血管內(nèi)超聲在冠脈介入診療中的應(yīng)用研究▲

吳 凱 何貴新 任加以 陳天宇

(1 廣西中醫(yī)藥大學(xué)，南寧市 530001；2 廣西中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院心血管內(nèi)科二區(qū)，南寧市 530001)

【提要】 血管內(nèi)超聲(IVUS)是近年來(lái)新興的冠狀動(dòng)脈疾病介入治療技術(shù)。IVUS是將微型化的超聲探頭通過(guò)導(dǎo)管技術(shù)送入血管腔內(nèi)，可以顯示血管的橫截面圖像，并能準(zhǔn)確地了解血管壁形態(tài)和管腔狹窄情況，尤其是在診斷和治療冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病方面具有較高的價(jià)值。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，近年來(lái)IVUS及其相關(guān)技術(shù)有了顯著的擴(kuò)展和提升，極大地提高了冠心病的診斷和治療效果。

冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病是指冠狀動(dòng)脈發(fā)生粥樣硬化，引起管腔狹窄或閉塞，導(dǎo)致心肌缺血缺氧或壞死而引起的心臟病，簡(jiǎn)稱冠心病(coronary heart disease，CHD)，也稱缺血性心臟病[1]。冠心病是21世紀(jì)人類死亡的主要原因之一，由于支架置入術(shù)的廣泛開(kāi)展，冠心病患者的生存率大大提高。因其具有便于操作、治療意外風(fēng)險(xiǎn)小及危急情況下可以立刻打開(kāi)病變血管等顯著優(yōu)勢(shì)，介入治療已被普遍地應(yīng)用于臨床診斷及治療[2]。

血管內(nèi)超聲(intravenous ultrasound，IVUS)是一種通過(guò)現(xiàn)代科技將無(wú)創(chuàng)的超聲技術(shù)和有創(chuàng)的導(dǎo)管介入技術(shù)相互融合的新型診療方法，該技術(shù)有助于臨床醫(yī)師精確地把握冠脈造影不能顯示的管壁形態(tài)及管腔狹窄程度[3-4]，特別是對(duì)于缺血性心臟病的診斷及治療有極大意義[5]?，F(xiàn)階段的IVUS已越來(lái)越普遍地應(yīng)用于血管動(dòng)脈粥樣硬化病變的診斷和治療。如何將IVUS更好地用于臨床疾病的診療是近幾年備受關(guān)注的熱點(diǎn)。臨床研究顯示IVUS在明確診斷冠心病和運(yùn)用支架置入技術(shù)治療冠心病中的臨床價(jià)值是巨大的，而且還有更進(jìn)一步的應(yīng)用空間[6]。本文對(duì)近年來(lái)IVUS應(yīng)用于冠脈介入診療的研究進(jìn)展作一綜述。

1 IVUS在冠狀動(dòng)脈病變?cè)\斷中的應(yīng)用

冠脈造影(coronary angiography，CAG)顯示，血管狹窄超過(guò)50%的患者可被確診為冠心病，血管狹窄超過(guò)70%的患者需要常規(guī)干預(yù)，狹窄介于50%～70%時(shí)必須要運(yùn)用IVUS對(duì)病變血管段進(jìn)行檢查。在臨床診斷中，經(jīng)常有平板運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果為陽(yáng)性，而CAG顯示病變血管狹窄尚未達(dá)到血管腔面積的一半，這種情況下由于醫(yī)師過(guò)分依賴及信任冠脈造影結(jié)果，往往會(huì)低估了患者的冠脈狹窄水平，延誤最佳治療時(shí)機(jī)。出于準(zhǔn)確診斷、及時(shí)治療的目的，此時(shí)若及時(shí)進(jìn)行IVUS則非常有利于準(zhǔn)確判斷病灶的性質(zhì)及當(dāng)前是否穩(wěn)定[7]。這種檢查手段的必要性在早期冠狀動(dòng)脈疾病的診斷過(guò)程中尤為突出，因?yàn)楣诿}造影檢查只是通過(guò)造影劑充盈的輪廓來(lái)間接顯示血管腔的直徑，醫(yī)師無(wú)法直接觀察到管壁是否發(fā)生病變，也無(wú)從分析斑塊的組織學(xué)變化，更不能獲得粥樣斑塊形態(tài)及性質(zhì)的詳細(xì)資料，而這種缺陷是致使醫(yī)生錯(cuò)誤估計(jì)病情嚴(yán)重程度的重要因素[8]，其原因很可能與動(dòng)脈粥樣硬化早期的代償性冠狀動(dòng)脈擴(kuò)張和血管重塑相關(guān)，所以CAG很難診斷出早期的冠脈粥樣硬化病變。冠狀動(dòng)脈壁的三層結(jié)構(gòu)(強(qiáng)烈回聲的內(nèi)層、弱回聲的中層和強(qiáng)回聲的外層)可以通過(guò)冠脈血管內(nèi)超聲清晰地顯示出來(lái)。當(dāng)血管狹窄是輕微的但又存在動(dòng)脈粥樣硬化斑塊時(shí)，IVUS可以確診冠脈病變。臨床工作中我們常會(huì)見(jiàn)到部分患者主訴胸痛，而冠脈造影卻提示未見(jiàn)明顯狹窄。有研究指出[9]，若進(jìn)一步對(duì)前降支行血管內(nèi)超聲，約70%的患者可診斷出早期粥樣硬化。因此，我們將IVUS與CAG這兩種手段結(jié)合起來(lái)應(yīng)用，對(duì)于提高冠心病的早期診斷率有極大的價(jià)值，尤其是對(duì)于臨床上高度懷疑冠心病但CAG檢查結(jié)果提示正常的患者來(lái)說(shuō)，更是非常必要的[10]。

2 IVUS在冠狀動(dòng)脈介入治療中的應(yīng)用

2.1 評(píng)估粥樣斑塊的性質(zhì) CAG自出現(xiàn)到現(xiàn)在，一直被認(rèn)為是冠脈血管病變斑塊診斷的標(biāo)準(zhǔn)，但是病理結(jié)果顯示，冠狀動(dòng)脈造影的二維圖像和實(shí)際的血管病理解剖往往存在較大差異。冠脈造影的局限性在于對(duì)疾病的把握是通過(guò)觀察造影劑充盈形成的形狀間接表現(xiàn)管腔的平面圖形[11]，以此來(lái)評(píng)估血管腔面積，因不能準(zhǔn)確判斷病變血管壁的管腔特征和粥樣硬化斑塊性質(zhì)，常常導(dǎo)致低估血管病變的嚴(yán)重程度。而現(xiàn)在，病灶性質(zhì)的判斷、血管最狹窄處的評(píng)估和病變斑塊性狀的估計(jì)，并據(jù)此來(lái)評(píng)價(jià)病變冠脈管壁的具體構(gòu)成和狹窄的計(jì)算，這些都可以通過(guò)血管內(nèi)超聲來(lái)完成。通過(guò)微型化超聲探頭發(fā)出的超聲波再反射回來(lái)的回聲可以確定血管粥樣斑塊的性質(zhì)。經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療(percutaneous coronary intervention，PCI)和支架置入手術(shù)會(huì)因不同粥樣斑塊的特征而形成不同的手術(shù)結(jié)果。軟質(zhì)斑塊比硬質(zhì)斑塊擴(kuò)張得更多，而硬質(zhì)斑塊的碎裂則多一些。不同斑塊在血管內(nèi)超聲下會(huì)顯示出不同的回聲特點(diǎn)，根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)我們將其劃分為幾個(gè)類別，主要包括回聲亮度與心外膜接近的纖維斑塊，回聲亮度低于心外膜的軟斑塊，具有強(qiáng)回聲伴聲影的鈣化斑塊，及兼具不同性質(zhì)的混合斑塊[9]。然而不同的斑塊回聲會(huì)在灰階IVUS圖像發(fā)生重疊，并且血管內(nèi)超聲虛擬組織成像(VH-IVUS)可綜合利用超聲頻率和斑塊組織元素的振幅信息作出有效的識(shí)別，彌補(bǔ)了灰階IVUS的不足。纖維斑塊、纖維脂肪斑塊、壞死核心組織、鈣化組織在VH-IVUS圖像上分別顯示為深綠色、淺綠色、紅色、白色區(qū)域。VH-IVUS能分別預(yù)測(cè)這四種組織，其準(zhǔn)確率分別為：93.4%、94.6%、95.1%、96.8%[12-13]，這一結(jié)果與病理組織學(xué)有著極高的一致性[14-15]，因此VH-IVUS又被稱為“活體病理組織學(xué)”。

2.2 選擇介入血管 影像位置的改變不會(huì)對(duì)IVUS產(chǎn)生影響，IVUS不僅可以準(zhǔn)確判斷狹窄程度，而且可以判斷血管影像上所見(jiàn)的嚴(yán)重性病變的性質(zhì)。冠脈造影檢查時(shí)，造影劑填充效果不理想的情況在臨床上非常常見(jiàn)，加之造影在血管的入口處與主動(dòng)脈之間會(huì)形成一個(gè)夾角，這個(gè)夾角對(duì)于左主干及右冠狀動(dòng)脈開(kāi)口處病變程度和性質(zhì)的判斷會(huì)有不同程度的影響，對(duì)于病情的及時(shí)正確診斷也有一定的阻礙，而IVUS能恰到好處地解決這個(gè)難題[16]。分叉病變的治療方案可以因不同程度的分支血管受累而作出相應(yīng)的處理，CAG等檢查往往不能充分判斷血管分支病灶的嚴(yán)重程度。IVUS的細(xì)小導(dǎo)管則可以直接進(jìn)入病變的分支血管而直觀地進(jìn)行觀察以了解分支病變血管的狹窄程度和病變性質(zhì)。經(jīng)冠脈造影證實(shí)三支病變的，不可能同時(shí)采用經(jīng)皮球囊冠狀動(dòng)脈成形術(shù)(percutaneous transluminal coronary angioplasty，PTCA)和冠狀動(dòng)脈支架植入術(shù)，這種情況下可采用冠脈內(nèi)超聲評(píng)價(jià)病變血管的狹窄程度、血流儲(chǔ)備能力，選擇適合的血管進(jìn)行介入治療[17]。IVUS圖像的分析根據(jù)AHA(American Heart Association)和ESC(European Society of Cardiology)標(biāo)準(zhǔn)[18]。(1)定性分析：分為軟斑塊、硬斑塊、鈣化斑塊及混合性斑塊；(2)定量分析：包括管腔橫截面積(LA)、外彈力膜面積(EA)、斑塊面積(PA，PA=EA-LA)、斑塊負(fù)荷(PA/EA)、偏心指數(shù)(EI，EI=斑塊最小徑/斑塊最大徑，EI<0.5為偏心性斑塊，EI>0.5為同心性斑塊)。經(jīng)過(guò)定性、定量分析后，運(yùn)用IVUS對(duì)病變成分進(jìn)行評(píng)估，再測(cè)量血流儲(chǔ)備力。應(yīng)選擇管腔狹窄最嚴(yán)重的(管腔面積<3 mm2)和血流儲(chǔ)備力不正常(血流儲(chǔ)備力<3.0)的病變冠脈為支架置入治療的血管，這樣的治療方式即“功能性PTCA”。

2.3 選擇介入器材 冠狀動(dòng)脈支架置入術(shù)是目前治療冠心病最常用的手術(shù)。冠狀動(dòng)脈支架在置入前通常需要使用氣囊預(yù)先鋪展冠狀動(dòng)脈的狹窄區(qū)域，為支架置入創(chuàng)造良好的通路。支架置入是否完美貼壁、擴(kuò)張充分，直接關(guān)系到患者的近期和遠(yuǎn)期療效及并發(fā)癥發(fā)生率?，F(xiàn)今常用的冠心病診斷手段即為冠脈造影，但是傳統(tǒng)的冠脈造影技術(shù)對(duì)于疾病診斷有其技術(shù)上的局限性，體現(xiàn)在對(duì)病灶的判斷只能通過(guò)觀察管腔內(nèi)造影劑填充的輪廓來(lái)間接實(shí)現(xiàn)，并且不能直接測(cè)量血管直徑，對(duì)于血管的阻塞水平需要與附近血管直徑對(duì)比來(lái)間接估算，準(zhǔn)確性有所欠缺，并且因?yàn)椴荒苤苯佑^察病灶，所以對(duì)于其性質(zhì)特點(diǎn)也不能準(zhǔn)確掌握[19]，因此冠脈造影指導(dǎo)下的PCI術(shù)有15%～20%的概率會(huì)發(fā)生支架不完全擴(kuò)張[20]。所以，采用一種更好的指導(dǎo)支架置入的方式變得極為重要。為選擇合適的支架，在行PCI前可以先行冠脈內(nèi)超聲檢查，以便精確計(jì)算目標(biāo)血管的最大和最小截面積，得出血管最大直徑和面積，以及目標(biāo)血管病變區(qū)域的血管直徑和面積，以此幫助確定置入支架的大小和長(zhǎng)度[21]。血管內(nèi)超聲對(duì)臨床上介入器材的準(zhǔn)確選擇具有很大的指導(dǎo)意義[22]，特別是在支架置入前接受PTCA球囊預(yù)擴(kuò)張的患者，在明確腔徑和確定支架尺寸方面幫助較大。

2.4 指導(dǎo)冠脈支架介入術(shù) 因?yàn)檠茉煊凹夹g(shù)只能間接顯示血管輪廓，而如前所述，這種特點(diǎn)勢(shì)必會(huì)有測(cè)量不準(zhǔn)確的弊端，導(dǎo)致難以準(zhǔn)確置入大小合適的支架，而臨床上出于患者的安全考慮，為了避免支架過(guò)大造成血管破裂或剝脫風(fēng)險(xiǎn)，通常會(huì)選擇偏小的支架[21]。而血管內(nèi)超聲則可以通過(guò)超聲波探測(cè)的原理來(lái)解決這一系列問(wèn)題。首先由導(dǎo)管將微型超聲換能器放入血管腔內(nèi)，直接顯示血管的形態(tài)，準(zhǔn)確測(cè)量血管的直徑及阻塞程度，還可以由超聲的回聲特點(diǎn)判斷病灶類型[9]。與CAG對(duì)比，在IVUS圖像的指引下置入支架能更準(zhǔn)確地選中血管病變的節(jié)段，支架置入部位更好更充分，手術(shù)效果也更好，安全系數(shù)更高。根據(jù)冠脈內(nèi)超聲結(jié)果，可確定直接支架置入的可行性，并選擇直徑大于病灶2 mm的支架。一些支架不能完全黏附在血管壁和(或)擴(kuò)張不對(duì)稱時(shí)，IVUS可以很好地進(jìn)行影像對(duì)比成像；如果IVUS能證明支架置入是滿意的，就可以安全有效地降低系統(tǒng)抗凝水平[23]。這些發(fā)現(xiàn)有助于改進(jìn)臨床支架置入方法，常規(guī)使用高壓球囊擴(kuò)張使支架充分?jǐn)U張和黏附于血管壁。支架置入后如果支架擴(kuò)張和血管壁黏附不完美，則需要使用膨脹氣囊擴(kuò)張。支架置入不當(dāng)，尤其是擴(kuò)張不足，是支架置入手術(shù)后，藥物洗脫支架內(nèi)再次發(fā)生內(nèi)壁斑塊形成，導(dǎo)致管腔狹窄的重要原因。在支架放入后可以運(yùn)用IVUS直接察看支架置入的對(duì)稱、膨脹程度，并觀察支架的貼壁情況，測(cè)量并計(jì)算管腔的最小直徑/最大直徑。若是該比值小于0.7，提示支架擴(kuò)張不良，則進(jìn)一步加大球囊壓力，直至支架擴(kuò)張到滿意程度。支架最佳置入的IVUS標(biāo)準(zhǔn)[22]：(1)支架完全擴(kuò)張，支架與血管內(nèi)膜表面之間沒(méi)有空腔或暴露的夾層；(2)支架均勻擴(kuò)張且對(duì)稱指數(shù)>0.8；(3)支架位置滿意，完全覆蓋病變，支架內(nèi)管腔橫截面積接近參照血管橫截面積。

2.5 評(píng)價(jià)治療效果 IVUS可以通過(guò)實(shí)時(shí)畫面直觀地看到置入血管壁內(nèi)的支架是否對(duì)稱，精確測(cè)量支架完全擴(kuò)張后的大小，以及置入支架與病變血管壁是否完全貼合而沒(méi)有夾層。相比于IVUS的實(shí)時(shí)觀察和對(duì)斑塊的評(píng)估優(yōu)勢(shì)，其他技術(shù)均不理想。定向旋切術(shù)和高頻旋磨術(shù)可以直接用于去除冠脈斑塊，但在實(shí)施之前需經(jīng)血管內(nèi)超聲明確冠狀動(dòng)脈的病變性質(zhì)及程度。IVUS不僅在協(xié)助病情診斷及選擇支架方面有較大作用，治療后復(fù)行血管內(nèi)超聲檢查還可用于了解治療效果及觀察血管內(nèi)病灶是否清除徹底，為進(jìn)一步治療提供依據(jù)[9]。目前，普遍認(rèn)為IVUS指導(dǎo)的介入治療的最終標(biāo)準(zhǔn)是行IVUS顯示最小血管直徑>2 mm和(或)血管面積>6 mm2[24]。用IVUS判斷介入治療是否達(dá)到預(yù)期效果時(shí)，也可以同時(shí)觀察治療過(guò)程是否存在其他并發(fā)癥[25]。在球囊擴(kuò)張的膨脹血管，可觀察到動(dòng)脈粥樣硬化斑塊破裂、壓迫、撕裂和剝離。對(duì)于支架置入手術(shù)后再發(fā)生支架內(nèi)狹窄的評(píng)價(jià)，一般在支架放置完成后，通過(guò)超聲檢查全面評(píng)估支架的形態(tài)與血管壁的貼合狀況、展開(kāi)情況是否理想等[19]。隨訪PTCA和(或)支架置入后6個(gè)月以內(nèi)的臨床表現(xiàn)和異常心電圖改變，如有異常應(yīng)懷疑冠狀動(dòng)脈支架內(nèi)再狹窄。藥物支架術(shù)后再狹窄的發(fā)生與支架的擴(kuò)張不充分和貼壁不良以及局部有明顯的鈣化等因素有關(guān)。從目前一系列的臨床調(diào)查發(fā)現(xiàn)，約30%的患者在介入手術(shù)治療后會(huì)發(fā)生支架內(nèi)再狹窄[26]。國(guó)外的臨床數(shù)據(jù)也顯示，只有50%的患者在PTCA后通過(guò)冠脈造影能發(fā)現(xiàn)斑塊夾層，但運(yùn)用冠脈超聲查出的卻有60%～80%[16，27]。其原因可能為斑塊破裂使造影劑進(jìn)入破裂的裂隙及夾層組織內(nèi)，導(dǎo)致造影出現(xiàn)即刻管腔增大的假象。所以CAG很難發(fā)現(xiàn)植入支架內(nèi)斑塊再次堵塞血管，而不能用來(lái)評(píng)估PTCA后發(fā)生狹窄的機(jī)制。藥物洗脫支架內(nèi)再次產(chǎn)生粥樣斑塊造成狹窄是當(dāng)前介入手術(shù)的熱門問(wèn)題。IVUS是當(dāng)前用來(lái)發(fā)現(xiàn)支架內(nèi)再狹窄最切實(shí)可行的手段。研究發(fā)現(xiàn)[6]，發(fā)生再狹窄主要是因?yàn)檠芷交〖?xì)胞過(guò)度增殖、遷移導(dǎo)致新生內(nèi)膜大量增生和血管重塑。術(shù)中支架吻合不完全時(shí)，IVUS可以指導(dǎo)作進(jìn)一步的調(diào)整，IVUS引導(dǎo)組的預(yù)后明顯優(yōu)于非IVUS引導(dǎo)組[28]。血管內(nèi)超聲最重要的臨床價(jià)值，在于能對(duì)冠脈內(nèi)置入支架的置入效果進(jìn)行實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)。

3 IVUS在造影劑腎病、慢性腎臟病中的應(yīng)用價(jià)值

造影劑腎病(contrast induced nephropathy，CIN)是指放射學(xué)造影術(shù)后無(wú)其他原因所致的急性腎功能減退[29]。冠脈造影或行PCI時(shí)使用對(duì)比劑可導(dǎo)致急性腎損害(acute kidney injury，AKI)，患有慢性腎臟病(chronic kidney diseases，CKD)者更容易因此導(dǎo)致病情進(jìn)行性發(fā)展；在復(fù)雜的PCI中常常應(yīng)用大量造影劑，較大地增加了AKI的發(fā)生率。Ogata等[30]回顧性調(diào)查了接受PCI治療的CKD患者，分析對(duì)比劑用量與AKI和1年臨床結(jié)局的關(guān)系。結(jié)果顯示，對(duì)比劑用量少的患者，AKI發(fā)生率及1年內(nèi)維持性血液透析次數(shù)、死亡率顯著降低，CKD的發(fā)生和對(duì)比劑用量有明確的相關(guān)性。目前尚無(wú)相關(guān)報(bào)告提示針對(duì)CIN的有效治療方法，但是IVUS指導(dǎo)的PCI治療明顯減少了對(duì)比劑用量，對(duì)比劑用量不足10 mL時(shí)IVUS指導(dǎo)的PCI術(shù)依然可以順利進(jìn)行[31]，甚至有對(duì)對(duì)比劑敏感的患者在無(wú)對(duì)比劑下只使用IVUS行PCI而獲成功的報(bào)告[32]。

4 冠脈內(nèi)超聲的不足與展望

IVUS的超聲波探頭進(jìn)入血管后發(fā)出高頻聲波，不同的組織以不同回聲發(fā)送回系統(tǒng)，IVUS將接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)化成血管圖像，再通過(guò)顯示器顯現(xiàn)出來(lái)。通過(guò)觀察橫斷面圖像有助于評(píng)估疾病的存在和程度、斑塊形狀和形態(tài)、穿越病變時(shí)的導(dǎo)絲位置以及支架位置的后處理。通過(guò)IVUS可以讓醫(yī)生從內(nèi)到外看到血管，從而有助于指導(dǎo)和確定患者的介入治療，但是在實(shí)際臨床運(yùn)用中IVUS也有其不足之處?，F(xiàn)階段已經(jīng)擁有IVUS設(shè)備以及熟練掌握有關(guān)成像的導(dǎo)管系統(tǒng)等方面知識(shí)和成像方案，能夠立即應(yīng)用于患者，并且在介入手術(shù)過(guò)程中不被中斷的醫(yī)務(wù)人員等相關(guān)條件的醫(yī)院還很少。目前IVUS的檢查費(fèi)用較高，因此不能普遍地運(yùn)用于患者。而且血管內(nèi)超聲存在一定的安全性問(wèn)題，送入血管內(nèi)的超聲導(dǎo)管有可能會(huì)引起短時(shí)間的冠狀動(dòng)脈痙攣，導(dǎo)管對(duì)血管壁的傷害也會(huì)增加再次狹窄的可能性。另外，受目前技術(shù)水平的限制，血管內(nèi)超聲的分辨率太低，不能發(fā)現(xiàn)微小病灶、斑塊的改變和貼壁情況，只能測(cè)量病變血管的一小段，不能同時(shí)觀察整個(gè)冠脈系統(tǒng)。但是IVUS系統(tǒng)給介入醫(yī)師提供了一個(gè)直觀的界面，可實(shí)現(xiàn)介入手術(shù)最佳的易用性，提供相對(duì)理想的血管圖像和生理學(xué)選擇。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和IVUS的普及，血管內(nèi)超聲必然會(huì)成為介入手術(shù)中必不可少的一部分。