实时心肌超声造影结合多巴酚丁胺负荷试验对急性心肌梗死犬存活心肌的定量研究

论文摘要

背景:急性冠脉闭塞时,心肌梗死并不是“全和无”的现象,危险区心肌内有存活心肌,判断危险区心肌的范围,准确识别存活心肌,有利于准确评估患者的病情及预后,为临床治疗方案的选择提供依据。存活心肌包括顿抑心肌、冬眠心肌和伤残心肌,均有收缩功能的减低。“冬眠心肌”的概念由Diamond 1978年首次提出,其定义是在静息时冠状动脉因不完全狭窄或闭塞使血流减少引起长时间慢性无痛性的缺血导致心肌功能下降,心肌结构无明显改变,但心肌代谢维持在低水平,这是心肌为了维持自身活性而采取了适应性自我保护过程,表现为心肌血流灌注-收缩相匹配,当局部血流改善后,心肌收缩功能可以恢复正常;顿抑心肌1982年由Brauuwald正式提出,是指血流已恢复到缺血以前的状态,但心肌功能受损,心肌虽未发生坏死,但由缺血和再灌注引起的心肌结构、代谢和功能的变化需要数天甚至数周才能恢复正常,表现为血流灌注-收缩不匹配。这两种心肌均为完全可逆性的心肌损害,识别和尽量挽救存活心肌是临床工作的重点,能有效的改善急性心肌梗死后整体心脏功能,提高患者的生存质量。伤残心肌在90年代逐渐被人提出,是指心肌缺血不完全、致死性不完全导致的部分可逆性损伤,特征为如果及时恢复血流灌注,心肌功能恢复延迟但不能完全恢复正常,目前对伤残心肌尚无很好的检测方法。心肌微循环的血流灌注是维持心肌存活的关键,为存活心肌提供需要的氧和能量,维持心肌的新陈代谢并运送新陈代谢的产物。心肌超声造影在评价心肌微循环方面具有独特的优势,能检测血管的完整性,定量分析局部心肌的血流灌注。近年来,心肌超声造影技术迅速发展,从间断触发成像到实时成像,从定性分析到定量分析,从二维造影到三维造影,在临床上发挥着越来越重要的作用。目前常用的二维造影,对不同节段心肌血流灌注的评价,往往需要变换不同的切面,不仅浪费时间、浪费造影剂,还可能会引起成像条件的变化,影响定量分析结果。全容积三维造影成像技术由于所采集的数据库容量大,脱机后分析较繁琐,且不能定量分析局部心肌血流量,在临床上应用较少。实时三平面心肌超声造影综合二维声学造影剂和三维成像的优点,以二维切面为基准切面,在此切面的基础上,以空间60°的切割关系,同时获取与此切面互成60°和120°的两个切面,同步显示三个切面,全面观察和分析左室所有心肌的血流灌注。此外,该技术脱机后能以二维造影的模式逐个切面进行分析,保证了在完全相同的条件评价所有心肌的血流灌注,具有广阔的应用前景。由于存活心肌具有收缩功能减弱的特点,不同于正常心肌,也不同于梗死心肌,通过检测心肌收缩功能来识别存活心肌具有独特的优势。超声心动图具有检查方便、可重复性强等自身优势,在临床上广泛应用,但常规应用的方法如目测主观因素影响较多,组织多普勒技术受声束与组织运动方向之间的角度影响,一定程度上会影响判断的准确性。斑点追踪成像技术是最近出现的新技术,采用斑点追踪技术从心肌三个不同的运动方向分析心肌收缩功能,完全不受角度依赖的影响,能提高对存活心肌收缩功能的判断。另外,负荷超声心动图也是常用的方法之一,利用负荷状态对心肌产生的正性肌力作用,增强心肌的运动,检测存活心肌的收缩储备,从而更加敏感的发现存活心肌,为临床提供更准确的信息。本研究利用心肌超声造影和斑点追踪技术,并结合多巴酚丁胺负荷试验,综合判断存活心肌,能明显提高识别存活心肌的敏感性、特异性和准确性,具有重要的临床意义。第一部分实时单平面心肌超声造影对急性心肌梗死犬危险心肌的定量评价本部分应用实时单平面心肌超声造影观察急性心肌梗死犬心肌的血流灌注,定量计算心肌血流量,利用ROC曲线判断静息状态下心肌缺血的临界血流值。18只犬成功建立急性犬冠脉闭塞模型,3h后行实时心肌超声造影,存储动态图像进行脱机后分析。实验结束后游离心脏行Evans篮染色,以染色结果为“金标准”,定量分析正常心肌和缺血心肌的血流量。结果显示:病理染色将心肌节段分为正常组和危险组,正常组心肌节段192个,危险组心肌节段96个;肉眼观察定性分析MCE结果,灌注正常心肌节段186个,灌注减少和灌注缺损心肌节段共102个,判断危险心肌的敏感性为89.6%,特异性为91.7%;脱机后用单指数函数Y=A×(1-e-βt)+B定量分析灌注正常和灌注减少心肌节段的血流量,灌注缺损区直接定义MBF为0,结果正常心肌血流量为10.2±4.2,灌注减少心肌血流量为2.9±1.8,两者之间有显著性差异（P<0.01）。ROC曲线计算判断危险心肌的血流量临界值,以MBF<5.08时诊断危险心肌,其敏感度为95.8%,特异性为96.9%,曲线下面积为0.984。研究表明实时心肌声学造影定量计算心肌血流量可以区分正常心肌和危险心肌,判断梗塞面积大小,且明显优于定性判断,MBF<5.08可以做为判断静息状态下心肌缺血的标准。第二部分应用实时三平面心肌超声造影首灌注成像时间参数定量评价存活心肌的实验研究本部分应用实时三平面心肌超声造影的首灌注成像评价心肌的血流灌注,选用时间参数血流通过冠状动脉时间和心肌血流半灌注时间来判断存活心肌。18只犬成功建立急性犬前降支冠脉闭塞模型,3小时后在持续匀速推注造影剂的条件下行实时心肌声学造影,首灌注成像用三平面法记录,再灌注成像用单平面法记录,均脱机后分析。最后处死犬,行Evans蓝和TTC染色,将所有心肌节段分为正常组、缺血组和梗死组,MCE定量分析正常组和缺血组的血流灌注特点。结果显示结扎前MCE心肌灌注良好,结扎3h后,正常组心肌血流通过冠脉时间（Tc）和心肌半灌注时间（Tm）分别为（10.1±1.3）s和（17.1±2.2）s,缺血组心肌的Tc和Tm分别为（20.4±7.1）s和（39.7±8.8）s,两者均有统计学差异（P＜0.01）;再灌注成像过程中,单平面法定量计算心肌血流量,结扎3h后正常组心肌血流量（MBF）为11.7±2.8,缺血组心肌的MBF为4.28±1.9。缺血组心肌Tc和Tm与MBF之间呈明显负性相关,相关系数分别为r1=-0.86（P<0.01）,r2=-0.894（P<0.01）。研究表明实时三平面心肌声学造影首灌注成像过程能同步观察所有心肌血流灌注,在完全相同的条件下多方位评价心肌血流,其时间参数血流通过冠状动脉时间（Tc）和心肌血流半灌注时间（Tm）与心肌血流量（MBF）密切相关,可以判断心肌缺血的范围和程度,了解侧支循环的建立情况,判断存活心肌;冠脉完全闭塞时,危险区心肌血流由侧支循环供血,心肌血流灌注延迟和减慢,侧支循环的建立可以减少心肌梗死面积,维持缺血心肌的存活,减少缺血再灌注后无复流的发生,心肌灌注越延迟,缺血程度则越严重。第三部分实时心肌超声造影和斑点追踪成像技术结合多巴酚丁胺负荷试验定量检测存活心肌的实验研究本部分应用多巴酚丁胺负荷超声心动图（DSE）结合实时心肌超声造影（MCE）和斑点追踪成像技术（STI）,探讨超声技术评价急性心肌梗死犬存活心肌的价值。成功建立急性心肌梗死犬模型,结扎前和结扎3h后分别行心肌超声造影检查,观察心肌微循环灌注;然后应用斑点追踪成像技术分析各节段心肌的应变成像,判断是否存在运动异常。最后行多巴酚丁胺负荷超声心动图检查,应用斑点追踪成像技术分析心肌运动的变化,结合心肌超声造影的结果,识别存活心肌。实验结束后,处死犬,游离心脏,行心肌Evans蓝和TTC染色,以此为“金标准”将心肌分为正常组、缺血组和梗死组。结果显示结扎前心肌灌注未见异常,左室壁运动良好;结扎前降支3h后,MCE显示部分心肌有灌注减少和灌注缺损。MCE定性分析无灌注区为梗死心肌,有灌注区域以MBF<5.08诊断为存活心肌,其敏感性为93.9%,特异性为94.1%;多巴酚丁胺负荷实验结合斑点追踪成像技术分析诊断存活心肌的敏感性为75.8%,特异性为94.6%;MCE和STI技术结合DSE诊断存活心肌的敏感性为97.0%,特异性为98.2%。实验表明MCE能敏感的反映心肌血流灌注,STI结合DSE能定量检测室壁收缩储备,三种技术相结合能有效的检出危险区存活心肌,敏感性、特异性均明显高于单种技术。结论1实时单平面心肌超声造影可用于评价急性心肌梗死犬心肌血流灌注,结扎前将支180min时,MBF<5.08可以做为判断静息状态下心肌缺血的标准。2实时单平面心肌超声造影可以评价冠脉侧支循环,为侧支循环的评价提供准确和全面的资料,与术中冠脉血流显像技术结果吻合。3实时单平面心肌超声造影可以定量分析心肌缺血的程度。缺血越严重,造影剂充填就越少。4实时三平面心肌超声造影首灌注成像可以观察血流通过冠状动脉时间,分析冠状动脉的血流灌注,评价冠状动脉闭塞后侧支循环的建立情况,判断存活心肌。血流通过冠状动脉时间与心肌血流量之间有很好的相关性,呈负相关（r=-0.876, P<0.01）。5实时三平面心肌超声造影首灌注成像可以分析心肌血流半灌注时间,冠脉闭塞后心肌血流半灌注时间与心肌血流量之间呈显著负相关（r=-0.894,P<0.01）。6二维应变技术可以定量评价心肌的收缩功能,结合多巴酚丁胺负荷试验能准确评估心肌的收缩储备,识别存活心肌。7实时单平面心肌超声造影结合负荷斑点追踪成像技术能提高存活心肌的检出率,全面评价存活心肌的血流灌注和收缩储备,为临床判断心肌梗死面积、判断病情、评估预后提供很好的依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一部分 实时单平面心肌超声造影对急性乙肌梗死犬危险心肌的定量评价
• 摘要
• 材料与方法
• 结果
• 讨论
• 附图
• 参考文献
• 第二部分 实时三平面心肌超声造影首灌注成像时间参数定量评价存活心肌的实验研究
• 摘要
• 材料与方法
• 结果
• 讨论
• 附图
• 参考文献
• 第三部分 实时心肌超声造影和斑点追踪成像技术结合多巴酚丁胺负荷试验定量检测存活心肌的实验研究
• 摘要
• 材料与方法
• 结果
• 讨论
• 参考文献
• 综述
• 附录 研究生期间发表的论文
• 致谢