小型豬冠脈支架模型中即刻OCT檢查評價支架貼壁不良的安全性和有效性

王天杰，楊躍進(jìn)，唐 躍，田 毅，袁衛(wèi)民，張 騫，董秋婷，王 紅，金 辰，李向東，徐 輝

（中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院，北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院，國家心血管病中心，阜外醫(yī)院心血管疾病國家重點實驗室，北京 100037）

近年來，冠心病介入影像學(xué)發(fā)展迅速，出現(xiàn)了多種新興的血管內(nèi)影像學(xué)技術(shù)，例如血管鏡、血管內(nèi)超聲、光學(xué)相干斷層成像（optical coherence tomography，OCT）等，其中OCT集合光學(xué)成像、導(dǎo)管技術(shù)和計算機(jī)圖像處理技術(shù)于一身，通過光的干涉原理進(jìn)行成像，以其革命性的高分辨率和巨大的應(yīng)用潛力備受關(guān)注。自2001年Jang等［1，2］第一次將OCT應(yīng)用于臨床之后，經(jīng)過近十年發(fā)展，OCT在評價支架貼壁和內(nèi)膜修復(fù)情況上正發(fā)揮越來越重要的作用，近年來國內(nèi)也開始將其應(yīng)用于冠心病患者的診療中。

小型豬由于冠脈解剖跟人相近，上市支架大都應(yīng)用小型豬模型進(jìn)行臨床前期研究，檢測和評價手段主要依賴冠脈造影，但冠脈造影僅能通過造影劑充盈情況粗略評價血管通暢程度和支架貼壁情況，準(zhǔn)確性差，同時對術(shù)者經(jīng)驗要求較高。而OCT可以對血管的橫斷面進(jìn)行成像，分辨率高達(dá)10μm，能夠清晰顯示血管壁結(jié)構(gòu)和支架位置，通過定量測量支架絲與血管壁的距離，準(zhǔn)確判斷支架貼壁不良情況。但目前國內(nèi)應(yīng)用的第一代時域OCT需要利用阻斷球囊暫時阻斷血流后才能成像。由于冠脈血流阻斷，臨床檢查中可見一過性ST段抬高、胸痛、心動過速、心動過緩甚至室顫等缺血相關(guān)并發(fā)癥［3，4］。

目前國內(nèi)的支架動物實驗尚未有應(yīng)用這一新興技術(shù)的報道，因此在小型豬模型中應(yīng)用OCT檢查的安全性和效用性未知，本實驗中心率先將OCT應(yīng)用于小型豬支架植入模型中，積累了一定手術(shù)經(jīng)驗并對其安全性可靠性進(jìn)行了評價，同時通過對OCT采集圖像的定量檢測，分析評價了支架釋放后的即刻貼壁不良情況。

1 材料和方法

實驗方案通過北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院阜外醫(yī)院動物倫理審查委員會批準(zhǔn)，所有操作在阜外醫(yī)院動物實驗中心完成。

1.1 材料

實驗動物：健康中華小型豬22只，貴州封閉群，雌雄不拘，10～13月齡，體重20～25 kg。動物來源北京愛克普養(yǎng)殖中心，合格證號110114010578147。支架型號：西羅莫司藥物洗脫支架（火鳥支架，上海微創(chuàng)公司），根據(jù)造影結(jié)果選擇直徑2.75或3.0 mm支架植入。介入手術(shù)所需器材同目前臨床使用器材一致。OCT設(shè)備：主機(jī)為時域OCT，M2系統(tǒng)（美國樂普公司）;OCT成像導(dǎo)絲總長202 cm，包括頂端長15 mm不透射線彈簧末梢，其成像部分位于彈簧末梢后5 mm處，可插入部分外徑最大值0.48 mm; Helios阻斷球囊;LID-1球囊加壓計，壓力范圍0～1.0 atm，精確度0.05atm。

1.2 手術(shù)方法

支架植入：術(shù)前一晚給予300 mg氯吡格雷和300 mg阿司匹林，術(shù)中常規(guī)靜脈給予肝素。全麻，呼吸機(jī)輔助通氣，解剖游離右側(cè)股動脈，穿刺置入6F動脈鞘，利用指引導(dǎo)管（6F JR-4.0）送至右冠狀動脈開口，根據(jù)冠脈造影結(jié)果選擇適合直徑支架植入右冠狀動脈近段，輸送指引導(dǎo)絲（BMW超滑導(dǎo)絲）到達(dá)右冠狀動脈遠(yuǎn)端，再送入帶支架球囊，9～14 atm擴(kuò)張30 s，撤出球囊。注意保留BMW導(dǎo)絲在右冠狀動脈遠(yuǎn)端以便進(jìn)行OCT檢查。

OCT成像：術(shù)前準(zhǔn)備過程包括體外利用術(shù)者手指校準(zhǔn)OCT成像導(dǎo)絲、連接Helios阻斷球囊和LID-1球囊加壓計并排空球囊氣體。隨后將阻斷球囊通過BMW導(dǎo)絲送入右冠并使球囊前端不透射線標(biāo)記到達(dá)支架遠(yuǎn)端，撤出BMW導(dǎo)絲并送入OCT成像導(dǎo)絲。導(dǎo)絲頭部到達(dá)支架遠(yuǎn)端后，再回撤阻斷球囊至支架近端，0.5 atm擴(kuò)張球囊，同時以乳酸林格氏液沖洗，流速1～2 m L/s，待冠脈內(nèi)殘余血液沖凈后開始成像，成像導(dǎo)絲回撤速度2 mm/s，掃描頻率20幀/s。成像結(jié)束后立即抽憋球囊并撤出球囊及成像導(dǎo)絲，復(fù)查冠脈造影確認(rèn)冠脈通暢，撤出引導(dǎo)導(dǎo)管并結(jié)扎右股動脈。

1.3 實驗觀察指標(biāo)

術(shù)中觀察指標(biāo)包括手術(shù)時間，OCT成像時間，檢查并發(fā)癥，例如ST段抬高、室速室顫等。

1.4 OCT圖像數(shù)據(jù)分析

術(shù)后通過OCT軟件定量測定支架貼壁情況，間隔1 mm（10幀）檢測一幀圖像，統(tǒng)計貼壁不良的支架絲數(shù)目。當(dāng)支架表面距離血管內(nèi)壁距離超過支架絲厚度時判定為貼壁不良，支架絲厚度130μm，OCT分辨率10μm，因此本研究將測量距離超過140μm判定為貼壁不良。

2 結(jié)果

2.1 22頭小型豬成功植入25枚火鳥支架（右冠22枚，前降支3枚），3例因阻斷球囊輸送困難導(dǎo)致OCT檢查失?。ㄒ焕Ъ苤踩牒笳`將BMW導(dǎo)絲撤出，再次輸送BMW導(dǎo)絲時折斷在支架內(nèi)，另兩例支架釋放后經(jīng)冠脈造影證實發(fā)生冠脈痙攣），后轉(zhuǎn)行前降支冠脈支架植入術(shù)，并成功進(jìn)行前降支OCT檢查?？偸中g(shù)時間49.7±12.9 m in，OCT檢查時間17.9±4.9 m in，平均掃描支架長度20.3±5.9 min。

2.2 OCT檢查不良反應(yīng)主要包括一過性ST段抬高（5例）和室顫（3例），均發(fā)生在阻斷球囊阻斷血流之后。阻斷球囊撤出后15 m in內(nèi)，心電監(jiān)護(hù)顯示抬高的ST段基本恢復(fù)至正常水平。2例室顫成功電復(fù)律后完成OCT檢查，1例反復(fù)發(fā)作室顫，除顫無效死亡，其余動物術(shù)后造影復(fù)查證實冠脈通暢，術(shù)后均存活，死亡率4.5％（彩插9圖1）。

2.3 OCT成功檢查22例支架，其中右冠支架19例，前降支支架3例。OCT掃描總長度522 mm，成像清晰長度503 mm（96.3％），OCT共分析542幀圖像，定量檢測4514個支架絲，發(fā)現(xiàn)66個支架絲即刻貼壁不良，占總數(shù)1.46％。貼壁不良支架絲與血管內(nèi)壁平均距離174μm（彩插9圖2）。

3 討論

OCT技術(shù)是近年來新興的冠脈內(nèi)影像學(xué)檢查技術(shù)，具有極高的分辨率和良好的組織學(xué)相關(guān)性，許多臨床研究已將OCT作為評價支架的重要手段。國內(nèi)有關(guān)支架的動物實驗尚未應(yīng)用過OCT技術(shù)進(jìn)行評價，本實驗中心首次將OCT應(yīng)用于小型豬支架植入模型，并通過以上前期研究，對OCT在小型豬模型中應(yīng)用的安全性和效果進(jìn)行了評價。

本實驗利用OCT對健康小型豬支架植入效果進(jìn)行了評價，發(fā)現(xiàn)1.46％的支架絲存在即刻貼壁不良，這一數(shù)據(jù)要大大低于相關(guān)臨床研究的結(jié)果，主要因為臨床患者存在復(fù)雜的動脈粥樣硬化斑塊，鈣化或者血栓等都可以增加貼壁不良的發(fā)生。HORIZONS-AMI研究13個月后OCT隨訪發(fā)現(xiàn)仍有0.9±2.1％的紫杉醇支架絲存在貼壁不良，明顯超過金屬裸支架貼壁不良發(fā)生率0.1±0.2％［5，6］。而支架貼壁不良可以影響支架術(shù)后的內(nèi)膜修復(fù)，導(dǎo)致支架持續(xù)裸露，與支架內(nèi)血栓的發(fā)生密切相關(guān)［7，8］。HORIZONS-AMI研究的一個血管內(nèi)超聲亞組研究發(fā)現(xiàn)34.3％的植入紫杉醇支架的急性心肌梗死患者存在貼壁不良，由于分辨率限制（150μm）［9］，該研究主要評價了發(fā)生貼壁不良的支架數(shù)目，而OCT分辨率為10μm，明顯高于前者，能夠定量檢測貼壁不良的支架絲數(shù)目以及支架絲和血管內(nèi)壁的距離。

同時本研究發(fā)現(xiàn)小型豬OCT檢查的并發(fā)癥主要和阻斷血流有關(guān)，包括室顫和暫時性ST段抬高。其中室顫危害較大，嚴(yán)重者可以導(dǎo)致動物死亡，而ST段抬高常發(fā)生在阻斷球囊充盈之后，當(dāng)冠脈血流恢復(fù)后數(shù)分鐘內(nèi)可迅速回落，不會引起嚴(yán)重后果。健康動物對冠脈缺血耐受性較差，當(dāng)阻斷球囊到位時間過長或者阻斷血流時間過長時（數(shù)分鐘），動物常發(fā)生室顫，3例室顫的發(fā)生均因為對首次阻斷血流后成像效果不滿意，反復(fù)阻斷血流進(jìn)行成像導(dǎo)致。室顫發(fā)生時如果除顫及時則會避免動物死亡，因此建議進(jìn)行OCT檢查的動物手術(shù)室最好配備除顫器以備迅速復(fù)律，其次需要準(zhǔn)備利多卡因幫助復(fù)律的藥物，以及硝酸甘油解除球囊擴(kuò)張引起的冠脈痙攣。本研究OCT檢查的總體性良好，僅有1例因反復(fù)發(fā)作室顫，電復(fù)律無效導(dǎo)致動物死亡。

本實驗OCT檢查操作方法跟臨床檢查一致，平均耗時17.9±4.9 m in，跟Takarada等［10］檢查冠心病患者時間類似（16±3.8 min）。不過當(dāng)冠脈下游存在較大分支時，林格氏液對冠脈主支的沖洗效果減弱，紅細(xì)胞殘留過多會導(dǎo)致成像質(zhì)量下降。因此選擇適合的部位擴(kuò)張球囊十分重要，若有條件盡可能將阻斷球囊定位在分支遠(yuǎn)端進(jìn)行擴(kuò)張，可以取得較好血流阻斷和成像效果，減少反復(fù)成像導(dǎo)致嚴(yán)重的并發(fā)癥。如若效果不佳，可以考慮增大球囊壓力以及林格氏液沖洗速度以改善成像質(zhì)量。

通過本研究我們證實OCT在小型豬支架模型中的應(yīng)用是安全和有效的，可以了解活體支架貼壁和內(nèi)膜覆蓋情況，不必處死動物，更有利于支架植入術(shù)后的隨訪，同時節(jié)約了實驗所需動物數(shù)目，也更符合動物倫理的要求，在支架的臨床前期研究中有著廣泛的應(yīng)用前景。

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