像儀。1.3.2 方法 患者仰臥位，胸前置體部相控陣線圈，R波觸發(fā)成像，行磁共振多技術(shù)掃描。形態(tài)掃描參數(shù):半傅立葉采集單次激發(fā)快速自旋回波（HASTE）序列，TR:18822016ms，TE:35ms，翻轉(zhuǎn)角度:144°，層厚:6mm，層間距:0.6mm，距陣:208×256，行橫斷、冠狀、右前斜位、四腔位4個方位解剖成像掃描。電影掃描參數(shù):快速小角度激勵（FLASH2d）序列，TR:50ms，TE:4.8ms，翻轉(zhuǎn)角度:20°，層厚:6mm，距陣:208×256，一個

17、心動周期16幀圖像，行右前斜位、四腔位2個方位電影成像掃描。心肌灌注掃描參數(shù):超快速小角度激勵（Turbo FLASH）序列，TR:452473ms，TE:1.38ms，翻轉(zhuǎn)角度:8°，層數(shù):5層，層厚:8mm，層間距:0.8mm，距陣:208×256，行左室短軸位成像，5層圖像采集時間:0.7s，經(jīng)股靜脈以5ml/s速率注入造影劑Gd-DTPA8ml，注入造影劑同時開始連續(xù)采集心肌灌注圖像，共采集50次，以造影劑首次通過峰值時間發(fā)現(xiàn)灌注缺損區(qū)為梗死缺血區(qū)。心肌灌注掃描結(jié)束即刻再以3ml/s速率注入造影劑12ml，延遲15min后，行心肌活性掃描，掃描參數(shù):Tur-boFL

18、ASH序列，TR:800ms，TE:4.22ms，TI:260ms，翻轉(zhuǎn)角度:25°，層厚:5mm，層間距:1mm，距陣:200×256，行左室短軸位成像。通過識別梗死缺血區(qū)內(nèi)造影劑廓清功能障礙的變性壞死心肌，來顯示造影劑灌注異常而廓清功能正常的存活心?。ㄒ妶D1、2）。   圖1:心肌缺血患者，左室短軸位心肌灌注提示:左心室室間隔、左室前壁首次通過呈明顯低灌注區(qū)。左室短軸位心肌活性掃描顯示:左心室室間隔前部及前壁造影劑潴留呈高信號，為變性或壞死的心肌;其余在首過時呈低灌注區(qū)的室間隔后部在心肌活力掃描呈正常的低信號，為呈低灌注狀態(tài)但仍保留活性的冬眠心肌&#

19、160;  圖2:心肌缺血患者，左室短軸位心肌灌注提示:左心室室間隔后部、左室側(cè)后壁首次通過呈明顯低灌注區(qū)。左室短軸位心肌活性掃描顯示:左心室部分側(cè)后壁心內(nèi)膜下造影劑潴留呈高信號，為變性壞死的心肌;其余在首過時呈低灌注區(qū)的室間隔后部及側(cè)后壁在心肌活力掃描呈正常的低信號，為呈低灌注狀態(tài)但仍保留活性的冬眠心肌            1.4  201 TI心肌灌注SPECT顯像 患者取仰臥位，先靜脈注射潘生丁0.14mg/（kgmin）共4min，2min后靜脈注射 201 TI2

20、-3mCi，15min后行負荷顯像，間隔3h后行延遲靜息顯像。儀器:采用Siemens E.CAM型雙探頭單光子發(fā)射計算機斷層儀（SPECT），矩陣64×64，放大倍數(shù)1.52.0，通過自學輪廓或橢圓形軌道使探頭貼近胸壁，探頭從右前斜45°順時針旋轉(zhuǎn)180°，每5.6°采集一幀圖像，共32幀。選用平孔準直器，根據(jù)計數(shù)高低，每幀采集2030s。分析方法:采集結(jié)束后應用心臟專門斷層處理軟件進行濾波反投影三維重建，獲得左心室心肌短軸，水平長軸和垂直長軸斷層圖像。實際比較分析時，以相當于左室乳頭肌短軸的切面為主，根據(jù)冠脈供血區(qū)域劃分心肌運動節(jié)段（見圖3）。

21、60;  圖3:左室乳頭肌短軸切面，根據(jù)三支冠狀動脈供血區(qū)劃分心肌運動節(jié)段   2 結(jié)果   12例患者中全部進行超聲心動圖及冠狀動脈造影檢查，11例進行多巴酚丁胺負荷試驗，磁共振檢查10例，全部進行4步掃描，核素檢查10例，4例因病情關(guān)系未行負荷試驗。   2.1 各種影像學技術(shù)對心肌缺血的檢出 26個冠脈造影陽性結(jié)果中，超聲發(fā)現(xiàn)其中16個供血區(qū)節(jié)段性室壁運動失常，漏檢10處。有5處冠脈造影陰性，超聲發(fā)現(xiàn)運動異常。10例同時進行磁共振和冠脈造影的患者中，20個冠脈造影陽性，MRI檢出其中14個供血區(qū)異常，漏檢6處。有4個冠

22、脈造影陰性，MRI發(fā)現(xiàn)灌注異常。10個同時進行核素掃描和冠脈造影的患者中，有18支血管造影異常，核素掃描顯示其中12個供血區(qū)充填缺損或放射性減低，另6個供血節(jié)段核素顯像正常;核素掃描共發(fā)現(xiàn)20個供血節(jié)段灌注異常，8個冠脈造影陰性，核素發(fā)現(xiàn)有灌注缺陷。以冠脈造影作標準，超聲、磁共振和核素檢查的假陽性分別為5例、4例、8例，假陰性分別為10例、6例、6例。   2.2 磁共振對心肌缺血和存活的判斷及與超聲比較 同 時進行超聲和磁共振檢查的10例計30個供血區(qū)中，超聲發(fā)現(xiàn)運動異常區(qū)16個，其中前壁7個，后壁7個，室間隔2個;磁共振發(fā)現(xiàn)灌注異常區(qū)16個，前壁8個，后壁7個，室間隔1

23、個，兩者相符13處。均有3處磁共振發(fā)現(xiàn)灌注異常而超聲判斷運動正常，磁共振判斷灌注正常而超聲發(fā)現(xiàn)運動失常，兩者符合率80%。9例行負荷試驗的患者中，磁共振共發(fā)現(xiàn)低灌注區(qū)15處，分別位于前壁6處，后壁7處，室間隔2處。有收縮儲備的9處，MRI判斷的存活性與超聲一致的有13處，符合率86.7%;1例位于后壁，MRI判斷為低灌注有存活，多巴酚丁胺負荷運動異常無改善，1例超聲認為前壁運動正常而MRI識別為陳舊性心梗，延遲顯像無存活性。   2.3 多影像技術(shù)對心肌缺血判斷的差異 1例冠脈造影示左前降支狹窄90%，超聲顯示前壁運動正常，MRI診斷前壁梗死，負荷條件下核素灌注顯像無前壁放

24、射性缺損;1例左室后壁超聲、核素掃描發(fā)現(xiàn)異常，冠脈造影示左回旋支及右冠狀動脈未見異常，MRI顯示后壁灌注正常。1例左室后壁超聲未發(fā)現(xiàn)運動異常，MRI及核素掃描顯示后壁低灌注，冠脈造影左回旋支未見異常，右冠主干完全阻塞。1例合并風濕性心臟病者超聲未見室壁運動異常，MRI及核素掃描顯示后壁低灌注，冠脈造影各支冠脈無狹窄。   2.4 超聲、MRI、核素掃描對室壁瘤的診斷 超聲發(fā)現(xiàn)室壁瘤4個，磁共振發(fā)現(xiàn)5個，核素掃描發(fā)現(xiàn)2個（見圖4、5）。   圖4:超聲心尖四腔切面顯示:心尖部明顯變薄，略向外膨出，運動減弱   圖5:心肌缺血患者，四腔位

25、形態(tài)掃描顯示:左心室明顯增大，左室前壁及室間隔心肌明顯變薄，局部向外膨出形成室壁瘤，在室壁瘤的心內(nèi)膜面可見小斑片狀高信號的附壁血栓影    3 討論   3.1 各種影像學技術(shù)對心肌缺血及存活的判斷及其差異性比較 冠狀動脈造影能了解冠狀動脈血管樹的解剖情況，被認為是冠心病診斷的金標準。但冠狀動脈是從解剖學方面探查冠心病，不能反映心臟功能性改變及病理生理狀態(tài)，其它影像學檢查則從心臟功能性改變及病理生理狀態(tài)方面間接反映病變的嚴重程度。冠脈造影、超聲、MRI和核素掃描4種檢查技術(shù)各有其檢查特點，因而造成對缺血節(jié)段的有無、部位、心肌存活與否判斷上的差異。心肌灌注

26、顯像是估計心肌血流的方法，反映了心肌微循環(huán)的狀態(tài)及側(cè)支循環(huán)的情況，因而核素和磁共振心肌灌注顯像結(jié)果提供的心肌損害情況并不完全和冠脈造影相平行。 201 Tl最初在心肌組織的蓄積主要取決于冠脈的血流量與心肌細胞對 201 Tl的攝取率，因此冠脈血流量的下降、心肌細胞的缺血或壞死都可導致心肌中 201 TI蓄積的減少 1 。雖然 201 TI心肌灌注成像法已比較成熟，得到大家公認，但冠脈病變累及支數(shù)、部位等都會影響到檢測的準確性。如多支冠狀動脈病變，有時在心肌灌注顯像上沒有明顯的局部放射性缺損或只顯示單一的局部放射性缺損;組織衰減造成的偽影，橫膈的衰減可導致下壁心肌核素分布稀疏、缺損，*引起的衰減

27、會造成前壁心肌核素分布降低 2 ，左回旋支供血區(qū)因離胸壁較遠，導致核素掃描儀探測效率下降 2 ;檢查過程中病人的移動也會對結(jié)果造成影響 1 。磁共振灌注成像的原理是:靜脈內(nèi)注入造影劑后，快速地、連續(xù)地在左心室靶區(qū)采集圖像（1次5層），可以獲得造影劑首次通過靶區(qū)心肌的微循環(huán)峰值時的圖像，直接顯示靶區(qū)心肌微循環(huán)狀況 35 。磁共振心肌灌注成像較核素心肌灌注成像的優(yōu)點為有較好的空間分辨力，能夠區(qū)分心內(nèi)膜下缺血 3，6 。與常規(guī)磁共振成像一樣，如果患者配合欠佳（如屏氣不穩(wěn)等）會造成運動偽影。同時，由于心臟磁共振成像是心電門控基礎(chǔ)上采集圖像的，心律不齊的患者，其心臟MRI圖像會有較多偽影，降低診斷的敏感性和特異性。常規(guī)超聲通過觀察室壁運動反映心肌缺血，敏感性較低。此外，為了方便比較，以前間隔及前壁由前降支供血，間隔中部及下壁由右冠狀動脈供血，后壁及側(cè)壁由左回旋支供血作標準，實際冠狀動脈供血有變異性和復雜性。由于磁共振心肌活性掃描主要成像機制是:（1）造影劑Gd-DTPA是一種非選擇性的組織間隙造影劑，延遲掃描會進入包括壞死心肌在內(nèi)的所有組織間隙。（2）心肌細胞膜的完整性和細胞存活是細胞廓清Gd-DTPA的必要條件 5，6 。所以，在灌注缺損區(qū)內(nèi)，活性掃描發(fā)現(xiàn)造影劑廓清障礙的心肌細胞是壞死心肌，而造影劑灌注異常而清除功能正常的是存活心肌。Ramani以延遲增強作標準判斷心肌無活性，與 201