激光在心血管疾病中主要用于治療冠心病、周圍血管疾病、心臟瓣膜病、先天性心臟病和肥厚性心肌病等。直接心肌血運重建術(direct myocardial revascularization，DMR)，亦稱經心肌血運重建術(transmyocardial revascularization，TMR)或激光心肌血運重建術(transmyocardial laser revascularization，TMLR)，是近年來應用于外科臨床的新技術。經皮直接心肌血運重建術(percutaneous direct myocardial revascularization，PDMR)是在TMR基礎上發展起來的用于心內科臨床的一種全新型冠心病介入治療技術，是冠心病治療史上的又一新進展。這些都為過去常規內外科治療不能奏效的冠心病病人提供了一種新的有效的治療方法［1，2］。

一、DMR的分類

根據操作技術(外科手術或經皮)、心肌打孔方向(經心外膜或心內膜)將DMR分為兩大類［1］：(1)外科DMR：經開胸、胸部小切口或胸腔鏡，用CO2激光或Ho∶YAG激光經心外膜進行心肌打孔；(2)經皮DMR：即PDMR，經皮穿刺股動脈，將光導纖維直接送至心室腔內，通過光導纖維傳送脈沖激光經心內膜進行心肌打孔。兩種術式均可將藥物直接注入缺血心肌。

二、歷史回顧

1933年Wearn等［3］發現人類心臟也存在類似爬行動物心臟循環系統的竇狀隙樣網狀結構，為開辟全新的冠心病治療途徑奠定了堅實的解剖學基礎。根據這一發現以及爬行動物心肌內竇狀隙對心內膜下灌注起重要作用，研究者試圖尋找新的方法，通過已經存在的或新產生的心肌內竇狀隙增加心肌的血液供應。30年代Beck［4］和40年代Vineberg［5］創用的將大網膜、壁層心包或縱隔脂肪縫合到心臟表面或將乳內動脈埋入心肌，試圖經心肌內竇狀隙重建心肌血運的方法，后來都因冠狀動脈搭橋術(CABG)和經皮冠狀動脈腔內成形術(PTCA)的開展而黯然失色。

1965年Sen等［6］首先采用針頭穿刺心肌產生心肌內孔道以達到心肌血運重建的目的，開創了經心肌血運重建的先河。與冠狀動脈堵塞的對照犬相比，進行心肌血運重建術犬的心肌梗死面積縮小，存活率明顯提高。1969年Hershey和White［7］首先將“經心肌針頭穿刺血運重建術”用于病人，以終止難治性心肌缺血引起的心室顫動。70年代Mirhoseini等率先開展了應用激光進行經心肌血運重建的實驗研究，80年代初首次在臨床應用CO2激光對1例行CABG未獲完全血運重建的術中病人實施TMR獲得成功［8，9］。90年代，Frazier等［10］和Cooley等［11］單用CO2激光外科DMR法治療冠心病，隨訪12個月，病人心絞痛程度減輕，運動耐力增強，正電子發射斷層掃描顯示心內膜下灌注增加。Horvath等［12］ 、Boyce等［13］和Allen等［14］報道用外科DMR治療冠心病也獲得同樣的有益效果，可以緩解心絞痛、減少用藥劑量、改善心功能和提高生活質量。

三、臨床應用

原則上說DMR適用于任何類型的缺血性心臟病，但經臨床實踐，目前認為DMR的適應證包括：(1)嚴重心絞痛［加拿大心臟學會分級(CCS)III或IV級］病人藥物治療無效或已達最大藥物劑量；(2)PTCA高危或靶血管病變不適合做

PTCA；(3)有手術禁忌證或靶血管病變不適合做CABG。DMR主要用于以下病人：(1)大隱靜脈移植退行性變、尤其乳內動脈通暢者；(2)冠狀動脈病變多發、彌漫及遠端血管病變或血管普遍纖細(如糖尿病)者；(3)反復發生的PTCA后再狹窄或彌漫性支架內再狹窄者；(4)慢性完全性堵塞病變，造影不能看到病變遠端血管或病變遠端血管不好者。DMR也可用作PTCA或CABG的輔助治療，在PTCA或CABG不能進行心肌血運重建的區域同時進行DMR治療。禁忌證為重度心力衰竭或左室射血分數極低［1］。

三項小規模隨機臨床研究(共納入病人360例，其中應用CO2激光198例，應用Ho∶YAG激光162例)的初步結果表明，DMR可以增加治療區域心肌灌注、緩解心絞痛、改善心功能，減少住院 次數和抗心絞痛藥物用量，提高生活質量［14］。一項外科DMR隨機研究表明，67%的病人心絞痛分級降低2級以上(藥物治療組僅為6%)，因不穩定心絞痛而住院的次數明顯降低(DMR術后為13%，藥物治療組高達72%)，這種效果持續2年以上，說明DMR對心肌灌注具有長期的有益作用。核醫學研究表明，在DMR術后的最初3個月，可逆性充盈缺損降低15%，而藥物治療組則增加7%［1］。Donovan等［15］采用多巴酚丁胺負荷超聲心動圖對12例外科DMR治療病人進行了研究，發現治療心室節段的局部收縮功能明顯改善。最近，Allen等［14］報道了Ho∶YAG激光外科DMR與最佳藥物治療對比研究的前瞻性隨機試驗結果，6個月時，DMR組心絞痛分級明顯降低(85%對18%)，住院次數顯著減少，這種有益作用持續12個月以上。迄今為止，尚無關于PDMR的隨機臨床對照研究，小規模臨床研究已經證明了PDMR的可行性和安全性。目前在我國的北京和上海等城市已經開始進行PDMR的臨床研究。

四、作用機制

臨床DMR治療效果取決于帶給缺血部位心肌血流量的多少和激光孔道的長期通暢性。國內外學者對DMR的作用機制進行了廣泛的研究［16］，目前認為是以下幾方面的綜合作用：(1)激光孔道引導血流進入心肌的直接持續供血作用［17，18］。但動物實驗和臨床尸檢結果并不一致［19-21］。(2)激光引起心肌損傷，刺激孔道周圍組織釋放生長因子，促進新生血管形成(angiogenesis)，增加心肌灌注［22-25］。但尚無簡單的方法評價這些新生血管的生理意義。(3)激光孔道損傷了缺血部位心肌的神經纖維，產生“麻醉作用”，并不改變心肌內的血液灌注［26，27］。DMR術后早期改善可能是由于心臟神經損傷和經通暢的心肌孔道增加局部心肌灌注，而長期改善則可能是新生血管形成的結果。對已行DMR 3個月后因其他原因死亡的病人作尸檢，發現原激光孔道仍然通暢且已內皮化，也發現激光孔道與冠狀動脈直接相通，這些都是DMR術后心肌血運重建的有力證據［1］。但激光孔道的遠期后果尚不清楚，激光引起的心肌損傷和纖維化是否增加心律失常和晚期死亡的危險性仍未確定。關于DMR的確切作用機制有必要進一步深入研究。

五、激光與心肌組織的相互作用

雖然臨床上已使用不同的激光光源和能量進行心肌打孔，但對DMR的激光-組織相互作用了解甚少。一種“激光系統”是由其波長和工作參數(包括脈寬、能量密度和重復頻率)來界定的，不同的系統可引起不同的組織病理學改變和生物學反應［1］。例如，CO2激光產生有限的光熱切割效應，熱損傷帶薄，孔道邊界明確，但CO2激光不能通過傳統光導纖維傳送，因此不能用于PDMR。與“純”切割CO2激光不同，脈沖激光(如Ho∶YAG或準分子激光)可以通過硅光導纖維傳送，產生光熱效應和光聲(“沖擊波”)組織效應，表現為較大的側壁組織損傷帶，孔道邊緣不規則。改變激光工作參數(如脈沖數目、能量密度和光導纖維的形狀)能夠明顯改變組織的反應，并能預測這種改變［28］。雖然目前尚不明確DMR理想孔道形態如何，但必須對每種激光光源特定的激光-組織相互作用進行仔細的評價，以便為經皮DMR設定適宜的參數。

六、經皮直接心肌血運重建術(PDMR)

PDMR是在TMR的基礎上發展起來的冠心病介入治療的新領域，它可以：(1)達到與外科DMR相同的益處，而不需要開胸或全麻；(2)能夠對外科DMR不能治療的部位進行治療，如室間隔和后壁；(3)提供多種治療的機會［29-33］。Ho∶YAG激光PDMR制作的心肌孔道更小，側壁損傷帶與CO2激光DMR制作的孔道相似。雖然PDMR和DMR兩者在制作激光孔道的直徑(1 mm)、孔道數目、激光操作時間和治療效果方面相似，但PDMR有更多的優點，如減少病人的損傷程度、并發癥、費用和住院時間等［34］。

PDMR應確保將激光能量準確地傳送到特定的缺血心肌治療部位，而不引起：(1)穿孔和其他不利的組織效應如血栓形成、微屑、梗塞；(2)室性心律失常；(3)心臟運動效應；(4)“重復打孔(channel-on-channel)”現象。這就要求激光光纖具有適當的扭轉反應，能到達心內膜的每一部位；光纖頂端易彎曲，與心內膜接觸穩定且對表面損傷最小。

1.PDMR時的導管操縱控制要在治療部位獲得滿意的激 光-組織接觸，避免重復在同一部位進行激光打孔，減少心肌穿孔的危險性，對激光導管遠端的操縱控制極為重要。傳統的導管操縱設備如雙面透視和超聲心動圖受到限制，因為(1)它們為二維心內膜成像；(2)在導管頂端-心內膜界面，超聲心動圖的分辨不理想；(3)不能識別可行的治療部位；(4)不能預測可引起穿孔的重復激光打孔［35］。從一種稱為Biosense的診斷指導操縱系統已研制出PDMR新的操作平臺，該裝置采用電磁場，能在三維空間指引導管，產生電機械圖，而不需要熒光透視。該裝置根據心內電和收縮信號來識別DMR的可行部位，指導在心室內的精確部位進行心肌打孔，電機械圖上可實時顯示準確的打孔部位［36］。但尚未確定這種準確的定位治療是否增加治療效果和提高PDMR操作的安全性。

2.PDMR臨床試驗I期臨床試驗目前正在對市售的三種經皮DMR系統(CardioGenesis，Sunnyvale，美國；Eclipse，Sunnyvale，美國；Biosense/Johnson & Johnson，Tirat-Hacarmel，以色列)進行評價，三種系統的能源均為Ho∶YAG激光，只是能量參數、光纖直徑和導管的設計不同。I期臨床試驗有兩個目的，一是證實PDMR的安全性和可行性，二是為隨機臨床對照試驗作準備。研究對象為慢性頑固性心絞痛病人，方式采用與PTCA聯用，終點為心絞痛癥狀、運動耐力和放射性核素心肌灌注的改善。1997年Park報道了美國PDMR的 I期臨床試驗初步結果，共入選10例病人，術前平均心絞痛3.7級(3例III級，7例IV級)，平均左心室射血分數46%(26%～60%)，5例有心肌梗死史，2例有心力衰竭史，9例有PTCA或CABG史；10例PDMR均獲成功，術后平均住院時間2.2天，出院時心絞痛平均為0.2級(9例0級，1例2級)，較術前平均降低3.5級［1］。

七、展望

由于DMR的有益效應并不需要激光孔道的長期通暢，不產生心肌孔道的其他能源(如射頻消融)也能引起類似的心肌反應。隨著分子生物學技術的飛速發展，直接將重組基因或生長因子注入缺血心肌治療冠心病已獲成功。新近，Schumacher等［37］報道，20例3支血管病變(均有前降支)的冠心病病人，平均每人搭2～3支靜脈和1支乳內動脈橋，術中術后將基因工程蛋白堿性成纖維細胞生長因子(basic fibroblast growth factor，bFGF)按0.01 mg/kg劑量直接注入前降支吻合遠端靠近前降支的心肌內，動脈內數字減影顯示bFGF注射部位均有新生的毛細血管形成，從冠狀動脈近端發出的毛細血管網跨過狹窄處與遠端血管相連接，而20例注射滅活bFGF的對照病人則無心肌內新生血管形成。因此，通過

PDMR的導管系統幾乎無創地將重組基因或生長因子直接經心內膜注入缺血心肌，單獨或與激光打孔聯合應用，是一個非常有實用價值的研究課題，必將為基因治療缺血性心血管疾病開辟一條新的途徑。

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