冠狀動脈光學(xué)相干斷層成像觀察的重度鈣化病變形態(tài)特點對支架膨脹不良的影響

湯 白靜 薛令合 楊學(xué)東 王蔚然 聶紹平 王禹

冠狀動脈重度鈣化病變介入治療中，支架膨脹不良和貼壁不良發(fā)生率顯著增高，是增加支架內(nèi)血栓形成、支架內(nèi)再狹窄及不良心血管事件的重要因素［1］。在重度鈣化病變中，為了獲得良好支架膨脹，充分的預(yù)處理十分重要［2-3］。2011年美國心臟協(xié)會（AHA）/美國心臟病學(xué)會（ACC）經(jīng)皮冠狀動脈介入治療（PCI）指南推薦冠狀動脈旋磨術(shù)用于重度鈣化病變的預(yù)處理（ a，C）［4］。為了達到更充分的預(yù)處理程度，一些研究在旋磨的基礎(chǔ)上，使用切割球囊可以獲得更大的管腔面積和良好的支架膨脹效果，通過有效產(chǎn)生鈣化環(huán)斷裂，輔助支架良好膨脹［5-6］。雖然，鈣化環(huán)斷裂可能是影響支架良好膨脹的重要因素，但是，重度鈣化病變預(yù)處理后，何種形態(tài)學(xué)特點會影響鈣化環(huán)斷裂，進而影響支架置入效果，尚無充足研究證據(jù)。

冠狀動脈內(nèi)光學(xué)相干斷層成像（OCT）技術(shù)對冠狀動脈血管內(nèi)膜有極高的分辨率（10～20 μm）［7］。對鈣化病變也有很高的敏感度（95%～96%）和特異度（97%）［8］。可以識別鈣化弧度、長度、厚度、鈣化小結(jié)以及在鈣化表面的組織厚度，對鈣化環(huán)的斷裂也能清晰地顯示，并可以評價支架置入后膨脹效果，貼壁效果［9-10］。

本研究以經(jīng)過旋磨術(shù)聯(lián)合切割球囊成形術(shù)充分預(yù)處理后的重度鈣化患者為研究對象，利用OCT作為評價手段，旨在探討重度鈣化病變預(yù)處理后，鈣化長度、弧度、厚度、鈣化表面組織厚度，鈣化環(huán)斷裂以及鈣化小結(jié)等相關(guān)形態(tài)學(xué)因素對于支架膨脹不良，貼壁不良的影響。

1 對象與方法

1.1 研究對象

本研究為觀察性研究，連續(xù)選取2016年12月至2017年12月在中國人民解放軍總醫(yī)院心臟介入中心，行冠狀動脈旋磨術(shù)聯(lián)合切割球囊成形術(shù)治療的9例冠狀動脈重度鈣化病變患者，并于預(yù)處理后以及支架置入后行OCT檢查。入選標準：（1）冠狀動脈造影下缺血相關(guān)病變血管狹窄＞70%；（2）缺血相關(guān)病變?yōu)橹囟肉}化病變；（3）行冠狀動脈旋磨術(shù)及切割球囊成形術(shù)；（4）置入第二代藥物洗脫支架；（5）預(yù)處理后及支架置入后行OCT檢查，并獲得良好可分析的圖像。排除標準：（1）30 d內(nèi)的急性心肌梗死者；（2）支架內(nèi)再狹窄病變者。行冠狀動脈旋磨術(shù)及切割球囊成形術(shù)，并置入第二代藥物洗脫支架，并行OCT檢查患者共11例，其中2例預(yù)處理后OCT圖像不清晰，無法分析而被剔除。共入選9例患者， 9支重度鈣化的靶病變。OCT測量后，按2 mm為1節(jié)段，共148個病變節(jié)段，其中105個鈣化節(jié)段。

1.2 手術(shù)操作

冠狀動脈旋磨系統(tǒng)使用波士頓公司的RC 5000 Rotablator旋磨介入治療系統(tǒng)。初始旋磨頭尺寸選擇標準為旋磨頭尺寸/血管直徑比值為0.5～0.6，旋磨轉(zhuǎn)速為140 000～180 000轉(zhuǎn)/min。每一組旋磨的時間均＜20 s。旋磨術(shù)后，使用切割球囊（美國波士頓公司，F(xiàn)lextome Cutting Balloon）對病變進一步擴張?zhí)幚?。切割球囊直?血管支架比值為0.7～1.0，按照切割球囊使用推薦。在病變預(yù)處理后，均置入第二代藥物洗脫支架。支架長度覆蓋靶病變遠端及近端4 mm。支架置入后，由術(shù)者根據(jù)經(jīng)驗決定是否后擴張。PCI術(shù)后，從兩個垂直體位進行造影。手術(shù)成功定義為支架順利置入，殘余狹窄＜20%，心肌梗死溶栓治療臨床試驗前向（TIMI）血流 級。主要不良心血管事件（MACE）包括死亡（全因死亡）、心肌梗死及靶病變再血管化。

1.3 OCT檢查

使用FD-OCT系統(tǒng) （C7-XR Imaging System， 圣猶達公司， 美國）探測深度6～10 mm；分 辨 率 19～39 μm；組 織 掃 描 深 度 1.0～2.0 mm 。Dragon y成像導(dǎo)管2.7 F，最大晶體處直徑3.5 F，工作長度135 cm，最大導(dǎo)引鋼絲0.014 in（1 in=2.54 cm）。自動回撤裝置：回撤速度20～25 mm/s，每秒幀數(shù) 100幀/s。分別在常規(guī)造影后，預(yù)處理后以及支架置入后，對靶病變行OCT檢查。將OCT超聲探頭送至病變遠端，自動回撤，連續(xù)記錄圖像。其中8例病變，由于鈣化環(huán)堅硬并伴有極度狹窄，行預(yù)處理前，OCT不能順利通過病變。但所有病變，均于旋磨聯(lián)合切割預(yù)處理以及支架置入后，完成OCT檢查，并獲得良好圖像。

1.4 OCT影像分析

所有圖像刻錄在DVD光盤進行分析。根據(jù)《光學(xué)相干斷層成像技術(shù)在冠心病介入診療領(lǐng)域的應(yīng)用中國專家建議》［11］，鈣化定義為邊緣清晰的低信號區(qū)域。鈣化相關(guān)參數(shù)測量包括：鈣化弧度，鈣化長度，鈣化厚度，鈣化小結(jié)，鈣化斑塊表面組織厚度，鈣化環(huán)斷裂。鈣化弧度：以管腔中心為圓心，到兩側(cè)鈣化邊緣的弧度。鈣化長度：鈣化組織斑塊在中軸上的長度。鈣化厚度：橫截面圖像中鈣化組織的厚度。鈣化表面組織厚度：鈣化表面至管腔表面之間組織的厚度（圖1）。鈣化小結(jié)：突出于管腔的鈣化組織結(jié)節(jié)。鈣化環(huán)斷裂：可以觀察到鈣化環(huán)出現(xiàn)斷口。支架膨脹：支架膨脹率=最小支架面積/平均參考管腔面積×100%，支架膨脹不良為支架膨脹率＜90%。支架貼壁不良：以支架小梁表面至管腔表面的縱向距離＞260 μm作為顯著貼壁不良。組織脫垂：支架置入后組織突出于支架小梁之間的管腔中，脫垂組織面積＞10%管腔面積時，定義為顯著組織脫垂。

圖1 光學(xué)相干斷層成像鈣化相關(guān)參數(shù)測量

1.5 統(tǒng)計學(xué)分析

所有數(shù)據(jù)采用SPSS19.0軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析。計量資料表示為平均數(shù)±標準差。如為正態(tài)分布且方差齊，組間比較采用雙側(cè)獨立t檢驗；如非正態(tài)或方差不齊，組間比較采用矯正t 檢驗或非參數(shù)秩和檢驗。計數(shù)資料以構(gòu)成比表示，組間比較采用χ2檢驗。采用單因素Logistic回歸分析，對支架膨脹不良、貼壁不良等形態(tài)學(xué)參數(shù)進行相關(guān)性分析。將差異有統(tǒng)計學(xué)意義的因素，納入多因素Logistic回歸再次分析。采用雙側(cè)檢驗，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 患者臨床基線資料

9例冠狀動脈重度鈣化病變患者，其中7例為不穩(wěn)定型心絞痛，6例合并多支血管病變，4例同時多支血管行PCI（表1）。

2.2 冠狀動脈造影資料分析

9例冠狀動脈重度鈣化病變患者病變管腔平均狹窄率（95±1.3）%。其中分叉病變3例包括球囊保護邊支2例、CRUSH雙支架處理1例。最大旋磨頭使用情況：3例為1.25 mm旋磨頭，5例為1.5 mm旋磨頭，1例為1.75 mm旋磨頭。所有患者旋磨后，均使用了切割球囊處理，5例同時使用了普通球囊預(yù)擴張?zhí)幚怼Ｋ谢颊呔萌胫Ъ?。手術(shù)成功率9/9，9個月隨訪無MACE發(fā)生（表2）。

表1 冠狀動脈重度鈣化病變9例患者臨床基本資料

2.3 OCT圖像分析結(jié)果

9例患者共采集了148個2 mm的病變節(jié)段，其中105個病變節(jié)段伴隨鈣化，這105個病變的平均最小管腔面積為（2.40±0.76）mm2，鈣化弧度（164.3±86.4）°，鈣化長度為（1.72±0.39）mm，鈣化厚度為（0.47±0.18）mm，鈣化表層組織厚度為（0.15±0.14）mm。旋磨聯(lián)合切割預(yù)處理后，42個（40.0%）節(jié)段出現(xiàn)鈣化環(huán)斷裂，44個（41.9%）節(jié)段出現(xiàn)夾層，其中6個節(jié)段為重度C級夾層（5.7%）。支架置入后，29個（27.6%）節(jié)段支架膨脹不良，29個（27.6%）節(jié)段支架貼壁不良，24個（22.9%）節(jié)段組織脫垂（表3）。

表2 冠狀動脈重度鈣化病變9例患者冠狀動脈造影資料分析

2.4 支架膨脹不良和貼壁不良的相關(guān)因素分析

最小管腔面積、鈣化弧度、鈣化長度、鈣化厚度、鈣化表面組織厚度、鈣化小結(jié)、鈣化斷裂、支架膨脹不良和貼壁不良的單因素線性相關(guān)分析見表4～5。多因素Logistic回歸分析顯示，最小管腔面積是支架膨脹不良的主要危險因素（OR 1.870，95%CI 1.021～3.425），而鈣化環(huán)斷裂是支架膨脹不良的保護因素（OR 0.160，95%CI 0.050～0.516）。鈣化弧度是影響支架貼壁不良的主要預(yù)測因素 （OR 1.006，95%CI 1.001～1.011）。

2.5 影響鈣化環(huán)斷裂因素

可能影響鈣化環(huán)斷裂的因素，包括最小管腔面積、鈣化弧度、鈣化長度、鈣化厚度、鈣化表面組織厚度及鈣化小結(jié)，其與鈣化環(huán)斷裂相關(guān)分析見表6。多因素Logistic多元回歸分析顯示，鈣化表面組織厚度（OR 0.000， 95%CI 0.000～0.001）以及鈣化弧度（OR 1.008， 95%CI 1.002～1.015）是鈣化環(huán)斷裂的主要影響因素。

表3 冠狀動脈重度鈣化病變9例患者OCT圖像分析

表4 支架膨脹不良相關(guān)因素分析

表5 影響支架貼壁不良的因素分析

2.6 淺層鈣化與深層鈣化分析

在105個鈣化節(jié)段中，按鈣化表面組織厚度分組，厚度≤0.1 mm鈣化節(jié)段組47個和厚度＞0.1 mm鈣化節(jié)段組58個。兩組最小管腔面積、鈣化弧度、鈣化長度及鈣化厚度比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。而厚度≤0.1 mm鈣化節(jié)段組中，鈣化斷裂的比例（76.6%）明顯高于厚度＞0.1 mm鈣化節(jié)段組（10.3%），差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.001）。厚度≤0.1 mm鈣化節(jié)段組支架膨脹不良的節(jié)段比例（19.1%）比厚度＞0.1 mm鈣化節(jié)段組（34.5%）有降低的趨勢，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.081）。兩組支架貼壁不良和支架置入后組織脫垂比例比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（表7）。

3 討論

OCT指導(dǎo)的PCI術(shù)研究顯示，支架膨脹不良是導(dǎo)致MACE的相關(guān)因素［12-14］。在重度鈣化病變中，堅硬的鈣化環(huán)極大限制了支架膨脹，造成近、遠期MACE的增加。旋磨術(shù)聯(lián)合切割球囊成形術(shù)，充分預(yù)處理重度鈣化病變，在一定程度上減輕了鈣化對支架膨脹的限制［6］。但是，本研究顯示，即使經(jīng)過這種充分的斑塊預(yù)處理方式， OCT觀察下，依然有27.6%的支架節(jié)段未能良好膨脹。預(yù)處理后，過小的管腔殘余面積是支架膨脹不良的預(yù)測因素，而預(yù)處理后鈣化環(huán)出現(xiàn)斷裂是支架良好膨脹的相關(guān)因素。既往血管內(nèi)超聲（IVUS）研究資料也顯示，在重度鈣化病變中，預(yù)處理后的管腔殘余狹窄率＜40%是支架膨脹不良的主要影響因素［6］。在重度鈣化病變中，盡可能增加預(yù)處理后的管腔面積，做充分的預(yù)處理準備，是獲得良好支架膨脹的基礎(chǔ)。

表6 影響鈣化環(huán)斷裂的因素分析

表7 表面組織不同厚度分析

與既往研究相似，本研究顯示，預(yù)處理后，OCT下觀察到的鈣化環(huán)斷裂有利于支架良好膨脹［15-17］。然而，何種形態(tài)特點的鈣化環(huán)可能會發(fā)生斷裂，尚無充分的研究證據(jù)。本研究盡可能全面地記錄了鈣化環(huán)的參數(shù)特征，顯示鈣化弧度和鈣化表面組織厚度是影響鈣化環(huán)是否發(fā)生斷裂的主要因素，而鈣化組織本身的厚度對鈣化環(huán)是否發(fā)生斷裂并未顯示明顯相關(guān)性。在鈣化弧度較大的病變節(jié)段，旋磨后利用切割球囊時，球囊向各個方向的擴張壓力會均勻的擠壓各個方向上的鈣化組織，進而有利于鈣化環(huán)的斷裂。相反，當(dāng)鈣化弧度較小時，球囊擴張的壓力，可能因為血管壁的彈性而被分解掉，不利于鈣化環(huán)的斷裂。同一缺血相關(guān)病變，遠近不同血管段，在遠端鈣化弧度小的血管段未見鈣化環(huán)斷裂，而近端接近360°鈣化環(huán)的血管段，可以見到明顯的多處鈣化環(huán)斷裂（圖2）。這提示，在鈣化弧度大的病變中，使用旋磨術(shù)聯(lián)合切割球囊術(shù)會產(chǎn)生較好的效果。

既往的IVUS研究，根據(jù)鈣化在內(nèi)膜及粥樣斑塊組織中內(nèi)1/2，或外1/2分為淺表鈣化和深層鈣化，并指出旋磨適用于淺表鈣化，而對深層鈣化可能效果不明顯［18］。OCT可以分辨鈣化表面組織厚度，對鈣化的部位有更精細的區(qū)分，本研究詳細地收集了鈣化表面組織厚度這一參數(shù)，并分析了這一參數(shù)對預(yù)處理后鈣化環(huán)斷裂所造成的影響。當(dāng)組織厚度為0.1 mm時對鈣化環(huán)斷裂預(yù)測的敏感度最高，因此以0.1 mm分組。表面組織厚度＞0.1 mm時，即使是IVUS分類中的淺層鈣化出現(xiàn)鈣化環(huán)斷裂的比例也明顯減少，并伴隨支架膨脹不良發(fā)生率增高的趨勢。當(dāng)以鈣化表層組織厚度分組后，鈣化表面組織厚度≤0.1 mm組中76.6%的節(jié)段出現(xiàn)了鈣化環(huán)的斷裂，而表面組織厚度＞0.1 mm組中，只有10.3%的節(jié)段出現(xiàn)鈣化環(huán)的斷裂（圖3）。利用OCT所觀察的鈣化組織特點可能更有利于區(qū)別病變對旋磨以及切割等處理后的效果，可以用作病變是否利于旋磨或切割處理的參考指標。

圖2 不同鈣化弧度與鈣化環(huán)斷裂 A、B.病變遠端鈣化弧度較小，鈣化環(huán)未見斷裂；C、D.同一缺血相關(guān)病變，近端病變節(jié)段鈣化弧度大，鈣化環(huán)明顯斷裂（紅箭頭所示）

本研究中，有3例病變，分別于旋磨后以及切割球囊擴張后，分別做了OCT檢查。其中，在旋磨后僅有21.4%的病變階段出現(xiàn)鈣化環(huán)斷裂（出現(xiàn)鈣化斷裂的節(jié)段9個/42個鈣化節(jié)段），而在切割球囊使用后，鈣化環(huán)斷裂的比例顯著增加（圖4）。旋磨術(shù)的作用強調(diào)為斑塊消蝕（plaque debulking）， 而相關(guān)旋磨術(shù)共識［19-20］指出，在藥物支架的時代，旋磨的作用更強調(diào)為斑塊修飾（plaque modi cation）。斑塊修飾是指對淺表鈣化組織進行打磨，特別是突出于管腔表面的鈣化組織或鈣化小結(jié)，起到增加管腔面積，并使管腔表面變得光滑的作用，有利于后續(xù)器械的輸送。但是本研究中顯示，旋磨術(shù)雖然能使管腔變得光滑，但是對管腔面積的增加和鈣化環(huán)斷裂的作用有限。旋磨后聯(lián)合切割球囊的使用，增加了管腔面積，并產(chǎn)生了鈣化環(huán)的斷裂。這可能是旋磨聯(lián)合切割球囊處理重度鈣化病變，可以輔助支架良好膨脹的機制。

圖3 同一橫截面水平，光學(xué)相干斷層成像下支架預(yù)處理后，以及支架置入后效果 A.預(yù)處理后鈣化弧度為259°，鈣化表面組織厚度0.8 mm，鈣化環(huán)斷裂（紅箭頭所示）； B.支架置入后，支架膨脹良好，但是貼壁不良，支架梁與內(nèi)膜距離302 μm（紅箭頭所示）； C.預(yù)處理后鈣化弧度為102°，鈣化表面組織厚度1.2 mm，鈣化環(huán)無斷裂； D.支架置入后，支架膨脹率87%，膨脹不良，貼壁良好，支架梁與內(nèi)膜距離190 μm

圖4 OCT下旋磨以及切割后管腔鈣化環(huán)變化 A.旋磨后，鈣化環(huán)未出現(xiàn)斷裂；B.同一節(jié)段，切割球囊處理后，鈣化環(huán)出現(xiàn)斷裂（紅箭頭所示）

本研究通過OCT對旋磨聯(lián)合切割后鈣化組織的分析，提示在鈣化弧度較大和鈣化表面組織厚度較薄的病變中，旋磨聯(lián)合切割球囊可能會帶來更高比例的鈣化環(huán)斷裂，從而降低支架膨脹不良的發(fā)生率。但是對于鈣化表面組織較厚的病變，旋磨聯(lián)合切割的獲益有待明確。

本研究存在以下幾點不足：（1）樣本量較小，僅入組9例患者，分析了148個病變節(jié)段，不具備普遍性，僅為初步的探索性研究。（2）病變均為重度鈣化伴重度狹窄，因此大部分病變未能在處理前行基線的OCT檢查。僅能分析預(yù)處理后的病變特點。（3）未對患者進行影像隨訪，遠期預(yù)后尚待明確。

總之，本研究通過對9例患者，105個經(jīng)過旋磨聯(lián)合切割球囊處理的重度鈣化病變節(jié)段的OCT影像資料分析，表明預(yù)處理后，鈣化環(huán)發(fā)生斷裂和最小殘余管腔面積是影響支架膨脹的主要相關(guān)因素，鈣化表面組織厚度、鈣化弧度是影響鈣化環(huán)斷裂的主要因素，進而影響支架膨脹效果。