冠脉微循环阻力指数的概念及临床应用

时间:2013-10-24

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编者按:相较于目前已被广泛接受的被称为冠脉狭窄功能学“金标准”的冠脉血流储备分数(FFR)而言,微循环阻力指数(IMR)的概念及临床应用还尚未被人们广泛熟知,但根据其具有的“可仅反映微循环阻力,不受心外膜血管影响”等特点,IMR在临床应用和研究上有其特有的作用。临床上,其可作为预测预后的指标,例如“心梗后直接PCI的患者,IMR居高不下提示微循环灌注无显著改善,存活心肌较少,术后心电、心功能的恢复较差”。而根据IMR较临床终点指标敏感的特点,其还可以作为一些研究的中间指标。随着冠脉功能学研究的发展,微循环功能也不断被重视和发掘,但就目前而言,IMR指向的微循环病变干预手段相对于FFR尚十分有限,加之尚不清楚其病变机制,因此,就改变临床治疗决策而言,现阶段IMR的价值仍不如FFR。下文中,广东省人民医院杨峻青教授将与您分享更多有关IMR概念及临床应用的价值及尚存局限的相关内容。


冠脉血流储备分数(FFR)作为冠脉狭窄的功能学“金标准”已被广泛接受。冠脉临床生理学的研究逐步深入。相对于心外膜冠脉的FFR评估,微循环阻力指数(IMR)可用来评估冠脉微循环的状态。

一般来讲,毛细血管之前,直径100um以下的血管称微动脉(Arteriole),直径100um~500um之间的称前微动脉,500um以上的为传导性动脉。微动脉和前微动脉的容量占冠脉系统的95%以上。三段血管的生理特性各不相同。生理情况下,传导血管的阻力很小,血液流经传导血管压力下降可以忽略不计——这是FFR简化公式(用压力比代表流量比)成立的前提。前微动脉和微动脉阻力依次增大,压力下降依次增大。前微动脉随着流量和压力变化舒缩的能力最强,主要功能是控制到达微动脉的血流和血压。微动脉特征性功能为代谢产物依赖的血管舒张,以保证血流量与心肌的耗氧量相匹配。静息情况下,通过体外反搏提高冠脉灌注压,由于心脏做功不增加,故冠脉系统阻力与反搏压同步增高,以保持冠脉血流不变。但是,当受试者作踏车运动,尽管灌注压无升高,由于心脏做功、耗氧增加的需求,冠脉表现为适应性阻力下降,血流量增加,心肌灌注增加。

既往导管室评估心肌灌注的影像学手段有TIMI血流分级、TIMI帧数、心肌BLUSH评分等,为半定量指标;心肌血流储备(CFR)是基于压力或多普勒血流测定的功能学定量指标。然而这些指标反映的是心外膜动脉和微循环共同作用的结果。任何部位原因造成的血流缓慢均可表现为上述指标值降低。IMR与上述指标不同,只反映微循环阻力,不受心外膜血管影响。

IMR是反映微循环阻力高低“指数”,IMR值不是阻力值。微循环阻力可以用微循环两端的压力差与微循环血流之比表示;当下列条件成立时可以简化为微循环入口处(心外膜冠脉远端)压力和心外膜血流的比:1)静脉端压力很低,可以近似认为零,在没有右心衰等情况时一般成立;2)微循环血流等于心外膜冠脉血流,在没有分流或侧支供血情况下成立。心外膜血流速率与流经固定距离的耗时成反比,即微循环阻力与心外膜冠脉远端压力和上述耗时的乘积成正比。该乘积可作为反映微循环阻力高低的指数,即微循环阻力指数。(图1)


目前临床主要使用的压力导丝离末端3cm处有压力感受器和温敏感受器,在导丝体部有另一温敏感受器。导丝送达心外膜冠脉远端,记录压力感受器读数(Pd)。通过指引导管注射室温生理盐水,根据热稀释曲线记录液体两温敏感受器之间的时间(T)。Pd与T的乘积即IMR。

理论上,心外膜血管的狭窄不影响IMR。但是心外膜狭窄引起侧支开放供应其下游微循环的话,增高IMR测值,高估微循环阻力(假阳性)。通过球囊阻闭冠脉测量的心外膜血管远端压力(楔压)可校正IMR测值。Aarnoudse等以30例冠脉支架术后患者为对象,对每例患者通过球囊阻塞造成轻、中、重三种程度的冠脉狭窄。随着心外膜血管狭窄加重(平均FFR 0.84、0.69、0.52),平均表观IMR依次升高(24、27、37);采用楔压校正的IMR则稳定不变(22、23、23)。Layland等研究也证实,PCI不改变IMR。尽管术前狭窄心外膜冠脉支配区域的表观IMR较高,校正后的IMR则与正常对照血管支配区域相似,校正的IMR在狭窄血管PCI后没有改变。这些证据支持IMR反映的微循环功能状态独立于心外膜血管的功能。

IMR代表心肌微循环状态的能力得到多种传统检查的验证。核磁共振(MRI)显示梗死心肌的IMR显著升高;支配区域IMR较高的血管造影所见TIMI血流级别较低。

IMR在临床上可作为预测预后的指标。心梗后直接PCI的患者,IMR居高不下提示微循环灌注无显著改善,存活心肌较少,术后心电、心功能的恢复较差。治疗后IMR较低的患者生存率较高,不良事件率较低。而且IMR的预后价值是独立于反映心外膜血管功能的FFR的;甚至有研究显示IMR的预后价值超过FFR。然而,目前对FFR指向的心外膜动脉病变有成熟的干预手段,治疗效果显著;IMR指向的微循环仍是“黑匣子”,病变机制知之不详,治疗手段有限。因此,就改变临床治疗决策而言,现阶段IMR的价值尚不如FFR。

然而,IMR可以作为一些研究的中间指标,较临床终点指标敏感。如:关于PCI术式的研究发现,直接支架术与预扩张后支架术相比,术后IMR较低,这与预扩张增加循环栓塞的假说一致,而这种影响不易为以临床结果为终点的研究所发现。又如,干细胞移植和心脏移植后,患者心脏IMR降低,都提示治疗的效果。

总之,随着冠脉功能学研究的发展,微循环功能受到了比以往更多的重视。IMR是一项容易获得的反应微循环功能状态的可信的指标。IMR潜在的临床价值会在未来真正体现,只要对微循环的了解和干预技术有了实质性进步。

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