多模态影像学评价冠脉慢性完全闭塞病变进程中血流动力学改变与心肌微循环变化的实验性研究

To understand the dynamic changes of hemodynamics and myocardial microcirculation during the process of chronic total occlusion (CTO) of coronary artery is the research hotspot and also the basis of the treatment selection at present. How to quantitatively measure these changes in a noninvasive and dynamic manner is still an unsolved problem. The difficulty is mainly due to the lack of platform with comprehensive technology and appropriate observation index. In our preliminary studies, we used the multimodal imaging modality to analyze the CTO and had found that there are differences in collateral circulation, vascular elasticity function and myocardial perfusion among the CTO patients. Can hemodynamic changes reflect the vascular function of the lesion in the process of CTO? What happened to the myocardial microcirculation during the time course of CTO lesions? What kind of regulation relationship exists between myocardial microcirculation and hemodynamics? In this study, pig will be selected as animal model of CTO and we will use multimodal imaging modality combined with biomedical image processing technology to quantitatively measure changes of hemodynamics and myocardial microcirculation. And further to objectively evaluate the process of CTO under the different condition and course. Meanwhile, we will establish the imaging platform to guide the clinical evaluation of CTO lesions, long-term prognosis prediction and the selection of the appropriate treatment methods.

了解冠脉慢性完全性闭塞病变（CTO）进程中血流动力学与心肌微循环的变化是目前的研究重点，同时也是选择治疗措施的基础。如何实现无创、动态、量化这些变化仍是一个未解决的问题，难点在于缺乏综合性技术平台及合适的观察指标。笔者的团队在前期临床工作中以针对CTO病变以多模态的影像学为手段进行了初步临床研究，发现CTO病变中存在侧支循环建立、血管弹性功能以及心肌灌注等差异。血流动力学的改变能不能反映CTO进程中病变部位相应血管的功能？在CTO病变的各时程中心肌微循环的变化如何？心肌微循环与血流动力学的之间存在什么样的调节关系？本研究将以猪冠脉慢性闭塞为动物模型，探索以多模态影像学为手段，结合生物医学图像处理技术，进行量化冠脉血流动力学和心肌微循环变化，客观评价不同条件、不同时段的CTO进程；同时建立影像学平台，用以指导CTO病变临床评价、远期预后评估以及选择恰当治疗方法。

冠脉慢性完全闭塞性病变（CTO）进程中血流动力学与心肌微循环的变化是目前的研究重点，同时也是选择治疗措施的基础。如何实现无创如何实现无创、动态、量化这些变化仍是一个未解决的问题，难点在于缺乏综合性技术平台及合适的观察指标。血流动力学的改变能不能反映CTO进程中病变部位相应血管的功能？在CTO病变的各时程中心肌微循环的变化如何？心肌微循环与血流动力学的之间存在什么样的调节关系？本研究以猪冠脉慢性闭塞为动物模型，探索以多模态影像学为手段，结合生物医学图像处理技术，进行量化冠脉血流动力学和心肌微循环变化，客观评价不同条件、不同时段的CTO进程；同时建立影像学平台，用以指导CTO病变临床评价、远期预后评估以及选择恰当治疗方法。本研究的立意与基本思路主要针对冠脉 CTO 进程中，以多模态影像学及生物医学图像处理平台为手段，评价不同条件下、不同时段内闭塞部位以及远端代偿血管内的血流动力学信息并在此基础上量化受损部位心肌微循环的客观指标；同时探索 CTO 进程中由于侧支循环的建立导致血流动力学以及心肌微循环变化，以及二者之间的调节机制，进而为临床选择恰当的治疗方法提供客观信息。 本研究主要涉及多模态磁共振成像技术利用、改进与评价，生物医学影像分析方法，动物实验和病理检查的验证，临床的初步应用。研究的主要结果包括针对CTO不同进程中以DSA及CTA获取关键点的血流动力学信息，利用CFD的方法计算研究闭塞血管近端及远端代偿血流的信息；同时以心脏 MR 技术获得心肌微循环的信息，包括常规灌注、延迟强化、T2map以及 IVIM中的 D*及f值。同时结合实验动物完成了影像学平台的建立，获得了初步实现结果支持本研究的假设，以磁共振多模态序列的检查可以量化心肌微循环的变化。本研究探索CTO不同进程中血流动力学与心肌微循环之间的变化，以量化的参考指标指导临床治疗，评价远期预后，同时建立影像学平台为进一步研究心脏缺血及冠脉狭窄损伤过程奠定基础。