光學(xué)相干斷層掃描在冠狀動脈介入中應(yīng)用進(jìn)展

賈小偉，張 蛟 綜述 劉惠亮 審校

光學(xué)相干斷層掃描在冠狀動脈介入中應(yīng)用進(jìn)展

賈小偉，張 蛟 綜述 劉惠亮 審校

光學(xué)相干斷層掃描；血管內(nèi)超聲；冠狀動脈介入；支架

1 光學(xué)相干斷層掃描系統(tǒng)和技術(shù)

光學(xué)相干斷層掃描(optical coherence tomography，OCT)是一種依靠光的相干性來獲取人體器官斷層圖像的成像方式。1990年發(fā)明OCT后，即于1991年被首次用于體外對視網(wǎng)膜和冠狀動脈進(jìn)行研究，并于1996年首次用于眼科臨床，現(xiàn)被廣泛應(yīng)用于其他領(lǐng)域[1]。與血管內(nèi)超聲(intravascular ultrasound，IVUS)相比，OCT(10～20 μm)的分辨率大約是IVUS(100～150 μm)的10倍[2]。它不僅可以區(qū)分纖維斑塊、鈣化斑塊及脂質(zhì)斑塊等組織學(xué)特征，還可以提供夾層、組織脫垂、血栓及支架貼壁不良(incomplete stent apposition，ISA)等一系列信息，而且在經(jīng)皮冠狀動脈介入治療(percutaneous coronary intervention, PCI)術(shù)后的隨訪中，能對支架柱的覆蓋及ISA情況進(jìn)行評估。

1.1 T-D OCT 第一代OCT為時域-OCT(time-domain OCT，TD-OCT)，其成像速度慢，需要在目標(biāo)區(qū)域的近端使用低壓擴張的球囊阻斷血流，再用0.9%的氯化鈉溶液或乳酸林格液沖掉冠狀動脈內(nèi)的血液，達(dá)到短暫消除紅細(xì)胞的目的。OCT作為一種新興技術(shù)，在推動冠狀動脈成像技術(shù)發(fā)展的同時，也給臨床帶來一些挑戰(zhàn)，如低壓球囊阻斷和紅細(xì)胞沖洗技術(shù)可造成短暫的冠脈缺血，患者可感到胸痛、胸悶等不適，心電圖也可能發(fā)生變化。近年來Kataiwa 等[3]報道，可以利用指引導(dǎo)絲連續(xù)不斷地釋放右旋糖酐-40或造影劑來代替球囊阻斷，進(jìn)而起到阻斷血流的作用。

1.2 FD-OCT 新一代的OCT成像系統(tǒng)，即FD-OCT，其最大的優(yōu)點是更高速度的掃描，每秒鐘的掃描幀數(shù)為100幀，回撤速度可達(dá)20 mm/s，因此只需注射一次造影劑就可完成冠狀動脈成像，徹底摒棄了球囊阻斷血流的方法，避免成像過程中較長時間的心肌缺血，大大提高了操作的安全性[4]。FD-OCT在掃描速度提高的同時圖像的分辨率也得到了提高，能夠更加清晰地看到病變微細(xì)結(jié)構(gòu)的特征。FD-OCT拓寬了OCT檢查的適應(yīng)證，如左主干病變、開口病變等均可獲得滿意的圖像。

2 評價冠狀動脈病變

2.1 斑塊成分 OCT的高分辨率(10～15 μm)使它能區(qū)分內(nèi)、外彈力膜及內(nèi)膜、中膜和外膜，這是IVUS(分辨率為100～150 μm)無法比擬的[5]。同時，OCT基于其偏振特性還能區(qū)分不同組織的成像特點。高雙折射偏振轉(zhuǎn)換使OCT能夠識別纖維組織、膠原以及脂質(zhì)成分。低雙折射轉(zhuǎn)換能夠反映鈣化。通過將低、高雙折射圖像與OCT圖像疊加，組織結(jié)構(gòu)便會據(jù)其成分不同顯現(xiàn)出來。Yabushita等[6]通過與尸體標(biāo)本進(jìn)行對比研究后報道了不同類型斑塊的OCT圖像特點：(1)纖維斑塊，伴有低衰減的均質(zhì)高信號區(qū)；(2)鈣化斑塊，邊界清晰的低信號區(qū)；(3)富含脂質(zhì)斑塊，邊界不清的低信號區(qū)。通過與病理標(biāo)本對比發(fā)現(xiàn)，OCT鑒別富含脂質(zhì)斑塊的敏感性和特異性高達(dá)90%以上[6]。2014年Ueda等[7]通過FD-OCT檢查發(fā)現(xiàn)，TCFA與點狀鈣化共存是擇期PCI手術(shù)相關(guān)心肌損傷很強的預(yù)測因子，從而證實了FD-OCT在PCI中危險分層的有用性。

2.2 識別不穩(wěn)定斑塊 OCT除了識別富含脂質(zhì)斑塊外，其較高的分辨率還能識別覆蓋脂質(zhì)核的薄帽(小于100 μm)纖維斑塊，這是其他儀器設(shè)備很難實現(xiàn)的[8]。尸檢結(jié)果發(fā)現(xiàn)，急性冠狀動脈綜合征患者(acute coronary syndromes，ACSs)的“罪犯”病變一般為易損斑塊[9]。該斑塊的早期診斷可以指導(dǎo)臨床對伴或不伴有臨床癥狀的冠心病患者使用更強的藥物或介入治療以改善臨床預(yù)后和轉(zhuǎn)歸。

OCT對易損斑塊的定義是伴有薄的纖維帽(最薄的纖維帽厚度小于65 μm)的富含脂質(zhì)斑塊(脂質(zhì)弧≥2個象限)[10]。Kubo等[11]分別用OCT、IVUS和冠狀動脈造影對急性心肌梗死患者的罪犯病變進(jìn)行評估，他們證實OCT對識別“罪犯”斑塊破裂和侵蝕的敏感性最高。最近的一項與雙重近紅外光譜學(xué)-血管內(nèi)超聲( near-infrared spectroscopy-intravascular ultrasound ，NIRS-IVUS )對比分析表明，OCT定義的易損斑塊其血管正性重構(gòu)更加明顯，斑塊及脂質(zhì)核負(fù)荷也更重[12]。另外，OCT還能根據(jù)信號衰減曲線的不同對不穩(wěn)定斑塊中經(jīng)常觀察到的紅、白血栓進(jìn)行區(qū)分[13]。OCT也能評估炎性細(xì)胞的浸潤(主要為巨噬細(xì)胞)，這是不穩(wěn)定斑塊另一個特征。MacNeill等[14]根據(jù)OCT評估證實了ACS患者的斑塊具有高密度的巨噬細(xì)胞，破裂斑塊的密度高于非破裂斑塊。

如上所述，許多學(xué)者對OCT在斑塊組織形態(tài)學(xué)特點上的應(yīng)用進(jìn)行了報道。然而，Manfrini等[15]通過與組織學(xué)對比后發(fā)現(xiàn)其對不同類型斑塊的識別率不盡相同(纖維粥樣硬化斑塊為45%，纖維鈣化斑塊為68%，纖維斑塊為83%)。原因是OCT對隱藏于厚纖維帽后的脂質(zhì)核和鈣質(zhì)沉積的滲透力較低，而且脂質(zhì)核和鈣質(zhì)沉積在OCT影像上均表現(xiàn)為低信號區(qū)域，很難辨別。另外，正如灰階IVUS，區(qū)分脂質(zhì)與鈣質(zhì)是個主觀的過程，其精確性主要依賴于術(shù)者的技術(shù)。所以，建立OCT的客觀診斷標(biāo)準(zhǔn)迫在眉睫。

3 評價冠狀動脈支架治療的即刻效果

OCT由于其較高的分辨率，能夠提供支架置入后即刻血管壁組織脫垂、夾層，以及血栓等一系列信息[16,17]，這是其他方法所不及的。如冠狀動脈造影和IVUS無法發(fā)現(xiàn)的自發(fā)夾層及切割球囊擴張后內(nèi)膜的多重撕裂等。

3.1 支架柱貼壁情況 藥物洗脫支架(drug-eluting stents，DESs)置入后支架內(nèi)血栓的形成不僅與夾層、組織脫垂、血栓有關(guān)，而且與支架貼壁不良息息相關(guān)[16]。評估支架貼壁不良時應(yīng)認(rèn)識到OCT所使用的近紅外光不能穿透金屬支架柱。支架柱在OCT圖像上表現(xiàn)為伴有強烈表面反射和典型背后偽影的線性結(jié)構(gòu)，而且每個支架柱的近管壁面不能被觀察到。因此必須明確支架柱與血管內(nèi)膜貼壁是否良好或測量支架柱的表面反射點與毗鄰管壁之間的距離，當(dāng)然還要考慮到支架柱本身的厚度。為了對支架貼壁不良進(jìn)行精確評估，幾種支架柱OCT測量值的精度已經(jīng)得到了明確，它們與支架柱本身的厚度差別很小，而且可重復(fù)性高，說明OCT評估支架柱的貼壁情況切實可行[17]。

3.2 評價的局限性 如上所述，OCT在PCI前后評估管壁結(jié)構(gòu)的能力優(yōu)于冠狀動脈造影和IVUS等其他影像學(xué)手段，PCI過程中應(yīng)用OCT也是合理的，而且前途很好，然而迄今為止其臨床意義的評估僅僅停留在研究階段，未必涉及到臨床轉(zhuǎn)歸。此外，OCT有其固有的局限性，比如其有限的滲透深度和(或)掃描范圍，不能很好地呈現(xiàn)伴有較大斑塊負(fù)荷的病變或者大血管的整個管壁結(jié)構(gòu)。而且，一代TD-OCT需要通過球囊阻斷血流，從而使PCI變得更加復(fù)雜，阻礙了這項技術(shù)在開口病變處的應(yīng)用，包括左主干(病變)。最新FD-OCT系統(tǒng)不需要阻塞冠狀動脈，而且其回撤速度快，因此可能更適用于PCI[4]。OCT在PCI中的臨床意義仍有待進(jìn)行大規(guī)模的臨床試驗探究。

4 評價冠狀動脈支架術(shù)后遠(yuǎn)期效果

4.1 支架柱的覆蓋與支架貼壁不良 藥物洗脫支架能夠明顯抑制新生內(nèi)膜增生。一項OCT與IVUS的研究表明，2/3的雷帕霉素藥物洗脫支架被厚度<100 μm的新生內(nèi)膜覆蓋，這超出了IVUS的分辨能力范圍[18]。所以，OCT是對置入DES的患者進(jìn)行隨訪時最有用的工具，而且能憑借其較高的分辨率識別薄的新生內(nèi)膜。近年來，晚期支架內(nèi)血栓形成是應(yīng)用DES治療時患者最擔(dān)心的問題。新生內(nèi)膜(或再生內(nèi)皮)延遲或不能覆蓋裸露的支架柱被認(rèn)為是血栓形成的一個重要因素。Inoue等[19]采用OCT就依維莫司藥物洗脫支架置入后支架柱-管壁距離及斑塊類型對急性支架柱貼壁不良的影響進(jìn)行了隨訪研究，表明持續(xù)支架柱貼壁不良與隨訪期間支架內(nèi)血栓的發(fā)生密切相關(guān)，這也是發(fā)生晚期支架內(nèi)血栓的基石。

OCT和血管鏡是活體評價支架內(nèi)膜覆蓋的有效方法。雖然血管鏡所提供的視角比較寬，但當(dāng)碰到像紆曲血管這樣的解剖結(jié)構(gòu)時，它可能會影響到對整個血管壁的觀察。盡管血管鏡能夠直接對血管腔和內(nèi)皮表面進(jìn)行觀察，但它卻不能對管壁的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行評價。因此，與血管鏡相比OCT可能會提供更多的量化數(shù)據(jù)。關(guān)于介入前后及后續(xù)隨訪的系列OCT研究已經(jīng)對支架置入后的組織覆蓋情況進(jìn)行了評估[18,20-22]。

目前，對支架柱的組織覆蓋情況有幾種分類方法[20,23]。通常每間隔1 mm對支架柱進(jìn)行一次評價，同時對支架柱的數(shù)目、橫截面積、支架/人群基線資料進(jìn)行分析。對同一支架內(nèi)支架柱的觀察依賴于另一個支架柱。許多研究都借助OCT證實，與金屬裸支架(bare metal stents，BMSs)相比，DES置入后新生內(nèi)膜的覆蓋會發(fā)生延遲，這一點與病理學(xué)數(shù)據(jù)是統(tǒng)一的。通過對不同類型的DESs進(jìn)行對比研究后發(fā)現(xiàn)，與一代DESs相比，二代DESs在支架置入后其血管愈合更可觀、新生內(nèi)膜覆蓋更完美，支架貼壁不良的發(fā)生率也較低[21]。另外，與穩(wěn)定性心絞痛患者相比，ACS患者(尤其是ST段抬高型心肌梗死)的血管愈合過程更慢[24]。支架重疊或分叉也會影響到支架柱的內(nèi)膜覆蓋[25]。

因此，筆者希望通過OCT獲得更多詳細(xì)信息，幫助確定不同類型DESs置入后其新生內(nèi)膜的特點、再狹窄及血栓形成的促成因素，以及抗血小板藥物的正確使用方法和期限。

4.2 再狹窄組織的特征 OCT能夠?qū)Ω采w支架柱的組織學(xué)特點提供新的見解。幾項相關(guān)研究就再狹窄組織成分在OCT的表現(xiàn)形式進(jìn)行了報道。在對BMS置入后為期1年的早期隨訪時發(fā)現(xiàn)，其典型的再狹窄組織(主要由平滑肌細(xì)胞增生形成的新生內(nèi)膜)在OCT圖像上表現(xiàn)為勻質(zhì)結(jié)構(gòu)[26]。然而，在為期超過5年的極晚期階段，可以發(fā)現(xiàn)再狹窄組織主要是由脂質(zhì)沉積或鈣化形成的非均質(zhì)結(jié)構(gòu)，偶伴內(nèi)膜、新生內(nèi)膜內(nèi)微血管或管腔內(nèi)材料的破裂[27]。對于DESs而言，即使是在早期階段，其再狹窄組織的結(jié)構(gòu)、反向散射光及組成成分也表現(xiàn)出多態(tài)性[28]。OCT圖像的上述變異可能是由于組成成分的多樣性引起的，包括成熟或不成熟的平滑肌細(xì)胞以及持久性纖維蛋白或像蛋白多糖等細(xì)胞外基質(zhì)[28]。所以O(shè)CT能夠就覆蓋支架柱的組織提供非常重要信息。

5 在冠狀動脈介入中的發(fā)展方向

如上所述，OCT是一種新穎的、前途非常光明的成像方式，它具有區(qū)別于其他像IVUS、血管鏡等傳統(tǒng)成像方式的特點。但是，到目前為止OCT還沒有建立其臨床體系，應(yīng)用起來也沒有IVUS方便。新一代的FD-OCT有望使OCT在PCI中的應(yīng)用變得更加簡單快捷。隨著OCT在韓國、日本、我國，以及歐洲的受關(guān)注程度越來越大，關(guān)于OCT方面的研究也越來越多。希望通過這些研究，使OCT在未來PCI中的臨床作用得以充分展示。筆者相信FD-OCT比TD-OCT的臨床用途要強大的多。

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(2014-05-03收稿 2014-06-10修回)

(責(zé)任編輯 武建虎)

賈小偉，碩士研究生，醫(yī)師，E-mail：jiaxiaowei1226@sina.com

100039北京，武警總醫(yī)院心血管內(nèi)科

劉惠亮，E-mail：lhl518@vip.sina.com

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