中华影像医学·心血管系统卷(第2版)
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第三章 冠状动脉粥样硬化性心脏病

第一节 概述

一、冠状动脉基本生理功能和冠心病定义

(一)冠状动脉基本生理功能

冠状动脉分成左冠状动脉和右冠状动脉,分别自升主动脉左、右冠状窦发出,远端分支深入到心脏的各个部位,向心脏和心肌供血,并经过毛细血管与冠状动脉静脉的交通,静脉血液回流入冠状静脉系统,最终经冠状静脉窦回流入右心房,完成“冠状循环”。由于心脏是运动的泵血器官,对维持全身的血压稳定状态至关重要,因此,评估冠状循环的功能状况,特别是冠状动脉的血流和血供状况是十分重要的。
按照冠状动脉血管直径大小,可粗略地将其分成传导性冠状动脉(直径>0.5mm)、前微冠状动脉(直径0.1~0.5mm)和微冠状动脉(直径<0.1mm)。传导性冠状动脉主要起到管道传输功能,血管能够舒张25%左右体积;前微冠状动脉舒缩功能最强,主要起到控制血流量和维持血压的作用;微冠状动脉也称心肌内微循环,对药物和全身代谢产物较为敏感,主要调节与心肌耗氧匹配的血流量。
冠状动脉内血流在收缩期和舒张期所受影响很大。收缩期心肌收缩,增加了冠状动脉内的压力,血流流入到冠状动脉腔内并向末梢流动,但是心室腔内压力同时升高,反倒使心肌的微循环灌注达到最低点,而冠状静脉的回流最大。心肌微循环的灌注主要在舒张期,此时,心室腔内的压力最低,心肌内血流呈“挤奶效应”而得到充分的心肌灌注,冠状静脉的回流减少。
心肌血流的主要决定因素是心率、收缩压(或心室壁张力)和左心室收缩力,这三个决定因素的任何一个增加2倍,冠状动脉血流量将增加50%。静息时,冠状动脉血流量是70~100ml/(100g·min),冠状动脉血流在药物或者运动负荷状态下,较之静息下增加的能力成为冠状动脉“血流储备”(flow reserve),正常人最大的血流储备可以达到4~5倍,低于2倍可以认为血流储备的异常降低。任何增加静息血流的因素,包括增加氧耗的血流动力学因素(如收缩压、心率和心室收缩力),以及减少冠状动脉供氧的因素(如贫血、缺氧)都将导致血流储备下降。这就是在日常工作中,我们评价心肌灌注需要做负荷运动试验的原因,因为在静息情况下,由于心肌具备一定的血流储备能力,轻、中度的血管狭窄(狭窄率<70%)不会导致心肌缺血,严重狭窄时(狭窄率>90%),静息血流可能减少。
调节上述血管的机制非常复杂。首先,冠状动脉血管具有自我调节功能,例如,直径>0.1mm(>100μm)的阻力血管,主要由血管腔内剪切力和压力进行血管舒张与收缩的调控。其次,冠状动脉直径<100μm的血管,对局部组织的代谢敏感,并直接调控低阻力毛细血管床的灌注。局部组织的代谢,主要指血管扩张物质(如腺苷、氧分压、酸碱度),以及自分泌物质和神经调节。

(二)冠心病的定义

冠状动脉粥样硬化性心脏病简称“冠心病”,是指冠状动脉血管发生动脉粥样硬化病变而引起血管腔狭窄或阻塞,造成心肌缺血、缺氧或坏死而导致的心脏病。世界卫生组织将冠心病分为5大类:无症状心肌缺血(隐匿性冠心病)、心绞痛、心肌梗死、缺血性心力衰竭(缺血性心脏病)和猝死5种临床类型。
但是冠心病的范围可能更广泛,还应该包括冠状动脉痉挛、炎症、栓塞等导致管腔狭窄或闭塞的各类疾病。既往冠心病的诊断更多的是依据有创的经导管冠状动脉造影(ICA)结果确定的,即冠状动脉血管(指位于心外膜下的直径>0.5mm的冠状动脉)管腔存在≥50%的狭窄,这是由于ICA图像自身的分辨率不足于分辨更细小的血管造成的局限性。实际上,冠心病应该包括心肌内的冠状动脉微循环病变。
冠状动脉血管直径减少称为狭窄,对狭窄是否导致血流障碍进行生理性评估十分重要。狭窄在0~30%时,可以通过Bernoulli方程来评价狭窄与缺血的关系,主要为三个因素,即黏性系数、血流分离系数和紊流(影响可忽略)。黏性系数(f1=8πμL/As 2),主要与血液黏度(μ)、病变长度(L)和狭窄处最小横截面积(As)有关;血流分离系数[f2=ρ/2(1/As-1/An) 2],主要与血液密度(ρ)、狭窄处最小横截面积(As)、正常血管处横截面积(An)有关。血管狭窄<70%时,在静息状态时,由于冠状动脉的自我调节能力,血流量可不下降;血管狭窄≥70%时,狭窄处压力降低和阻力的增加,会影响心肌微循环的灌注,特别是在负荷运动时。
因此,冠心病的诊断与定义不仅包括可视的血管腔直径的减少(狭窄程度),还应该包括冠状动脉内(包括心肌内微循环)的血流量下降。心肌缺血的评价可以通过血流储备来描述,分为绝对血流储备、相对血流储备、血流储备分数。
绝对血流储备:是指心肌特定区域最大舒张血流量与相应的静息血流量的比值,它可以通过冠状动脉内多普勒流速来检测,也可以通过定量的核医学检查(如正电子发射断层或单光子发射断层成像,即PET或SPECT)来测量负荷下与静息下心肌灌注量的比值。绝对血流储备的指标难以区分心肌缺血是由心外膜下冠状动脉血管狭窄导致,还是由心肌内微循环病变导致的。
相对血流储备:是指心肌特定区域最大限度扩张血管时或运动应激时,区域心肌灌注(每克或每100g组织)的相对差异。例如,通过定量的或半定量的核医学PET或SPECT检查,来评价缺血心肌与正常心肌灌注的差异。在心肌广泛缺血时,由于心肌之间的灌注缺乏对比,相对血流储备技术难以诊断出缺血心肌,也就难以评估血管的狭窄程度。
血流储备分数(FFR):是测量冠状动脉狭窄远端的压力与狭窄近端正常压力值之间的比率,是评价血管狭窄程度与心肌缺血的间接指标。这是建立在一个假设情况下,即舒张时测量的冠状动脉狭窄远端压力与最大舒张期心肌灌注量呈直接线性关系;然而,实际上这种关系不是线性的,而是曲线关系;另外假设冠状静脉的压力为零,也是不实际的。FFR的另一缺陷是,它不能评价阻力血管微循环血流储备异常的生理作用。忽略了冠状静脉的压力,也许会导致FFR对狭窄病变的低估。
冠心病诊断的另一个重要方面是心肌运动功能与活力的评估。在临床工作中,陈旧性心肌梗死比较容易诊断,主要表现为心肌组织的萎缩与变薄,心肌细胞坏死后被纤维组织、脂肪组织替代,失去收缩舒张等运动功能,在各种影像学技术上都容易被发现。临床诊断的难点和重点是对缺血心肌及其功能的评价。表3-1-1是对心肌缺血存活心肌的对比诊断。
二、冠状动脉疾病的分类
累及冠状动脉的疾病统称为冠状动脉疾病,主要包括先天性和后天获得性的。后者常见病是冠状动脉粥样硬化性心脏病,另外,还包括冠状动脉纤维肌性结构不良、各种冠状动脉炎性疾病、各种全身免疫性疾病累及冠状动脉等。
表3-1-1 存活但缺血心肌的功能、血流和治疗后功能恢复和恢复时间
冠状动脉粥样硬化性心脏病,即我们通常所说的冠心病,主要是冠状动脉的动脉粥样硬化病变所致,因此发病人群主要为成年人,特别是中老年人(在我国多见于平均55岁以上的人群)。
冠状动脉纤维肌性发育不良(fibromuscular dysplasia,FMD)或称纤维肌性结构不良,是一种节段性、非炎症性、非粥样硬化性的血管疾病,病因不详,主要累及肾动脉、脑动脉等,冠状动脉受累少见。可合并自发性冠状动脉夹层、冠状动脉壁内血肿、冠状动脉痉挛、冠状动脉迂曲。
目前,各种冠状动脉炎性疾病及各种全身免疫性疾病累及冠状动脉统称为非动脉粥样硬化性冠状动脉疾病,例如,结缔组织疾病累及冠状动脉,包括川崎病、马方综合征、Hurler综合征、同型胱氨酸尿症、Ehlers-Danlos综合征、弹性假黄瘤等,将会在后续内容加以阐述。
目前,各种自身免疫性疾病累及冠状动脉在临床上并非少见,例如结节性多发性动脉炎、巨细胞性多动脉炎、白塞综合征、系统性红斑狼疮(SLE)、类风湿关节炎、IgG4病等,也将会在后续内容加以阐述。
另外,累及冠状动脉的其他疾病,例如多发性大动脉炎、梅毒性冠状动脉炎等,也会在后续内容加以阐述。
先天性冠状动脉疾病主要是各种冠状动脉的起源发育异常和走行引流部位的异常。绝大多数的冠状动脉起源发育异常都是没有临床症状或者说没有临床意义的,因为没有造成心肌供血的障碍。例如,单冠状动脉畸形、冠状动脉起自升主动脉或者起自对侧的冠状窦等。有的先天性冠状动脉起源发育异常可以引起心肌缺血症状,例如左冠状动脉异常起源于肺动脉。
先天性冠状动脉走行及引流部位异常称为冠状动脉瘘,根据引流部位不同,引起相应的血流动力学改变。例如,冠状动脉右心房瘘、冠状动脉心室瘘等。先天性冠状动脉-冠状静脉瘘则十分罕见。
三、冠心病的临床表现和诊治原则

(一)稳定型冠心病 1.临床表现

可无症状,如有心绞痛,可表现为发作性胸痛。典型心绞痛疼痛的部位主要在胸骨体之后的左侧心前区,可以放射至左肩、左臂内侧,或至颈、咽或下颌部;胸痛的性质常为压迫、发闷或紧缩性,但不像针刺或刀扎样锐性痛;心绞痛的诱因常由体力劳动或情绪激动(如愤怒、焦急、过度兴奋等)所诱发,饱食、寒冷、吸烟、心动过速、休克等亦可诱发;心绞痛的持续时间一般持续数分钟至十余分钟,多为3~5min,很少超过半小时;心绞痛的缓解方式一般在停止原来诱发症状的活动后即可缓解;舌下含用硝酸甘油等硝酸酯类药物也能在几分钟内缓解。

2.诊治原则 (1)诊断方面:

血液生化检查,如血糖、血脂检查可了解冠心病危险因素;胸痛明显者需查血清心肌损伤标志物,包括心肌肌钙蛋白I或T、肌酸激酶(CK)及同工酶(CK-MB),以与急性冠状动脉综合征(ACS)相鉴别。
心电图检查是必需的。静息时心电图,约半数患者表现为正常,也可能有陈旧性心肌梗死的改变或非特异性ST段和T波异常,有时出现房室或束支传导阻滞或室性、房性期前收缩等心律失常。
影像学检查能够提供重要诊断依据。如冠状动脉CT血管成像(CCTA),可以明确冠状动脉病变所在及初步判定血管的狭窄程度;心脏超声和磁共振(CMR),特别是负荷状态下可以评估心脏功能和心肌缺血情况;核医学的SPECT(主要评估心肌灌注)或PET(主要评估心肌代谢活性),虽不能直接显示冠状动脉血管病变,但可以评估心肌的缺血与坏死情况。

(2)治疗方面 1)药物治疗:

使用抗心绞痛药物,改善心绞痛和心肌缺血,一线药物包括短效硝酸酯类、β受体阻滞剂和钙拮抗剂,二线药物包括长效硝酸酯类、依伐布雷定、尼可地尔和雷诺嗪等。使用抗血小板药物,如小剂量阿司匹林或氯吡格雷。支架植入术后的患者,应服用双联抗血小板药物至少6~12个月。若合并心衰、高血压或糖尿病,则建议服用血管紧张素转化酶抑制剂(ACEI)或血管紧张素Ⅱ受体阻滞剂(ARB)类药物。

2)血运重建术:

左主干狭窄>50%,前降支近段狭窄>50%,2~3支血管病变伴左心室功能受损,心肌缺血范围>10%,使用药物治疗后仍有症状或药物治疗不耐受患者,若FFR<0.8的患者,可考虑血运重建。根据Syntax评分及血管病变部位,决定行冠状动脉旁路移植(CABG)或冠状动脉支架植入术(PCI)。

(二)非ST段抬高型急性冠状动脉综合征 1.临床表现

患者胸部不适的性质与典型的稳定型心绞痛相似,通常程度更重,持续时间更长,可达数十分钟,胸痛在休息时也可发生。

2.诊治原则 (1)诊断方面:

心电图有一过性ST段抬高或压低改变,T波低平或倒置,其中ST段的动态改变(≥0.1mV的抬高或压低)是严重冠状动脉疾病的表现,可能会发生急性心肌梗死,上述心电图动态改变可随着心绞痛的缓解而完全或部分消失。心电图异常改变持续12h以上,则提示非ST段抬高型心肌梗死(NSTEM)的可能。若患者具有稳定型心绞痛的典型病史或冠心病诊断明确(既往有心肌梗死病史,或冠状动脉造影提示有意义狭窄,或非侵入性影像学检查结果阳性),即使没有心电图改变,也可以根据临床表现做出不稳定型心绞痛(UA)的诊断。

(2)治疗方面

1)监测患者生命体征,缓解紧张焦虑情绪,必要时适当镇痛和镇静。
2)药物治疗:对于活动性缺血的患者,早期使用β受体阻滞剂,硝酸酯类及钙拮抗剂缓解症状。双联抗血小板治疗至少12个月(阿司匹林+氯吡格雷或替格瑞洛/普拉格雷),若PCI过程有血栓并发症,考虑静脉使用血小板糖蛋白(Ⅱb/Ⅲa)受体拮抗剂(依替巴肽、替罗非班或阿昔单抗)。非ST段抬高型ACS患者根据缺血及出血风险,进行抗凝治疗,可选用的药物包括磺达肝癸钠、比伐卢定、普通肝素和低分子肝素。
3)冠状动脉造影和血运重建:血流动力学不稳定、恶性心律失常、持续性胸痛、心脏停搏、顽固性心衰、合并机械性并发症,心电图动态改变,肌钙蛋白升高、糖尿病、肾功能不全,应早期行冠状动脉造影和血运重建。
4)后续长期治疗:除使用他汀降脂药物及抗血小板药物外,推荐心肌梗死后患者长期使用ACEI/ARB,除规律服用药物之外,考虑进行心脏康复治疗。

(三)ST段抬高型心肌梗死(STEMI) 1.临床表现

胸痛是最先出现的症状,疼痛部位和性质与心绞痛相同,但诱因多不明显,程度较重,持续时间较长,可达数小时或更长,休息和含用硝酸甘油片多不能缓解。患者常烦躁不安、出汗、恐惧,胸闷或有濒死感。少数患者无疼痛,一开始即表现为休克或急性心力衰竭。
心律失常见于大部分的患者,包括室性期前收缩、室颤、房室阻滞和束支阻滞。低血压和休克常见。心力衰竭主要是急性左心衰竭。

2.诊治原则 (1)诊断方面:

STEMI心电图表现为ST段抬高呈弓背向上型,宽而深的Q波(病理性Q波),均在面向透壁心肌坏死区的导联上出现;T波倒置,在面向损伤区周围心肌缺血区的导联上出现;在背向梗死区的导联则出现相反的改变,即R波增高、ST段压低和T波直立并增高。ST段抬高性急性心肌梗死的心电图出现动态变化。
血清心肌坏死或损伤标记物增高:①肌红蛋白起病后2h内升高,12h内达高峰,24~48h内恢复正常;②肌钙蛋白I(cTnI)或T(cTnT)起病3~4h后升高,cTnI于11~24h达高峰,7~10d降至正常,cTnT于24~48h达高峰,10~14d降至正常;③肌酸激酶同工酶CK-MB升高,在起病后4h内增高,16~24h达高峰,3~4d恢复正常,其增高的程度能较准确地反映梗死的范围,其高峰出现时间是否提前有助于判断溶栓治疗是否成功。

(2)治疗方面:

早期、快速完全地开通梗死相关冠状动脉是改善STEMI患者预后的关键。

1)一般治疗:

监测生命体征、吸氧、镇痛和镇静。

2)药物治疗:

采用吗啡或哌替啶,β受体阻滞剂,硝酸酯类缓解胸痛。立即予双联抗血小板药物,负荷量后使用维持量,血栓负荷重的患者可予血小板糖蛋白Ⅱb/Ⅲa受体拮抗剂,STEMI后需双联抗血小板治疗至少1年。STEMI患者需进行抗凝治疗,直接PCI患者术中使用抗凝药物,溶栓患者需进行至少48h抗凝治疗至血运重建,未接受血管开通患者应立即启动抗凝治疗。

3)紧急开通血管:

①溶栓,无PCI条件预计转运时间>120min,发病12h以内或发病12~24h仍有缺血性胸痛患者,可考虑溶栓。推荐溶栓后3~24h行冠状动脉造影。②介入及外科治疗,推荐发病12h行直接PCI,若发病12~24h仍有症状及缺血证据患者也建议行PCI。

4)并发症处理:

处理心衰、机械性并发症、室性心律失常及房室传导阻滞。

5)后续治疗:

出院前进行评估、予冠心病二级预防、心脏康复,预防心衰及猝死。
(吕 滨)