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编号:10239514
多巴酚丁胺负荷心肌声学造影探测冠状动脉狭窄
http://www.100md.com 《第一军医大学学报》 2000年第4期
     作者:宾建平 Robert A.Pelberg 刘伊丽 查道刚 陆洁 Sanjiv Kaul

    单位:宾建平(第一军医大学南方医院心内科,广东 广州 510515);Robert A.Pelberg(美国弗吉尼亚大学医学中心心内科);刘伊丽(第一军医大学南方医院心内科,广东 广州 510515);查道刚(第一军医大学南方医院心内科,广东 广州 510515);陆洁(第一军医大学南方医院心内科,广东 广州 510515);Sanjiv Kaul(美国弗吉尼亚大学医学中心心内科)

    关键词:超声心动描记术;冠脉动脉疾病;多巴酚丁胺

    第一军医大学学报000401 摘要:目的 评价多巴酚丁胺负荷心肌声学造影(MCE)诊断冠脉狭窄的准确性。方法 在慢性冠脉狭窄闭胸犬模型上同步进行MCE和放射性微球测定心肌血流量(MBF)。结果 负荷状态时,异常冠脉供血区(MBF储备<3)呈现灌注缺损,峰值声强度(VI)较正常冠脉供血区低(33±13与48±14,P<0.01),且异常和正常冠脉供血区峰值VI比值与相应MBF比值呈良好的线性正相关(r=0.86,P<0.0001)。结论 多巴酚丁胺可作为一种负荷药物用于MCE评价冠脉狭窄。
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    中图分类号:R543.3 文献标识码:A 文章编号:1000-2588(2000)04-0289-04

    Detection of coronary stenosis with myocardial contrast echocardiography during dobutamine stressBIN Jian-ping, LIU Yi-li, ZHA Dao-gang, LU Jie

    (Cardiovascular Division, Nanfang Hospital, First Military Medical University, Guangzhou 510515, China)

    Robert A. Pelberg,Sanjiv Kaul

, 百拇医药     (Cardiovascular Division, Health Sciences Center, University of Virginia, VA 22908, U.S.)Abstract: Objective To assess the accuracy of myocardial contrast echocardiography (MCE) for detecting coronary stenosis during dobutamine stress. Methods MCE was performed using intravenously injected microbubbles (MRX-115) and radiolabled microspheres were used to measure myocardial blood flow (MBF) in 16 closed chest dogs with chronically instrumental coronary stenoses. Results Perfusion defects were seen in abnormal beds (MBF reserve <3) with dobutamine. The peak video intensity (VI) in the abnormal beds was lower (33±13 vs 48±14, P<0.01) than that in normal beds during dobutamine stress. An excellent linear relation was noted between the peak VI ratio (abnormal/normal) and that of MBF using dobutamine (r=0.86, P<0.0001). Conclusion Dobutamine may be used as a stress agent for MCE in assessing coronary stenoses.
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    Key words: echocardiography; coronary diseases; dobutamine

    经外周静脉注射微泡行心肌声学造影(MCE)时,可定量和定性评价心肌灌注[1~3]。急性开胸犬实验显示,在冠脉扩张剂负荷作用下,经外周静脉注射微泡行MCE能定量评价冠状动脉狭窄[1、2]。然而,儿茶酚胺类药物负荷时行MCE评价冠脉狭窄的准确性如何?目前尚缺乏研究。本研究的目的是在慢性多支冠脉狭窄闭胸犬模型上评价多巴酚丁胺负荷作用下,经外周静脉小剂量微泡弹丸式注射法行MCE诊断冠脉狭窄的准确性。

    1 材料与方法

    1.1 慢性多支冠脉狭窄犬模型的制备

    19只健康杂种犬,均为雄性,体质量30~45 kg。应用安放“水膨胀式”缩窄器(Ameroid)的方法建立慢性多支冠脉狭窄犬模型[4]。方法:麻醉成功后,气管插管,ECG和血氧饱和度监测。在无菌条件下,首先建立右或左侧股动脉留置导管,供监测动脉血压和放射微球注射时抽取血样本用。然后,开胸、分离左前降支(LAD)和左回旋支(LCX)主干,安放大小适宜的缩窄器(1.5~3.5 mm),并结扎缩窄器上端LAD和LCX的细小分支。最后,建立左房留置导管,该导管供注射放射性微球和监测左房血压用,逐层关胸,待动物清醒,送回动物饲养房饲养。
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    1.2 MCE检查

    采用第二代微泡造影剂MRX-115(美国ImaRx Pharmaceutical 公司),微泡的平均内径为2.3 μm,微泡浓度为1.2×10 9 个/ml。经外周静脉微泡弹丸注射法进行MCE,先将微泡造影剂(0.02~0.03 ml)注射到静脉输液管内,然后再用5~10 ml 生理盐水冲管。

    仪器使用美国ATL公司相控阵超声系统(HDI 3000CV),用谐波和间断超声发射进行超声成像,以ECG门控超声发射, 超声探头的发射频率为1.67 MHz, 接收频率为3.3 MHz。动态范围设置在最大值60 dB,压缩也设在最大值,机械指数设在1.1,选择适宜的增益。所有的参数设置好后,整个实验过程中保持不变。动物被摆放为左侧卧位,从右侧胸骨旁获取超声图像,于左室乳头肌中部和左室心尖部两个短轴水平取样。超声发射的击发点设置在收缩末期,即ECG的T波上。每次心动周期采一幅超声图像。应用S-VHS录像机将MCE图像记录在1.25 cm 的磁带上。
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    MCE图像的分析采用图像后处理系统进行。心肌声强度(VI)随时间变化的规律用 γ-函数方程拟合[1],评价异常与正常冠脉供血区峰值声强度(Peak VI)及其比值。由于图像伪像、明显衰减或无理想的对照,多巴酚丁胺给药后仅19对供血区适用于峰值VI比值的分析。同时,还对超声图像进行了彩色编码,以提高信噪比,改善对灌注缺损区显示的敏感性[1、3]。采用红色、橙色和白色依次代表心肌显影的强度由弱到强。

    1.3 测定心肌血流量(MBF)

    应用放射性微球注射法[5]测定MBF (ml.min-1.g-1)。每只动物取与MCE图像取样一致的两个短轴水平(乳头肌中部和心尖)切片测定LAD和LCX供血区的MBF,16条狗(共64个供血区)完成实验方案后,行MCE和MBF分析。以MBF储备为标准,划分“异常冠脉”供血区35个(MBF储备< 3)和“正常冠脉” 供血区29个(MBF≥3)。MBF储备等于多巴酚丁胺负荷时MBF除以静息状态下的MBF。
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    1.4 实验方案

    在开胸制备冠脉狭窄模型手术前,进行第一次静息和负荷状态下

    在开胸制备冠脉狭窄模型手术前,进行第一次静息和负荷状态下MCE检查,并监测ECG和主动脉血压等。首先,检查静息状态的MCE;然后,采用逐渐加量法经外周静脉输注多巴酚丁胺, 从5 μg.kg-1.min-1 开始,每给药4 min后开始增加剂量,依次为10、20、30 μg.kg-1.min-1,如心率增加未达预想值时,多巴酚丁胺剂量增至40 μg.kg-1.min-1。在多巴酚丁胺给药的最大剂量(30或40 μg.kg-1.min-1)时行 MCE检查,资料采集过程中持续维持给药。缩窄器安放术后7~10 d,进行第二次静息和负荷状态下MCE检查,并同时进行左房内放射性微球注射。实验完成后将相应MCE左室成像的心肌切片作核素计数测定,计算MBF。
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    1.5 统计学处理

    所有数据用±s表示,两组以上数据之间的比较采用方差分析。方差分析显示出差异后,再用q-检验进行两两比较。相关性采用最小二乘法进行线性回归分析。差异性检验水准为P<0.05(双侧)。

    2 结果

    2.1 血流动力学参数

    静息和多巴酚丁胺负荷状态下,所有

    静息和多巴酚丁胺负荷状态下,所有16只动物的血流动力学参数见表1。多巴酚丁胺峰值剂量(30或40 μg.kg-1.min-1 ) 与静息状态相比,无论缩窄器安放术前或术后,动脉平均压无明显差异(P=NS)。由于心率明显增快(P<0.01), 故心率和动脉平均压乘积均明显增加(P<0.01)。
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    表1 多巴酚丁胺负荷对血流动力学的影响(± s)

    Tab. 1 Hemodynamic changes induced by dobutamine

    (Mean±SD)

    Variable

    AoP(mmHg)

    HR(beat/min)

    AoP.HR/100

    Pre-

    Post-
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    Pre-

    Post-

    Pre-

    Post-

    Resting

    87± 13

    89± 14

    81± 18

    79± 16

    71± 20

    7 0± 22

    Dobutamine

, 百拇医药     88± 13

    91± 13

    145± 19*

    151± 19*

    136± 18*

    1 34± 19*

    AoP = Mean aortic pressure; HR = Heart rate; AoP.HR/100 = Double product; Pre = Pre-operation; Post = Post-operation; * P<0.01 vs resting

    2.2 MBF

    异常和正常冠脉供血区在静息和多巴酚丁胺药物负荷状态下MBF见表2。在静息状态下,异常与正常冠脉供血区的MBF无明显差异(P=NS), 表明静息状态下正常和异常冠脉供血区MBF均正常,无血流限制。在负荷状态下,异常冠脉供血区MBF增加的幅度均明显小于正常冠脉供血区(P<0.05),MBF储备能力也较正常冠脉供血区低(P<0.01)。在负荷状态下,异常冠脉供血区MBF较静息状态下明显增高(P<0.01), 表明异常冠脉供血区仍具有相当的MBF储备能力。
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    表2 静息和多巴酚丁胺负荷时MBF的情况(± s)

    Tab.2 MBF data during resting and dobutamine(Mean±SD)

    Variable

    Normal

    Abnormal

    Abnormal/normal

    Resting MBF

    1.1±0.5

    1.0±0.4
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    1.0±0.2

    Dobutamine MBF

    3.9±1.1*

    2.5±1.1*

    0.7±0.2*

    MBF reserve

    3.8±0.7

    2.1±0.6

    0.6±0.3

    * P<0.05 vs resting; P<0.05 vs normal beds
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    2.3 MCE

    在静息状态下,MCE显示左室心肌声学显影均匀一致,无明显的灌注缺损,正如表3所示,在静息状态下,异常和正常冠脉供血区峰值VI无明显差异(P=NS)。多巴酚丁胺负荷状态下,MCE显示MBF储备明显低下的异常冠脉供血区呈灌注缺损。异常冠脉供血区的峰值VI均较正常冠脉供血区明显低(P<0.01)。图1 为一只狗静息状态MCE时的左室短轴乳头肌水平彩色编码左室心肌声像图,示左室心肌显像均匀一致。图2为同一只狗在多巴酚丁胺负荷状态下,左室短轴乳头肌水平彩色编码MCE左室心肌声像图,示LCX供血区呈灌注缺损。

    表3 多巴酚丁胺负荷前后的MCE参数(± s)

    Tab. 3 MCE data during dobutamine stress (Mean±SD)
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    Variable

    Normal

    Abnormal

    Abnormal/Normal

    Resting Peak VI

    27± 8

    25± 9

    1.0± 0.1

    Dodutamine Peak VI

    48± 14

    33± 13*

    0.7± 0.2**
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    * P<0.05 vs normal beds; ** P<0.05 vs resting

    图1 一只狗静息状态时的左室短轴乳头肌水平

    Fig.1 Example of a dog showing homogeneous myocardial

    opacification at rest

    图2 多巴酚丁胺负荷时的左室短轴乳头肌水平

    Fig.2 A posterior perfusion defect was seen during
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    dobutamine in the same dog as Fig.1

    图3 示在多巴酚丁胺作用下,放射性核素微球测定的异常和正常冠脉供血区的MBF比值与MCE测定的峰值VI比值呈直线正相关(r=0.86,P<0.0001), 相关方程为:Y = 0.79X + 0.19。

    图3 异常和正常冠脉供血区MBF比值与相应峰值VI比值关系

    Fig. 3 Relation of the ratio of MBF between abnormal and

    normal beds (x-axis) during dobutamine versus ratio
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    of peak VI in the two beds (y-axis).

    3 讨论

    本研究选择缩窄器安放术后7~10 d,同步进行MCE检查和MBF放射性微球注射测定,目的是评价多巴酚丁胺负荷MCE探测静息状态无血流限制的冠脉狭窄的能力。我们既往的研究结果显示[4],缩窄器安放术后两周内静息状态MBF不降低,本研究结果亦显示缩窄器安放术后7~10 d,异常与正常冠脉供血区的MBF无明显差异(P=NS), 表明静息状态下异常冠脉供血区MBF正常,无血流限制。在静息状态下无血流限制的冠脉狭窄(<85%管腔狭窄),由于狭窄冠脉供血区和正常冠脉供血区MBF相等[6],同时心肌血容积(MBV)亦相近[1],故本实验结果显示两供血区的峰值VI无明显差异(P=NS),峰值VI比值为1.0±0.1 ,彩色编码图显示左室心肌显像均匀一致,无心肌灌注缺损区。
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    在运动或药物负荷状态下,由于异常冠脉供血区MBF增加,较正常冠脉供血区少,即异常冠脉血流储备能力降低,异常和正常冠脉血流储备能力存在着差异,这构成了心肌灌注影像技术评价冠脉狭窄的病理生理基础[6、7]。急性开胸犬实验显示,在冠脉扩张剂负荷作用下,经外周静脉注射微泡行MCE能定量评价冠脉狭窄[1、2]。本研究在慢性多支冠脉狭窄闭胸犬模型上,采用小剂量微泡经外周静脉弹丸式注射法行多巴酚丁胺负荷MCE,结果显示:异常冠脉供血区峰值VI降低,异常与正常冠脉供血区峰值VI比值异常,彩色编码图显示冠脉明显狭窄的供血区呈现心肌灌注缺损,且异常与正常冠脉供血区MBF比值与相应峰值VI的比值呈良好的正比关系。研究表明,在闭胸犬模型上,经外周静脉小剂量微泡弹丸式注射MCE,在儿茶酚胺类药物负荷下同样能探测冠脉狭窄的存在和严重程度。

    多巴酚丁胺是通过β1-、β2- 和α1- 肾上腺素能受体的作用,导致心率增快,血压轻微增加和心肌收缩力增加, 从而增加心肌耗氧量,进而继发性引起冠状动脉血流量增加[7]。多巴酚丁胺等儿茶酚胺类药物引起冠脉血流量增加的程度和诱发出冠脉血流储备的能力,与冠脉扩张剂类药物相似。因此,经外周静脉注射微泡行MCE时,儿茶酚胺类药物探测冠状动脉狭窄的能力与冠脉扩张剂类药物相近。需要指出的是,儿茶酚胺类药物负荷时心肌需氧量增加[8],MCE出现的心肌灌注缺损,既可能表明该心肌节段MBF的储备能力异常,也可能表明该心肌节段缺血。
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    基金项目:国家自然科学基金资助项目(39900058)

    作者简介:宾建平(1964-),男,广西桂林人,1986年毕业于第一军医大学,博士,讲师,电话:85147586

    参考文献:

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    [2] Firschke C, Lindner JR, Wei K, et al. Myocardial perfusion imaging in the setting of coronary artery stenosis and acute myocardial infarction using venous injection of a second-generation echocardiographic contrast agent[J]. Circulation,1997, 96(4):959-67.
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    [3] Kaul S, Senior R, Dittrich H, et al. Detection of coronary artery disease with myocardial contrast echocardiography: comparison with 99mTc-sestamibi single-photon emission computed tomography[J]. Circulation, 1997, 96(3):785-92.

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    [8] Hays JT, Mahmarian JJ, Cochran AJ, et al. Dobutamine thallium-201 tomography for evaluating patient with suspected coronary artery disease unable to undergo exercise or vasodilator pharmacologic stress testing[J]. J Am Coll Cardiol, 1993, 21(7):1583-90.

    收稿日期:1999-08-21, 百拇医药