心肌聲學造影定量急性心肌梗塞后心肌血流量的實驗研究

1、    心肌聲學造影定量急性心肌梗塞后心肌血流量的實驗研究        【摘要】目的評價心肌聲學造影定量心肌梗塞心肌血流灌注的價值。方法對6條犬急性心肌梗塞模型進行心肌聲學造影， 采用自身對照的方法分析缺血區(qū)和非缺血區(qū)心肌顯影時間-強度曲線各參數(shù)之比與心肌血流量的關(guān)系。結(jié)果梗塞區(qū)時間-強度曲線各參數(shù)中， 曲線下面積(AUC)和峰值強度(PI)與心肌相對血流量高度相關(guān)(r=0.92和0.84， P<0.01)， 與心肌絕對血流量相關(guān)性良好(r=0.77和0.71， P&

2、lt;0.01)。 不同水平心肌血流量間的AUC、 PI均存在顯著性差異(P均小于0.01)， 且隨著血流量的減少而呈下降趨勢。 三項時間指標與心肌絕對血流量無直接關(guān)系。結(jié)論心肌造影時間-強度曲線參數(shù)中的曲線下面積和峰值強度可準確定量心肌梗塞后局部心肌血流量。【關(guān)鍵詞】超聲心動描記術(shù)造影劑心肌梗塞心肌血流量Experimental study on quantitative measurement of myocardial blood flow after acute myocardial infarction by contrast echocardiography LI Qing, SH

3、EN Xuedong, HUANG Gang, et al. Shanghai Institute of Cardiovascular Diseases, Zhongshan Hospital, Shanghai Medical University, Sahnghai 200032【Abstract】 Objective To evaluate the capability of myocardial contrast echocardiography (MCE) in quantitative measurement of myocardial perfusion. Methods Six

4、 open-chest dogs were studied 3 hours after acute left circumflex coronary occlusion by means of non-selective coronary contrast echocardiography. The sonicated 5% human albumin was used for MCE. Myocardial blood flow (MBF) was measured by radiolabeled microspheres. Background-subtracted time-intens

5、ity curves from MCE images in each segmental myocardium of the left ventricular short-axis view were derived and quantified using an off-line videodensitometric analysis system. Measurements of the curves included peak intensity (PI), area under the curve (AUC), half-time of descent (T1/2d) or ascen

6、t (T1/2a) and time to peak intensity (Tp). The results were compared with concomitant MBF. Results An excellent correlation was obtained between the index of relative perfusion (the ratio of MBF in the hypoperfused area to the perfused area) and the ratios of AUC or PI in the hypoperfused area to th

7、e perfused area (r=0.92 and 0.84 respectively, P<0.01). AUC and PI demonsrated a fair correlation with the absolute MBF (r=0.77 and 0.71 respectively, P<0.01), and could directly reflect changes in MBF. However, the remaining time parameters failed to correlate. Conclusions Regional myocardial

8、 perfusion can be accurately quantified by background-subtracted time-intensity curves derived from MCE images. Thus, it may be possible in the future to quantitatively assess collateral perfusion with MCE during coronary occlusion.【Key words】Echocardiography Contrast media Myocardial infarction Myo

9、cardial blood flow 冠脈阻塞后局部側(cè)支循環(huán)的建立和開放是維持病變部位心肌血流灌注、 提高心肌存活性的重要因素， 然而目前冠心病的常用檢測手段如冠脈造影、 同位素檢查在定量估價側(cè)支循環(huán)和心肌血流量方面均有一定的局限性。 本研究旨在驗證心肌聲學造影評價急性心肌梗塞后心肌血流量的可靠性， 為進一步評估側(cè)支循環(huán)提供實驗依據(jù)。材料和方法一、 心肌梗塞模型的建立取雜種犬6只， 股動脈插管以備抽取含有放射性微球的參考血樣， 右側(cè)頸外動脈插管至主動脈根部供注射超聲造影劑。 左心耳插管以備注入放射性微球和美蘭。 分離冠狀動脈左回旋支或左前降支近端， 結(jié)扎后建立左室心肌梗塞模型。二、 聲學造影劑

10、的制備使用國產(chǎn)的JY-250超聲處理儀聲振5%人血白蛋白10 ml， 選用功率為100 W， 時間50秒。 聲振后抽取中下層液體， 即獲得直徑約為410 m(經(jīng)顯微鏡測量)的聲學造影劑。三、 心肌超聲造影檢查采用美國HP Sonos 2500 超聲診斷儀和附有2.02.5 MHz的變頻探頭， 于冠脈結(jié)扎3小時后分別錄像記錄左室二尖瓣、 腱索、 乳頭肌中部三個短軸切面超聲造影過程。 每次造影過程中的超聲切面、 造影劑注射劑量、 注射速度及儀器的設(shè)定條件保持不變。四、 標本處理造影結(jié)束后， 左房內(nèi)注入Tc-99 m 標記的右旋糖苷微球(DUPONT公司生產(chǎn)， 直徑約為15 m)185 MBq， 同

11、時以4 ml/min的速度抽取參考血樣， 持續(xù)3分鐘。 然后向左房內(nèi)注入美蘭(1 ml/kg)以確定阻塞冠脈遠端的灌注區(qū)即心肌缺血區(qū)。 沿左心室短軸將心臟標本每隔1 cm左右作組織切片， 選取與造影顯像相應的左心室短軸水平的切片作硝基四唑氮藍(NBT)染色以確定心肌壞死區(qū)， 固定保存， 供測定放射性計數(shù)用。五、 測量分析1. 心肌視頻密度的測定采集每次造影結(jié)果每隔一個心動周期的舒張末期像， 以前間隔與左室前壁連接處為起點， 按順時針方向分別將左室各短軸切面心肌分成8等分。 用PHOTOSHOP像處理系統(tǒng)和BC45軟件(由交通大學研制并通過技術(shù)鑒定)分析各節(jié)段心肌在心肌造影過程中平均視頻密度的變

12、化， 獲得減去本底的顯影時間-強度曲線及其五項參數(shù)， 即峰值強度(PI)、 曲線下面積(AUC)、 前半峰時間(T1/2a)、 峰值半衰期(T1/2d)和峰值時間(Tp)。2. 心肌血流量(MBF)的測定測定各節(jié)段心肌組織塊和參考血樣的放射性計數(shù)。 根據(jù)公式：心肌血流量(mlmin-1g-1)計算其血流量(MBF)作為金標準。六、 統(tǒng)計處理用相關(guān)分析方法判斷時間-強度曲線各參數(shù)與放射性微球測定的心肌血流量之間的關(guān)系； 對不同程度心肌血流量的各節(jié)段心肌顯影時間-強度曲線各指標進行方差分析。結(jié)果一、 心肌顯影時間-強度曲線各參數(shù)與心肌相對血流量的關(guān)系用自身對照的方法， 將每個左室短軸切面中造影劑充

13、盈缺損或低下區(qū)(冠脈閉塞遠端灌注區(qū))與該切面非缺血心肌(正常灌注區(qū))各參數(shù)均值之比和心肌相對血流量(放射性微球測定的缺血區(qū)與正常心肌血流量之比)作相關(guān)分析， 結(jié)果見表1所示。 缺血區(qū)與非缺血區(qū)心肌的AUC、 PI均值之比與心肌相對血流量高度相關(guān)， 而三項時間參數(shù)無統(tǒng)計學意義。表1心肌顯影時間-強度曲線各參數(shù)與心肌血流量的相關(guān)分析心肌相對血流量心肌絕對血流量rP值rP值A(chǔ)UC0.92<0.010.77<0.001PI0.84<0.010.71<0.001T1/2a0.11>0.05-0.34<0.01T1/2d0.32>0.050.42<0.01T

14、p0.29>0.05-0.37<0.01二、 心肌顯影時間-強度曲線各指標與心肌絕對血流量的關(guān)系各節(jié)段心肌的顯影時間-強度曲線的各項參數(shù)測定結(jié)果與相應放射性微球測定的心肌血流量相關(guān)分析結(jié)果表明： AUC和PI與心肌血流量的相關(guān)性良好， 但相關(guān)系數(shù)較之與心肌相對血流量的低， 三項時間指標則相關(guān)性很差。三、 不同水平心肌血流量時心肌顯影時間-強度曲線各參數(shù)的變化根據(jù)病理標本美蘭和NBT染色結(jié)果標識的正常、 缺血和壞死心肌的血流量， 人為將心肌血流量粗略地分為三個水平： >0.8 ml/min(正常)、 0.40.8 ml/min(缺血)、 <0.4 ml/min(壞死)。

15、統(tǒng)計結(jié)果見表2。 在三個心肌血流量水平(由高到低)， AUC和PI隨心肌血流量的減少而呈下降趨勢，且統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)不同心肌血流量水平間AUC、PI的差別均有統(tǒng)計學意義，表明顯影時間-強度曲線中AUC、PI值的大小可反映心肌血流量的變化程度，而三項時間指標則無此規(guī)律。 表2不同水平心肌血流量間造影時間-強度曲線各參數(shù)的變化(±s)MBF(ml/min)nAUCPIT1/2aT1/2dTp>0.81041616±197105±142.50±0.7316.68±2.225.92±1.590.40.8181079±29475

16、7;234.02±1.8917.27±2.417.88±2.46<0.414529±18142±133.55±1.559.08±5.408.10±3.47討論心肌血流灌注區(qū)范圍的大小除了取決于支配冠脈的前向血流外， 尚受制于供應該區(qū)域側(cè)支循環(huán)的灌注壓。 同時急性心肌梗塞再灌注后“無再流”或“低再流”現(xiàn)象的存在也表明， 就評價某一心肌區(qū)域的血流灌注情況而言， 心肌血流量的測定比冠脈血流的定量具有更重要的意義1。心肌聲學造影是一項能定量評價心肌局部血流灌注的新的超聲診斷技術(shù)。 我們對6只急性心肌梗塞動物模型的心肌

17、聲學造影研究表明，不同水平心肌血流量間的AUC、PI均存在顯著性差異，且隨血流量的減少而呈下降趨勢，AUC和PI雖與心肌絕對血流量有一定的相關(guān)性，但可能由于實驗方法、造影劑等因素的差異，造成目前各家對心肌絕對血流量的定量分析標準尚不規(guī)范4，5。 為減少心肌聲學造影時實際操作上的個體差異對結(jié)果的影響，我們采用了自身對照的方法分析缺血區(qū)和非缺血區(qū)顯影時間-強度曲線各參數(shù)之比與心肌相對血流量的關(guān)系。 結(jié)果顯示：AUC、PI與心肌相對血流量的相關(guān)性較之與絕對血流量的相關(guān)性更好，表明自身對照的方法可減少造影劑注射速度和劑量的個體差異對結(jié)果的影響，因此利用心肌顯影時間-強度曲線的AUC和PI的大小可以評估

18、心肌血流量的變化程度，并且可反復多次進行檢查。雖然我們的研究已證實心肌聲學造影定量估價心肌局部血流灌注的價值， 但目前它尚存在諸如造影劑注射劑量、 速度和部位、 實驗和像處理分析的方法、 現(xiàn)有超聲儀器的條件等影響定量分析的因素6-8， 另外， 由于所用的聲學造影劑尚不能通過肺循環(huán)， 心肌聲學造影在研究中仍為一種有創(chuàng)性的檢查方法， 然而我們相信， 隨著目前超聲技術(shù)如二次諧波顯像、 數(shù)字超聲等的發(fā)展以及經(jīng)靜脈聲學造影劑的不斷出現(xiàn)， 心肌聲學造影的量化分析會更為準確和方便， 并能成為一種對心肌血流灌注作出全面、 客觀和準確定量估價的無創(chuàng)性檢測手段。作者單位： 200032上海醫(yī)科大學中山醫(yī)院暨上海市

19、心血管病研究所參考文獻1Wiencek JG, Feinstein SB, TenCrate FT, et al. Pitfalls in quantitative contrast echocardiography: the steps to quantitation of perfusion. J Am Soc Echocardiogr, 1993, 6:395-416.2Kemper AJ, Force T, Kloner R,et al. Contrast echocardiographic estimation of regional myocardial blood flow af

20、ter acute coronary occlusion. Circulation, 1985, 72:1115-1124.3Kaul S. Quantification of myocardial perfusion with contrast echocardiography. Am J Cardiac Imag, 1991, 5:200-216.4Kaul S. Contrast echocardiography and myocardial perfusion. Clin Cardiol, 1991, 14(Suppl V):15-18.5Keller MW, Glasheen W,Smucke ML,et al. Myocardial contrast echocardiography in humans:. Assessment of coronary blood flow reserve. J Am Coll Cardiol, 1988, 12:92