对比剂增强的磁共振显像对心肌梗死后坏死心肌的检测

【关键词】  心肌梗死；坏死心肌；磁共振显像；钆喷酸葡胺;猪

　　[摘要]目的评价对比剂增强的磁共振显像（CEMRI）对急性和陈旧性心肌梗死后坏死心肌检测的准确性。方法采用导管介入球囊封堵冠脉的方法制作9头苏中猪心肌梗死模型，随机分为两组（急性心梗组和陈旧性心梗组），分别于术后3d和3周行CEMRI和病检查。结果两组猪心脏磁共振检查均见心肌的延迟增强显像。病理TTC染色证实，延迟增强区系坏死心肌。结论CEMRI能够较准确地判断急性和陈旧性心肌梗死后坏死心肌及其范围。

　　[关键词]心肌梗死；坏死心肌；磁共振显像；钆喷酸葡胺;猪

　　Experimental study to identify necrotic myocardium in acute and chronic myocardial infarction by contrastenhanced magnetic resonance imaging

　　Abstract: Objective  To study the accuracy of contrastenhanced magnetic resonance imaging in identifying necrotic myocardium in acute and chronic myocardial infarction by experimental study. MethodsThe left anterior descending coronary was obstructed through catheter balloon. Then after three days and three weeks later, 9 pigs underwent contrastenhanced magnetic resonance imaging and pathological examination respectively. ResultDelayed enhancement signal was found in acute and chronic myocardial infarction, which was confirmed as necrotic myocardium in pathology by TTC staining. ConclusionContrastenhanced magnetic resonance imaging can identify the existence and the size of necrotic myocardium in acute and chronic myocardium infarction.

　　Key words: myocardial infarction; necrotic myocardium;magnetic resonance imaging; gadoliniumdiethyenetriamin epentaacetic acid; pigs(Modern Medical Journal,2007,35:46)   

　　冠心病心肌梗死（心梗）严重威胁着人类健康，发生心梗的心肌节段在血运重建术后其收缩功能是否能改善，主要取决于心梗后坏死心肌的范围和透壁程度；当坏死心肌的透壁程度＞75%时，血运重建术后仅2%的心肌节段能恢复功能；而透壁程度＜25%时，有78%的心肌节段可恢复功能[1]。因此准确地判断心梗后坏死心肌的范围和透壁程度，可以指导、评估预后。本研究旨在通过动物实验研究探讨对比剂增强的磁共振显像（contrastenhanced magnetic resonance imaging，CEMRI）检测急性和陈旧性心肌梗死后坏死心肌的准确性。

　　1  资料和方法

　　1.1  动物模型的制备25～27kg的苏中猪10头，雌雄不分。氯胺酮（10mg・kg-1）和阿托品（25μg・kg-1）肌注诱导麻醉，硫喷妥钠20mg・kg-1静滴维持。行心电监护、血压监测、气管插管，呼吸机辅助呼吸18次・min-1。经一侧颈总动脉穿刺，球囊介入封堵冠状动脉左前降支90min，冠状动脉造影（CAG）显示抽空球囊后球囊远端血管完全堵塞。随机选取5头猪作为急性心梗组，其中1头猪术后第1天突然死亡，剩下的4头猪于术后3d进行CEMRI和病理TTC（2%红四氮唑）染色检查；其余5头猪作为陈旧性心梗组，于术后3周进行CEMRI和病理TTC染色检查。
　　1.2  CEMRI技术采用Philips Intera 1.5T Master 超导短磁体型磁共振仪，猪仰卧体位，普通心电图电极接胸前导联，心脏专用相控振线圈分别放置于左前胸和左背部。有关系数为T1TFE：TR4.8s，TE1.41s，Flip15°。静脉注射0.1mmol・kg-1钆喷酸葡胺（gadoliniumdiethylenetriamin epentaacetic acid，GdDTPA），注射速度2～5ml・s-1。分别在造影剂注射后2、5、10、15min行快速梯度回波序列扫描（短轴位），层厚为6mm，层间距0，扫描范围从心尖到心底，覆盖整个左心室。

　　1.3  病理学检查将CEMRI扫描后的9头猪取出心脏行病理学检查，标本置入-20℃冰箱保存24h，从心尖到心底取与MRI扫描近似的短轴位方向，切成厚约6mm的心肌薄片，用TTC染色，观察大体标本的坏死心肌和坏死范围。

　　1.4  图像分析为了便于定位，我们在磁共振图像上将左心室分为8～10层（视心脏大小而定，层厚固定），每一层按顺时针放射状分为时钟样的12段；以左心室前壁、室间隔和右心室交界处定为11点，观察并记录同一动物同一心肌断面延迟增强区和病理TTC染色所示的坏死区是否符合。

　　2  结    果

　　9头猪的CEMRI均见心肌的延迟增强（图1a、2a）。TTC染色肉眼观示：坏死心肌呈灰白色或灰黄色，中央有少量出血呈黑色；而非坏死心肌呈砖红色（图1b、2b）。TTC染色显示坏死心肌的范围与CEMRI所示的延迟增强区的范围基本相符（图1、2）。

　　图1  略

　　3讨    论

　　GdDTPA是细胞外对比剂，正常状态可以迅速漏出血管床（首次通过率27%～50%），分布于细胞外间隙。一般认为，急性心肌梗死的坏死心肌出现对比剂延迟增强的机制是：心肌损伤、心肌细胞膜发生破坏时，GdDTPA能迅速大量地进入受损的细胞内，但排出延迟，使受损心肌节段呈现延迟增强。Gerber等[2]对急性心肌梗死患者进行研究时发现，首过低灌注区对于判断不可逆性左室功能障碍有很高的特异性，但敏感性低；首过低灌注区反映的是微血管阻塞的坏死心肌，无首过低灌注仅仅有延迟增强的区域反映的是微血管畅通的坏死心肌。Kim等[1] 和Beek等[3] 的研究也支持这一观点。他们一致认为，延迟增强区是判断坏死心肌的可靠指标，延迟增强区的透壁程度与该节段心肌血运重建术后能否恢复收缩功能呈负相关，透壁程度越小，越容易恢复收缩功能。

　　图2  猪急性心肌梗死心脏短轴的CEMRI和TTC染色图　略

    Choi等[4]研究报道，延迟增强区反映坏死心肌的同时，还包括了一部分梗死周边缺血区。也就是说MRI存在高估急性心梗坏死心肌范围的情况，他们指出这可能与梗死区周边细胞水肿、细胞膜通透性增大有关，还可能有坏死组织吸收、心肌变薄、体积收缩的因素存在。但后来Kim等[5] 和Klein等[6]的研究则发现，不论是急性心肌梗死还是陈旧性心肌梗死，延迟增强区均能够准确地反映病理TTC染色显示的坏死区，不包括梗死周边缺血区。我们的研究结果也支持了这一点。Wagner等[7]报道，急性心肌梗死给予一定的TI（inversion time），注射0.1～0.2mg・kg-1剂量的对比剂后，5～30min内显像，其测量的坏死心肌大小没有差异。我们的研究显示，不论是急性还是陈旧性心肌梗死给药后10～15min成像最清晰。可见，CEMRI在判断坏死心肌大小时，还可能有检查技术方面的因素影响到结果。 CEMRI判断心肌梗死的敏感性与坏死心肌的范围有关，坏死心肌范围越大诊断敏感性越高。本研究发现猪的前降支供血范围较大，尽管球囊位置尽可能地放置前降支远端，仍然导致坏死心肌的范围较大（这可能是其中1头猪突然死亡的原因），结果均出现了心肌的延迟增强显像。但由于研究的动物数量不多，故不能评价其诊断敏感性。国外[1]报道，CEMRI有很高的空间分辨率，能够分辩较小的坏死心肌。但究竟能分辨到多小的坏死心肌，尚需进一步的研究。总之，CEMRI可以相当准确地判断急性和陈旧性心肌梗死后坏死心肌的存在及存在范围，有非常高的临床使用价值。

　　[文献]

　　[1]Kim R J, Wu E, Rafael A, et al. The use of contrastenhanced magnetic resonance imaging to identify reversible myocardial dysfunction[J]. N Engl J Med, 2000, 343: 14451453.

　　[2]Gerber B L, Garot J, Bluemke D A, et al. Accuracy of contrastenhanced magnetic resonance imaging in predicting improvement of regional myocardial function in patient after acute myocardial infarction[J]. Circulation, 2002, 106:10831089.

　　[3]Beek A M, Kuhl H P, Bondarenko O, et al. Delayed contrastenhanced magnetic resonance imaging for the prediction of regional functional improvement after acute myocardial infarction[J]. J Am Coll Cardiol, 2003, 42: 895901.

　　[4]Choi S I, Jiang C Z, Lim K H, et al. Application of breathhold T2weighted, firstpass perfusion and gadoliniumenhanced T1weighted MR imaging for assessment of myocardial viability in a pig model[J]. J Magn Reson Imaging, 2000, 11: 476480.

　　[5]Kim R J, Fieno D S, Parrish T B, et al. Relationship of MRI delayed contrast enhancement to irreversible injury, infarct age, and contractile function [J]. Circulation,1999,100:1992 2002.

　　[6]Klein C, Nekolla S G, Bengel F M, et al. Assessment of myocardial viability with contrastenhanced magnetic resonance imaging：comparison with positron emission tomography[J]. Circulation, 2002, 105:162167.

　　[7]Wagner A, Mahrholdt H, Thomson L, et al. Effects of time, dose, and inversion time for acute myocardial infarct size measurements based on magnetic resonance imagingdelayed contrast enhancement[J]. J Am Coll Cardiol, 2006,47:20272033.

　　1. 南京大学医学院附属鼓楼 急诊科，江苏 南京  210008；

　　2. 南京大学医学院附属鼓楼医院 病理科，江苏 南京  210008