经胸心脏超声震波——扼制冠心病的第三把利剑?

作者:郭涛[1] 
单位:云南省阜外心血管医院[1]

  以冠脉粥样硬化、管腔狭窄/痉挛/闭塞、心肌缺血/损伤/坏死为特征的缺血性心脏病(CAD)是WHO排序第一的慢性非传染性流行病,2000多年前的汉墓女尸存CAD证据足见其古老而多发,伴随饮食习惯变化和老龄化、城市化,因病程长难根治、资源耗费巨大、CAD已跃居人类疾病死因首位。即使冠脉搭桥(GABG)、冠脉支架(PCI)和特效新药广泛应用,中国2亿多心血管病患者中每年死亡仍高达350万(平均1人/10秒),CAD诊断/治疗/预防/康复的耗资达3000亿元/年,2030年将超过1万亿,给社会、家庭和患者造成巨大灾难。迄今尚无任何方法能根治CAD,寻求更高效、安全、简便、经济的血运重建新方法必要而紧迫…2003年ESC年会首现经胸心脏超声震波治疗(CSWT),其借助定时、定位、定量释放的超声能量促缺血心肌内血管新生,可望成为新的血运重建方法,已引起国内学者关注。
一、现有CAD疗法存在缺陷 
  人类与CAD殊死搏斗近百年,获诺贝尔奖的CABG、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类药、激光心肌打孔、动脉内反搏、心脏移植、生活方式干预、基因搭桥、机器人搭桥和干细胞移植…等不断改进与推广,虽使CAD治疗显著改观,但这些疗法分别存在疗效有限、并发症凶险、技术复杂、费用昂贵、供体缺乏、存禁忌证或尚处研发期…等难于克服的缺陷。因技术或设备匮乏,虽难实现充分的心肌水平再灌注,PCI/CABG也未能在基层医院开展,经济贫困/宗教习俗/禁忌症等还使不能/不愿/不适或无效于上述疗法的许多患者面临胸痛、运动耐量降低、心衰、猝死的威胁。许多家庭因病返贫、因病致贫。CAD难根治和看病难、看病贵的国情,使探索更高效、安全、简便、经济的新疗法迫在眉睫。
二、CSWT显效的机理
   震波作为物理疗法,早已成功应用于泌尿系碎石、修复炎症劳损的神经肌肉关节和糖尿病足等。2000年以后CSWT试用于冠心病。震波治疗仪配有电磁震波源、聚焦能量的抛物面反射器、机载实时同轴超声探头和心电图同步装置。被R波触发的震波经水垫和超声藕合剂导入胸腔,聚焦于150mm深处、被同轴超声锁定的心肌缺血靶区。频率0.1~0.2兆赫、能量0.04 mJ~0.09mJ/mm2、以高频机械振动为本质的超声脉冲进入靶心肌后,衰减过程中产生剪切力和空穴效应,引起微气泡在组织/细胞微环境内交替形成和破裂,该过程产生的超微气流和内向爆破力导致组织细胞超微结构形变,诱导缺血区心肌高表达血管内皮生长因子(VEGF)、成纤维细胞生长因子(bFGF)、一氧化氮(NO)、白介素-8(IL-8)等多种促血管新生相关细胞因子及其受体,促进心肌内微血管床修复性再生,改善的心肌灌注可增强心肌收缩力,缓解心绞痛。反复释放的超声能量还提高内皮源性一氧化氮合酶(NOe)活性,下调肿瘤坏死因子及其它炎症因子表达,发挥抗炎、稳定斑块、抗心室重构等作用。CSWT发挥的生物学靶效应好比“超声搭桥”, 诱导缺血心肌内血管新生和侧枝循环建立,增加心肌内毛细血管密度、左室射血分数、局部心肌血流,缓解缺血症状和提高运动耐量,实现心肌水平再灌注。多项动物实验和临床观察提示CSWT的显效机理可能涉及机械信号向生物效应转导的多条通路。CSWT仅需碎石能量的1/10,频率极高且只在心肌绝对不应期释放,不引发疼痛、干扰心率、血压、呼吸和心肌酶学。
三、CSWT实施方法
   多数研究参照德国埃森大学推荐方案:经核素心肌显像或负荷超声定位缺血的心肌节段后,患者安静平卧,用机载超声精确核对并锁定缺血靶区,选取梗死与正常心肌交界的多个治疗点,R波触发聚焦的震波能量,经紧贴胸壁的水囊向心肌靶区释放,患者无不适可将强度渐增至0.09mJ/mm2,每次聚焦9~25个点,200击/点,每周第1、3、5天治疗,每月治疗1周,3月为1疗程,累计9次治疗,治疗过程中监测心率、血压、氧饱和度。
四、CSWT的应用现状
   Shimokawa等用震波干预体外培养的人脐静脉内皮细胞,可显著上调VEGFmRNA及受体fms样酪氨酸-1的表达,增加猪缺血模型心肌毛细血管密度、左室射血分数、室壁厚度和局部心肌血流。A Gutersohn等用CSWT治疗22名CAD患者并随访6月,SPECT显示治疗区心肌血流增加,无心律失常、心绞痛发作。Raimund Erbel和Fukumoto等将CSWT运用于接受过PCI/CABG仍频发胸痛的终末期CAD患者,可显著缓解缺血症状、提高运动耐量,不干扰心率、血压、呼吸和心肌酶学。2009年ESC发布德国、日本和瑞士5年临床研究:接受CSWT治疗的23例患者CCS分级、最大运动耐量、每周硝酸酯类用量、每月住院次数、SPECT心肌灌注水平等,均比治疗前改善,缓解心绞痛症状和提高心肌缺血阈值优于对照组。患者的心绞痛频度、再次心肌梗死率和死亡率均有降低,运动耐力和生活质量显著改善。
   作为国内首次开展CSWT治疗CAD系列研究,2008~2012年,我们在动物实验和临床观察中,分别从分子细胞、组织器官、整体水平探讨CSWT促血管生成的可能机制、不同震波能量和疗程的效果、机理、安全性、适应证、方法学(图一)。对体外培养的人脐静脉内皮细胞株(HUVECs)、131例CAD患者、,20只猪心梗模型实施震波干预,发现:0.09mJ/mm2震波能量可促进HUVECs及相关细胞因子增殖和表达;诱导猪缺血心肌内血管新生、上调促血管新生因子、重建局部心肌微循环、防止AMI后左室重构;增加CAD患者外周血VEGF、IL-8蛋白表达,促进内皮祖细胞增殖、分化。治疗初期就使患者心绞痛缓解、冠脉储备增加、多项心肌灌注指标改善、生活质量提高、恶性心律失常和心源性猝死发生率降低。对合并心衰的CHD患者,CSWT仍可发挥改善心功能指标和患者生活质量的作用。安全、无创,无需麻醉、穿刺或开胸。无心力衰竭、出血、栓塞、休克、 CSWT相关性死亡等发生,无心肌和肝肾功能损伤,未导致血栓栓塞事件。1月密集CSWT方案与经典的3月序贯方案有相同疗效,但时间、费用、依从性更佳。


图一:昆明医科大学开展CSWT临床研究

   2012年,我们为50例CAD合并慢性心力衰竭(CHF)患者实施CSWT,99mTc-MIBI/18F-FDG双核素SPECT心肌灌注显像联合多巴酚丁胺负荷超声定位并评价存活/缺血心肌。随访6月复查心脏超声、六分钟步行距离、西雅图心绞痛评分、加拿大心绞痛分级、NYHA心功分级、外周血肌钙蛋白I、脑钠肽和VEGF水平。发现:CSWT可改善心肌灌注及代谢指标,改善心室重塑及心功能、增加冠脉储备、提高生活质量,且无创、安全。CSWT可下调血浆BNP水平,改善心功能,上调血浆VEGF表达,促进心肌内血管生成。我们为62例未获血运重建的OMI患者实施CSWT,观察不同强度和范围震波后,临床转归、心肌灌注、心肌代谢、心功能指标的差异。发现CSWT改善心脏变时功能和增加诱发T波电交替的频率阈值,降低患者SCD风险。CSWT治疗3月即显示临床事件减少、减轻,心肌灌注及代谢改善,冠脉储备增加,生活质量提高,扩大震波方案优于常规方案。我们的系列研究提示:CSWT治疗CAD安全、有效、简便、经济、易重复;显效机理可能涉及复杂的机械信号转导通路;不仅接受PCI/CABG和规范药物治疗后仍心绞痛频发的终末期CAD患者是CSWT适应人群,冠脉重度狭窄、正规药物治疗仍有缺血事件、受费用/技术/全身条件/年龄/观念等限制未能或不愿PCI/CABG的患者以及合并CHF的患者也是适应人群。扩大靶点和密集震波的方案似更适合中国国情。
五、CSWT的应用前景 
  国外研究提示,CSWT作为心肌水平血运重建无创新技术,治疗已行CABG/PCI的终末期CAD已显示满意疗效和安全性,与PCI/CABG相比有强大的自身优势。我们的系列研究发现CSWT治疗中国CAD患者无创、安全、有效、经济,不仅适用于终末期CAD患者,也使未能或不愿PCI/CABG的患者、CHF患者获益,如与PCI/CABG优势互补,似可成为CAD治疗新的选择。但中国CAD患者怎样选则适应症?精标治疗靶区范围、深度、角度?优选单次能量和累积能量?随访方法与评价指标?……等确保高效/安全的技术细节,尚待更深入探索。我国尤其西部极不发达,拥有尖端设备和技术的基层医院稀缺,在仅能为少数CAD患者实施高难度、高风险、高费用CABG/PCI/正规药物治疗的现状下,已给医保制度、社会和家庭造成巨大压力,颇多未获规范治疗的患者病死/病残。如能证实CSWT不仅对终末期而且对未能获得PCI/CABG治疗的广大CAD患者安全、有效,将为我国治疗CAD和CHF开辟高效、安全、无创、简便、经济、快捷、易于推广的新途径。


    2014/3/5 18:51:30     访问数:2148
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大家都在说       发表留言

2014/9/7 9:09:56
刘富强:新方法,关注中!感觉和中国的针灸电疗有异曲同工之妙!
2014/3/18 16:24:30
袁丕业:CAD治疗新方法的探索从未仃止过,CSWT有待循证证实其疗效。
2014/3/18 13:30:12
陈志君:请问郭教授这款设备100万能下来吗?
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