作者：黄文，鲁际，宜昌市中心人民医院放射科

缺血性心脏病是导致人类死亡的主要疾病之一，最常见的临床症状是心绞痛。然而欧洲心脏病学会发布的数据显示，临床上有疑似心绞痛症状经冠状动脉造影检查未发现明显冠状动脉狭窄（冠状动脉狭窄程度＜50%）的病人比例高达40%。我国此类病人的比例约为20%。这种情况被定义为缺血伴非阻塞性冠状动脉疾病（ischaemia with non obstructive coronary arteries，INOCA）。当临床干预不及时，INOCA 病人的总死亡率增加3.93 倍，主要不良心血管事件（major adverse cardiovascular events，MACE）发生率增加5.16 倍。

《2020 年欧洲非阻塞性冠状动脉缺血疾病专家共识》和《缺血伴非阻塞性冠状动脉疾病诊断及管理中国专家共识》都强调了诊断和管理该病的重要性，并基于现有研究证据提出了INOCA 的分类以及诊断方法。但是，临床上INOCA 的最终确诊常需要有创性操作，耗时较长且检查费用高，实际应用存在诸多限制。本文对INOCA 的病理生理机制和无创性影像学评估方法的研究进展进行综述。

1. INOCA的病理生理机制

INOCA 的主要病理生理机制为冠状动脉微循环功能障碍（coronary microvascular dysfunction，CMD）和心外膜血管痉挛。CMD 主要由微血管结构和功能异常引起。内皮依赖性舒张功能受损（如一氧化氮生物利用度降低、内皮素-1 水平升高）导致血管舒张能力下降；微血管重塑增加血流阻力，降低冠状动脉血流储备；此外，血管平滑肌细胞对腺苷等扩血管物质反应异常及微血管痉挛进一步加剧缺血。心外膜血管痉挛则与内皮功能障碍、氧化应激及Rho 激酶通路激活相关，导致冠状动脉短暂性过度收缩。

自主神经失衡（交感神经过度激活）和系统性炎症（如白细胞介素-6、C 反应蛋白升高）通过促进血管炎症反应和钙信号异常，协同诱发微血管与心外膜血管功能障碍。代谢异常（胰岛素抵抗、脂质代谢紊乱）及遗传易感性通过慢性炎症和氧化应激加剧上述病理过程，最终导致心肌细胞血氧供需失衡，从而出现心肌缺血相关症状。根据上述具体发病机制可将INOCA 分为微血管性心绞痛、血管痉挛性心绞痛和两者混合型。

1.1 微血管性心绞痛

冠状动脉微循环包括所有管腔横截面直径<500 μm 的微血管，是冠状动脉的主要阻力血管，在心肌血流的生理调节中起着核心作用。当心肌耗氧量增加时，微循环内代谢产物增加，促进微小动脉扩张，进而引起心外膜血管扩张，增加心肌总体血流量。

微血管性心绞痛是指在没有明显心外膜血管狭窄的情况下出现的心肌缺血症状，病人存在CMD，引起微血管阻力增加，冠状动脉血流量（coronary blood flow，CBF）减低，导致心肌灌注量降低。其发病机制是多因素的，主要包括：（1）微血管结构异常（如微血管重塑引起的管壁增厚、管腔狭窄、血管稀疏、纤维化等）；（2）微血管功能异常，内皮依赖性或非依赖性冠状动脉血管舒张功能受损（如血管内皮或血管平滑肌功能障碍）；（3）微血管痉挛。

1.2 血管痉挛性心绞痛

冠状动脉造影上可显影的主要是心外膜血管，其管腔截面直径≥500 μm，占冠状动脉总阻力的比例不足10%。血管痉挛性心绞痛是由于冠状动脉过度收缩（痉挛）导致血流量明显减少而出现心肌缺血，主要发病机制是血管内皮细胞功能紊乱、血管平滑肌细胞的高反应性和自主神经功能障碍。病人常在静息状态下突发心绞痛，心电图上伴短暂的ST 段抬高。

2. 有创性评估方法

2.1 心外膜血管的评估

冠状动脉造影是目前临床上用于诊断或排除阻塞性冠状动脉疾病（obstructive coronary artery disease，OCAD）的金标准，但其无法直接显示直径<500 μm 冠状动脉微血管，评估INOCA 时受限。有研究发现，当造影显示无冠状动狭窄程度≥50%时，冠状动脉远端血管充盈迟缓，即冠状动脉慢血流（coronary slow flow，CSF），可视为存在CMD 的证据，其诊断标准是心肌梗死溶栓血流等级≤2 级或校正后心肌梗死溶栓帧数>25 帧。

血流储备分数（fractional flow reserve，FFR）是目前公认评价冠状动脉血流功能的可靠指标，其定义为最大充血状态下冠状动脉狭窄远端平均压与冠状动脉口部主动脉平均压的比值，常以FFR≤0.80作为诊断冠心病的截断值。FFR 可以准确判断冠状动脉是否存在血流受损，明确多支弥漫病变的犯罪血管，指导临床治疗方案制定，判断经皮冠状动脉介入治疗术后疗效和临床预后。但由于FFR 不能反映冠状动脉微循环，对于INOCA 病人，FFR 仅作为排除性指标，即临床诊断INOCA 时，需FFR＞0.8，否则仍诊断为OCAD。

2.2 冠状动脉微循环的评估

冠状动脉血流储备（coronary flow reserve，CFR）是充血药物刺激后最大舒张状态与静息状态下CBF 之比，可衡量冠状动脉舒张能力，是评价微循环功能的重要指标之一。目前临床上可使用热稀释法和多普勒法测量CFR。推荐CFR 的截断值为<2.0，但有研究显示，热稀释法测得的CFR 值较多普勒法高，因此当使用热稀释法时，推荐将CFR<2.5 作为判断CFR 受损的截断值。

一项纳入59 740 例病人的荟萃分析显示，CFR受损与较高的全因死亡率和MACE 发生率相关，且CFR 值每降低0.1 全因死亡率和MACE 成比例增加。然而，CFR 并不能特异性地反映微血管功能，只有排除明显冠状动脉狭窄后才能诊断CMD。由于受导丝位置、注射生理盐水的温度、注射剂量以及注射速度等因素的影响，CFR 测量的准确性和可重复性尚有待提高。

随着影像学检查技术的发展，现可使用多普勒超声心动图、正电子发射体层成像（PET）和MRI 等无创性检查方法测量CFR，准确性与有创性检查方法相当。此外，临床上还可以使用微血管阻力指数（indexof microvascular resistance，IMR）评估冠状动脉微循环。

IMR 是最大充血状态下冠状动脉远端压力与生理盐水平均传导时间的乘积。与CFR 相比，IMR可重复性更高，且目前已开发出基于冠状动脉造影的IMR，其可有效诊断CMD 并对病人进行危险分层，也是评估冠状动脉微循环功能的主要指标，并以IMR≥25 作为CMD 的诊断依据。由于冠状动脉的自我调节功能，即使微血管阻力增加，CFR 仍然可能维持在正常范围，因此CFR 和IMR 联合应用可以更全面地评估微循环功能。

2.3 冠状动脉痉挛的评估

为明确INOCA 类型，还应对该类病人进行冠状动脉痉挛激发试验。目前临床应用最多的激发药物是乙酰胆碱。冠状动脉痉挛激发试验阳性的诊断标准是当注射激发药物后，冠状动脉出现暂时性狭窄（较静息状态直径缩小≥90%），并出现典型的心肌缺血症状、缺血性心电图改变。

若激发试验出现典型的心肌缺血症状和心电图变化，但无显著心外膜血管痉挛时（直径缩小<90%），则诊断为微血管痉挛。同时，由于CBF 的改变通常比临床症状和心电图变化更早出现，在激发试验期间，通过冠状动脉内多普勒连续测量CBF，在无明显心外膜血管痉挛的情况下，若血流储备（激发药物注射期间的CBF/静息状态的CBF）<1可诊断微血管痉挛。

3. 无创性评估方法

3.1 心脏MR 

心脏MR（cardiac MR，CMR）是一种多模态多参数的无创性成像方式，可一站式评估心脏结构、功能以及生理学情况，现已成为诊断心血管病变的重要检查方法。

3.1.1 定性CMR 检查技术

首过灌注成像和心肌延迟强化是定性评估心肌灌注最常用的方法。正常灌注良好的心肌在注射钆对比剂后T1 信号增强，灌注不良的心肌区域信号相对减弱。延迟扫描时，正常心肌内因对比剂代谢减少而出现信号减低，而缺血梗死区域心肌间质内有对比剂进入出现延迟强化。因此，心内膜下或透壁样心肌灌注减低和延迟强化提示局部血流受损。然而，当心肌血流量整体降低时，如冠状动脉3 支病变，这种定性评估可能出现漏诊。Rahman 等研究显示，以有创性冠状动脉功能评估作为参考，延迟强化定性评估CMD 的准确度仅为58%（特异度41%，敏感度83%）。

3.1.2 半定量/定量CMR 检查技术

分别在静息与负荷状态下注射钆对比剂，并进行MR 扫描，可获得病人心肌灌注时间－信号曲线，据此进一步计算得出心肌血流量、心肌灌注储备以及心肌灌注储备指数，能有效评估冠状动脉微血管功能。氧合敏感CMR（oxygenation-sensitive CMR，OSCMR）是一种利用脱氧血红蛋白作为内源性对比剂成像的检查技术。Hillier 等研究显示，结合呼吸运动，测量呼吸诱导的心肌氧合储备可监测病人心肌氧合的变化，提示OS-CMR 可用于诊断INOCA 病人微循环障碍诱发的心肌缺血缺氧。

另一项研究显示，在健康人体中心肌氧合在过度通气后或屏气后无显著差异，表现出良好的一致性，进一步验证结合标准呼吸运动的OS-CMR 可以有效评估病人冠状动脉血管功能。OS-CMR 以相对简单操作的方法实现对心脏的功能成像，具有巨大的应用潜力，但目前相关的研究资料仍较少，在INOCA 中的应用价值需要更多研究进一步验证。

Tran 等使用基于CMR 的左房室耦合指数（即左房舒张末期容积与左室舒张末期容积之比）评估病人的冠状动脉微循环情况，结果显示存在CMD病人的左房室耦合指数明显升高（48.5±25.4 和32.5±10.6），表明左房室耦合指数升高与病人冠状动脉微循环障碍导致的心肌功能受损程度相关，可用于INOCA 病人的风险分层。

此外，近年有研究使用CMR 特征追踪（CMR feature tracking，CMRFT）技术评估INOCA 病人CMD 与左室舒张功能的关系，结果显示区域左室峰值纵向应变率（95%CI：0.077~0.349）和径向舒张应变率（95%CI：0.066~0.356）与CMD 相关。Chadalavada 等的研究也发现左心室整体纵向应变是不良预后的独立危险因素[风险比（HR）：1.18；95%CI：1.07~1.30]，提示CMRFT应变指标在预测心肌缺血病人预后方面的重要应用价值。CMR-FT 克服了斑点追踪超声心动图对操作者手法和经验要求较高、重复性不足的问题。

综上所述，CMR 在INOCA 的诊断、病人风险分层和预后预测等方面都表现出较高的应用价值，随着MR 扫描技术的发展，其定量检查技术对INOCA的评估具有较大潜力。但由于CMR 的评价参数繁多，新的扫描序列和指标层出不穷，同时缺乏大样本和多中心验证以及统一准确的评价标准和截断值，故需要在未来的研究中进一步验证。

3.2 CT 

冠状动脉CT 血管成像（coronary computed tomography angiography，CCTA）是一种常规应用于评估冠状动脉的无创成像方法，可显示心外膜血管狭窄、粥样斑块以及评估斑块特征，单独使用时对排除心肌缺血有很高的阴性预测价值。Conte 等对245 例接受CCTA 检查的INOCA 病人进行长期随访，结果显示正向重塑指数>1.4（HR：3.319 5%）、低密度斑块（HR：8.45）、斑块负荷> 0.7（HR：5.25）和“巾环征”（HR：12.52） 与随访时较高的MACE 发生率显著相关，提示基于CCTA 的冠状动脉斑块分析可用于INOCA 的风险分层，预测病人预后。此外，目前临床已开发出基于CCTA 的FFR（FFRCT），可替代常规FFR，用于诊断OCAD 和制定心肌缺血病人的血运重建方案。

CCTA 主要用于心外膜血管评估，对INOCA 的诊断价值有限，但其在心外膜血管斑块的评估方面对INOCA 病人预后有一定的预测作用。心肌CT 灌注成像（computed tomography perfusion，CTP）可以在静息和/或负荷状态下定量检测CBF评估心肌灌注。有研究针对冠状动脉造影、CTP 和单光子发射体层成像（single photon emission computed tomography, SPECT） 在诊断INOCA 方面的效能进行了比较，结果显示，在参与评估的381 例病人中有31 例（8%）经CTP 检查、45 例（12%）经冠状动脉造影/SPECT 检查被诊断为INOCA，CTP 在区分缺血和非缺血心肌上的效能与SPECT 相当，表明CTP 检查发现的灌注受损是反映心肌缺血的有效证据，可用于诊断INOCA。但是，目前CTP 的临床实际应用普及不足，受限于需要使用负荷药物，与MRI 相比组织分辨力不足，且存在辐射。

3.3 超声心动图

心肌造影超声心动图（myocardial contrast echocardiography，MCE） 是一种利用超声微泡定量评估心肌灌注的成像方法。康利锐等使用MCE 评估103 例INOCA 病人的冠状动脉微血管功能发现，在CFR≤2.0 的病人组中，高血压、糖尿病、低密度脂蛋白升高等是微循环障碍发生的独立危险因素，表明MCE 可用于INOCA 病人的诊断和危险分层。另一项研究对85 例INOCA 病人与70 例健康体检者进行了对比分析，结果发现，INOCA 病人的整体纵向峰值应变为-16.71%，较健康体检者显著下降，表明斑点追踪超声心动图分析得出的纵向应变是研究INOCA 以及冠状动脉微循环病变的可靠方法。超声检查的优势在于操作简单、无辐射，但是临床应用受限于操作者的手法和经验，可重复性和准确性有待进一步提高。

3.4 核医学

SPECT 是无创评估心肌血流灌注的可靠方法。静脉注射示踪剂后，通过检测病人血液循环及心肌中的放射活性，能精确测量心肌血流量、CFR 等定量指标，可作为诊断INCOA 的重要证据。Liu 等联合基于冠状动脉造影的IMR 与基于碲锌镉心脏专用SPECT 的心肌灌注成像预测INOCA 病人预后，结果显示，在INOCA 病人中，存在CMD 的病人较无CMD 的病人出现心肌灌注受损的比例显著升高，且同时存在CMD（HR：3.121）和心肌灌注受损（HR：２.704）的病人发生MACE 的概率更高，预后更差。碲锌镉心脏专用SPECT 对INOCA 的评估作用显著，但在实际临床工作中，受其检查费用昂贵、辐射较大、重复利用率低、设备普及不足等限制，并未常规应用。

4. 人工智能在INOCA 评估中的应用

近年来，人工智能发展迅速，在INOCA 微循环评估方面也取得显著进展。人工智能技术能够通过分析大量的影像数据，实现对心脏和冠状动脉疾病的无创、快速、准确评估。Li 等使用随机森林算法构建基于MCE 的图像分割模型，可快速精确地对心肌进行分割；而且，通过训练深度学习模型来识别和分析冠状动脉，能够自动计算提取出相应指标，如冠状动脉狭窄程度、CBF 等，从而快速准确地评估病人的冠状动脉微循环状态。

Backhaus 等使用人工智能自动心功能评估验证CMR-FT 对心血管风险分层的增量价值，以减少耗时的人工后处理过程。与人工分析相比，自动化分析的整体纵向应变（HR：1.12）和整体圆周应变（HR：1.07）能良好预测MACE，且整体纵向应变是MACE 的独立预测因子（HR：1.10），与此前其他研究的结果相符。此外，人工智能还可以结合影像和病人的临床信息预测INOCA 病人预后。

Bar 等开发了一种人工智能引导的定量CT（AI-QCT）算法，并发现AI-QCT异常与INOCA 病人中较高的MACE 发生率相关（HR：1.81）。然而，目前人工智能的应用仍面临诸多挑战，如数据采集的标准化、诊断或预测模型的泛化能力等问题，需要不断优化算法和模型，使用大数据提高人工智能的准确性和可靠性。

来源：黄文,鲁际.缺血伴非阻塞性冠状动脉疾病影像学评估的研究进展[J].国际医学放射学杂志,2025,48(03):319-324.DOI:10.19300/j.2025.Z21959.