Medicine

测量心肌乳酸生成用于诊断冠状动脉微血管痉挛

Published: September 17, 2021 doi: 10.3791/62558

Jun Takahashi¹, Akira Suda¹, Satoshi Yasuda¹, Hiroaki Shimokawa¹

¹Department of Cardiovascular Medicine, Tohoku University Graduate School of Medicine

Summary

冠状动脉痉挛激发试验期间心肌乳酸生成（冠状动脉-静脉血清乳酸水平差异）被认为是反映乙酰胆碱诱导的微血管痉挛引起的心肌缺血的高敏感标志物。本文介绍了评估心肌乳酸生成以诊断冠状动脉微血管痉挛的程序。

Abstract

在约四分之一的心绞痛和非阻塞性冠状动脉患者中，心绞痛发作期间冠状动脉造影未发现心外膜痉挛。由于这些患者在静息和发作时的压力率乘积几乎相同，因此冠状动脉血流量减少而不是心肌耗氧量增加可能是心肌缺血的原因，表明与冠状动脉微血管痉挛（MVS）有实质性关系。心肌乳酸生成，可定义为心肌乳酸提取比值（乳酸浓度的冠状动脉-静脉差与动脉浓度之比值），被认为是支持新出现的心肌缺血的客观证据的指示。因此，在乙酰胆碱（ACh）激发试验期间监测心肌乳酸生成以及胸痛和缺血性心电图变化的出现对于检测 MVS 的实体具有重要价值。实际上，在将增量剂量的ACh（20,50和100μg）施用于左冠状动脉（LCA）1分钟后，从LCA口和冠状窦收集1mL血液的配对样品，用于通过校准的自动乳酸分析仪测量乳酸浓度。然后，尽管没有血管造影可证明的心外膜冠状动脉痉挛，或者在整个 ACh 激发试验中发生之前，但心肌乳酸提取率为阴性可以通过心肌乳酸提取率来确认 MVS 的发展。总之，评估心肌乳酸生成对于MVS的诊断至关重要且有价值。

Introduction

最近的研究表明，非阻塞性冠状动脉缺血（INOCA）主要由功能性冠状动脉运动障碍引起，包括心外膜和微血管痉挛¹。心外膜和/或微血管水平冠状动脉血管收缩功能障碍的诊断通常需要在冠状动脉造影期间使用药物血管活性药物（如乙酰胆碱（ACh））进行冠状动脉内激发试验²。许多 INOCA 患者在冠状动脉造影上没有心外膜痉挛，尽管冠状动脉内^{ACh 3} 后出现心绞痛发作和缺血性心电图（ECG）改变。由于这些患者在静息和发作时的压力率乘积几乎相同，因此冠状动脉血流量减少而不是心肌耗氧量增加可能是心肌缺血的原因，表明与冠状动脉微血管痉挛（MVS）有实质性关系。此外，四分之一的血管痉挛性心绞痛（VSA）患者似乎也与心绞痛有关⁴。

由于没有技术可用于在体内可视化人体冠状动脉微血管，因此 MVS 被定义为在没有心外膜痉挛（90%）冠状动脉激发试验的情况下与常见胸痛再现相关的缺血性心电图变化⁵。通常，在发生缺血时，心肌乳酸消耗减少，并且随着心肌缺血严重程度的增加，发生向乳酸生成转移^6,7。因此，额外的心肌乳酸生成测量被认为有助于确认激发试验期间 ACh 诱导的微血管心肌缺血 ^3,4,8。在这里，目前的方案提供了用于诊断 MVS 的冠状窦（CS）乳酸测量值。

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Protocol

根据《赫尔辛基宣言》中的伦理原则，在ACh激发试验中测量心肌乳酸生成以评估冠状动脉血管反应性，该方案已获得东北大学伦理委员会的批准（No.2016-1-643）。所有患者在手术前均提供书面知情同意书。在本文中，按照日本流通学会⁹ 的指南进行了 ACh 激发测试。

1. 程序准备

确保在接受 ACh 激发试验以诊断血管痉挛引起的 VSA 和/或微血管性心绞痛（MVA）的患者中测量心肌乳酸生成。
确保患者在导管插入术研究前至少 48 小时停用所有血管活性药物以准确诊断，包括钙通道阻滞剂、长效硝酸盐和尼可地尔⁹。
在穿刺部位剃毛，包括腹股沟区域和手腕。

2. ACh 激发试验前插入导管

在穿刺部位使用皮下注射 1% 利多卡因进行局部麻醉，以插入静脉内和桡动脉鞘。
注意：麻醉效果是通过用针刺破麻醉区域的疼痛感来确认的。
在超声引导下，通过右侧或左侧股静脉放置两个 5 Fr 静脉鞘。
注意：一个静脉鞘用于在冠状动脉内 ACh 后出现严重心动过缓的情况下在右心室插入临时起搏电极。另一种是 CS 导管获取血液样本以测量 CS 中的乳酸水平。
将 5 或 6 Fr 动脉鞘穿过桡动脉或股动脉。
在冠状动脉器械前静脉注射肝素（50 至 70 U/kg）以达到治疗性抗凝（活化凝血时间 ~250 秒）。
将 5 Fr 或 6 Fr Judkins 左导管通过桡动脉或股动脉插入 LCA。
注意：通常的导管操作是使用 Judkins 左导管进行的。
将 CS 导管从位于右股静脉的静脉鞘推进到右心房，因为通常使用亲水涂层 Amplatz 左导管。
通过检测LCA血管造影静脉期的CS图像，提前确认CS的配置及其在右心房中的孔口位置（图1A）。
通过在右心房逆时针转动导管，以左前斜（LAO）视图将 Amplatz 左导管插管到 CS 中。
通过从导管末端注射造影剂，验证导管是否插管到CS中，并且其在CS中的位置是否足够（图1B）。
注意：LCA 血管造影的静脉期确认导管是否插管到 CS 中。
同时从 CS 和 LCA 开口采集一对血液样本，以检查基线时的心肌乳酸代谢。然后，使用配备自动乳酸测量功能的血气分析测量这些样品中的乳酸水平。

3. ACh 激发试验期间心肌乳酸产生的测量

在适当的投影下进行基线左冠状动脉造影，以确保每个冠状动脉分支的最佳分离，冠状动脉内注射 ACh 后的连续血管造影应在同一投影中进行。
注意：由于冠状窦从 LCA 的灌注区域排出血液，而不是从右冠状动脉排出血液，因此只有在 ACh 激发试验期间才能评估 LCA 的心肌乳酸产生 ^8,10。
在20秒内以累积方式（ACh 20、50和100μg，在10mL溶液中）将ACh注入冠状动脉，仔细监测血压和12导联心电图（ECG）。当发生胸痛或任何心电图 ST 段改变时进行冠状动脉造影，或在完成每次 ACh 注射后常规进行冠状动脉造影 ^9,11。
从LCA口和CS收集1mL血液的配对样品，以在给予LCA每次剂量的ACh后1分钟测量乳酸浓度，并使用校准的自动乳酸分析仪测定乳酸浓度。
通过将乳酸浓度的冠状动脉动静脉差异除以动脉乳酸浓度来计算乳酸提取率（LER），如下所示 ^4,8,10：
LER =（动脉乳酸浓度 [mmol/L] - 冠状动脉静脉乳酸浓度 [mmol/L]）/动脉乳酸浓度（mmol/L）。
注：由阴性 LER 定义的心肌乳酸产生是支持新出现的心肌缺血的客观证据 ^4,8,10。因此，在 ACh 激发试验期间，在没有血管造影明显的心外膜冠状动脉痉挛发生的情况下或之前，MVS 作为心肌乳酸产生（阴性 LFR）的发生变得可识别³。
如果诱发心外膜冠状动脉痉挛，则在LCA中给予5mg硝酸异山梨酯。在冠状动脉最大扩张时，立即进行冠状动脉造影。
1. 同时，从 LCA 口和 CS 收集 1 mL 血液样本，以测量 ACh 诱导的痉挛缓解后的乳酸浓度。

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Representative Results

一名无冠状动脉危险因素的 56 岁女性在休息时出现短暂的胸部不适。她接受了 ACh 激发试验和心肌乳酸生成测量以诊断 MVS。 如图 2 所示，在将 100 μg ACh 施用于 LCA 后立即注意到胸痛、缺血性心电图改变和阴性 LER。尽管如此，在血管造影中没有观察到相关的心外膜冠状动脉痉挛。因此，她被诊断为患有MVS。有趣的是，即使在将硝酸异山梨酯（ISDN）施用到 LCA 中后，她的 LER 仍持续阴性，这表明由于冠状动脉前动脉中一氧化氮的生物利用度受损导致的心肌缺血延长。

图 1：用于测量 LCA 和 CS （LAO 50°）中乳酸浓度的血液采样设置。 将 Judkins 左侧导管引入 LCA（黑色箭头）。为了检测 CS 孔口并可视化其整个结构，LCA 血管造影的静脉期（白色箭头）适用（A）。关于在 LCA 血管造影的静脉期获得的 CS 成像，将 Amplatz 左导管（白色轮廓箭头）通过右侧股血管通路可靠安全地插入 CS（白色箭头）（B）。CS 提示冠状窦;LAO为左前斜肌;LCA是左冠状动脉。请点击这里查看此图的较大版本.

图 2：一名 56 岁反复静息心绞痛发作的女性患者在 ACh 激发试验期间的冠状动脉造影、心电图变化和乳酸水平。 基线冠状动脉造影LCA和心电图结果正常（A）。冠状动脉内 100 μg ACh 诱导其常见症状的再现，并在 V_2-V ₄ 中显着的 ST 段压低（红色箭头），但未观察到心外膜冠状动脉血管收缩（B）。总结了整个ACh激发试验中心肌乳酸代谢的变化（C）。LER计算为乳酸浓度与动脉浓度的冠状动脉动静脉差值，在给予100μg乙酰胆碱后立即变为阴性，反映心肌缺血。ACh表示乙酰胆碱;CS是冠状窦;ISDN是硝酸异山梨酯;LCA是左冠状动脉;LER是乳酸提取率。请点击这里查看此图的较大版本.

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Discussion

在冠状动脉造影期间，可以通过使用 ACh 或麦角新碱进行额外的药理激发试验来检测增强的冠状动脉血管收缩。即使是现在，也没有技术可以直接可视化冠状动脉微血管系统来评估其体内功能，尽管在ACh激发试验中没有心外膜冠状动脉痉挛，但微血管水平冠状动脉痉挛的发生只能通过常见症状的再现和缺血性心电图变化来推断。值得注意的是，对心肌乳酸产生的额外测量是心肌缺血的高度敏感的替代标志物，可在整个激发试验中客观地证实心肌缺血的存在。Mohri 等人证明，在 11 例无心外膜冠状动脉痉挛的患者中，有 9 例（82%）在冠状动脉内 ACh 诱导的心绞痛发作期间观察到心肌乳酸的产生。然而，在 10 例非典型胸痛患者中，没有一例表现出 ACh³ 诱导的心外膜收缩程度相当。此外，约 25% 的心外膜冠状动脉痉挛引起的血管痉挛性心绞痛（VSA）患者可能与 MVS⁴ 相关。它们在女性中普遍存在，并且通常具有长期和耐药性癫痫发作⁴。由于在血管造影心外膜痉挛发生之前，可以通过心肌乳酸生成来检测新出现的 MVS⁸，因此可以将高危 VSA 患者与仅患有心外膜痉挛的患者一起解剖微血管和心外膜痉挛患者。

从技术角度来看，在 ACh 激发试验期间测量心肌乳酸生成是安全且直接的。事实上，手术的成功取决于插管成 CS。因此， 如图 1 所示，在尝试将导管插入 CS 之前，利用 LCA 血管造影的静脉相成像确定 CS 孔口的位置至关重要。该过程有助于轻松插管到 CS 中并预防并发症，包括 CS 夹层、CS 或右心房穿孔以及由此产生的心包填塞。实际上，在先前对 198 名患者进行的研究中，这些患者在 ACh 激发试验期间接受了心肌乳酸生成评估，没有注意到与插管到 CS 相关的并发症⁸。

然而，偶尔会出现无法插入导管以将血样收集到 CS 中的情况。CS 口到右心房的解剖位置是成功插管的关键点。当 Amplatz 左导管从右股静脉推进时，如果 CS 口离下腔静脉开口太近或太远，则将导管插入 CS 通常很棘手。在这种情况下，必须将 CS 导管的血管通路从股静脉改为颈内静脉，以完全插管到 CS。相比之下，全身肝素化手术存在出血并发症的风险。因此，应根据 ACh 激发试验期间评估心肌乳酸生成的临床风险和获益来确定 CS 导管穿刺部位的变化。

总之，测量心肌乳酸生成对于 MVS 的诊断至关重要且有价值，并且该过程通常安全且简单，尽管需要一些经验。

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Disclosures

H.S.从拜耳药灵株式会社和第一三共株式会社收取了讲课费，但声明与本作品没有利益冲突。所有其他作者都没有什么可透露的。

Acknowledgments

我们感谢东北大学医院导管室的所有工作人员。

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
ABL8000 FLEX blood gas analyzer	RADIOMETER, Copenhagen, Denmark	k041874	The automatic lactate analyzer
OUTLOOK	Terumo Corp, Tokyo, Japan	RQ-5JL4000	The Judkins-left catheter for coronary angiography
Ovisot for injection	Daiichi sankyo company, limited, Tokyo, Japan	871232	Injectable product of acetylcholine chloride for acetylcholine provocation testing
Supersheath	MEDIKIT CO., LTD., Tokyou, Japan	CS50P11TSM	The sheath for insertion of a catheter
Technowood SoftNAV Catheter	Technowood Corp, Tokyo, Japan	H710-FL445SH	The Amplatz-left catheter for blood sampling from coronary sinus