心肌声学造影的术中应用及展望
作者：李永青 杨浣宜 谢 峰 李建蓉
单位：100037 北京市中国医学科学院阜外医院超声科
关键词：
中国超声医学杂志990321 心肌声学造影(MCE)是目前的研究热点之一，近年其实验研究和临床应用都有许多突破性进展。如同超声心动图学的其它新技术一样，MCE在其研究应用之初便走进手术室，在心外科手术中发挥其独特作用。现对其应用综述如下。
心脏外科手术中的心肌灌注监测包括两个方面：血流灌注和冷停跳液灌注。维持细胞正常代谢和组织完整性需要充足的氧供(或血流量)，体外循环下心内直视手术中多种因素(如主动脉钳夹及再灌注、体外循环时血液成份的不正常、冠状血管栓塞等)使心脏处于整体缺血缺氧状态。传统的心电图、血流动力学及二维超声均为监测氧供需失衡引起的功能异常，而非血流量改变。心肌收缩功能正常并不一定反映血流灌注正常；较长时间的心肌缺血后(如心内直视手术完成后心脏复跳时)，功能的恢复较血流恢复晚数分钟至数小时。体外循环下手术中升主动脉阻断后冠状动脉血流停止，通常使用冷停跳液减低心肌耗氧量以保护心肌。术中评价血液和停跳液的灌注情况，对术中心肌保护及在冠心病血运重建术中保护存活心肌有很重要的指导作用。
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评价心肌灌注的方法如冠状静脉窦(CS)热稀释法、Doppler技术、电磁流量计等，空间分辨力很差。核医学的正电子发射断层和201T1心肌灌注显像不适于手术室中使用。MCE可以提供实时的时间-空间灌注分布图，其特点是安全简便、费用相对较低、仪器易于移动，因而是手术室中理想的评价心肌灌注方法。
评价停跳液的分布：停跳液的传统灌注途径是经主动脉根部，即顺行灌注。严重的冠状动脉狭窄阻碍停跳液分布，使灌注缺损区心肌电机械活动不能迅速完全停止、温度降低不足，耗氧量仍较高，成为潜在的缺血区，影响术后心功能的恢复。Goldman和Mindich〔1〕利用心外膜超声心动图观察滚压泵灌注的高钾冷停跳液对心肌回声的增强作用，灌注缺损与术前X线冠状动脉造影的狭窄一致，这是最早使用MCE在冠状动脉旁路移植术(CABG)中判定高危缺血区的尝试。在一项回顾性研究中，Zaroff等〔2〕根据MCE所示停跳液分布有无异常将研究对象分组。正常组在体外循环停机后左室功能显著好于异常组，表明术中MCE在预示心肌保护程度中有重要价值。Villanueva等〔3〕利用MCE研究了严重多支病变的冠心病患者CABG中停跳液的分布，经停跳液通路弹丸式注射0.5～1毫升5%的声振白蛋白后，观察各部分心肌回声的增强情况，发现低/无灌注区，提示外科医师首先对该区域的供血冠脉行血管吻合，第二次灌注时，停跳液经成功的血管桥灌注心肌，其分布明显改善，从而使心肌保护更为充分。因为冠状静脉系统极少发生狭窄性病变，因此，在严重的冠心病患者，经冠状静脉窦灌注(逆行灌注)效果优于经主动脉根部。在主动脉瓣手术或手术涉及主动脉根部，逆行灌注不打断手术操作。Aronson等〔4〕的动物实验中，结扎冠状动脉分支引起相应区域的MCE顺行灌注缺损，但不影响逆行灌注效果。在对患者的逆行灌注研究中〔5〕，他们在短轴切面观察到造影剂对左室心肌回声均有很好的增强作用，从而在组织灌注水平对逆行灌注予以肯定。
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逆行灌注潜在的问题是：(1)一部分室间隔和右室壁的血液不经CS回流而是直接进入右室或右房，且心脏静脉之间有广泛的交通和吻合支，停跳液可能绕行于毛细血管(营养血管)之外；(2)固定逆灌导管的球囊对开口于冠状静脉窦口附近的静脉可能造成压迫，而影响对这些部位心肌的灌注。如果用有效的手段监测、及时提出改进方法(如改变球囊位置)，无疑会加强心肌保护效果而有益于患者术后恢复。Villanueva等〔6〕在顺行灌注与逆行灌注生理机制比较的实验研究中发现放射性标记微球和可弥散性示踪剂(201T1和99mTc)显著低估逆行灌注速度、高估营养性血流量，而MCE与逆行灌注速度相关良好，且可以观察到流失入心腔的造影剂。在使用单平面经食管超声探头对患者的研究中，由于显示右室不满意而影响了对该部位MCE效果的评估〔5〕，多平面探头应有助于这方面的研究。
即刻评价冠心病再血管化手术效果：冠脉血流量在正常量的15%以上时，声学造影剂对心肌回声的增强作用与血流量成正相关。CABG中MCE可以提供即刻信息评价血管桥的通畅与否、了解相应供血区的血流灌注改善情况。最早的研究是Kabas等〔7〕将声振Renografin-76直接注入大隐静脉桥内。在这之后，使用各种声学造影剂、各种注入途径、显像方式的研究取得了很多有意义的结果。Aronson等〔8〕的研究中，复跳后的MCE灌注缺损可以很好地预示体外循环停机后的局部室壁运动异常；与经皮冠脉成形术(PTCA)中的MCE研究结果相一致，他们认为单纯术前X-线冠脉造影不能预测CABG患者术中心肌缺血的发生。CABG前后MCE所示心肌视频密度变化可呈三种类型〔3〕：术前无增强-术后增强、术前及术后均增强、术前及术后均无增强。通常认为第二种情况见于静息状态血流量无明显减少的非严重冠脉狭窄；第三种情况是由于心肌细胞损伤、微血管完整性的破坏、心肌坏死所致的“无复流现象”，提示远期左室整体或局部功能不佳。
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内乳动脉血管桥的MCE评价尚无理想的方法。该动脉位于升主动脉阻断部位远端，即使在升主动脉开放后，进入其内的造影剂很少，对心肌的增强作用不确切；经左房注入的造影剂由于左房内血氧分压高致使微泡大量破坏〔9〕。晚近在小样本的研究中有研究者在吻合口最后一针缝合前，逆行向内乳动脉内注入1～2ml Ablunex,吻合完成后松开阻断钳、释放造影剂，可以取得满意的效果〔10〕。对单发左前降支病变的患者，内乳动脉-左前降支血管桥的10年通畅率为85～95%，而PTCA后6个月的再狭窄率高达33～60%，微创冠心外科的发展大大地提高了手术安全性、减小了手术创伤，从而使这类患者外科治疗的推广成为可能。但该手术的血管游离、吻合技术要求较高，即刻手术效果的评价及失败后修改方案的制定是手术成功的重要保证。新一代微泡造影剂的稳定性较好，经静脉或左房注射后对心肌回声有较好的增强作用，有望在此发挥作用。
在犬的经心肌激光血运重建术中，造影剂可以清楚地显示心肌内的激光隧道〔11〕。
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评价灌注-收缩的匹配状况：手术完成心脏复跳后二维超声心动图新出现的节段性室壁运动异常可以是缺血-再灌注后心肌顿抑，也可以是缺血损伤引起的功能低下。这两种情况的处理截然不同，因而其区分非常重要。根据MCE显示的血流灌注差异可提供有益的信息。顿抑心肌表现为灌注-收缩的不匹配，即收缩不良但血流正常或相对正常，适当延长体外循环时间、加强循环辅助有利功能恢复；对灌注-收缩匹配(收缩及血流均低)的节段则应考虑进一步再血管化手术的可能性。
新型经静脉造影剂正在不断发展，图像采集和定性、定量分析系统也逐渐成熟。我们期望在不久的未来，MCE如同超声心动图技术在瓣膜成形和先心修复术中一样，在冠心病血运重建术中对制定和修改手术方案、即刻评价手术效果及进一步处理起到某种程度的决策性作用。
参考文献
[1]Goldman ME,Mindich BP.Intraoperative cardioplegic contrast echocardiography for assessing myocardial perfusion during open heart surgery.J Am Coll Cardiol 1984,4:1029～1034
, 百拇医药
[2]Zaroff JG,Aronson S,et al.Does intraoperative contrast echo predict clinical outcome after cardiac surgery?Anesthesiology,1992,77:A92
[3]Villanueva FS,Spotnitz WD,Jayaweera AR,et al.On-line intraoperative quantitation of regional myocardial perfusion during coronary artery bypass graft operations with myocardial contrast two-dimensional echocardiography.J Thorac Cardiovasc Surg.1992,104.1526～1531
[4]Aronson S,Lee BK,Liddicoat JR,et al.Assessment of retrograde cardioplegia distribution using contrast echocardiography.Ann Thorac Surg,1991,52:810～814
, http://www.100md.com
[5]Aronson S,Zaroff JG,Lee BK,et al.Myocardial distrbution of retrograde delivered cardioplegia in patients undergoing cardiac surgery.J Cardiovasc Thorac Surg,1993,105:214～221
[6]Villanueva FS,Spotnitz WD,Glasheen WP,et al.New insights into the physiology of retrograde cardioplegia delivery.Am J Physiol.1995,268:H1555～1565
[7]Kabas JS,Kisslo J,Flick CL,et al.Intraoperative perfusion contrast echocardiography initial experience during coronary artery bypass grafting.J Thorac Cardiovasc Surg,1990,99:536～542
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[8]Aronson S,Lee BK,Wiencek JG,et al.Assessment of myocardial perfusion during CABG surgery with two-dimensional transesophageal contrast echocardiography.Anesthesiology,1991,75:433～440
[9]Wible JH,Wojdyla JK,Bales GL,et al.Inhaled gases affect the ultrasound contrast produced by Albunex in anesthetized dogs.J Am Soc Echocardiogr,1996,9:441～448
[10]Jacobsohn E,Aronson S,Young CJ,et al.On-line contrast echocardiographic assessment of myocardial perfusion:Its role in minimally invasive coronary artery bypass procedures.J Cardiothorac Vasc Anesth,1997,11:517～521
[11]谢 峰，李 澎，王立清，等。经静脉心肌声学造影剂的二次谐波显像评价钬激光心肌再血管化治疗实验性心肌缺血。中华心血管病杂志，1998，6(26)：220～223
(1998-09-22收稿), http://www.100md.com
单位：100037 北京市中国医学科学院阜外医院超声科
关键词：
中国超声医学杂志990321 心肌声学造影(MCE)是目前的研究热点之一，近年其实验研究和临床应用都有许多突破性进展。如同超声心动图学的其它新技术一样，MCE在其研究应用之初便走进手术室，在心外科手术中发挥其独特作用。现对其应用综述如下。
心脏外科手术中的心肌灌注监测包括两个方面：血流灌注和冷停跳液灌注。维持细胞正常代谢和组织完整性需要充足的氧供(或血流量)，体外循环下心内直视手术中多种因素(如主动脉钳夹及再灌注、体外循环时血液成份的不正常、冠状血管栓塞等)使心脏处于整体缺血缺氧状态。传统的心电图、血流动力学及二维超声均为监测氧供需失衡引起的功能异常，而非血流量改变。心肌收缩功能正常并不一定反映血流灌注正常；较长时间的心肌缺血后(如心内直视手术完成后心脏复跳时)，功能的恢复较血流恢复晚数分钟至数小时。体外循环下手术中升主动脉阻断后冠状动脉血流停止，通常使用冷停跳液减低心肌耗氧量以保护心肌。术中评价血液和停跳液的灌注情况，对术中心肌保护及在冠心病血运重建术中保护存活心肌有很重要的指导作用。
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评价心肌灌注的方法如冠状静脉窦(CS)热稀释法、Doppler技术、电磁流量计等，空间分辨力很差。核医学的正电子发射断层和201T1心肌灌注显像不适于手术室中使用。MCE可以提供实时的时间-空间灌注分布图，其特点是安全简便、费用相对较低、仪器易于移动，因而是手术室中理想的评价心肌灌注方法。
评价停跳液的分布：停跳液的传统灌注途径是经主动脉根部，即顺行灌注。严重的冠状动脉狭窄阻碍停跳液分布，使灌注缺损区心肌电机械活动不能迅速完全停止、温度降低不足，耗氧量仍较高，成为潜在的缺血区，影响术后心功能的恢复。Goldman和Mindich〔1〕利用心外膜超声心动图观察滚压泵灌注的高钾冷停跳液对心肌回声的增强作用，灌注缺损与术前X线冠状动脉造影的狭窄一致，这是最早使用MCE在冠状动脉旁路移植术(CABG)中判定高危缺血区的尝试。在一项回顾性研究中，Zaroff等〔2〕根据MCE所示停跳液分布有无异常将研究对象分组。正常组在体外循环停机后左室功能显著好于异常组，表明术中MCE在预示心肌保护程度中有重要价值。Villanueva等〔3〕利用MCE研究了严重多支病变的冠心病患者CABG中停跳液的分布，经停跳液通路弹丸式注射0.5～1毫升5%的声振白蛋白后，观察各部分心肌回声的增强情况，发现低/无灌注区，提示外科医师首先对该区域的供血冠脉行血管吻合，第二次灌注时，停跳液经成功的血管桥灌注心肌，其分布明显改善，从而使心肌保护更为充分。因为冠状静脉系统极少发生狭窄性病变，因此，在严重的冠心病患者，经冠状静脉窦灌注(逆行灌注)效果优于经主动脉根部。在主动脉瓣手术或手术涉及主动脉根部，逆行灌注不打断手术操作。Aronson等〔4〕的动物实验中，结扎冠状动脉分支引起相应区域的MCE顺行灌注缺损，但不影响逆行灌注效果。在对患者的逆行灌注研究中〔5〕，他们在短轴切面观察到造影剂对左室心肌回声均有很好的增强作用，从而在组织灌注水平对逆行灌注予以肯定。
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逆行灌注潜在的问题是：(1)一部分室间隔和右室壁的血液不经CS回流而是直接进入右室或右房，且心脏静脉之间有广泛的交通和吻合支，停跳液可能绕行于毛细血管(营养血管)之外；(2)固定逆灌导管的球囊对开口于冠状静脉窦口附近的静脉可能造成压迫，而影响对这些部位心肌的灌注。如果用有效的手段监测、及时提出改进方法(如改变球囊位置)，无疑会加强心肌保护效果而有益于患者术后恢复。Villanueva等〔6〕在顺行灌注与逆行灌注生理机制比较的实验研究中发现放射性标记微球和可弥散性示踪剂(201T1和99mTc)显著低估逆行灌注速度、高估营养性血流量，而MCE与逆行灌注速度相关良好，且可以观察到流失入心腔的造影剂。在使用单平面经食管超声探头对患者的研究中，由于显示右室不满意而影响了对该部位MCE效果的评估〔5〕，多平面探头应有助于这方面的研究。
即刻评价冠心病再血管化手术效果：冠脉血流量在正常量的15%以上时，声学造影剂对心肌回声的增强作用与血流量成正相关。CABG中MCE可以提供即刻信息评价血管桥的通畅与否、了解相应供血区的血流灌注改善情况。最早的研究是Kabas等〔7〕将声振Renografin-76直接注入大隐静脉桥内。在这之后，使用各种声学造影剂、各种注入途径、显像方式的研究取得了很多有意义的结果。Aronson等〔8〕的研究中，复跳后的MCE灌注缺损可以很好地预示体外循环停机后的局部室壁运动异常；与经皮冠脉成形术(PTCA)中的MCE研究结果相一致，他们认为单纯术前X-线冠脉造影不能预测CABG患者术中心肌缺血的发生。CABG前后MCE所示心肌视频密度变化可呈三种类型〔3〕：术前无增强-术后增强、术前及术后均增强、术前及术后均无增强。通常认为第二种情况见于静息状态血流量无明显减少的非严重冠脉狭窄；第三种情况是由于心肌细胞损伤、微血管完整性的破坏、心肌坏死所致的“无复流现象”，提示远期左室整体或局部功能不佳。
, http://www.100md.com
内乳动脉血管桥的MCE评价尚无理想的方法。该动脉位于升主动脉阻断部位远端，即使在升主动脉开放后，进入其内的造影剂很少，对心肌的增强作用不确切；经左房注入的造影剂由于左房内血氧分压高致使微泡大量破坏〔9〕。晚近在小样本的研究中有研究者在吻合口最后一针缝合前，逆行向内乳动脉内注入1～2ml Ablunex,吻合完成后松开阻断钳、释放造影剂，可以取得满意的效果〔10〕。对单发左前降支病变的患者，内乳动脉-左前降支血管桥的10年通畅率为85～95%，而PTCA后6个月的再狭窄率高达33～60%，微创冠心外科的发展大大地提高了手术安全性、减小了手术创伤，从而使这类患者外科治疗的推广成为可能。但该手术的血管游离、吻合技术要求较高，即刻手术效果的评价及失败后修改方案的制定是手术成功的重要保证。新一代微泡造影剂的稳定性较好，经静脉或左房注射后对心肌回声有较好的增强作用，有望在此发挥作用。
在犬的经心肌激光血运重建术中，造影剂可以清楚地显示心肌内的激光隧道〔11〕。
, 百拇医药
评价灌注-收缩的匹配状况：手术完成心脏复跳后二维超声心动图新出现的节段性室壁运动异常可以是缺血-再灌注后心肌顿抑，也可以是缺血损伤引起的功能低下。这两种情况的处理截然不同，因而其区分非常重要。根据MCE显示的血流灌注差异可提供有益的信息。顿抑心肌表现为灌注-收缩的不匹配，即收缩不良但血流正常或相对正常，适当延长体外循环时间、加强循环辅助有利功能恢复；对灌注-收缩匹配(收缩及血流均低)的节段则应考虑进一步再血管化手术的可能性。
新型经静脉造影剂正在不断发展，图像采集和定性、定量分析系统也逐渐成熟。我们期望在不久的未来，MCE如同超声心动图技术在瓣膜成形和先心修复术中一样，在冠心病血运重建术中对制定和修改手术方案、即刻评价手术效果及进一步处理起到某种程度的决策性作用。
参考文献
[1]Goldman ME,Mindich BP.Intraoperative cardioplegic contrast echocardiography for assessing myocardial perfusion during open heart surgery.J Am Coll Cardiol 1984,4:1029～1034
, 百拇医药
[2]Zaroff JG,Aronson S,et al.Does intraoperative contrast echo predict clinical outcome after cardiac surgery?Anesthesiology,1992,77:A92
[3]Villanueva FS,Spotnitz WD,Jayaweera AR,et al.On-line intraoperative quantitation of regional myocardial perfusion during coronary artery bypass graft operations with myocardial contrast two-dimensional echocardiography.J Thorac Cardiovasc Surg.1992,104.1526～1531
[4]Aronson S,Lee BK,Liddicoat JR,et al.Assessment of retrograde cardioplegia distribution using contrast echocardiography.Ann Thorac Surg,1991,52:810～814
, http://www.100md.com
[5]Aronson S,Zaroff JG,Lee BK,et al.Myocardial distrbution of retrograde delivered cardioplegia in patients undergoing cardiac surgery.J Cardiovasc Thorac Surg,1993,105:214～221
[6]Villanueva FS,Spotnitz WD,Glasheen WP,et al.New insights into the physiology of retrograde cardioplegia delivery.Am J Physiol.1995,268:H1555～1565
[7]Kabas JS,Kisslo J,Flick CL,et al.Intraoperative perfusion contrast echocardiography initial experience during coronary artery bypass grafting.J Thorac Cardiovasc Surg,1990,99:536～542
, http://www.100md.com
[8]Aronson S,Lee BK,Wiencek JG,et al.Assessment of myocardial perfusion during CABG surgery with two-dimensional transesophageal contrast echocardiography.Anesthesiology,1991,75:433～440
[9]Wible JH,Wojdyla JK,Bales GL,et al.Inhaled gases affect the ultrasound contrast produced by Albunex in anesthetized dogs.J Am Soc Echocardiogr,1996,9:441～448
[10]Jacobsohn E,Aronson S,Young CJ,et al.On-line contrast echocardiographic assessment of myocardial perfusion:Its role in minimally invasive coronary artery bypass procedures.J Cardiothorac Vasc Anesth,1997,11:517～521
[11]谢 峰，李 澎，王立清，等。经静脉心肌声学造影剂的二次谐波显像评价钬激光心肌再血管化治疗实验性心肌缺血。中华心血管病杂志，1998，6(26)：220～223
(1998-09-22收稿), http://www.100md.com