经胸心脏超声震波促心肌血运重建—治疗复杂冠心病的新方法

作者:郭涛[1] 
单位:云南省阜外心血管医院[1]

   关键词:经典2010  CSWT  开胸冠脉搭桥  冠脉介入  心血管疾病

   冠心病(CAD)是粥样硬化斑块导致冠状动脉管腔狭窄/痉挛/闭塞、心肌缺血/损伤/坏死的缺血性心脏病,2000多年前汉墓女尸的心脏已存CAD证据足见其古老而重大,随着人类饮食习惯变化和老龄化、城市化,CAD因病程长难根治、病死病残率高、资源耗费巨大对人类构成严重威胁。1991年我国15岁以上人群中心肌梗死患病率高达181例/10万人,比1976年增长10倍,即使在开胸冠脉搭桥(GABG)、冠脉介入(PCI)和特效新药广泛应用的今天,CAD的发病率和患病率仍不断攀升,全国每年为CAD诊断/治疗/预防/康复耗资近3000亿元且持续增加,2030年可能高达1.3万亿,给社会、家庭和患者造成巨大灾难。2003年9月,有制造震波碎石设备丰富经验的瑞士STORZ医疗公司在欧洲心脏病大会上展出经胸心脏超声震波治疗(CSWT)系统样机,引起医学界极大关注。本文介绍CSWT新疗法。


1
 现有CAD疗法存在缺陷

   人类与CAD殊死搏斗百年来,获得诺贝尔奖的CABG和b阻滞剂,以及PCI(球囊扩张/支架植入/斑块切割与旋磨/血栓抽吸)、溶栓药、抗血小板药、他汀类调脂药、ACEI/ARB类药、激光心肌打孔、动脉内反搏、心脏移植、生活方式干预等不断改进与推广,使CAD治疗的效果显著改观,但现有疗法均存在疗效有限或并发症凶险或技术复杂或费用昂贵等难于克服的缺陷。桥血管和支架内再狭窄或支架内血栓仍然是PCI/CABG难于克服的严重并发症,且由于技术和设备缺乏,获益最多的急诊血运重建技术在国内多数基层医院未能常规开展。基因搭桥、微创机器人搭桥和极有前景的干细胞移植疗法均尚处于研发期,加之经济贫困/宗教习俗/禁忌症等诸多限制,许多患者不能够/不愿意/不适于或无效于上述疗法,现有疗法尚不能根治CAD,已得到现行规范化一/二级预防干预的CAD患者也存在病死/病残的极高残余风险,许多家庭因病返贫、因病致贫。


2
 CSWT的显效机理

   CSWT是一种向缺血心肌靶向释放受控物理能量的非药物、非创伤性CAD治疗新技术,超声震波的震荡频率0.1~0.2兆赫,能量密度0.04~0.09mJ/mm,仅为震波碎石的十分之一,震波源发出的脉冲式超声经聚焦和水垫藕合,穿透并深达15cm的胸内软组织,借助机载同轴实时超声心动图影象精确定位于缺血区心肌,以实时体表心电图R波为触发信号,确保超声震波只在心电活动的绝对不应期发放。以高频机械震动为本质的超声脉冲能量进入心肌后,在组织/细胞微环境中产生高剪切力和空穴效应,空穴效应中微气泡形成与破裂交替的过程产生超微气流、内向爆破力等导致组织超微结构形变,诱导缺血靶区心肌细胞高表达血管内皮生长因子(VEGF)、一氧化氮(NO)、白介素-8(IL-8)等多种细胞因子及其受体,促进心肌内微血管床的修复性再生,发挥促心肌血运重建的治疗作用,改善缺血靶区心肌灌注,提高心脏射血分数,减少左心室重构,缓解心绞痛(1~3)。反复释放的超声能量还可提高内皮源性一氧化氮合酶(NOe)活性,降低肿瘤坏死因子及其它炎性细胞因子水平,发挥抗炎、稳定斑块作用。超声能量向缺血心肌脉冲式释放发挥的生物学靶向治疗效应好比“超声搭桥”。Shimokawa等报道体外培养人脐静脉内皮细胞在超声震波作用下显著上调血管内皮生长因子(VEGF)mRNA及其受体fms样酪氨酸-1的表达;CSWT治疗增加猪心肌缺血模型的心肌毛细血管密度,左室射血分数、室壁厚度和局部心肌血流与对照组比较均有改善。多项动物和临床实验也提示CSWT可诱发缺血心肌内血管新生和侧枝循环建立,缓解缺血症状、提高运动耐量,未引发疼痛、干扰心率/血压/呼吸和高心肌酶血症等不良后果(图1、图2)。

     

图1 CSWT治疗实况                图2 CSWT治疗原理

  

3 CSWT的应用现状

   Raimund Erbel等分别将CSWT运用于已接受过PCI/CABG治疗仍频发胸痛的终末期CAD患者,实施方法:患者清醒、安静卧位,暴露胸部,借助机载同轴实时超声探查,经胸骨旁左室长/短轴和心尖四腔切面选定3个缺血节段作为治疗靶区,调整震波源与患者胸壁的距离、方位和角度,确保R波同步触发震波释放,能量密度0.04~0.09mJ/mm,每个靶区各选9个梗死心肌与正常心肌过渡区域为震波治疗靶点,每点发放200次震波,历时约30分钟。每周治疗3天,每月治疗1周,3个治疗月为1个疗程。结果显示患者症状显著减轻,运动耐量和心肌灌注改善(4~6)。2009年欧洲心脏病年会发布德国、日本和瑞士5年临床研究结果:接受CSWT治疗的23例患者5年后CCS分级、最大运动耐量、每周服用硝酸酯类药量、每月住院次数、SPECT心肌灌注水平均比治疗前有统计学意义的改善,5年死亡率8.6%。与安慰剂比较,CSWT缓解患者心绞痛症状,提高经心肺功能监测最大氧摄取量计算的心肌缺血阈值。PCI/CABG后仍反复心绞痛CAD患者的心绞痛频度减少,显著降低了再次心肌梗死率和死亡率,增加患者运动耐力、显著改善生活质量。A Gutersohn等将CSWT用于22名CAD患者的左室前壁和间隔部心肌,随访6个月,SPECT显示治疗区域的心肌血液灌流明显增加,患者治疗中及治疗后无心律失常、心绞痛发作(7~13)。2008年昆明医学院承担云南省重大科技攻关课题“经胸心脏超声震波治疗复杂冠心病应用研究”,率先在国内建立CSWT治疗室,对经规范药物/PCI/CABG等治疗仍反复心绞痛的34例CAD患者实施CSWT。初步结果提示研究组心绞痛分级和硝酸甘油用量减少,负荷状态下心肌局部收缩功能明显改善,纽约心功能分级(NYHA)、西雅图心绞痛量表(SAQ)、6分钟步行距离(6MWT)、核素心肌灌注扫描(MPI)和反映局部心肌收缩功能的收缩期峰值应变率(PSSR)等指标呈改善趋势(14~15)。与创伤性PCI/CABG相比,CSWT似为一项无创/安全/有效的新型血管再生疗法。

4 CSWT的应用前景

   CSWT虽已在日本、欧洲以及我院的前期研究中应用于难于再次接受CABG和/或PCI的终末期CAD患者,显示出满意疗效、安全性和易推广性,但在中国CAD患者中怎样挑选适应症?精标治疗靶区的范围、深度、角度?优选单次能量和累积能量?合理安排随访和评价指标?等确保高效/安全的技术细节,尚待深入研究(16~17)。我国尤其西部极不发达,拥有大型尖端设备和技术力量的医院十分有限,在仅能为少数CAD患者实施高难度、高风险、高费用的CABG/PCI/正规药物治疗现状下,已给医保制度、社会和家庭造成巨大压力,众多未获规范治疗的患者病死/病残率更高。CSWT一旦成功引进和改进,证实其不仅对终末期而且对未能获得PCI/CABG治疗的广大中国CAD患者安全、有效,将改变目前困境,为我国治疗CAD开辟一条无创、简便、经济、快捷、易于推广的全新途径,为遏制CAD危害发挥极大的社会和经济效益。

  

参考文献

   1. Gutersohn A, Gaspari G. Shock waves upregulate vascular endothelial growth factor m-RNA in human umbilical vascular endothelial cells. Circulation. 2000, 102(supll):1-18.

   2.Erbel R, Gutersohn A. Cardiac shock wave therapy, a successful workshop at ESC 2003 [DB/OL]. http: //www. storzmedica.l ch/English/News, 2003-09-01.

   3. Wang CJ, Wang Fs, Yang KD,et al Shock wave therapy induices neovascularization at the tendon-bone junction.A study in rabbits.J Orthop Res 2003;21:984-989.

   4.Nishida T, Shimokawa H, Oi K,et al. Extracorporeal cardiac shock wave therapy markedly ameliorates ischemia-induced myocardial dysfunction in pigs in vivo. Circulation. 2004;110(19):3055-61.

   5.Mariotto,S.,Cavalieri,E.,Amelio,E., et al. Extracorporeal shock waves: from lithotripsy to anti-inflammatory action by NO production. Nitric Oxide. 2005,12:89–96.

   6.  Anna R., Alessandra Carcereri., Ernesto Amelio., et al. Nitric oxide mediates anti-inflammatory action of extracorporeal shock waves. FEBS Letters, 2005, 579:6839–6845.

   7. 杨萍,郭涛.体外震波治疗终末期冠心病.心血管病学进展,2006,27(1):27-31.

   8.Fukumoto Y, Ito A, Uwatoku T, et al. Extracorporeal cardiac shock wave therapy ameliorates myocardial ischemia in patients with severe coronary artery disease. Coron Artery Dis. 2006,17:63-70.

   9.Khattab AA, Brodersen B, Schuermann-Kuchenbrandt D,et al. Extracorporeal cardiac shock wave therapy: first experience in the everyday practice for treatment of chronic refractory angina pectoris. Int J Cardiol. 2007,121:84-5.

   10.Uwatoku T, Ito K, Abe K et al.Extracorporeal cardiac shock wave therapy proves left ventricular remodeling after acute myocardial infarction in pigs. Coron Artery Dis. 2007;18(5):397-404.

   11. Sofia Mariotto ,et al.Extracorporeal Shock Wave Therapy in Inflammatory Diseases: Molecu-lar Mechanism that Triggers Anti-Inflammatory Action. Current Medicinal Chemistry, 2009, 16, 2366-2372.

   12. Christian Prinz,et al. Extracorporeal Cardiac ShockWave Therapy Ameliorates Clinical Symptoms and Improves RegionalMyocardial Blood Flow in a Patient with Severe Coronary Artery Disease and Refractory Angina. Hindawi Publishing Corporation Case Reports in Medicine Volume. 2009, 639594, 3 -10.

   13. Daniel Zimpfer.  angiogenesis in ischemic heart failure Direct epicardial shock wave therapy improves ventricular function and induces. J Thorac Cardiovasc Surg. 2009;137:963-970

   14. 王钰,郭涛,蔡红雁,等.体外心脏震波治疗难治性冠心病应用初探.Clinical Cardiology(中文版),2009,32:470.

   15. Wang Y, Guo T, Cai HY, et al. First Experience of extracorporeal cardiac shock wave therapy for treatment of severe coronary artery disease. Clinical Cardiology.32(suppl):257.

   16. 孙帅,郭涛.体外震波治疗冠心病. 中国心血管病研究, 2009,04(7):315-317.


    2010/9/4 0:56:52     访问数:1217
    转载请注明:内容转载自365医学网

大家都在说       发表留言

2010/9/4 15:58:33
吴奇志:拜读了
2010/9/4 14:00:43
刘进民:值得学习
客服中心 4000680365  service@365yixue.com
编辑部   editor@365yixue.com

365医学网 版权所有 © 365heart All Rights Reserved.

京ICP备12009013号-1
京卫网审[2013]第0056号
京公网安备110106006462号
京ICP证041347号
互联网药品信息服务资格证书(京)-经营性-2018-0016  
搜专家
搜医院
搜会议
搜资源
 
先点击
再选择添加到主屏