光學(xué)相干斷層成像和血管內(nèi)超聲在PCI術(shù)中的應(yīng)用比較

梁利平，樸哲浩，林小葉，金 鑫，崔 燕*,樸金花

(1.吉林大學(xué)第二醫(yī)院 心血管內(nèi)科，吉林 長(zhǎng)春130041;2.延邊大學(xué)附屬醫(yī)院老年病科)

近年來(lái)心血管疾病發(fā)病率明顯升高，隨著介入手術(shù)的廣泛開(kāi)展，一些輔助檢查的應(yīng)用也越來(lái)越普遍，其中包括血管內(nèi)影像學(xué)檢測(cè)技術(shù)光學(xué)相干斷層成像(OCT)和血管內(nèi)超聲(IVUS)，通過(guò)闡述光學(xué)相干斷層成像和血管內(nèi)超聲的發(fā)展，比較光學(xué)相干斷層成像和血管內(nèi)超聲檢測(cè)在經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療(PCI)中的應(yīng)用，包括指導(dǎo)支架置入、評(píng)價(jià)介入療效等方面的優(yōu)劣，從而提供更好的介入治療。

1 IVUS和OCT的概況

血管內(nèi)超聲作為輔助冠狀動(dòng)脈造影術(shù)的技術(shù)，是將超聲探頭放入血管腔內(nèi)，通過(guò)超聲原理對(duì)血管內(nèi)、血管壁及其周?chē)M織的結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)的一項(xiàng)技術(shù)。IVUS的發(fā)展經(jīng)歷了四個(gè)歷程：(1)傳統(tǒng)的灰階IVUS(Gray Scale):灰階IVUS可以顯示管腔形態(tài)和血管壁，準(zhǔn)確測(cè)量血管直徑、橫截面積和狹窄程度，指導(dǎo)冠脈介入治療。(2)虛擬組織學(xué)IVUS(VH)以灰階血管內(nèi)超聲技術(shù)為基礎(chǔ)，能夠定量及定性地分析粥樣硬化斑塊，而且更加直觀和準(zhǔn)確?；译AIVUS與病理組織學(xué)有著極高的一致性[1]，被認(rèn)為是“活體病理組織學(xué)”。(3)整合背向散射IVUS(IB-IVUS)：背向散射(IB)結(jié)合常規(guī)血管內(nèi)超聲(IVUS)使識(shí)別冠狀動(dòng)脈斑塊成為可能，IB-IVUS可以更為詳細(xì)地觀察冠狀動(dòng)脈斑塊中的成分。有研究表明[2]，根據(jù)FFR檢測(cè)冠狀動(dòng)脈內(nèi)的狹窄而進(jìn)行腔內(nèi)超聲檢查時(shí)，IB-IVUS較基于MLA的IVUS方法更有用。(4)iMAP-IVUS是基于射頻(RF)信號(hào)模式識(shí)別的血管內(nèi)超聲系統(tǒng)，它可以提供關(guān)于冠狀動(dòng)脈斑塊特征的客觀和定量信息，RyotaroYamada[3]等人的研究提示iMAP-IVUS可以預(yù)測(cè)PCI術(shù)后遠(yuǎn)端栓塞和未來(lái)ACS事件。IVUS指導(dǎo)的PCI手術(shù)，比OCT的使用范圍要廣泛，但因鈣化成分會(huì)遮擋回聲，故對(duì)鈣化病變應(yīng)用受限；此外，由于數(shù)字模型中缺乏血栓算法，故不能識(shí)別血栓。

光學(xué)相干斷層成像(OCT ) 是新興的血管內(nèi)成像技術(shù)，利用近紅外線(xiàn)及光學(xué)干涉原理進(jìn)行成像，軸向分辨率可達(dá) 4-10 μm，是IVUS的10倍，這使得它對(duì)于纖維斑塊、脂質(zhì)斑塊、鈣化斑塊的識(shí)別率均高于IVUS，此外，它的分辨率接近組織學(xué)水平，能夠觀察動(dòng)脈內(nèi)膜夾層等微小病變，能夠檢出紅白血栓，甚至可以判斷血栓的新舊及成分。第一代時(shí)域OCT(TD-OCT)成像速度為1-2 mm/s，獲得的檢測(cè)圖像質(zhì)量不如IVUS，而且透射深度有限，最大探測(cè)深度僅2 mm，所以不適于左主干及開(kāi)口病變。第二代頻域OCT(FD-OCT)又稱(chēng)光學(xué)頻域成像(OFDI)，它無(wú)需阻斷血流，采集速度快達(dá)20 mm/s，最大限度地減少因冠狀動(dòng)脈閉塞引起的可能的缺血效應(yīng)，可以應(yīng)用于左主干及開(kāi)口病變。不過(guò)從直徑>3.5 mm的大血管中獲得最佳的圖像仍然有技術(shù)限制。

2 在識(shí)別易損斑塊方面的比較

Higuma Takumi[4]等人的研究指出，急性冠脈綜合征44%與斑塊破裂有關(guān)，31%則是因?yàn)榘邏K侵蝕，所以識(shí)別易損斑塊，對(duì)于PCI手術(shù)的治療策略選擇意義重大。易損斑塊的特征可表現(xiàn)為纖維帽厚度<65 μm或壞死核心體積>40%。纖維帽厚度是最好的預(yù)測(cè)斑塊破裂因素，巨噬細(xì)胞密度、炎癥、鈣化都在斑塊破裂的發(fā)展過(guò)程中起了一定的作用，有研究指出，巨噬細(xì)胞對(duì)纖維帽基質(zhì)的降解很大程度上影響著動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的不穩(wěn)定，采用 OCT 技術(shù)可測(cè)量(53.4±10.7) μm纖維帽厚度，還可以檢測(cè)纖維帽中的巨噬細(xì)胞。同樣與斑塊易損性相關(guān)的還有微通道，這些都需要OCT才能看到。傳統(tǒng)IVUS受限于分辨率，雖然對(duì)易損斑塊有較好的評(píng)價(jià)能力，但是它不能辨別紅白血栓以及測(cè)量纖維帽厚度。但是OCT也有局限性，它不能識(shí)別較深的壞死核心。和虛擬組織學(xué)技術(shù)結(jié)合的VH-IVUS雖然同樣不能準(zhǔn)確定性<65 μm 薄纖維帽斑塊，但它對(duì)壞死核心體積>40%的薄纖維帽斑塊能夠很好地定性(敏感度可達(dá)92%)。

3 在介入治療中的應(yīng)用

IVUS和OCT在介入手術(shù)中的應(yīng)用主要是制定手術(shù)策略和優(yōu)化支架植入，并可應(yīng)用于研究再狹窄機(jī)制、評(píng)價(jià)介入治療效果等方面。

IVUS在復(fù)雜病變特別是左主干或分叉病變中有較好的應(yīng)用，Chirag Bavishi[5]等人進(jìn)行的隨機(jī)試驗(yàn)表明，與冠狀動(dòng)脈造影相比，IVUS指導(dǎo)的PCI使MACE發(fā)生率降低35%，包括需要植入四枚以上支架、小血管病變、分叉病變、慢性完全閉塞(CTO)等的復(fù)雜病變。IVUS的優(yōu)勢(shì)在于投射深度大，能夠以整個(gè)血管壁為背景評(píng)估病變及其與組織的關(guān)系，即血管重構(gòu)指數(shù)及斑塊負(fù)荷，而且可以準(zhǔn)確地測(cè)量參考血管直徑和病變長(zhǎng)度，便于PCI術(shù)前支架直徑和長(zhǎng)度的選取。由于OCT的側(cè)向穿透能力只有 1 mm-2 mm，對(duì)于3 mm 以上直徑的冠脈，它不能計(jì)算血管重構(gòu)指數(shù)及斑塊負(fù)荷，也不利于使支架直徑達(dá)到最佳，這可能導(dǎo)致支架放置位點(diǎn)不能較好地覆蓋狹窄管腔。

一直以來(lái)，最小支架面積一直被證明是再狹窄和早期及晚期支架內(nèi)血栓形成的最強(qiáng)預(yù)測(cè)因子[6]，而且，幾項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)[7]，IVUS引導(dǎo)的PCI之所以減少靶病變手術(shù)失敗率，支架內(nèi)血栓形成，主要不良心血管事件和死亡率，主要是因?yàn)樾g(shù)后最小支架面積比冠狀動(dòng)脈造影術(shù)大。ILUMIEN[11]等人的多中心隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)最后OCT引導(dǎo)PCI 的中位最小支架面積[5.79 mm2(IQR，4.54-7.34 mm2)]不劣于IVUS指導(dǎo)的PCI [5.89 mm2(IQR，4.67-7.80 mm2)，非劣效性P=0.001]，但也不優(yōu)于血管造影PCI [5.49 mm2(IQR，4.39-6.59 mm2)，P=0.12]。該實(shí)驗(yàn)同時(shí)證明了OCT的分辨率高于IVUS成像，對(duì)檢測(cè)術(shù)后解剖，貼壁不良，血栓和組織突出的敏感性更高。日本的一項(xiàng)納入了817例患者的前瞻性，多中心，隨機(jī)(比例1∶1)的研究[8]發(fā)現(xiàn)作為OFDI引導(dǎo)的PCI植入的支架直徑為2.92±0.39 mm，IVUS-guide PCI的支架直徑為2.99±0.39(P=0.005)，與ILUMIEN等人的研究結(jié)果一致。該研究還發(fā)現(xiàn)，兩組間PCI手術(shù)成功率都很高，手術(shù)相關(guān)并發(fā)癥的發(fā)生率都非常低且都相當(dāng)。接受OFDI指導(dǎo)的PCI患者12個(gè)月的臨床結(jié)果并不劣于進(jìn)行IVUS指導(dǎo)的PCI患者。OFDI引導(dǎo)和IVUS引導(dǎo)下的PCI 8個(gè)月的血管造影二次再狹窄率和12個(gè)月的靶血管失敗率均非常低。

內(nèi)膜增生水平是支架內(nèi)血栓形成的一個(gè)重要危險(xiǎn)因素，IVUS很難劃定內(nèi)膜增生的范圍和厚度，而OCT可以連續(xù)檢測(cè)支架術(shù)后內(nèi)膜覆蓋率，從而指導(dǎo)術(shù)后雙聯(lián)抗血小板使用方案的期限。

IVUS在術(shù)前支架選取方面占優(yōu)勢(shì)，OCT在評(píng)價(jià)介入療效方面略勝一籌，但是多數(shù)研究表明，二者的術(shù)后MACE并無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。事實(shí)上，OCT和IVUS各有優(yōu)勢(shì)，是互為補(bǔ)充而不是互相取代的關(guān)系。結(jié)合了雙方優(yōu)勢(shì)的聯(lián)合IVUS-OCT成像將診斷易損斑塊的準(zhǔn)確性提高到99%，而OCT和GS-IVUS為98%和93%，已經(jīng)成為未來(lái)成像技術(shù)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。