光學(xué)相干斷層成像技術(shù)在冠狀動脈粥樣硬化性心臟病診斷及治療中的應(yīng)用研究進(jìn)展

馮民，陳琛，梁艷勝，王佳，王建，徐會圃

濱州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院心內(nèi)科，山東濱州 256603

經(jīng)皮冠狀動脈介入術(shù)（ Percutaneous coronaryintervention，PCI）是指經(jīng)心導(dǎo)管技術(shù)疏通狹窄甚至閉塞的冠狀動脈管腔，從而改善心肌的血流灌注的一種手段，是一種綜合性的治療方法。PCI 術(shù)前需要評估冠狀動脈易損斑塊大小、血管狹窄程度及血栓情況。冠狀動脈造影術(shù)（Coronary angiography，CAG）、血管內(nèi)超聲（Intravascular ultrasound，IVUS）檢查可為冠狀動脈結(jié)構(gòu)變化和細(xì)小病理變化的診斷和治療提供客觀依據(jù)，是目前臨床上常用的冠狀動脈粥樣硬化性心臟病影像學(xué)診斷方法。目前，臨床首選CAG 評估患者冠狀動脈的狹窄程度，CAG 指導(dǎo)下PCI 是臨床標(biāo)準(zhǔn)治療方法［1］。但隨著冠心病介入診治技術(shù)的快速發(fā)展，CAG 已無法滿足臨床精準(zhǔn)診治的需求，對微小血管病變診斷的準(zhǔn)確性較低。血管腔內(nèi)影像學(xué)檢查能清晰顯示冠狀動脈的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及病理變化，有助于疾病的正確診斷和合理治療策略的選擇。最新歐洲心臟病協(xié)會（ESC）和歐洲心胸外科協(xié)會（EACTS）制定的心肌再血管化指南中，血管腔內(nèi)影像學(xué)檢查可被用于血管狹窄程度的評估，以及血管病變形態(tài)和斑塊組成特點(diǎn)的診斷［2］。光學(xué)相干斷層成像（Optical coherence tomography，OCT）和IVUS 是目前臨床最常用的血管腔內(nèi)影像學(xué)檢查技術(shù)，可提供高分辨率的血管壁橫截面圖像［3］。OCT 可提供10～20 μm 的軸像空間分辨率，IVUS 的軸向空間分辨率是100～200 μm。OCT 和IVUS 的側(cè)向分辨率分別是20μm、200 μm。但I(xiàn)VUS 的最大穿透深度是10 ㎜，而OCT 的穿透深度只有1～2.5㎜［4］。因此，相比于IVUS，OCT是一種高分辨率的斷面成像技術(shù)，能夠準(zhǔn)確顯示冠狀動脈壁的組成及動脈粥樣硬化病變特征。目前，OCT 已用于冠狀動脈粥樣硬化性心臟病的臨床和基礎(chǔ)研究中。研究［5］發(fā)現(xiàn)，OCT用于指導(dǎo)PCI的臨床價(jià)值較高?，F(xiàn)將OCT在PCI 術(shù)前、PCI 術(shù)中和PCI 術(shù)后的應(yīng)用研究進(jìn)展綜述如下。

1 OCT在PCI術(shù)前的應(yīng)用

與病理檢查結(jié)果比較，OCT 對冠狀動脈粥樣硬化斑塊的診斷效能較高［3］。同時(shí)，通過OCT 可評估動脈粥樣硬化斑塊的易損性，識別血栓種類、冠狀動脈狹窄程度、冠狀動脈夾層及冠狀動脈復(fù)雜性病變的特征，可為后續(xù)疾病風(fēng)險(xiǎn)分層、治療方法的選擇提供依據(jù)。

1.1 OCT 在冠狀動脈粥樣硬化性斑塊的易損性評估中的應(yīng)用 在OCT 檢查圖像中，正常冠狀動脈壁是典型的由血管內(nèi)膜、中膜和外膜構(gòu)成的三層結(jié)構(gòu)。其中血管內(nèi)膜為高反射信號，血管中膜為較低或較弱反射信號，而血管外膜常常呈現(xiàn)出不均勻高反射信號。OCT 檢查中，內(nèi)彈性膜（Internal elastic membrane，IEM）被定義為動脈內(nèi)膜和中膜之間的邊界，而外彈性膜（External elastic membrane，EEM）被定義為動脈中膜和外膜的邊界。OCT可以準(zhǔn)確顯示某些動脈粥樣硬化斑塊、外膜、EEM 和IEM，并且能夠準(zhǔn)確地識別斑塊的不同組成成分的特征，包括纖維、鈣化和脂質(zhì)成分。OCT可通過血管壁占據(jù)空間變化（增厚病變）或血管壁中三層結(jié)構(gòu)的丟失識別冠狀動脈粥樣硬化斑塊。另外，OCT對斑塊中具有診斷意義的微觀結(jié)構(gòu)的評估準(zhǔn)確性優(yōu)于現(xiàn)有其他成像技術(shù)，包括膽固醇晶體、微通道、微鈣化和巨噬細(xì)胞等。

易損斑塊破裂是急性心肌梗死的主要病因之一，易損斑塊常具有大脂質(zhì)核和薄纖維帽［6］。既往研究［6-7］發(fā)現(xiàn)，OCT 檢查中纖維帽為低反射、高密度的圖像，OCT 檢查中能夠清楚顯示出具有薄纖維帽的易損斑塊。大的脂質(zhì)核（在任何OCT 檢查圖像中，脂質(zhì)≥2象限）、薄的纖維帽（＜65 μm）和纖維帽附近活化的巨噬細(xì)胞（多種點(diǎn)狀的信號豐富區(qū)）是易損斑塊的OCT圖像特點(diǎn)。

K0LODGIE 等［8］將“易損斑塊”重命名為“薄帽纖維粥樣瘤”（Fibrous atheroma of thin cap，TCFA）。TCFA 的主要特征是斑塊體積增加，使冠狀動脈管腔變得越來越狹窄，引起斑塊破裂，導(dǎo)致急性冠狀動脈事件（Acute coronary syndrome，ACS）。除TCFA外，斑塊破裂、斑塊糜爛、微通道形成、鈣化結(jié)節(jié)和巨噬細(xì)胞浸潤等都與ACS 的發(fā)生相關(guān)。因此，OCT 對易損斑塊的評價(jià)和定量分析可以用于指導(dǎo)臨床疾病的風(fēng)險(xiǎn)分層和對易損斑塊的處理策略，并有助于評價(jià)治療效果。

斑塊破裂的OCT 圖像表現(xiàn)為斑塊的內(nèi)膜撕裂、破壞或纖維帽呈現(xiàn)夾層。斑塊糜爛是指斑塊的血管內(nèi)膜不規(guī)則或不連續(xù)，且其表面具有微小血栓，但沒有纖維帽損傷或空腔形成［9］。OCT 定義的斑塊微通道為＞3 幀無信號腔內(nèi)結(jié)構(gòu)圖像，且不與血管腔相連［10］。斑塊中微通道越多（≥2 個(gè)），TCFAs 的發(fā)生率越高，說明斑塊越容易破裂。鈣化結(jié)節(jié)的OCT 表現(xiàn)為具有明顯邊緣的低密度區(qū)域，且與脂肪核的模糊邊緣不同。點(diǎn)狀鈣化（鈣化角＜90°，長度＜10 mm）被認(rèn)為是影響斑塊穩(wěn)定性的特征之一。具有點(diǎn)狀鈣化的冠心病患者的斑塊更易發(fā)生破裂。

巨噬細(xì)胞活性是評估斑塊穩(wěn)定性的關(guān)鍵特征。巨噬細(xì)胞在OCT 圖像上表現(xiàn)為具有豐富、明顯融合信號的點(diǎn)狀區(qū)域，并且該區(qū)域的噪聲強(qiáng)度高于背景斑點(diǎn)的噪聲強(qiáng)度。

1.2 OCT 在冠狀動脈粥樣硬化性心臟病血栓評估中的應(yīng)用 冠狀動脈粥樣硬化性心臟病血栓的OCT圖像特征是進(jìn)入管腔的不規(guī)則的團(tuán)塊（≥250 μm）。紅色血栓（富含紅細(xì)胞）是一種高反向散射，它在OCT影像上表現(xiàn)為徑向陰影區(qū)域，表面信號強(qiáng)，背部信號弱或無信號，白色血栓（富含血小板）是低反向散射，表現(xiàn)為高信號或正常信號的均質(zhì)區(qū)域，形狀不規(guī)則。

1.3 OCT在冠狀動脈狹窄程度、冠狀動脈夾層評估中的應(yīng)用 關(guān)于OCT 用于評估冠狀動脈狹窄程度的診斷閾值和相應(yīng)閾值的治療策略，目前尚無共識。一項(xiàng)研究［11］比較了OCT 和IVUS 對血流儲備分?jǐn)?shù)（Fractional flow reserve，F(xiàn)FR）≤0.8的冠狀動脈疾病的診斷價(jià)值和后續(xù)治療效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，把1.95 mm2的最小管腔面積（MLA）作為臨界值，OCT 診斷冠狀動脈狹窄的靈敏度為82%、特異度為63%，當(dāng)以2.63 mm2作為MLA 臨界值，OCT 診斷冠狀動脈狹窄的敏感度降至67%、特異度為65%。

自發(fā)性冠狀動脈夾層（Spontaneous coronary artery dissection，SCAD）是導(dǎo)致ACS 的一個(gè)重要原因，尤其好發(fā)于女性。新月形假腔和真假腔之間存在窗型是SCAD的OCT特點(diǎn)［12］。

1.4 OCT 在冠狀動脈復(fù)雜性病變評估中的應(yīng)用 在冠狀動脈分叉病變評估中，PCI 術(shù)前行OCT檢查能夠準(zhǔn)確測量冠狀動脈分叉病變主支和分支開口的狹窄程度、病變的長度和斑塊的分布以及性質(zhì)，為醫(yī)生選擇合適的PCI策略和介入裝置提供幫助。

在冠狀動脈鈣化病變評估中，OCT 的鈣化評分系統(tǒng)可以幫助識別鈣化病變，以便在PCI 支架植入前先進(jìn)行斑塊修飾。最大角度＞180°、最大厚度＞0.5 mm、長度 ＞5 mm 的鈣化病變在PCI 治療后支架膨脹不良的風(fēng)險(xiǎn)較高［13］。

2 OCT在PCI術(shù)中的應(yīng)用

2.1 OCT 在PCI支架選擇中的應(yīng)用 PCI前得到的OCT數(shù)據(jù)可以確定PCI支架直徑，對擬行PCI的冠心病患者，臨床介入醫(yī)生可在術(shù)前采用OCT 分析斑塊的組成和特點(diǎn)，從而在術(shù)前確定PCI 治療及擴(kuò)張方法，同時(shí)介入醫(yī)生可根據(jù)OCT 圖像特征選擇支架或球囊的長度、直徑和類型。與CAG 相比，OCT 能精確顯示血管輪廓和血管壁結(jié)構(gòu)，有助于選擇準(zhǔn)確直徑支架［7］。根據(jù)OCT 圖像中的中膜數(shù)據(jù)來確定術(shù)中使用的支架直徑，將OCT 測得的最小中膜直徑（通常是冠狀動脈遠(yuǎn)端）作為支架直徑參考值。如果OCT 檢測中未見中膜，則以儀器自動測量參考段的最小直徑作為支架直徑參考值。應(yīng)用生物可吸收支架時(shí)，根據(jù)中膜直徑選擇支架直徑的效果最好，可防止較厚支架桿突出到血管腔內(nèi)影響血流［1］。

PCI 術(shù)前得到的OCT 數(shù)據(jù)有利于確定PCI 支架著陸點(diǎn) ，有助于準(zhǔn)確選擇支架的長度，PCI術(shù)中如果支架著陸點(diǎn)在易損斑塊上，則支架植入后容易發(fā)生支架邊緣夾層，或在長期隨訪中發(fā)生支架內(nèi)再狹窄（In stent restenosis，ISR）［1］。OCT 檢查可以進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)部分CAG 影像結(jié)果正常的血管段存在動脈粥樣硬化斑塊（甚至TCFA），因此PCI術(shù)前應(yīng)使用OCT 檢查以利于選擇相對穩(wěn)定的血管段。這樣，不僅確保了PCI 的效果，而且可以避免過度損傷支架邊緣的血管壁。

2.2 OCT 在復(fù)雜冠狀動脈粥樣硬化性病變PCI 策略中的應(yīng)用 在冠狀動脈分叉病變中，OCT顯示，如果分支的近端血管出現(xiàn)較多TCFA，需要雙支架技術(shù)（如擠壓T 型支架置入術(shù)）。ILUMIEN 的實(shí)時(shí)3D成像功能?光電?OCT 系統(tǒng)能夠顯示血管的空間結(jié)構(gòu)和分布，可以從各個(gè)角度自由分析血管并指導(dǎo)指引導(dǎo)絲重新進(jìn)入血管腔內(nèi)，指導(dǎo)邊支導(dǎo)絲從支架中間或遠(yuǎn)端網(wǎng)眼進(jìn)入邊支管腔內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)滿意的球囊吻合術(shù)和支架膨脹以使支架貼壁良好［14］。

在鈣化病變中，如果OCT 顯示冠狀動脈粥樣硬化斑塊存在嚴(yán)重環(huán)狀鈣化，此時(shí)不應(yīng)進(jìn)行PCI 支架植入，應(yīng)首先考慮預(yù)擴(kuò)張或?qū)嶒?yàn)性擴(kuò)張治療［13］。

3 OCT在PCI術(shù)后的應(yīng)用

3.1 OCT用于評價(jià)PCI術(shù)后即刻效果 PCI術(shù)后支架植入的最佳效果是支架膨脹和貼壁良好，并且無支架邊緣夾層、組織脫垂或支架內(nèi)血栓形成等并發(fā)癥。

PCI后藥物洗脫支架（Drug eluting stent，DES）的膨脹率應(yīng)＞80%，而可吸收支架的膨脹率應(yīng)＞90%。支架膨脹不良是導(dǎo)致PCI 術(shù)后支架內(nèi)再狹窄和血栓形成的根本原因之一。研究［7］表明，無論是第一代還是第二代DES，最小支架內(nèi)面積（Minimum stent area，MSA）均應(yīng)＞5.0 mm2，支架膨脹不良顯著增加1年內(nèi)支架內(nèi)血栓形成的發(fā)生率。尤其在左主干病變中，MSA 的目標(biāo)值為左主干體部＞8.0 mm2和左主干末端 ＞7.0 mm2，前降支開口 ＞6.0 mm2，回旋支開口＞5.0 mm2。通常，支架膨脹不良易發(fā)生在鈣化病變和較重偏心纖維斑塊中。OCT檢查中存在鈣化病變和較重偏心纖維斑塊的患者，PCI 術(shù)中對偏心纖維斑塊應(yīng)完全充分預(yù)擴(kuò)張，對嚴(yán)重鈣化病變應(yīng)通過旋磨術(shù)或球囊切割術(shù)等預(yù)處理［15］。

OCT 判定PCI 術(shù)后支架貼壁不良（Stent malapposition，SM）情況，OCT 圖像中SM 指從支架小梁表面到管腔表面的縱向距離大于支架小梁的厚度（測量時(shí)，應(yīng)包括支架小梁上的聚合物）。當(dāng)兩者之間的距離＞200 μm 時(shí)，被定義為顯著SM。臨床應(yīng)用中，如果SM 的區(qū)域很小且不伴支架膨脹不良，則不需要治療［15］。如果連續(xù)5 個(gè)界面中或連續(xù)3 個(gè)支架柱出現(xiàn)SM，則需要進(jìn)行優(yōu)化處理。然而，存在SM 和支架膨脹不良時(shí)，如果MSA ＜5.0 mm2，建議進(jìn)行后擴(kuò)張，以確保支架充分貼壁和膨脹。在OCT 的隨訪中發(fā)現(xiàn)，SM的支架細(xì)絲也可能逐漸被內(nèi)皮細(xì)胞覆蓋并與血管壁完全融合［16］。當(dāng)支架小梁和血管壁之間的距離較窄時(shí)，SM的支架小梁至血管壁的間隔可能被增殖的新內(nèi)膜組織覆蓋［16］。同時(shí)，PCI 術(shù)后行OCT 檢查，可以觀察到冠狀動脈分叉處支架貼壁情況，有利于預(yù)防支架內(nèi)血栓形成。

PCI 術(shù)后支架貼壁和膨脹情況決定后續(xù)是否需要進(jìn)一步支架植入后擴(kuò)張。OCT和IVUS在評估PCI后支架膨脹的效能類似。如果術(shù)后發(fā)生SM，應(yīng)使用相同規(guī)格的非順應(yīng)性球囊使支架完全擴(kuò)張。

OCT 判定PCI 術(shù)后支架邊緣夾層和組織脫垂情況，PCI 術(shù)后血管壁的損傷一般發(fā)生在植入支架邊緣。PCI 術(shù)后OCT 檢查中支架邊緣夾層的發(fā)生率為37.8%［17］。支架邊緣夾層分為內(nèi)膜撕裂和中膜夾層。內(nèi)膜撕裂是指PCI 術(shù)后內(nèi)膜片狀翹起，斑塊纖維帽無明顯破裂。中膜夾層是指內(nèi)膜撕裂延伸到動脈中膜，可能引起冠狀動脈內(nèi)血腫。當(dāng)它連續(xù)出現(xiàn)在＞5 幀圖像中時(shí)，支架邊緣夾層就需要后續(xù)優(yōu)化處理。支架邊緣夾層可導(dǎo)致支架內(nèi)血栓形成及預(yù)后不良。另外，在支架邊緣夾層中，與淺層夾層相比，深層夾層使患者的的存活率顯著降低［17］。

在OCT 成像中，組織脫垂是指植入支架后組織從支架小梁之間的空隙突入管腔。組織脫垂可分為血栓形成和斑塊脫垂。血栓形成通常具有不規(guī)則的表面和固體衰減，而斑塊脫垂一般具有光滑的表面，沒有明顯的信號衰減。當(dāng)支架位于OCT 定義的TCFA 或壞死核上時(shí)，容易發(fā)生組織脫垂［1］。不規(guī)則組織脫垂是PCI 術(shù)后不良事件發(fā)生的獨(dú)立的預(yù)測因子。多項(xiàng)關(guān)于PCI 術(shù)后應(yīng)用OCT 評估PCI 療效研究［17］顯示，27.0%～52.2%的病變進(jìn)行了支架優(yōu)化處理，對于支架貼壁不良、支架膨脹不良和邊緣夾層的治療效果較好。

OCT 檢測PCI術(shù)后即刻支架內(nèi)血栓形成，PCI術(shù)后即刻血栓形成是嚴(yán)重的PCI 并發(fā)癥，即刻支架內(nèi)血栓形成在OCT 圖像表現(xiàn)為PCI術(shù)后立即突出到血管腔內(nèi)的不規(guī)則腫塊。OCT 觀察到支架血栓形成后，應(yīng)根據(jù)其嚴(yán)重程度、患者的臨床表現(xiàn)和對患者血流動力學(xué)的影響采取相應(yīng)的治療策略。首先，對于血栓體積小、無缺血性心電圖變化、無臨床癥狀、無嚴(yán)重血流動力學(xué)紊亂的即時(shí)支架血栓形成，應(yīng)給予雙聯(lián)抗血小板和抗凝治療。如果血栓體積大，患者缺血癥狀明顯且引起嚴(yán)重的血流動力學(xué)紊亂，可以應(yīng)用抽吸導(dǎo)管進(jìn)行血栓抽吸，從而減少支架中血栓的負(fù)荷。如果血栓抽吸后效果不明顯，可以先冠脈內(nèi)給予替羅非班加強(qiáng)抗血小板，然后用與支架直徑相同的球囊進(jìn)行低壓擴(kuò)張。如果以上的方法仍然效果不佳，則應(yīng)在血栓處重新植入支架。如果OCT 發(fā)現(xiàn)支架血栓形成的直接原因（例如膨脹不良、SM 和支架邊緣夾層等），應(yīng)對其進(jìn)行相應(yīng)的處理［17］。

3.2 OCT 在PCI 術(shù)后隨訪中的應(yīng)用 OCT 評價(jià)PCI術(shù)后支架內(nèi)皮修復(fù)情況，研究發(fā)現(xiàn)，OCT 診斷PCI術(shù)后支架內(nèi)皮覆蓋不完全的特異度為 95%，敏感度為80%。與第一代西羅莫司洗脫支架（SES）相比，第二代依維莫司洗脫支架（EES）植入后冠狀動脈內(nèi)支架表面內(nèi)皮修復(fù)更快，并且支架表面內(nèi)皮化較完整［18］。因此，有學(xué)者［19］認(rèn)為，可將現(xiàn)有PCI 術(shù)后雙聯(lián)抗血小板治療周期縮短至9個(gè)月，甚至6個(gè)月。OCT可能有助于確定慢性閉塞病變（Chronic total occlusion，CTO）患者PCI 術(shù)后雙聯(lián)抗血小板治療的時(shí)間期限。OCT 在檢測PCI 術(shù)后新生內(nèi)膜的潛在臨床風(fēng)險(xiǎn)和干預(yù)因素方面的應(yīng)用前景較好。日本一項(xiàng)臨床研究［20］顯示，OCT檢測結(jié)果提示，阿托伐他汀治療可能會影響內(nèi)皮祖細(xì)胞（Endothelial progenitor cell，EPC）的遷移，從而加速SES 植入后內(nèi)膜的修復(fù)和內(nèi)皮化，EPC 遷移可能受不同的他汀類藥物影響。因此，OCT 有助于發(fā)現(xiàn)促進(jìn)支架內(nèi)膜愈合和減少長期支架相關(guān)臨床問題的干預(yù)靶點(diǎn)。

OCT 評估PCI 術(shù)后支架內(nèi)新動脈粥樣硬化的情況，在冠狀動脈內(nèi)植入金屬裸支架 6～12個(gè)月后，支架部位新血管內(nèi)膜增生可導(dǎo)致管腔狹窄。后續(xù)研究發(fā)現(xiàn)，支架部位穩(wěn)定的血管纖維化內(nèi)膜組織可能逐漸變?yōu)椴环€(wěn)定的動脈粥樣硬化斑塊組織，從而導(dǎo)致PCI 植入支架失?。?1］。新動脈粥樣硬化是指支架植入后在新血管內(nèi)膜組織中發(fā)生的復(fù)雜動脈粥樣硬化。OCT可能在探索新動脈粥樣硬化的發(fā)生機(jī)制和臨床干預(yù)中應(yīng)用前景較好。

OCT 有助于發(fā)現(xiàn)PCI 術(shù)后支架植入失敗的原因，支架內(nèi)血栓形成、ISR、SM和支架斷裂（Stent fracture，SF）是PCI 術(shù)后支架植入失敗的主要原因。應(yīng)用OCT 隨訪晚期支架植入失敗患者可能有助于發(fā)現(xiàn)其潛在機(jī)制和類型，有助于優(yōu)化支架設(shè)計(jì)和手術(shù)方式，從而預(yù)防各種機(jī)制引起的支架失敗。

與IVUS相比，OCT檢測支架內(nèi)血栓形成的靈敏度更高。OCT能夠識別血栓并通過血栓成分區(qū)分白色和紅色血栓，這對于評價(jià)急性支架內(nèi)血栓的成分具有重要的參考價(jià)值。OCT能夠發(fā)現(xiàn)未貼附在血管壁上的支架小梁之間的小血栓。

綜上所述，OCT 為一種高分辨率血管內(nèi)成像技術(shù)，被用于評估冠狀動脈壁的構(gòu)成、評價(jià)動脈粥樣硬化斑塊的性質(zhì)、優(yōu)化PCI 的療效和評估支架的長期有效性及安全性。當(dāng)前，冠心病患者的介入診治需要更好的結(jié)果，以及定制化和個(gè)性化的最佳策略。隨著OCT 的發(fā)展和創(chuàng)新，在冠狀動脈粥樣硬化的基礎(chǔ)和臨床研究中，OCT的應(yīng)用已經(jīng)變得越來越多，如新型藥物支架效果的評估，支架內(nèi)皮覆蓋和雙聯(lián)抗血小板的選擇，急性冠脈綜合征治療策略和介入治療效果的優(yōu)化等。