如何评估冠状动脉微循环？
冠状动脉疾病（CAD）的传统诊断与管理多以心外膜冠状动脉的解剖学评估为核心，但越来越多的证据表明，冠状动脉造影在评估动脉粥样硬化斑块缺血负荷方面存在显著局限性。冠状动脉微循环在心肌缺血发生发展中的关键作用正被广泛认知，即便不存在阻塞性心外膜血管疾病，冠状动脉微血管功能障碍（CMD）也会显著参与急性和慢性冠状动脉综合征的病理过程。遗憾的是，由于当前心脏导管检查中缺乏常规的微循环评估手段，CMD仍处于漏诊状态。如今，新兴的有创和无创技术可通过评估微血管阻力、冠状动脉血流储备及组织水平灌注，实现对CMD的全面评估，将这些互补性方法整合到临床实践中，能有效提升风险分层的准确性，为缺血伴非阻塞性冠状动脉疾病（INOCA）患者制定个性化管理策略提供支撑。
冠状动脉微循环与微血管功能障碍的基础认知
冠状动脉微循环由直径小于500μm的血管组成，包含中等口径小动脉（500-200μm）、心肌内细小动脉（<200μm）、毛细血管和微静脉。这类血管不仅是心肌内储存血液的重要结构（容纳心肌中高达90%的血容量），更在心肌血流量的调节中发挥核心作用——即便无血管狭窄，微循环系统也能根据机体生理需求（如体力活动）调整血流量；而当存在心外膜血管狭窄时，冠状动脉的自身调节机制更是维持心肌血流的关键。
冠状动脉微血管功能障碍是一组病理生理状态的统称，涵盖血管壁浸润、管外压迫、交感神经功能紊乱及血管重构异常等多种情况，且这些发病机制并非相互排斥，常共同存在，最终导致微循环出现功能性和结构性异常。内皮功能障碍是CMD的标志性特征，主要表现为一氧化氮（NO）生物利用度降低、氧化应激增强及内皮素-1信号通路等血管收缩通路上调，这种失衡会导致内皮依赖性血管舒张受损、血管异常收缩，即便心外膜血管造影正常，也会出现冠状动脉血流储备（CFR）降低。
结构性重构则表现为小动脉壁增厚、血管周围纤维化和微血管稀疏，这些改变会减小管腔横截面积、增加血流阻力，在高血压、糖尿病和射血分数保留的心力衰竭（HFpEF）患者中尤为常见。此外，血管外压迫力、代谢信号异常、炎症血栓机制及神经激素调节异常等，也会通过不同途径诱发或加重CMD，甚至在急性冠状动脉综合征中，远端微血管栓塞和白细胞募集会造成微血管阻塞，即便心外膜血管再灌注成功，也会扩大梗死面积并影响预后。
冠状动脉微循环的有创评估方法
血管造影基础评估
在现代CMD有创诊断工具出现前，临床主要采用基于冠状动脉造影的指标诊断微血管性心绞痛，即TIMI帧数计数（TFC）和心肌显影分级（MBG）。TFC通过统计造影剂注入后到达并充盈冠状动脉远端预设标记点所需的电影帧数来量化冠状动脉血流，CMD患者因微循环下游阻塞导致血流减慢，造影剂到达远端标记点的帧数会显著增加。
心肌显影分级是评估心肌组织灌注的定性血管造影指标，“显影”指造影剂在心肌微循环内的充盈范围、强度及廓清速度，该指标被分为0-3级，从无显影到正常灌注不等，后续也有研究提出总心肌显影评分，通过各冠状动脉供血区的心肌显影分级之和评估整体微血管功能。但随着新型CMD有创诊断工具的出现，这些传统指标的诊断准确性受到质疑，其临床相关性也被重新评估。
多普勒基础评估
脉冲多普勒技术的出现，实现了通过将血流速度变化产生的多普勒频移转换为冠状动脉血流速度估计值，来有创评估冠状动脉血流量。早期的冠状动脉内多普勒导管因尺寸限制，仅能用于冠状动脉近端节段的检测，而压电超声换能器的微型化，推动了柔性多普勒导丝的研发，其尖端整合的超声换能器可在不影响血流速度分布的前提下，检测血管任意部位的血流。
多普勒导丝采集的血流速度数据会通过快速傅里叶变换实时处理，以平均峰值速度（APV）的形式呈现，结合定量冠状动脉造影测得的血管直径，可通过公式计算出冠状动脉血流量。若假设心外膜血管直径在充血状态下保持不变，冠状动脉血流储备可通过冠状动脉血流速度储备（CFVR）来表示，即充血状态与静息状态下的平均峰值速度之比，临床通常通过静脉注射腺苷或冠状动脉内注射罂粟碱诱导稳定的稳态充血，当血流速度储备＜2.5时，判定为微循环功能异常，且该指标与不良临床结局相关。
结合冠状动脉内压力和血流速度测量，可计算充血性微血管阻力（HMR），即充血状态下的远端冠状动脉压力与平均峰值速度的比值，部分导丝整合了多普勒和压力传感器，可实现两项指标的同步测量，但充血性微血管阻力的最佳阈值仍存在争议。针对心外膜血管狭窄时侧支循环会高估充血性微血管阻力的问题，临床又提出了最小微血管阻力（mMR）这一指标，其独立于心外膜动脉粥样硬化，通过充血状态下无波期的远端冠状动脉压力与平均峰值速度的比值计算，但该指标的预后价值尚未明确，临床应用率较低。
多普勒衍生的血流速度储备与正电子发射断层显像测得的血流储备相关性良好，但该技术的临床普及受限于技术难度，约30%-40%的多普勒检测轨迹存在质量不佳的问题，影响结果的可靠性。
冠状动脉内血流速度测量
左前降支检测案例。将多普勒导丝置于待评估冠状动脉并连接专用控制台，实时显示静息状态下的平均峰值速度（14 cm/s）。本案例中通过冠状动脉内注射罂粟碱诱导充血后，血流速度升至平均峰值速度（APV）41 cm/s。冠状动脉血流速度储备（CFVR）可通过充血状态与静息状态下平均峰值速度的比值计算得出（2.9）。若同时进行冠状动脉内压力测量，可通过充血状态下的远端冠状动脉压力（Pd）与平均峰值速度的比值，推导得出充血性微血管阻力（HMR），单位为 mmHg/cm/s。
热稀释基础评估
冠状动脉热稀释法是目前临床应用最广泛的CMD有创评估技术，基于指示剂稀释原理，通过追踪冠状动脉循环中注入的生理盐水指示剂的稀释过程，测量冠状动脉血流量，该技术需使用压力-温度传感器导丝和专用的心血管检测系统，且已有标准化操作方案保障结果的一致性和可靠性，主要分为弹丸式热稀释和连续冠状动脉内热稀释两种方式。
弹丸式热稀释
弹丸式热稀释需将压力-温度导丝送至目标血管远端，通过指引导管进行生理盐水弹丸式注射，利用导丝检测近端和远端温度，计算指示剂通过冠状动脉的平均通过时间，而冠状动脉血流量与平均通过时间呈反比。临床会在静息和充血状态下各进行三次生理盐水注射并取平均值，以此计算弹丸式热稀释衍生的冠状动脉血流储备，即静息与充血状态下平均通过时间的比值。基于该技术的平均通过时间和远端冠状动脉压力，临床还提出了微循环阻力指数（IMR），当该指数＞25时判定为CMD，同时衍生的阻力储备比也被证实具有临床预后价值，其阈值为3.5，可预测患者5年的临床结局。弹丸式热稀释法操作快速、简便，但高度依赖操作者的技术，手动注射生理盐水的操作差异会影响结果的准确性和可重复性。
弹丸式热稀释法微血管评估
平均通过时间（Tmn）为静息状态（蓝色）和充血状态（橙色）三次测量的平均值。微循环阻力指数（IMR）定义为充血状态下远端冠状动脉压力与平均通过时间的乘积。图中显示静息状态平均通过时间为 1.84 秒，充血状态为 0.90 秒，同时可读取血流储备分数（FFR）、冠状动脉血流储备（CFR）及阻力储备比（RRR）等指标。
连续冠状动脉内热稀释
连续冠状动脉内热稀释法最初用于测量冠状静脉窦血流，后被改良应用于冠状动脉血流检测。该技术通过专用的输注微导管向冠状动脉近端输注室温生理盐水，利用置于血管远端的压力/温度传感导丝记录温度变化，结合生理盐水输注速率、输注温度和混合温度，计算出绝对冠状动脉血流量，进而通过欧姆定律计算微血管阻力。该方法可分别测量静息和充血状态下的绝对血流量，计算对应的冠状动脉血流储备，具有操作独立、结果可重复且可半自动化的优势，安全性也得到证实，但输注微导管的成本较高，限制了其常规临床应用。
绝对冠状动脉血流量测量
采用连续热稀释法测量绝对冠状动脉血流量及阻力。上图为左前降支静息血流测量，输注速率为 10 mL/min，可读取远端冠状动脉压力（Pd）、主动脉压力（Pa）、混合温度（Tmix）、绝对血流量（Q）及微血管阻力（R）；下图为充血状态测量，输注速率为 20 mL/min，此时血流增加且血流储备分数（FFR）降低。结合两次测量结果，可计算得出冠状动脉血流储备（CFR=1.8）和微血管阻力储备（MRR=2.25）。图中缩写说明：Ti 为 RayFlow 导管尖端测量的输注温度。
新型微循环评估指标：微血管阻力储备
理想的微循环评估指标应具备微循环特异性，且不受操作者技术和冠状动脉自身调节的影响，同时基于绝对血流和阻力数据。冠状动脉血流储备无法区分心外膜血管和微循环的功能异常，仅在心外膜血管完全正常时才能反映微循环状态；而连续热稀释法虽能量化绝对冠状动脉血流和微血管阻力，但这些指标的个体间变异性较大，且未考虑心肌质量，限制了其在个性化临床决策中的应用。
基于此，微血管阻力储备（MRR）的概念被提出，其代表冠状动脉微循环的真实舒张能力，计算公式为冠状动脉血流储备与血流储备分数的比值，再结合静息和充血状态下的主动脉压力校正；若采用生理盐水诱导充血，静息和充血状态的主动脉压力基本一致，公式可简化为冠状动脉血流储备与血流储备分数的比值。该指标的计算公式可适配冠状动脉内多普勒、弹丸式热稀释等多种评估方法，为不同技术的结果对比提供了统一标准。
血管造影衍生的微血管阻力指标
临床实践中，冠状动脉微循环功能评估的普及，受限于专用设备、冠状动脉器械操作和药物诱导充血的需求，而血管造影衍生的生理学指标则突破了这些限制，实现了无导丝、无充血药物的微循环评估，且支持离线分析。其中，血管造影衍生的微循环阻力指数（IMRangio）基于经典微循环阻力指数公式改良，结合了充血状态下的主动脉压力、定量血流比和造影剂通过的平均通过时间，而平均通过时间可通过造影帧数和采集速率计算。
后续也有多种改良的血管造影衍生微血管阻力指标被研发，这些指标可在静息状态下完成检测，无需注射腺苷，且结合了不同厂商的血管造影衍生血流储备分数替代指标。荟萃分析显示，这类指标的总体诊断准确性良好，联合定量血流比和血管造影衍生微循环阻力指数测量，还能显著提高心肌缺血的诊断准确性。该类方法无需额外器械和药物，便于在缺乏冠状动脉生理学专业知识的中心开展，但目前仍缺乏充足的验证研究，限制了其广泛应用。
非充血性血管造影衍生微循环阻力指数（IMR）计算的临床案例
ST 段抬高型心肌梗死（STEMI）患者经急诊经皮冠状动脉介入治疗（PCI）后，基于平均主动脉压力和定量血流比（QFR=0.88）计算得出非充血性血管造影衍生微循环阻力指数（NH-IMRangio）为 56 U，呈异常升高。ST 段抬高型心肌梗死患者经急诊经皮冠状动脉介入治疗后，非充血性血管造影衍生微循环阻力指数的高值与微血管阻塞相关，且提示患者短期和长期不良事件的发生风险更高。
冠状动脉微循环的无创评估方法
无创成像技术无需有创器械操作，即可提供冠状动脉的解剖和功能信息，是CMD评估的重要手段，可实现心肌整体和局部灌注的评估、冠状动脉血流储备或心肌灌注储备（MPR）的量化，以及心肌血流量（MBF）的估计。通过整合结构和功能信息，无创成像能识别微循环的功能性和结构性异常，为慢性冠状动脉综合征、缺血伴非阻塞性冠状动脉疾病患者的管理提供指导。
负荷超声心动图
结合多普勒技术的负荷超声心动图，可检测左前降支的冠状动脉血流速度储备，是评估CMD的经济有效、无辐射技术。临床通过腺苷、双嘧达莫等药物诱导血管舒张，测量血流速度储备，当该指标＜2.0时，提示微血管功能受损，且与不良临床结局相关。此外，二维斑点追踪超声心动图可评估心肌各层的形变，血管舒张负荷下的心肌应变降低，可作为微血管缺血的指标。目前，人工智能工具正被应用于该技术，通过自动化血流追踪提高结果的可重复性，减少对操作者的依赖，解决了该技术的主要局限性。负荷超声心动图是临床一线的CMD筛查方法，兼具可及性、低成本和预后价值，但受操作者技术、超声窗口影响，部分检测的技术难度较高。
负荷心脏磁共振
负荷心脏磁共振无电离辐射，可同时提供冠状动脉解剖、心功能和心肌组织的全面信息。通过药物负荷下的首过灌注成像，可对心肌灌注进行视觉和定量评估，推导心肌灌注储备作为冠状动脉血流储备的替代指标，当该指标＜1.47时，与心血管不良结局相关，是缺血伴非阻塞性冠状动脉疾病患者的预后标志物。定量灌注成像技术可实现像素级的静息和负荷心肌血流量图谱生成，提高了CMD的诊断准确性，减少了观察者间的差异。
心脏磁共振的高空间分辨率，可检测CMD特征性的弥漫性心内膜下缺血，同时结合延迟钆增强、T1/T2mapping技术实现心肌组织表征。该技术诊断准确性高、无辐射，但检查成本高、耗时久，且在有植入器械或严重肾功能不全的患者中存在禁忌症，设备可及性也有限。
计算机断层扫描血管造影与灌注成像
冠状动脉计算机断层扫描血管造影联合负荷计算机断层扫描灌注成像，可同时完成冠状动脉的解剖和功能评估。动态计算机断层扫描灌注成像能量化心肌血流量，评估心内膜-心外膜灌注梯度，识别与CMD相符的弥漫性心内膜下低灌注；基于计算机断层扫描的血流储备分数等新型计算模型，可估计冠状动脉树和微循环的血流与阻力，搭建了解剖和生理评估的桥梁。此外，冠状动脉周围脂肪组织衰减分析作为计算机断层扫描的生物标志物，可反映局部血管炎症，且与受损的冠状动脉血流速度储备相关。该技术兼具高分辨率解剖成像和潜力的功能评估工具，但存在电离辐射、需使用碘造影剂的问题，且结果依赖高质量的图像采集。
正电子发射断层显像
心脏正电子发射断层显像被认为是无创量化心肌血流量和心肌血流储备的金标准，利用氧-15水、氮-13氨、铷-82等放射性示踪剂，可实现静息和负荷状态下心肌血流量的绝对测量，即便无局部灌注缺损，也能检测出CMD。弥漫性的充血心肌血流量和心肌血流储备降低，是微血管功能障碍的特征性表现，而正电子发射断层显像/计算机断层扫描、正电子发射断层显像/磁共振的杂交技术，可整合解剖、灌注和心肌组织特征，实现全面评估。该技术对MBF和MFR的量化最准确，能有效检测CMD，但设备可及性低、成本高，且需要放射性药物，限制了其临床应用。
整合多模态成像
各类无创成像技术具有互补性，因此多模态成像策略可优化CMD的评估效果。负荷超声心动图和心脏磁共振因可及性高、无辐射，适用于CMD的初始筛查和随访；正电子发射断层显像则是心肌血流量和心肌血流储备定量评估的基准；计算机断层扫描技术结合了解剖和功能评估，成为新兴的“一站式”成像方案。整合这些无创技术，可形成个性化的评估路径，提高CMD的诊断精度，进而改善患者的临床结局。
冠状动脉微血管功能障碍（CMD）的无创评估
上图：心绞痛患者的冠状动脉造影结果，未见阻塞性冠状动脉疾病；下图：该患者的负荷心脏磁共振（CMR）灌注成像，可见明显的灌注缺损（箭头所示），提示存在冠状动脉微血管功能障碍。
临床考量与应用意义
冠状动脉微循环的有创功能评估，对于理解缺血性心脏病的发病机制、优化个性化患者护理、改善CMD患者的治疗和管理至关重要，在慢性冠状动脉综合征和急性冠状动脉综合征的临床场景中均具有重要应用价值。
在慢性冠状动脉综合征中，约40%接受冠状动脉造影的患者无阻塞性病变，且约三分之一接受经皮冠状动脉介入治疗的患者术后仍存在心绞痛，提示临床需关注患者症状持续的根本原因。相关临床试验证实，将传统冠状动脉造影与血流储备分数、冠状动脉血流储备、微循环阻力指数等综合生理评估结合，可实现对患者的内表型分层，并制定针对性治疗方案，显著改善患者的症状控制和生活质量。目前，欧洲心脏病学会已将非阻塞性冠状动脉疾病患者的微循环功能有创检查列为Ib类推荐。根据冠状动脉血流储备和微循环阻力指数的阈值，可将CMD分为四种表型：低血流储备伴高微血管阻力为结构性CMD；低血流储备伴正常微血管阻力为功能性CMD；正常血流储备伴正常微血管阻力可排除微循环内皮非依赖性舒张障碍；正常血流储备伴高微血管阻力则提示早期结构性CMD。但常规微循环有创评估对患者长期临床结局的影响，仍需更多大规模随机临床试验验证。
在急性冠状动脉综合征中，即便及时进行再灌注治疗，约半数急诊经皮冠状动脉介入治疗成功的患者仍会发生微血管阻塞，且该并发症与死亡率升高、1年内心力衰竭住院及早期严重心脏不良事件相关。因此，急诊介入治疗后测量微循环功能，可预测患者的梗死面积、左心室射血分数和心肌挽救潜力，为预后评估提供重要依据。
无创检查可通过测量冠状动脉血流储备诊断缺血伴非阻塞性冠状动脉疾病，且具有良好的阴性预测值，但在诊断CMD前，需先排除冠状动脉疾病，仅有计算机断层扫描灌注成像、正电子发射断层显像/计算机断层扫描等杂交技术，可在单次检查中同时显示心外膜血管。无创检查的局限性在于空间分辨率不足、无法直接测量微血管阻力、不能进行血管反应性测试，且灌注图像易受血流动力学变量影响。因此，临床指南强调无创成像适用于CMD的初始筛查和随访，若患者症状持续、发病机制不明或高度怀疑CMD，应及时行有创功能检查。
目前临床应用的CMD有创评估工具和指标种类繁多，且各类技术并非完全等效，应将其视为诊断工具包中的互补组件：冠状动脉内多普勒可直接评估血流，但技术难度高；热稀释法更适用于常规临床应用，其中连续热稀释法可准确、可重复地量化绝对血流，但资源消耗大；血管造影衍生的指标无需导丝和药物诱导充血，但结果受血流动力学假设影响，且在慢性冠状动脉综合征中的临床验证仍不充分。
冠状动脉血流储备仍是CMD诊断的核心指标，传统阈值为2.0，而弹丸式热稀释衍生的冠状动脉血流储备最佳阈值为2.5，其与多普勒衍生的血流储备相比，敏感性为75%、特异性为81%，但弹丸式热稀释法有高估冠状动脉血流储备的倾向。与冠状动脉血流储备不同，微血管阻力储备具有真正的微循环特异性，且独立于心外膜血管疾病，其最佳阈值仍在探讨中，一般认为＜2.3提示CMD，＞2.7基本排除CMD，且在合并血流动力学显著异常的用心外膜冠状动脉疾病患者中，微血管阻力储备的诊断价值优于其他血管舒张能力指标，但弹丸式热稀释法也会高估该指标，与连续热稀释法的相关性较弱。
总 结
冠状动脉微血管功能障碍临床患病率高，且在日常诊疗中面临诸多挑战，微循环的功能性和结构性异常，既会在无心外膜狭窄时诱发心肌缺血，也会在整个冠状动脉疾病谱中加重病情，包括慢性冠状动脉综合征和ST段抬高型心肌梗死等急性冠状动脉综合征。临床实践证实，对CMD进行全面评估所获得的信息，是制定合理临床决策的关键，最终有助于改善患者症状和长期结局。未来的研究应聚焦于利用这些诊断方法开展临床试验，探索新的治疗手段，确定针对不同CMD内表型的最佳治疗方案，并验证其对心血管长期结局的影响。
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文献原文：Polimeni A, Scarsini R, Belmonte M, Sucato V, Paolisso P, Foà A, Bergamaschi L, Amicone S, De Vita A, Villano A, Angeli F, Armillotta M, Tremamunno S, Morrone D, Lanza GA, Chieffo A, Esposito G, Indolfi C, Di Serafino L, Campo G, Ribichini F, Barbato E, Pizzi C, Gallinoro E; Coronary Physiopathology and Microcirculation Working Group of the Italian Society of Cardiology. Bridging the gap: a comprehensive toolkit for assessment of coronary microcirculation in clinical practice. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2026 Feb 1;330(2):H453-H467. doi: 10.1152/ajpheart.00555.2025. 仅供专业人士交流目的，不用于商业用途。
2026年4月27日
原标题：《如何评估冠状动脉微循环？》