虛擬組織學(xué)-血管內(nèi)超聲分析冠狀動脈慢性完全閉塞病變斑塊特征

吳璽 黃河 張琪周 譚國嬌

冠狀動脈慢性完全閉塞（chronic total occlusion，CTO）病變是指遠(yuǎn)端血流心肌梗死溶栓治療試驗(yàn)（thrombolysis in myocardial infarction，TIMI） 0級且閉塞時間超過3個月的冠狀動脈阻塞性病變，如果存在同側(cè)橋側(cè)支或同側(cè)側(cè)支血管，盡管閉塞遠(yuǎn)端血管TIMI血流＞0級，仍視為完全閉塞病變[1-2］。18.4%～52.0%的冠心病患者在冠狀動脈造影后顯示存在CTO病變[3-6］。經(jīng)皮冠狀動脈介入治療（percutaneous coronary intervention，PCI）能有效改善患者臨床癥狀[7-8］。PCI術(shù)成功開通CTO病變后，能降低患者對抗心絞痛藥物的需求、提高患者活動耐量、減少對冠狀動脈旁路移植術(shù)（coronary artery bypass graft，CABG）的需求、改善左心室射血分?jǐn)?shù)（left ventricular ejection fraction，LVEF）、降低心律失常發(fā)生率和提高總體生存率[8-11］。隨著手術(shù)技術(shù)及器材的不斷更新改進(jìn)，CTO病變行PCI的成功率已達(dá)到80%～90%[12-13］。CTO病變的手術(shù)安全性與非CTO病變相當(dāng)，術(shù)中相關(guān)并發(fā)癥發(fā)生率的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[1］。CTO病變中的鈣化部分是導(dǎo)致手術(shù)失敗的原因之一，在導(dǎo)絲穿通閉塞病變組織過程中，導(dǎo)絲若遇到鈣化組織則進(jìn)入假腔中的概率將大大增加。深入了解CTO病變解剖組織學(xué)，在一定程度上可提高PCI術(shù)成功率。虛擬組織學(xué)-血管內(nèi)超聲（virtual histology-intravascular ultrasound，VHIVUS）通過識別四種不同的斑塊組織超聲特征，可以定量和定性地分析斑塊組成情況[11］。因此，本研究通過VH-IVUS分析穩(wěn)定型心絞痛患者中CTO病變與非CTO病變的病理組織特點(diǎn)。

1 對象與方法

1.1 研究對象

選取2015年8月至2018年6月在湘潭市中心醫(yī)院心內(nèi)科住院行VH-IVUS分析的95例穩(wěn)定型心絞痛患者進(jìn)行回顧性研究，其中40例為CTO病變患者作為CTO組，55例為非CTO病變患者作為非CTO組。穩(wěn)定型心絞痛患者臨床表現(xiàn)為加拿大心血管病學(xué)會（Canadian Cardiovascular Society，CCS） 心絞痛分級Ⅱ～Ⅳ級。非CTO組患者入選標(biāo)準(zhǔn)：經(jīng)選擇性冠狀動脈造影判斷至少有 1 處狹窄且狹窄程度75%以上（直徑法）的病變。CTO組患者入選標(biāo)準(zhǔn)：經(jīng)選擇性冠狀動脈造影結(jié)果顯示冠狀動脈血管完全閉塞（血流TIMI 0級），閉塞時間＞3個月。確診標(biāo)準(zhǔn)符合以下條件中1條或以上者：（1）經(jīng)冠狀動脈造影或冠狀動脈計(jì)算機(jī)螺旋斷層掃描證實(shí)＞3個月閉塞病變；（2）有明確心肌梗死病史＞3個月，術(shù)前造影證實(shí)心肌梗死相關(guān)血管仍處于閉塞狀態(tài)；（3）若無以上客觀證據(jù)，有3個月以上心肌缺血癥狀。排除標(biāo)準(zhǔn)：嚴(yán)重扭曲或鈣化的病變、未開通的CTO病變、急性冠狀動脈綜合征和既往有CABG史的患者。本研究經(jīng)本院醫(yī)學(xué)倫理委員會審查批準(zhǔn)。

1.2 研究方法

1.2.1收集基線臨床資料 收集患者性別、年齡、高血壓病、高脂血癥、糖尿病、吸煙史、LVEF。

1.2.2VH-IVUS檢查及分析 為了同時容納IVUS導(dǎo)管及微導(dǎo)管，所有手術(shù)經(jīng)股動脈送入7 F指引導(dǎo)管。導(dǎo)絲通過“靶血管”后，酌情使用1.5～2.0 mm球囊對病變進(jìn)行預(yù)擴(kuò)張并向冠狀動脈內(nèi)注入0.2 mg的硝酸甘油擴(kuò)張血管；IVUS（OpticrossTM，波士頓科學(xué)，美國）從病變遠(yuǎn)端以0.5 mm/s的速度回撤，對病變血管進(jìn)行檢查分析。根據(jù)現(xiàn)有指南與專家共識，將血管組織的IVUS灰度影像分為外彈力膜（external elastic membrane，EEM）、內(nèi)膜、管腔及斑塊[14-16］。在病變近端和遠(yuǎn)端找到相對正常的血管截面作為參考血管截面，一般距離病變末端5～10 mm，同時斑塊負(fù)荷為25%～50%。IVUS系統(tǒng)軟件自動生成中膜與管腔邊界后，由2名獨(dú)立的介入醫(yī)師再次進(jìn)行人工校準(zhǔn)，若出現(xiàn)分歧，則請第3名介入醫(yī)師判別。確定血管組織邊界后，系統(tǒng)自動生成血管VH影像：綠色代表纖維組織、黃綠色代表纖維脂質(zhì)組織、藍(lán)色代表鈣化組織和紅色代表壞死核（圖1）。系統(tǒng)自動分析生成病變近、遠(yuǎn)端參考截面、最小管腔截面及整個病變的VH-IVUS影像特點(diǎn)，分別統(tǒng)計(jì)所取截面中斑塊病理組織的橫截面積（mm2）和所占比例（%），統(tǒng)計(jì)整個病變段中不同斑塊病理組織的體積（mm3）和所占比例（%）。斑塊病理組織總體積除以病變長度稱為校正體積（mm3/mm）。血管重構(gòu)指數(shù)=病變處EEM橫截面積/近遠(yuǎn)端參考截面平均面積。病變長度為近遠(yuǎn)端參考截面之間的距離。病變中的特殊組織，例如病理性增生的內(nèi)膜、纖維鈣化瘤、薄纖維帽均未被納入斑塊組織的統(tǒng)計(jì)中（因?yàn)樵谑中g(shù)過程中，這些組織組成有可能發(fā)生改變，進(jìn)而造成數(shù)據(jù)誤差）。

1.3 隨訪

PCI術(shù)后記錄所有患者住院期間主要不良心血管事件（major adverse cardiac events，MACE），包括靶病變血運(yùn)重建、非致命性心肌梗死、心源性死亡、嚴(yán)重心力衰竭、惡性心律失常。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

所有數(shù)據(jù)應(yīng)用SPSS 19.0軟件進(jìn)行分析。計(jì)量資料符合正態(tài)分布用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，組間比較采用t檢驗(yàn)；不符合正態(tài)分布用中位數(shù)（四分位數(shù)間距）表示，組間比較采用Mann-WhitneyU檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料用率或百分比表示，組間比較采用卡方或者Fisher確切概率法檢驗(yàn)。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組患者臨床資料比較

兩組患者在性別、年齡、高血壓病、高脂血癥、糖尿病、吸煙史、左心室射血分?jǐn)?shù)方面比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05，表1）。PCI術(shù)后患者住院期間均未發(fā)生靶病變血運(yùn)重建、非致命性心肌梗死、心源性死亡、嚴(yán)重心力衰竭、惡性心律失常。

CTO組患者中，所有病變均經(jīng)過球囊預(yù)擴(kuò)張后，再送入VH-IVUS檢測。非CTO組患者中，有43例（78.2%）是在導(dǎo)絲穿過病變段后球囊進(jìn)行預(yù)擴(kuò)張，再送入VH-IVUS檢測，12例（21.8%）導(dǎo)絲穿過病變段后未予以球囊預(yù)擴(kuò)張，直接送入VH-IVUS檢測。CTO組患者病變近端參考截面的管腔面積[（7.30±1.83）mm2 比（9.93±5.87）mm2，P=0.008］、病變遠(yuǎn)端參考截面的管腔面積[（5.16±1.76）mm2 比（7.12±4.19）mm2，P=0.006］均顯著小于非CTO組患者，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表1）。

圖1 VH-IVUS示意圖（綠色代表纖維組織、黃綠色代表纖維脂質(zhì)組織、藍(lán)色代表鈣化組織和紅色代表壞死核） A.CTO病變；B.非CTO病變

2.2 兩組患者VH-IVUS測量比較

使用VH-IVUS測量兩組的病變長度發(fā)現(xiàn)，CTO組患者病變長度明顯長于非CTO組患者[（19.63±5.34）mm比（15.78±7.99）mm，P=0.010］。CTO組患者經(jīng)球囊擴(kuò)張后的病變血管最小管腔面積與非CTO組患者比較[（4.14±1.61）mm2比（4.37±1.47）mm2，P=0.871］，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。兩組患者在病變血管最小管腔截面的血管重構(gòu)指數(shù)、斑塊面積、斑塊負(fù)荷、斑塊組成及其所占比例比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。CTO組患者病變近端斑塊負(fù)荷[（50.35±14.83）%比（40.44±12.32）%，P=0.001］、遠(yuǎn)端斑塊負(fù)荷[（43.65±12.20）% 比 （39.02±8.20）%，P=0.036）］均顯著大于非CTO組患者，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表2）。

CTO組患者病變總體纖維組織體積[（65.98±13.59）mm3比（55.25±14.89）mm3，P＜0.001］、鈣化組織體積[（9.40±3.18）mm3比（5.58±2.77）mm3，P＜0.001］、壞死核體積[（18.60±6.19）mm3比（15.51±5.73）mm3，P=0.014］均顯著高于非CTO組患者，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表2）。

表1 兩組患者臨床基本資料比較

表2 兩組病變VH-IVUS特點(diǎn)

由于CTO組患者中的病變長度明顯長于非CTO組患者，因此通過病變長度校正后，比較兩組患者斑塊病理組織體積發(fā)現(xiàn)，每毫米纖維組織體積、每毫米纖維脂質(zhì)組織體積、每毫米鈣化組織體積和每毫米壞死核體積比較，存在一定的差別，但差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05，圖2）。

圖2 病變長度校正后，兩組患者斑塊組織體積比較

3 討論

本研究發(fā)現(xiàn)，與非CTO組患者相比，CTO組患者斑塊長度更長并且斑塊負(fù)荷更嚴(yán)重。此外，CTO組患者總體纖維組織體積、鈣化組織體積及壞死核體積均大于非CTO組，但是經(jīng)病變長度校正組織體積之后，兩組患者上述組織體積比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明纖維組織體積、鈣化組織體積及壞死核體積是因?yàn)椴∽冮L度的差異而引起的變化。

有研究表明，壞死核體積與斑塊穩(wěn)定性直接相關(guān)[11］。通過比較急性冠狀動脈綜合征患者中非罪犯血管與穩(wěn)定型心絞痛患者中目標(biāo)血管的斑塊組成，在最小管腔截面，急性冠狀動脈綜合征患者斑塊壞死核體積較穩(wěn)定型心絞痛患者明顯增加[（17.9±11.6）%比（14.3±8.7）%，P＜0.001］[11］。因此，研究者們推測，相比于穩(wěn)定型心絞痛患者的目標(biāo)血管，急性冠狀動脈綜合征患者中非罪犯血管的斑塊更具易損性。另外一項(xiàng)病理研究發(fā)現(xiàn)，CTO病變持續(xù)時間越長，血管負(fù)性重構(gòu)越嚴(yán)重、鈣化組織體積越大（16.8%）以及壞死核體積越小（7.8%）[17］。本研究發(fā)現(xiàn)，通過病變長度校正后，CTO病變和非CTO病變壞死核比例大致相同。這說明在穩(wěn)定型心絞痛患者中，CTO病變和非CTO病變的斑塊易損性相當(dāng)，也證實(shí)了CTO病變的壞死核體積較小。結(jié)合病理組織學(xué)和造影圖像信息，CTO病變是逐漸從脂質(zhì)斑塊向纖維鈣化斑塊進(jìn)展的。CTO病變內(nèi)膜中的新生微血管起源于外膜的新生微血管，并且與內(nèi)膜細(xì)胞的炎癥反應(yīng)相關(guān)[18］。CTO病變持續(xù)時間增長，由于連通血管內(nèi)膜與外膜的新生微血管較多，導(dǎo)絲容易沿著微血管穿過血管外膜，進(jìn)而發(fā)生血管夾層或穿孔等手術(shù)并發(fā)癥。在穩(wěn)定型心絞痛患者中，CTO病變斑塊的易損性并沒有高于非CTO病變斑塊。

目前，在活體上分析CTO病變斑塊與非CTO病變斑塊的研究較少。本研究結(jié)果與既往研究結(jié)果相似，認(rèn)為CTO病變斑塊中的壞死核體積較非CTO病變中的差別不大。但是，CTO病變斑塊中的鈣化組織卻較非CTO病變中的少[19-20］。因此，CTO病變中壞死核/鈣化組織比例較非CTO病變要高，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。此外，壞死核/鈣化組織比例與斑塊易損性呈正相關(guān)，并且在非ST段抬高型心肌梗死患者中，該比例的增高與肌酸激酶同工酶的升高相關(guān)[21-22］。本研究同樣評估了壞死核/鈣化組織比例，但是兩組患者差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

本研究具有幾個不足之處：（1）本研究是單中心、回顧性的研究，并且樣本量偏少；（2）在CTO組患者中，進(jìn)行VH-IVUS分析前，所有的病變均行球囊擴(kuò)張并且向冠狀動脈內(nèi)注入硝酸甘油，這些操作均會人為地造成CTO病變管腔擴(kuò)張，導(dǎo)致斑塊負(fù)荷降低，最終影響斑塊構(gòu)成組織比例；（3）VH-IVUS無法準(zhǔn)確地區(qū)別血栓，血栓在VH-IVUS影像上呈“綠色”或“黃綠色”，因此可能誤將血栓劃分為纖維或纖維脂質(zhì)組織。此外，納入本研究的病例均進(jìn)行了成功的PCI術(shù)，而未納入嚴(yán)重扭曲或鈣化的病變、未開通的CTO病變、急性冠狀動脈綜合征和既往有CABG史的患者，無法避免地會出現(xiàn)選擇性偏移。但是，40例CTO病變患者均順利進(jìn)行了VH-IVUS和PCI手術(shù)，這在一定程度上最小化了數(shù)據(jù)失真。因鈣化組織而導(dǎo)致超聲信號衰減的部位，VH-IVUS將其誤判為壞死核，增加鈣化組織區(qū)域壞死核的面積。

在穩(wěn)定型心絞痛患者中，與非CTO病變相比，CTO病變長度更長并且斑塊負(fù)荷更重。通過病變長度校正后，CTO病變與非CTO病變的病理組織構(gòu)成比例大致相同。