準分子激光在經(jīng)橈動脈復雜冠狀動脈病變介入治療中的應(yīng)用

于一 趙迎新 史冬梅 劉宇揚 劉巍 劉曉麗 賈碩 申華 彭萍安 周玉杰

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·綜述·

準分子激光在經(jīng)橈動脈復雜冠狀動脈病變介入治療中的應(yīng)用

于一 趙迎新 史冬梅 劉宇揚 劉巍 劉曉麗 賈碩 申華 彭萍安 周玉杰

準分子激光； 經(jīng)橈動脈； 經(jīng)皮冠狀動脈介入治療

準分子激光在20世紀80年代首次用于治療動脈粥樣硬化性血管性疾病，最初僅僅是用于治療動脈粥樣硬化造成的嚴重肢端缺血[1]。基于激光可以被粥樣硬化組織吸收這一特性，產(chǎn)生了激光可以用于治療冠狀動脈和外周血管閉塞病變的理論[2]。在冠狀動脈支架誕生之前，對存在狹窄的冠狀動脈進行單純球囊擴張，術(shù)后血管的再狹窄甚至閉塞風險仍然較高，而通過激光治療對斑塊進行消融則在當時作為治療再狹窄或閉塞的一種方法[3]。盡管早年發(fā)表的大型臨床研究均證實了激光治療在介入治療中的作用[4-5]，但激光治療在實際的臨床應(yīng)用中卻遇到了很大的技術(shù)困難：(1)激光治療的設(shè)備非常龐大，操作繁瑣并且需要較長的時間進行預熱和校準；(2)在當時的年代，冠狀動脈導管還遠未像今天這樣先進，一定程度上也限制了激光治療發(fā)揮其最大技術(shù)性能，同時也較難精準地控制輻射于粥樣斑塊的激光能量。因此，在激光治療的早期應(yīng)用中，圍術(shù)期并發(fā)癥的發(fā)生率較高，這其中包括冠狀動脈的急性閉塞、血栓、夾層等[6-7]。基于上述缺陷，激光治療逐漸被其他技術(shù)取代，并且在相當長的一段時間里沒有再應(yīng)用于介入治療中。近年來，隨著激光導管的改進使其允許容納更小的激光發(fā)生器[8]，同時操作技術(shù)上強調(diào)在緩慢消融斑塊的同時注射生理鹽水保護血管[9-10]，其安全性也較前有明顯的提升，并且顯著的改善臨床預后[11]，因此，激光治療再一次應(yīng)用于現(xiàn)代介入治療領(lǐng)域。

隨著經(jīng)橈動脈入徑行經(jīng)皮冠狀動脈介入治療(percutaneous coronary intervention，PCI)廣泛應(yīng)用于臨床，其安全性、有效性已經(jīng)得到了充分的驗證。目前經(jīng)橈動脈PCI已成為血管入徑的首選，而隨著更小直徑的激光導管的出現(xiàn)，激光技術(shù)也逐步應(yīng)用于經(jīng)橈動脈PCI中。本文主要就準分子激光治療的原理、臨床應(yīng)用適應(yīng)證、禁忌證及其在經(jīng)橈動脈PCI中應(yīng)用的注意事項等進行綜述。

1 準分子激光治療的原理

目前，激光治療技術(shù)的準確全稱為準分子激光冠狀動脈斑塊消融術(shù)(excimer laser coronary atherectomy，ELCA)，主要通過以下三種作用發(fā)揮治療效果：高頻紫外光脈沖的光化學作用、光熱作用產(chǎn)熱和光機械作用產(chǎn)生動能。其中高頻的紫外光可以被血管內(nèi)組織和血栓吸收，使吸收組織的分子鍵斷裂、破壞其細胞結(jié)構(gòu)。激光產(chǎn)生的熱能可以升高細胞內(nèi)的水溫，進而產(chǎn)生水蒸氣促使細胞破裂。同時激光導管頭端產(chǎn)生的水蒸氣團泡也可以分解動脈粥樣硬化組織。而水蒸氣團泡破裂產(chǎn)生的動能可以進一步地破壞動脈粥樣硬化組織，同時促進更多團泡破裂產(chǎn)生更大的動能[12]。

不同于早期激光設(shè)備連續(xù)光波照射的原理，ELCA中采用的準分子激光是一種脈沖光波系統(tǒng)，采用的波長接近紫外線，約308 nm，光子能量高、組織吸收強，為一種冷激光，能夠通過發(fā)出高能量脈沖，在非常高的能量密度及短暫的作用時間下引起化學鍵斷裂，釋放的能量進而將細胞內(nèi)液態(tài)水汽化產(chǎn)生蒸氣水泡，通過迅速膨脹和收縮導致組織的崩解，汽化阻塞性粥樣斑塊物質(zhì)，達到改善冠狀動脈血流的效果。在此過程中，由于準分子激光束具有很小的穿透度和極短暫的反復脈沖，吸收深度僅僅為50 μm，且每次脈沖中激光的實際作用時間(分子鍵斷裂、產(chǎn)熱及動能)極短，約占整個脈沖周期的1.3%～4.0%，因而可保證每個脈沖周期都有足夠的冷卻時間，避免鄰近組織的熱損傷，從而使激光對血管內(nèi)膜及外膜造成的非靶病變傷害達到最小化，對組織所造成的熱損害幾乎是微不足道的。ELCA所產(chǎn)生的大部分碎片顆粒直徑都小于10 μm，可以輕松地被微循環(huán)的網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)濾過，因此引起遠端栓塞或無復流的風險極低[12-13]。

2 ELCA應(yīng)用于經(jīng)橈動脈PCI的適應(yīng)證

在經(jīng)橈動脈PCI中，ELCA主要用于處理復雜冠狀動脈病變，其適應(yīng)證有以下情況。

2.1 急性冠狀動脈綜合征(acute coronary syndrome，ACS)和急性心肌梗死(acute myocardial infarction，AMI)

對于急性ST段抬高心肌梗死(ST-segment elevation myocardial infarction，STEMI)而言，其顯著的病理特征為活躍的斑塊破裂造成富含血小板和纖維蛋白的白血栓形成，導致冠狀動脈急性閉塞，針對這一緊急情況，直接PCI是歐美指南的首選推薦[14-15]。近年來，隨著經(jīng)橈動脈PCI技術(shù)的不斷發(fā)展，直接PCI也推薦首選橈動脈入徑[16]。ELCA應(yīng)用于STEMI時可以有效清除血栓[17]，促進纖溶作用[18]，抑制血小板聚集[19]，同時消融斑塊[20]。

ELCA應(yīng)用于AMI的隨機研究十分有限，目前最大的研究為CARMEL研究[21]，該研究為多中心的注冊研究，共納入來自美國、加拿大和德國的8家臨床中心的151例AMI患者，均接受ELCA治療，其中20%的患者接受過大隱靜脈冠狀動脈旁路移植術(shù)，65%的患者其梗死相關(guān)血管有較大的血栓負荷，52%的患者應(yīng)用了血小板糖蛋白Ⅱb/Ⅲa抑制藥。在應(yīng)用ELCA后，罪犯血管TIMI血流明顯改善，由平均(1.2±1.1)級升至平均(2.8±0.5)級(P<0.001)，病變的狹窄程度明顯減輕，由平均狹窄(83±17)%降至平均狹窄(52±15)%(P<0.001)，手術(shù)成功率為91%，器械成功率為95%，造影成功率為97%。主要不良心血管事件(major adverse cardiac events，MACE)發(fā)生率為8.6%(其中3%為冠狀動脈夾層，僅有0.6%為遠端栓塞及無復流)。同時研究發(fā)現(xiàn)，對于血栓負荷越重的病變，ELCA的獲益越大。該研究證實了ELCA在應(yīng)用于血栓負荷重的病變時是安全有效的。研究顯示，ELCA可以清除AMI梗死相關(guān)血管中80%的血栓負荷[22]。另外，2項小型注冊研究相繼證實，與常規(guī)血栓抽吸術(shù)相比，ELCA可以更好地改善ACS患者冠狀動脈的TIMI血流分級和心肌染色分級[23-24]。LaserAMI研究[25]為單中心的隨機研究，共納入27例患者，隨機分成常規(guī)治療組和激光治療組，研究結(jié)果顯示，ELCA是安全有效的。其進一步更大型的研究——Larger LaserAMI研究也在進行中，該研究納入急診PCI的AMI患者，1∶1隨機分為ELCA組和常規(guī)血栓抽吸組，兩組均進行常規(guī)PCI操作，研究主要終點為6個月隨訪時的MACE事件，該研究結(jié)果也將于今年年底公布。

經(jīng)橈動脈PCI處理AMI病變時，大多數(shù)使用6 F的指引導管，因此主要選擇直徑為0.9 mm和1.4 mm的兩種ELCA導管，同時為了強化ELCA消融血栓的能力，通常需要延長激光的脈沖時間至10 s。基于此，在經(jīng)橈動脈PCI時，更推薦使用直徑為0.9 mm的X80激光導管，以便提供更長時間的激光脈沖，同時減少相關(guān)的管腔直徑丟失。

2.2 球囊失敗(球囊無法通過或無法擴張的病變)

隨著接受PCI高齡患者的增加，球囊無法通過或者通過后無法充分擴張的病變明顯增加，這些情況統(tǒng)稱為球囊失敗。當使用經(jīng)橈動脈PCI處理這類病變時，往往0.014 in(1 in=2.54 cm)的導絲很容易通過，但是即使是外徑很窄的球囊也無法通過，或者是勉強通過后無法完全膨脹擴張，而ELCA可以用于解決上述復雜情況。研究報道，當使用X80激光導管行ELCA時，其成功率高達90%[26]。有研究發(fā)現(xiàn)，冠狀動脈鈣化是影響ELCA效果的獨立預測因素，當上述病變合并鈣化時，成功率下降到79%，明顯低于不合并鈣化時的病變(79%比96%，P<0.05)[27]。

在實際的臨床操作中，對于球囊失敗的病變，大部分PCI術(shù)者默認選擇的技術(shù)仍然是冠狀動脈旋磨術(shù)。即使是ELCA使用經(jīng)驗十分豐富的術(shù)者，在面對嚴重的鈣化病變時，也會優(yōu)先考慮使用冠狀動脈旋磨術(shù)。行冠狀動脈旋磨術(shù)需要將0.009 in的導絲(Rotawire)送至冠狀動脈遠段，這種導絲很難操控，因此在病變嚴重狹窄或嚴重鈣化時，很難單獨或通過微導管交換系統(tǒng)將導絲送至血管遠段，這時可首先應(yīng)用ELCA技術(shù)對病變進行修飾，創(chuàng)造出導絲可以通過的通道，以進行下一步的冠狀動脈旋磨術(shù)。McKenzie等[28]首次將ELCA和冠狀動脈旋磨術(shù)這兩種技術(shù)結(jié)合起來，并將這一新技術(shù)命名為RASER技術(shù)。國外研究者發(fā)現(xiàn)這種結(jié)合的技術(shù)對于球囊無法通過或膨脹的嚴重鈣化病變有非常好的效果，并且由有經(jīng)驗的術(shù)者操作可以保證很低的并發(fā)癥發(fā)生率[28-29]。

上述技術(shù)可以輕松地在經(jīng)橈動脈PCI中實現(xiàn)，使用時選擇直徑為0.9 mm的X80激光導管，該導管可應(yīng)用于6 F指引導管中，可以提供很強的消融能力，同時可以重復操作，以便最大程度地提高手術(shù)成功率。

2.3 慢性完全閉塞病變(chronic total occlusion，CTO)

隨著CTO技術(shù)的不斷進步(包括夾層穿越技術(shù)和逆向開通技術(shù)等)，經(jīng)橈動脈入徑開通CTO的成功率也不斷提高[30-31]。ELCA在CTO中主要應(yīng)用于在導絲通過閉塞病變到達遠端后球囊、支架等器械無法通過嚴重狹窄閉塞段的情況。相比于單純的使用小球囊反復嘗試通過或進行冠狀動脈旋磨術(shù)，使用ELCA可能會獲得更好的效果。ELCA的消融作用可以破壞CTO各個組分之間的連接，使器械更容易傳送。除此之外，ELCA抗栓[17-18]和抑制血小板的作用[19]會降低消融過程中的血栓發(fā)生風險。國外研究報道，ELCA處理CTO的成功率高達86%～90%[32-33]。從技術(shù)角度看，處理CTO時往往不需要使用鹽水沖洗技術(shù)，因為前向注射鹽水可能會擴大處理CTO時形成的夾層面積。

在經(jīng)橈動脈PCI下使用ELCA處理CTO的操作與股動脈入徑并無太大區(qū)別。在導管的選擇上建議使用直徑為0.9 mm的X80激光導管，因為該導管具有更好的傳送性，可以提供更強的輻射能量，同時可以提供長達10 s的脈沖間隔，并且可以輕松通過標準的6 F指引導管輸送。能否開通CTO，更多的還是取決于病變的特點和采取的技術(shù)。需要強調(diào)的是，在處理CTO時，即使應(yīng)用了ELCA，也要保證導絲首先通過閉塞病變，決不能利用激光產(chǎn)生的能量使激光導管的頭端率先通過閉塞病變，否則極容易發(fā)生冠狀動脈穿孔。

2.4 支架膨脹不良

支架膨脹不良會顯著增加支架內(nèi)血栓和不良心臟事件的發(fā)生率。當遇到支架膨脹不良的情況時，術(shù)者往往是通過使用更大外徑的球囊和更高的壓力擴張來使支架膨脹，但這并不能處理所有病變，經(jīng)常會出現(xiàn)失敗的情況。出現(xiàn)支架膨脹不良主要是由于支架置入前對斑塊的預處理不足所致，因此，為使支架完全膨脹必須對其周圍的斑塊進行再次修飾。冠狀動脈旋磨術(shù)可以對周圍的斑塊進行再次修飾，但在旋磨過程中有很大風險磨損支架結(jié)構(gòu)形成支架碎片，進而造成遠端血管栓塞，因此不宜作為處理手段使用。相比于冠狀動脈旋磨術(shù)，ELCA在兼顧有效性的同時最大程度地確保了其安全性。Bench模型測試已經(jīng)證實ELCA可以通過修飾支架節(jié)段來達到膨脹支架的目的，并不破壞支架整體的鋼梁結(jié)構(gòu)[34-35]。但是目前ELCA在藥物洗脫支架(drug eluting stent，DES)膨脹不良的應(yīng)用還較少，其對DES的聚合物載體和藥物涂層的影響也尚不清楚，還需要臨床試驗加以驗證。

在經(jīng)橈動脈PCI下使用ELCA處理支架膨脹不良時同樣建議使用直徑0.9 mm的X80激光導管，并且對于鈣化嚴重的病變，可以使用高能量的激光脈沖(80 mJ/mm2，頻率80 Hz)，利用激光的傳遞性將能量傳至膨脹不良的支架處。在進行上述操作時，與常規(guī)使用ELCA不同，不需要注射生理鹽水清除對比劑，研究發(fā)現(xiàn)保留對比劑時反而會因放大激光消融作用而提高成功率[36]，同時由于病變周圍有支架包裹，即使有對比劑存留，激光在消融斑塊時也是十分安全的[37]。國外研究證實，在使用ELCA對斑塊進行修飾后，很容易使用大球囊或高壓力擴張膨脹不全的支架，使支架完全膨脹[38-39]。

ELLEMENT注冊研究[38]旨在評價ELCA應(yīng)用于支架膨脹不良情況的效果，研究共納入28例患者，使用ELCA后血管內(nèi)超聲(intravascular ultrasound，IVUS)下觀察管腔面積增加1 cm2或定量冠狀動脈造影(quantitative coronary angiography，QCA)下計算的支架直徑增加至少10%定義為手術(shù)成功。研究結(jié)果顯示，手術(shù)成功率達到96.4%，圍術(shù)期心肌梗死的發(fā)生率為7.1%，即刻慢血流的發(fā)生率為3.6%，ST段抬高的發(fā)生率為3.6%，無心包穿孔或心臟壓塞發(fā)生。隨訪結(jié)果顯示，有1例患者發(fā)生心源性死亡，靶病變血運重建率為6.7%。該研究證實了ELCA在處理支架膨脹不良時的有效性和安全性，并發(fā)癥發(fā)生率較低。

對于血管入徑的選擇，目前認為橈動脈和股動脈沒有區(qū)別，在國外的實際經(jīng)驗中，約44%的上述患者使用的是橈動脈入徑。需要注意的是，在經(jīng)橈動脈PCI下操作時應(yīng)根據(jù)情況選擇6 F或7 F的指引導管。

2.5 支架內(nèi)再狹窄(in stent restenosis，ISR)

盡管DES的出現(xiàn)相比于裸金屬支架明顯降低了支架內(nèi)血栓形成和ISR的發(fā)生率，但是PCI術(shù)后仍有高達10%的患者發(fā)生ISR[40]。一項納入98例患者共107例再狹窄病變的研究結(jié)果顯示，與單純球囊擴張相比，ELCA在治療ISR時可以獲得更大的管腔橫截面積和直徑，同時去除更多的增生內(nèi)膜，使支架更容易膨脹釋放；術(shù)后6個月隨訪顯示，ELCA組的靶血管再次血運重建率更低，但差異無統(tǒng)計學意義(21%比38%，P=0.083)[41]。該研究證實了ELCA在治療ISR時是安全有效的。

在經(jīng)橈動脈PCI下使用ELCA治療ISR的具體操作并沒有特別之處，通常使用1.4 mm激光導管通過6 F指引導管即可處理大部分的再狹窄病變，對于管腔直徑較大或內(nèi)膜增生嚴重的再狹窄病變，可以使用1.7 mm或2.0 mm的激光導管(必要時可使用7 F指引導管)。

2.6 大隱靜脈橋血管(saphenous vein grafts，SVG)

閉塞的SVG中往往含有彌漫的或多部位的粥樣硬化斑塊，甚至常常包含血栓[42-43]。因此，在處理這類病變時，很容易發(fā)生遠端血管栓塞導致微循環(huán)阻塞和無復流的發(fā)生，進而出現(xiàn)不良預后[44]。盡管在處理SVG時常規(guī)應(yīng)用遠端血管保護裝置(distal protection devices，DPD)，但對于嚴重狹窄的病變，DPD往往不容易通過，同時由于病變易碎的性質(zhì)，在輸送DPD的過程中就可能造成斑塊碎裂引起遠端血管栓塞。基于此，ELCA可作為更安全的替代方法，使用ELCA處理SVG病變時，即使是發(fā)生AMI的含有較重血栓負荷的病變，其仍然可以對斑塊進行充足有效的消融[45-46]。國外研究顯示，使用ELCA處理SVG病變時，在不使用DPD的情況下，遠端血管栓塞的發(fā)生率很低(1%～5%)[45]。然而在光學相干斷層成像下顯示，經(jīng)過ELCA處理的病變?nèi)匀粴埓嬉姿榻M織，仍有引起遠端栓塞和無復流的風險[47]。因此，對于ELCA的使用更建議用于DPD無法通過的病變，使用ELCA創(chuàng)造通道便于DPD通過。除此之外，在置入支架前，可以使用直徑較大的激光導管對病變進行充分消融。事實上，對經(jīng)過ELCA處理后的SVG病變不置入支架也是個合理的選擇。

在經(jīng)橈動脈PCI下使用ELCA處理SVG病變時，推薦使用左橈動脈入徑，以便從對側(cè)主動脈管壁獲得更好的指引導管支撐。但是，對于搭于左側(cè)的SVG，則推薦使用右橈動脈入徑，但是這時不容易獲得良好的指引導管支撐。如果病變需要更大管腔的激光導管，這時可能需要更大管腔的指引導管操作(7 F或者8 F)，在這種情況下，橈動脈入徑可能會有所受限。

3 ELCA應(yīng)用于經(jīng)橈動脈PCI的禁忌證

ELCA在常規(guī)使用過程中不需要心外科醫(yī)療團隊在場，但是和常規(guī)PCI操作一樣，要求操作單位具備心外科緊急處理的能力。ELCA沒有絕對的禁忌證，其相對禁忌證為無保護左主干病變，以及拒絕簽署知情同意書者。

4 ELCA應(yīng)用于經(jīng)橈動脈PCI的注意事項

當使用橈動脈入徑進行激光治療時，需要特別注意以下幾點。

4.1 橋血管病變

對于常規(guī)的冠狀動脈原位血管病變，經(jīng)右橈動脈入徑時指引導管可以獲得很好的支撐力，很容易進行ELCA操作。但是對于橋血管病變，指引導管通過右橈動脈入徑往往不能獲得良好的支撐力，從而造成ELCA操作困難進而影響其效果。因此，對于橋血管病變，建議從左橈動脈入徑進行激光治療，保證充足的導管支撐力，降低ELCA操作難度，以獲得更好的效果。

4.2 激光導管的大小

在ELCA的實際操作過程中，術(shù)者需要根據(jù)使用的激光導管直徑選擇大小合適的指引導管。對于直徑為0.9 mm和1.4 mm的激光導管，完全可以使用6 F的指引導管進行操作，但是對于1.7 mm和2.0 mm的激光導管，需要使用7 F甚至8 F的指引導管進行操作。

4.3 指引導管的選擇

對于ELCA而言，對指引導管需要提供足夠的支撐力，同時要保證其與冠狀動脈口的同軸性，以確保操作時生理鹽水能夠充分緩慢地注入，從而確保其安全性。對于需要使用ELCA處理的復雜病變，建議由經(jīng)橈動脈PCI經(jīng)驗豐富的術(shù)者選擇最適合的指引導管進行操作。

5 如何在經(jīng)橈動脈PCI下盡量避免并發(fā)癥

ELCA使用過程中可能出現(xiàn)的并發(fā)癥與常規(guī)PCI相同，如果導絲有較長的部分位于內(nèi)膜下(特別是處理CTO時采用內(nèi)膜下穿越技術(shù)時)，不建議使用ELCA，因為這種情況順行注射生理鹽水時可能會擴大夾層的范圍，最終導致需要更長的支架進行補救。除此之外，在消融過程中無法判斷激光導管位于管腔還是內(nèi)膜下，因此如果激光導管沿位于內(nèi)膜下的導絲進行消融時，很容易穿透中膜和外膜導致冠狀動脈穿孔，這在處理CTO病變時尤其容易出現(xiàn)。因此，建議在處理CTO病變時，由CTO經(jīng)驗和ELCA經(jīng)驗均豐富的術(shù)者進行操作，以更好地判斷導絲位置，避免穿孔發(fā)生。

綜上所述，隨著ELCA設(shè)備和技術(shù)的不斷改進，其在現(xiàn)代介入治療中的應(yīng)用范圍正在逐漸拓寬。同時基于冠狀動脈介入導管等器械的不斷更新，ELCA已經(jīng)完全可以處理經(jīng)橈動脈的復雜病變，其目前所有的臨床應(yīng)用指征均可以通過橈動脈入徑進行操作。鑒于ELCA目前的使用經(jīng)驗，在實際的臨床應(yīng)用過程中，正確地選擇合適病例，正確地操作ELCA才能最大程度地確保其安全性和有效性。相信隨著更多更大型的ELCA相關(guān)研究的開展，其有效性和安全性會得到更有力的臨床證據(jù)支持。希望ELCA在未來可以成為介入醫(yī)師手中的一把利器，用于解決更多的復雜病變和更多的介入難題。

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10.3969/j.issn.1004-8812.2016.10.009

北京市醫(yī)院管理局臨床醫(yī)學發(fā)展專項(ZYLX201303)；國家臨床重點專科建設(shè)項目(2013-2014年度)；北京市醫(yī)院管理局“登峰”計劃專項(DFL20150601)

100029 北京，首都醫(yī)科大學附屬北京安貞醫(yī)院心內(nèi)科 北京市心肺血管疾病研究所

周玉杰，Email：azzyj12@163.com

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2016-06-30)