急性ST段抬高型心肌梗死患者冠狀動脈側支循環的影像學特點

劉國勇 蘇曉靈 白明 張鉦

急性心肌梗死仍然嚴重威脅我國人民健康，形勢依然嚴峻［1］。雖然胸痛中心模式使急性心肌梗死的救治水平明顯提高，但急性心肌梗死的預后仍然較差［2-3］。而冠狀動脈側支循環（coronary collateral circulation，CCC）在心肌因冠狀動脈狹窄或閉塞時可以替代一部分心肌供血，所以CCC是否良好對疾病預后有相當大的影響［4-7］，而明確特定急性冠狀動脈完全閉塞（acute coronary total occlusion，ATO）患者CCC的特征將有很大意義。冠狀動脈慢性完全閉塞（chronic total occlusion，CTO） 病變形成的側支循環相對良好，對其研究也相對充分［8-9］；而ATO時形成的側支循環相對不良，研究較少。本研究擬評估急性ST段抬高型心肌梗死（acute ST-segment elevation myocardial infarction，STEMI）并且只有一支主要心外膜ATO時CCC的影像學特點，并與CTO時的CCC特點進行比較。

1 對象與方法

1.1 研究對象

收集2016年9月至2017年9月在蘭州大學第一醫院住院的625例STEMI患者及2015年9月至2018年6月住院的211例冠狀動脈造影提示CTO的患者資料。納入標準：（1）STEMI患者發病時間不超過72 h，且冠狀動脈造影提示靶血管為ATO；（2）STEMI患者合并且只有一支主要心外膜ATO；（3）CTO患者符合CTO診斷標準。ATO指急性心肌梗死患者行冠狀動脈造影發現相關冠狀動脈完全閉塞，前向血流心肌梗死溶栓治療試驗（thrombolysis in myocardial infarction，TIMI）血流分級0級；CTO指冠狀動脈造影時發現前向血流TIMI血流分級0級且閉塞時間≥3個月的冠狀動脈完全閉塞病變。STEMI患者經冠狀動脈造影發現ATO共291例。排除標準：（1）大于一支主要心外膜ATO；（2）左主干閉塞；（3）既往有經皮冠狀動脈介入治療（percutaneous coronary intervetion，PCI）或冠狀動脈旁路移植術（coronary artery bypass grafting，CABG）史；（4）腎疾病史；（5）自身免疫性疾病史；（6）惡性腫瘤；（7）嚴重感染。最終共入選209例ATO和80例CTO患者，共289例患者，其中男性168例（58.1%），平均年齡（60.9±12.0）歲。根據發病時間將ATO患者分為第1～4組，相應發病時間為≤3 h、3～6 h、6～12 h、12～72 h，CTO患者（發病時間≥3個月）為第5組。

1.2 冠狀動脈造影

患者平臥于導管床上，常規消毒鋪巾，以1%利多卡因局部麻醉后使用seldinger穿刺技術穿刺右側橈動脈，成功后置入6 F或7 F動脈鞘，如穿刺失敗或其他原因導致不能使用右側橈動脈入徑，則按上述穿刺方法改為左側橈動脈或右側股動脈入徑，經鞘管注入肝素3000 U，在0.035 in（1 in=2.54 cm）導引導絲引導下送左、右冠狀動脈共用的Outlook Tig造影導管（泰爾茂公司，日本）分別至左、右冠狀動脈狀動脈口進行選擇性冠狀動脈造影，若共用造影導管不能到位，則送入左或右冠狀動脈造影導管（強生公司，美國）行選擇性左、右冠狀動脈狀動脈造影。造影機使用西門子第三代Artis Zee Ceiling C臂數字減影血管造影機（西門子公司，德國），高壓注射器系統使用西門子Acist CViTM系統（西門子公司，德國）；采集影像為15幀/秒，右冠狀動脈造影時推注壓力300 psi（1 psi=6.89 kPa），總量6 ml，流速3 ml/s，左冠狀動脈造影時推注壓力500 psi，總量8 ml，流速4 ml/s。左冠狀動脈造影一般為5個投照體位，分別是正頭位、右肩位、肝位、蜘蛛位和左肩位；右冠狀動脈造影一般為兩個投照體位，分別為正頭位和左前斜位，術者可根據具體情況增減其他投照體位。每次采集時間不小于3個心動周期，通常為3～5個心動周期。對比劑選用碘海醇注射液（歐乃派克）。造影完成后影像儲存于導管室影像數據庫中備用。兩名對受試者臨床信息單盲、經驗豐富的介入心臟病專家從數據庫中調出相關患者影像資料，進行血管造影圖像分析，包括冠狀動脈病變評估和CCC的Rentrop分級評定。

1.3 Rentrop分級［10］

Rentrop分級是根據冠狀動脈造影肉眼評定CCC級別的一種方法，分為4級：0級，未見側支血管灌注；1級，可見側支血管緩慢充盈，隱約顯像，但對比劑未到達被灌注動脈的心外膜部分；2級，可見側支血管，心外膜動脈部分被灌注，對比劑充盈和排出時間均延長；3級，可見側支血管，心外膜動脈完全被灌注，迅速顯影，對比劑充盈和排出時間接近正常。本研究定義Rentrop分級0～1級為側支循環不良、Rentrop分級2～3級為側支循環良好。

1.4 Gensini評分［11］

Gensini評分系統來自美國心臟病協會所規定的冠狀動脈血管圖像記分分段評價標準，即狹窄程度以最嚴重處為標準：狹窄直徑＜25%，1分；25%～50%，2分；50%～75%，4分；75%～90%，8分；90%～99%，16分；≥99%，32分。根據不同冠狀動脈分支將以上得分乘以相應系數，左主干病變×5；左前降支病變近端×2.5，中段×1.5；對角支病變第一對角支×1，第二對角支×0.5；左回旋支病變近端×2.5，遠端×1；右冠狀動脈病變近、中、遠和后降支均×1。各病變支得分相加即為患者的冠狀動脈病變狹窄程度總評分。

1.5 觀察指標

采用Rentrop分級方法對CCC進行評價，分別評價同側及對側的側支循環分級水平，取兩者較高分級水平為相關閉塞動脈側支循環的分級水平［10］。采用Gensini評分系統評價患者整體冠狀動脈病變狹窄程度，記錄患者閉塞動脈、冠狀動脈優勢和左前降支是否繞過心尖，然后分析這些因素對側支循環Rentrop分級的影響［11］。

1.6 統計學分析

所有數據采用SPSS 22.0進行處理。正態分布計量資料以±s表示，多組間比較使用多因素方差分析；計數資料使用例（百分比）表示，多組間比較采用卡方檢驗。采用Spearmam法分析冠狀動脈側支循環分級水平與發病時間的相關性。正態性分布采用Kolmogorov-Smirnov檢驗。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 患者基線資料情況

5組患者性別、年齡及Gensini評分比較，差異均無統計學意義（均P＞0.05）；第1組、第2組、第3組、第4組及第5組患者側支循環不良比例比較（85.7%比80.9%比65.7%比58.0%比2.5%，P＜0.001），差異有統計學意義（表1）。5組患者同側側支循環Rentrop分級比較，差異有統計學意義（P＜0.001）；第1組、第2組、第3組及第4組比較，差異無統計學意義（P=0.420，圖1 A）。5組患者對側側支循環Rentrop分級比較，差異有統計學意義（P＜0.001）；第1組、第2組、第3組及第4組比較，差異無統計學意義（P=0.737，圖1 B）。5組患者側支循環最終Rentrop分級比較，差異有統計學意義（P＜0.001）；第1組、第2組、第3組及第4組比較，差異有統計學意義（P=0.039）；第1組、第2組及第3組比較，差異無統計學意義（P=0.145，圖1 C）；Spearman相關分析法顯示，Rentrop分級水平與閉塞時間相關（r=0.577，P＜0.001）。根據閉塞時間分為三組［≤12 h組（159例）、12～72 h組（50例）及≥3個月組（80例）］結果顯示，三組患者Rentrop分級比較，差異有統計學意義（P＜0.001，圖1 D）；Spearman相關分析法顯示，Rentrop分級水平與閉塞時間相關（r=0.572，P＜0.001）。

2.2 不同情況冠狀動脈Rentrop分級比較

左前降支、左回旋支及右冠狀動脈同側側支循環Rentrop分級比較，差異無統計學意義（P=0.065，圖2 A）；但對側側支循環及最終Rentrop分級比較，差異均有統計學意義（均P＜0.05，圖2 B～C）。左優勢型冠狀動脈、均衡型冠狀動脈、右優勢型冠狀動脈同側側支循環、對側側支循環及最終Rentrop分級比較，差異均無統計學意義（均P＞0.05，圖3）。左前降支是否繞過心尖同側側支循環、對側側支循環及最終Rentrop分級比較，差異均無統計學意義（均P＞0.05，圖4）。

3 討論

CCC是冠狀動脈之間的相互連接，無論是否有冠狀動脈疾病它都存在［12］。作為自然旁路，當正常前向血流受損時，CCC為缺血心肌區域提供了另一種血流來源。在動脈狹窄時，側支重塑過程導致側支血管直徑增加，使其將大量血流有效地輸送到缺血組織［13］。相反，在沒有阻塞性冠狀動脈疾病的情況下，側支循環是原生的，是在沒有冠狀動脈狹窄的情況下預先存在的。與普遍看法相反，側支循環可輸送的血流量是比較大的［14］。在ATO時，側支循環是否良好是心肌梗死嚴重程度的重要決定因素［15-18］。在冠心病的慢性期（包括CTO），側支循環可以有效地給狹窄或閉塞的冠狀動脈供血，良好的側支循環也是CTO介入治療成功的關鍵。

表1 患者基線資料

圖1 患者Rentrop分級比較 A．同側側支循環Rentrop分級比較：5組患者比較，P＜0.001；第1組、第2組、第3組及第4組比較，P=0.420；B．對側側支循環Rentrop分級比較：5組患者比較，P＜0.001；第1組、第2組、第3組及第4組比較，P=0.737； C．循環側支最終Rentrop分級：5組患者比較，P＜0.001；第1組、第2組、第3組及第4組比較，P=0.039；第1組、第2組及第3組比較，P=0.145；Spearman相關分析法顯示，Rentrop分級水平與閉塞時間相關系數r=0.577（P＜0.001）；D．根據不同時間分為3組（≤12 h組、12～72 h組及≥3個月組），三組患者比較，P＜0.001；Spearman相關分析法顯示，Rentrop分級水平與閉塞時間相關系數r=0.572（P＜0.001）。

注： LAD，左前降支；LCX，左回旋支；RCA，右冠狀動脈圖2 不同閉塞冠狀動脈Rentrop分級比較 A. 同側側支循環Rentrop分級比較（P=0.065）；B. 對側側支循環Rentrop分級比較（P=0.004）；C. 側支循環最終Rentrop分級比較（P＜0.001）

圖3 不同冠狀動脈優勢Rentrop分級比較 A．同側側支循環Rentrop分級（P=0.609）；B．對側側支循環Rentrop分級（P=0.402）；C．側支循環最終Rentrop分級（P=0.098）

圖4 左前降支是否繞過心尖Rentrop分級比較 A．同側側支循環Rentrop分級（P=0.740）；B．對側側支循環Rentrop分級（P=0.203）；C．最終Rentrop分級（P=0.389）

本研究發現，與CTO相比，在冠狀動脈急性閉塞72 h內，CCC不論同側還是對側的Rentrop分級差異無統計學意義；與CTO及ATO 12～72 h相比，CCC最終的Rentrop分級在≤12 h（即≤3 h、3～6 h、6～12 h三組之間）差異無統計學意義；＞12 h后，與血管閉塞時間呈正相關，閉塞時間越長，側支循環Rentrop分級水平越高，這與冠狀動脈急性閉塞后側支重塑需要一定時間有關［19］。CCC形成方式按照其發生發展過程主要有以下三種方式［19］：（1）擴張，指原有的側支循環微血管擴張、開放，從無功能到有功能的發展；（2）增粗，指血管管壁細胞進行分裂增殖，使血管直徑增大；（3）新生，指血管內皮細胞進行增生，形成新的側支循環微血管，這個過程需要10～14 d。在單個側支血管進行重塑的同時，側支血管的數量也發生明顯變化，Fulton等［20］發現側支血管口徑從非冠心病時的10～200 μm增加到冠心病時的100～800 μm。在冠心病發展過程中，這種側支動脈口徑的增加伴隨著側支動脈數量減少的過程，稱為側支修剪［21］。根據病理生理學及Hagen Poiseuille定律，修剪被認為是一種有效減少血管阻力的方法，因為相對于小血管數量的大量增加，少量血管口徑的明顯增加對整體血流量的增加更加有效［21］。這種修剪從整體上促進了CCC的成熟。因此，在冠狀動脈急性閉塞期其相應的側支血管沒有進行充分的重塑和修剪，則側支循環分級也較低。

一般來講，發出側支血管的冠狀動脈都有不同程度的狹窄病變，這種狹窄病變導致血流對不同部位的壓力不一樣，不同壓力部位的側支流體剪切力不同，剪切力大的部位其側支循環發育相對成熟，反之亦然［22］。當冠狀動脈閉塞血流突然中斷時，這些側支循環迅速開放，各自根據自身的剪切力不同而發生不同變化，剪切力相對小的側支，可能逐漸退化，剪切力大的側支可能越來越成熟［21-22］。

本研究發現，不同閉塞血管的Rentrop分級水平明顯不同，右冠狀動脈閉塞的分級水平最高，左前降支次之，左回旋支最低。同側分級水平有差異但沒有統計學意義，而對側及最終Rentrop分級水平有顯著差異。ATO時，首先突然增加了預先存在的冠狀動脈側支循環兩端的壓力階差，在側支循環血管內形成強大的剪切力，從而促進側支循環急性擴張開放，隨后逐漸進行重塑及修剪，最終形成一定成熟度的CCC［23-24］。也就是說，急性閉塞后，有兩個因素決定了側支循環的Rentrop分級水平，一是側支循環兩端的壓力階差，二是預先存在的側支循環發育情況。根據解剖學，左前降支直接延續了左主干，當右冠狀動脈閉塞后，左前降支與右冠狀動脈之間的側支循環所受的壓力階差可能最大，導致了右冠狀動脈閉塞時側支Rentrop分級水平最高，其他兩支血管也可同樣解釋。

綜上所述，對于STEMI合并ATO患者，根據冠狀動脈造影來分析，冠狀動脈閉塞時間對CCC的影響很大，閉塞時間越長，Rentrop分級水平越高（即使是在STEMI急性期也是如此），兩者呈較強正相關關系；同時閉塞血管也對冠狀動脈側支循環有較大影響，右冠狀動脈閉塞時Rentrop分級水平最高，左前降支次之，左回旋支最低；不論閉塞時間長短，冠狀動脈同側側支循環的Rentrop分級水平比對側要低。