心肌活力预测缺血性心力衰竭患者冠状动脉旁路移植术后心功能改善的临床研究

　　尽管冠状动脉粥样硬化性心脏病（冠心病）在心力衰竭（心衰）发展中有着公认的致病作用，但冠状动脉旁路移植术（coronary artery bypass grafting，CABG）在降低心衰相关发病率和死亡率方面的作用仍存在一定的争议[]。随着对冠状动脉狭窄病理生理功能认识的深入和各种无创或有创功能测定研究的证实，已认识到冠状动脉造影（coronary angiography，CAG）提示冠状动脉狭窄并不代表一定有心肌缺血，而冠状动脉闭塞或既往有心肌梗死病史，并不意味着没有存活的心肌，而存活的心肌预示其功能存在可逆性恢复的机会。因此，明确心肌有无缺血和缺血范围，以及存活心肌情况，对于是否行再血管化治疗更有筛选适应证的指导意义和预测患者预后的价值。对于缺血性心衰患者，在再血管化术前进行心肌活力评估，有助于预测患者术后心室功能、症状、长期存活率，进而决定冠心病心衰的治疗策略[]。既往国内研究大多采用单光子发射计算机体层摄影术（SPECT）心肌灌注联合 18F-脱氧葡萄糖（18F-FDG）正电子发射计算机断层显像（PET）心肌代谢进行心肌活力研究，由于 SPECT 灌注的诊断效能不如 PET，该方法并不能真正反映技术的先进性和准确性[-]。为此，本研究采用国内公认的检测存活心肌的“金标准”技术，即 PET 心肌灌注和代谢技术（13N-氨水联合 18F-FDG 灌注/代谢显像），旨在探究该技术在术前评估心肌活力对缺血性心衰患者单纯 CABG 术后心功能及左心室结构改善的预测诊断价值，以期为缺血性心衰患者再血管化决策提供指导意见。

　　回顾性纳入和分析 2015 年 12 月 8 日至 2018 年 11 月 12 日行单纯 CABG 手术的 46 例缺血性心衰患者，其中男 41 例、女 5 例，平均年龄（60.4±8.0）岁。入选标准：术前 1 周内最后一次超声心动图（ultrasonic cardiogram，UCG）示左心室射血分数（left ventricle ejection fraction，LVEF）≤40%；术前 1 周内成功进行 13N-氨水和 18F-FDG PET/CT 心肌灌注/代谢显像；术后 3～6 个月回本院复查 UCG；无合并肾功能衰竭等其它引起心衰加重的因素；无手术禁忌。术后 UCG 随访 LVEF 较术前提升≥5% 定义为改善，<5% 定义为未改善[]。

　　患者术前 1 周内分别行 UCG 及 13N-氨水/18F-FDG PET/CT 心肌灌注/代谢显像。UCG 采用 GE Vivid E9/E95 或 Philips EPIQ7C/iE 33 多普勒超声诊断仪，探头频率 1.7～3.4 MHz，术后复查 UCG 方法同前。术前与术后复查 UCG 图像均由有 5 年以上心脏超声经验的超声科医师判读。胸骨旁长轴切面计算左心室舒张末期内径（left ventricular end diastolic dimension，LVEDD），运用二维 Simpsons 方法计算 LVEF。PET/CT 显像剂均由本院核医学科加速器室生产，设备为 GE Qilin 小型医用回旋加速器，显像剂放射化学纯度>90%。13N-氨水灌注显像：患者静息状态下经静脉注射 13N-氨水，注射剂量为 37～555 MBq，约 10 min 后采集门控心肌灌注断层显像，每个心动周期分成 8 帧，采用 3D 模式采集 10 min；18F-FDG 代谢显像：患者空腹准备，检查当日在口服葡萄糖负荷（15～75 g 葡萄糖）配合静脉胰岛素（1～5 IU）调整血糖情况下，当血糖水平为 7.8～8.8 mmol/L 时静脉注射 18F-FDG，注射剂量为 185～370 MBq，40 min 后行门控心肌代谢断层显像，采集条件同上。显像设备为 GE Discovery Elite PET/CT 仪。13N-氨水/18F-FDG PET/CT 显像由有 3 年以上经验的核医学科技师执行。最终所有采集数据传送至 Xeleris 3.01 工作站，断层图像处理成左心室短轴、垂直长轴和水平长轴断层图像，以及标准 17 节段极坐标靶心图，调用软件分别计算冬眠心肌（mismatch）和梗死心肌（scar）百分比。影像结果由 2 位主治以上核医学科医师判读，意见不一致时经商议取得一致。两日法完成心肌灌注/代谢显像。

　　分析下列因素与缺血性心衰患者 CABG 术后 LVEF 改善的关系：年龄、性别、体重指数（body mass index，BMI）、吸烟史、糖尿病、高血压、高血脂、既往心肌梗死、术前肌酐、术前总胆固醇、术前低密度脂蛋白、术前血糖、术前 LVDD、冬眠心肌、梗死心肌。

　　采用 SPSS 20.0 统计软件进行数据分析，计量资料以均数±标准差（±s）表示，计数资料以百分数表示。运用多因素 logistic 回归分析各指标与 LVEF 改善的相关性，绘制受试者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲线，采用约登指数法计算出冬眠心肌预测 LVEF 改善的界值。

　　本研究已通过泰达国际心血管病医院伦理委员会审批，批准号：［2018］-0929-2。

　　全组共纳入 46 例患者，其中男 41 例、女 5 例，年龄（60.4±8.0）岁，BMI（25.8±3.4）kg/m2。合并高血压 24 例（52.2%）、糖尿病 24 例（52.2%）、高血脂 6 例（13.0%）、既往吸烟史 32 例（69.6%）、心绞痛史 33 例（71.7%）、心肌梗死史 32 例（69.6%）、既往冠状动脉介入手术（PCI）史 14 例（30.4%）。平均加拿大心血管病学会（Canadian Cardiovascular Society，CCS）分级（1.9±1.1）级、心功能分级（NYHA）（2.2±0.7）级。术前 LVEF 为 36.8%±3.0%、LVEDD（58.4±6.7）mm、肌酐（78.0±20.1）μmol/L、血糖（7.0±2.6）mmol/L。术前 CAG 示冠状动脉单支病变 1 例（2.2%）、两支病变 4 例（8.7%）、三支病变 41 例（89.1%）。体外循环下 CABG 25 例（54.3%），非体外循环下 CABG 21 例（45.7%），平均移植旁路血管（3.8±0.9）支。

　　46 例缺血性心衰患者术后 3～6 个月随访 UCG，其中 32 例 LVEF 改善（69.6%），14 例未改善（30.4%）。两组相比，改善组术前冬眠心肌数量更多，术后心功能分级（NYHA）改善更明显，差异有统计学意义（P<0.05）；见。

　　多因素 logistic 回归分析结果表明，冬眠心肌数量是预测缺血性心衰患者 CABG 术后 LVEF 改善的唯一影响因素［B=0.032，OR=1.366，95%CI（1.033，1.807），P=0.029］。冬眠心肌数量预测缺血性心衰患者 CABG 术后 LVEF 改善的 ROC 曲线显示，曲线下面积 0.765，95%CI（0.625，0.904），冬眠心肌预测缺血性心衰患者 CABG 术后 LVEF 改善的界值为 15.0%，灵敏度为 43.8%，特异度为 100.0%。

　　典型病例图像见。

　　与其它任何形式心衰不同，缺血性心衰患者有可能通过血运重建改善其预后。随机对照试验[-]表明，CABG 在多支血管病变的血运重建上优于 PCI，通过 CABG 手术前后的 18F-FDG PET/CT 心肌灌注/代谢显像图像对比，发现术前低灌注区的血流灌注大部分改善，可以肯定 CABG 在改善心肌血流灌注方面的作用。多项研究[-]证实，血运重建后 LVEF 改善的患者心肌细胞结构破坏程度较轻，可重新恢复收缩功能。本研究亦发现 LVEF 改善组冬眠心肌数量明显多于 LVEF 未改善组，提示冬眠心肌是缺血性心衰患者 CABG 术后 LVEF 改善的影响因素。冬眠心肌是指在长期的亚急性或慢性血液灌注不足的状态下，心肌收缩能力、新陈代谢以及心室功能降低以匹配血液供应减少，相应减少对氧的需求而维持心肌细胞的存活，这是心肌的一种自我保护机制[]。当恢复缺血心肌的血流灌注时，顿抑心肌和冬眠心肌可以部分或全部恢复功能。反之，若没有得到有效的血运重建，冬眠心肌将发生不可逆的损伤而成为坏死心肌，从而彻底丧失收缩功能[-]。因此不难理解，当术前冬眠心肌较多，患者心功能的降低很大程度是由于冬眠心肌失去收缩功能而引起，当 CABG 血运重建后，冬眠心肌随着血液供应的恢复，其功能也逐渐恢复，对术后左心室射血功能的贡献会逐渐明显，从而改善患者的左心功能，提升 LVEF。

　　Schinkel 等[]研究发现至少 3 个存活心肌节段的改善才能使 LVEF 改善≥5%。D’Egidio 等[]研究显示当存活心肌占左室比例>7% 时，血运重建可改善预后。杨彦松[]分析了 39 例 CABG 术前行 99mTc-MIBI SPECT 门控心肌灌注显像（GSMPI）/18F-FDG PET 心肌代谢显像的冠心病患者，结果发现存活心肌节段≥4 可较准确预测 LVEF 改善≥5%。本研究采用 13N-氨水/18F-FDG PET/CT 心肌灌注/代谢显像，是国际公认的检测存活心肌的“金标准”技术[]。运用多因素 logistic 回归分析发现，冬眠心肌与 CABG 术后心功能改善相关，是 CABG 术后 LVEF 改善的独立影响因素。通过 ROC 曲线分析得出，冬眠心肌≥15.0% 时，其预测术后 LVEF 改善的效能最高，灵敏度 43.8%，特异度 100.0%。所以，当冬眠心肌≥15.0% 时，建议通过 CABG 恢复血运，改善心功能。当冬眠心肌<15.0% 时，由于灵敏度较低，则需要结合临床症状、造影、UCG 等综合考虑。本研究中灌注和代谢显像均采用 PET/CT 技术，克服了以往存活心肌研究中采用 SPECT 作为评价心肌灌注的诸多不足，如明显提高了显像剂分辨率、避免了膈肌或女性较大致密乳腺对心肌的衰减伪影。由于拟行 CABG 的缺血性心衰患者往往左心腔不同程度扩大，SPECT 显像剂射线能量低，这使得 SPECT 心肌灌注显像时对于大心脏而言，左心室下壁受衰减伪影影响的几率大大增加，而 PET/CT 显像则能完全克服这一现象，不受衰减因素影响，并且明显提升图像质量，对心肌活力评价更为准确、有说服力，是国内外公认评价心肌活力的最佳方法[-]。

　　本研究初始未排除 CABG 合并室壁瘤成形的患者，但发现 3 例冬眠心肌为 0 的患者 LVEF 均在 CABG 合并左室成形术后改善，推测左室成形可能是 LVEF 改善的重要影响因素。也有相关研究[]认为左室成形可改善 LVEF，故在最终研究中排除了此类患者，仅纳入缺血性心衰单纯 CABG 手术患者。另本研究中有 1 例患者术前冬眠心肌 12.0%，术前 LVEF 值 35.0%，术后 LVEF 值 34.0%，术前灌注减少较为严重，故考虑此部分存活心肌可能在随访观察时尚未恢复正常功能，还需要更长时间的随访观察。因此，对于存活心肌功能恢复的观察和评估，应做长时间的随访。

　　本研究的不足之处：样本量相对较小、随访时间相对短，还应继续扩大样本量和延长随访时间证实本研究结果；未对利尿剂等最佳药物治疗在改善 LVEF 方面的替代或补充效果进行评估，下一步的研究应对利尿剂等药物用量的影响进行评估。

　　综上所述，本研究提示冬眠心肌占左室壁面积百分比是缺血性心衰患者单纯 CABG 术后 LVEF 改善的独立影响因素。对缺血性心衰单纯行 CABG 者而言，当术前冬眠心肌数量≥15.0% 时，对预测术后 LVEF 改善具有较好的诊断特异性。术前 13N-氨水/18F-FDG PET/CT 活力评估在预测缺血性心衰患者 CABG 术后心功能改善方面有重要的指导作用和应用价值。

　　利益冲突：无。

　　作者贡献：吴冬冬、樊国亮和丁通负责采集数据；吴冬冬负责分析、解释研究数据和初稿的撰写；吴冬冬、李剑明负责设计研究方案并修订稿件；李剑明、刘志刚、刘晓程负责稿件审核、学术内容指导。