光學(xué)相干斷層掃描在冠狀動(dòng)脈介入中應(yīng)用進(jìn)展

賈小偉，張 蛟 綜述 劉惠亮 審校

光學(xué)相干斷層掃描在冠狀動(dòng)脈介入中應(yīng)用進(jìn)展

賈小偉，張 蛟 綜述 劉惠亮 審校

光學(xué)相干斷層掃描；血管內(nèi)超聲；冠狀動(dòng)脈介入；支架

1 光學(xué)相干斷層掃描系統(tǒng)和技術(shù)

光學(xué)相干斷層掃描(optical coherence tomography，OCT)是一種依靠光的相干性來(lái)獲取人體器官斷層圖像的成像方式。1990年發(fā)明OCT后，即于1991年被首次用于體外對(duì)視網(wǎng)膜和冠狀動(dòng)脈進(jìn)行研究，并于1996年首次用于眼科臨床，現(xiàn)被廣泛應(yīng)用于其他領(lǐng)域[1]。與血管內(nèi)超聲(intravascular ultrasound，IVUS)相比，OCT(10～20 μm)的分辨率大約是IVUS(100～150 μm)的10倍[2]。它不僅可以區(qū)分纖維斑塊、鈣化斑塊及脂質(zhì)斑塊等組織學(xué)特征，還可以提供夾層、組織脫垂、血栓及支架貼壁不良(incomplete stent apposition，ISA)等一系列信息，而且在經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療(percutaneous coronary intervention, PCI)術(shù)后的隨訪中，能對(duì)支架柱的覆蓋及ISA情況進(jìn)行評(píng)估。

1.1 T-D OCT 第一代OCT為時(shí)域-OCT(time-domain OCT，TD-OCT)，其成像速度慢，需要在目標(biāo)區(qū)域的近端使用低壓擴(kuò)張的球囊阻斷血流，再用0.9%的氯化鈉溶液或乳酸林格液沖掉冠狀動(dòng)脈內(nèi)的血液，達(dá)到短暫消除紅細(xì)胞的目的。OCT作為一種新興技術(shù)，在推動(dòng)冠狀動(dòng)脈成像技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，也給臨床帶來(lái)一些挑戰(zhàn)，如低壓球囊阻斷和紅細(xì)胞沖洗技術(shù)可造成短暫的冠脈缺血，患者可感到胸痛、胸悶等不適，心電圖也可能發(fā)生變化。近年來(lái)Kataiwa 等[3]報(bào)道，可以利用指引導(dǎo)絲連續(xù)不斷地釋放右旋糖酐-40或造影劑來(lái)代替球囊阻斷，進(jìn)而起到阻斷血流的作用。

1.2 FD-OCT 新一代的OCT成像系統(tǒng)，即FD-OCT，其最大的優(yōu)點(diǎn)是更高速度的掃描，每秒鐘的掃描幀數(shù)為100幀，回撤速度可達(dá)20 mm/s，因此只需注射一次造影劑就可完成冠狀動(dòng)脈成像，徹底摒棄了球囊阻斷血流的方法，避免成像過(guò)程中較長(zhǎng)時(shí)間的心肌缺血，大大提高了操作的安全性[4]。FD-OCT在掃描速度提高的同時(shí)圖像的分辨率也得到了提高，能夠更加清晰地看到病變微細(xì)結(jié)構(gòu)的特征。FD-OCT拓寬了OCT檢查的適應(yīng)證，如左主干病變、開(kāi)口病變等均可獲得滿(mǎn)意的圖像。

2 評(píng)價(jià)冠狀動(dòng)脈病變

2.1 斑塊成分 OCT的高分辨率(10～15 μm)使它能區(qū)分內(nèi)、外彈力膜及內(nèi)膜、中膜和外膜，這是IVUS(分辨率為100～150 μm)無(wú)法比擬的[5]。同時(shí)，OCT基于其偏振特性還能區(qū)分不同組織的成像特點(diǎn)。高雙折射偏振轉(zhuǎn)換使OCT能夠識(shí)別纖維組織、膠原以及脂質(zhì)成分。低雙折射轉(zhuǎn)換能夠反映鈣化。通過(guò)將低、高雙折射圖像與OCT圖像疊加，組織結(jié)構(gòu)便會(huì)據(jù)其成分不同顯現(xiàn)出來(lái)。Yabushita等[6]通過(guò)與尸體標(biāo)本進(jìn)行對(duì)比研究后報(bào)道了不同類(lèi)型斑塊的OCT圖像特點(diǎn)：(1)纖維斑塊，伴有低衰減的均質(zhì)高信號(hào)區(qū)；(2)鈣化斑塊，邊界清晰的低信號(hào)區(qū)；(3)富含脂質(zhì)斑塊，邊界不清的低信號(hào)區(qū)。通過(guò)與病理標(biāo)本對(duì)比發(fā)現(xiàn)，OCT鑒別富含脂質(zhì)斑塊的敏感性和特異性高達(dá)90%以上[6]。2014年Ueda等[7]通過(guò)FD-OCT檢查發(fā)現(xiàn)，TCFA與點(diǎn)狀鈣化共存是擇期PCI手術(shù)相關(guān)心肌損傷很強(qiáng)的預(yù)測(cè)因子，從而證實(shí)了FD-OCT在PCI中危險(xiǎn)分層的有用性。

2.2 識(shí)別不穩(wěn)定斑塊 OCT除了識(shí)別富含脂質(zhì)斑塊外，其較高的分辨率還能識(shí)別覆蓋脂質(zhì)核的薄帽(小于100 μm)纖維斑塊，這是其他儀器設(shè)備很難實(shí)現(xiàn)的[8]。尸檢結(jié)果發(fā)現(xiàn)，急性冠狀動(dòng)脈綜合征患者(acute coronary syndromes，ACSs)的“罪犯”病變一般為易損斑塊[9]。該斑塊的早期診斷可以指導(dǎo)臨床對(duì)伴或不伴有臨床癥狀的冠心病患者使用更強(qiáng)的藥物或介入治療以改善臨床預(yù)后和轉(zhuǎn)歸。

OCT對(duì)易損斑塊的定義是伴有薄的纖維帽(最薄的纖維帽厚度小于65 μm)的富含脂質(zhì)斑塊(脂質(zhì)弧≥2個(gè)象限)[10]。Kubo等[11]分別用OCT、IVUS和冠狀動(dòng)脈造影對(duì)急性心肌梗死患者的罪犯病變進(jìn)行評(píng)估，他們證實(shí)OCT對(duì)識(shí)別“罪犯”斑塊破裂和侵蝕的敏感性最高。最近的一項(xiàng)與雙重近紅外光譜學(xué)-血管內(nèi)超聲( near-infrared spectroscopy-intravascular ultrasound ，NIRS-IVUS )對(duì)比分析表明，OCT定義的易損斑塊其血管正性重構(gòu)更加明顯，斑塊及脂質(zhì)核負(fù)荷也更重[12]。另外，OCT還能根據(jù)信號(hào)衰減曲線的不同對(duì)不穩(wěn)定斑塊中經(jīng)常觀察到的紅、白血栓進(jìn)行區(qū)分[13]。OCT也能評(píng)估炎性細(xì)胞的浸潤(rùn)(主要為巨噬細(xì)胞)，這是不穩(wěn)定斑塊另一個(gè)特征。MacNeill等[14]根據(jù)OCT評(píng)估證實(shí)了ACS患者的斑塊具有高密度的巨噬細(xì)胞，破裂斑塊的密度高于非破裂斑塊。

如上所述，許多學(xué)者對(duì)OCT在斑塊組織形態(tài)學(xué)特點(diǎn)上的應(yīng)用進(jìn)行了報(bào)道。然而，Manfrini等[15]通過(guò)與組織學(xué)對(duì)比后發(fā)現(xiàn)其對(duì)不同類(lèi)型斑塊的識(shí)別率不盡相同(纖維粥樣硬化斑塊為45%，纖維鈣化斑塊為68%，纖維斑塊為83%)。原因是OCT對(duì)隱藏于厚纖維帽后的脂質(zhì)核和鈣質(zhì)沉積的滲透力較低，而且脂質(zhì)核和鈣質(zhì)沉積在OCT影像上均表現(xiàn)為低信號(hào)區(qū)域，很難辨別。另外，正如灰階IVUS，區(qū)分脂質(zhì)與鈣質(zhì)是個(gè)主觀的過(guò)程，其精確性主要依賴(lài)于術(shù)者的技術(shù)。所以，建立OCT的客觀診斷標(biāo)準(zhǔn)迫在眉睫。

3 評(píng)價(jià)冠狀動(dòng)脈支架治療的即刻效果

OCT由于其較高的分辨率，能夠提供支架置入后即刻血管壁組織脫垂、夾層，以及血栓等一系列信息[16,17]，這是其他方法所不及的。如冠狀動(dòng)脈造影和IVUS無(wú)法發(fā)現(xiàn)的自發(fā)夾層及切割球囊擴(kuò)張后內(nèi)膜的多重撕裂等。

3.1 支架柱貼壁情況 藥物洗脫支架(drug-eluting stents，DESs)置入后支架內(nèi)血栓的形成不僅與夾層、組織脫垂、血栓有關(guān)，而且與支架貼壁不良息息相關(guān)[16]。評(píng)估支架貼壁不良時(shí)應(yīng)認(rèn)識(shí)到OCT所使用的近紅外光不能穿透金屬支架柱。支架柱在OCT圖像上表現(xiàn)為伴有強(qiáng)烈表面反射和典型背后偽影的線性結(jié)構(gòu)，而且每個(gè)支架柱的近管壁面不能被觀察到。因此必須明確支架柱與血管內(nèi)膜貼壁是否良好或測(cè)量支架柱的表面反射點(diǎn)與毗鄰管壁之間的距離，當(dāng)然還要考慮到支架柱本身的厚度。為了對(duì)支架貼壁不良進(jìn)行精確評(píng)估，幾種支架柱OCT測(cè)量值的精度已經(jīng)得到了明確，它們與支架柱本身的厚度差別很小，而且可重復(fù)性高，說(shuō)明OCT評(píng)估支架柱的貼壁情況切實(shí)可行[17]。

3.2 評(píng)價(jià)的局限性 如上所述，OCT在PCI前后評(píng)估管壁結(jié)構(gòu)的能力優(yōu)于冠狀動(dòng)脈造影和IVUS等其他影像學(xué)手段，PCI過(guò)程中應(yīng)用OCT也是合理的，而且前途很好，然而迄今為止其臨床意義的評(píng)估僅僅停留在研究階段，未必涉及到臨床轉(zhuǎn)歸。此外，OCT有其固有的局限性，比如其有限的滲透深度和(或)掃描范圍，不能很好地呈現(xiàn)伴有較大斑塊負(fù)荷的病變或者大血管的整個(gè)管壁結(jié)構(gòu)。而且，一代TD-OCT需要通過(guò)球囊阻斷血流，從而使PCI變得更加復(fù)雜，阻礙了這項(xiàng)技術(shù)在開(kāi)口病變處的應(yīng)用，包括左主干(病變)。最新FD-OCT系統(tǒng)不需要阻塞冠狀動(dòng)脈，而且其回撤速度快，因此可能更適用于PCI[4]。OCT在PCI中的臨床意義仍有待進(jìn)行大規(guī)模的臨床試驗(yàn)探究。

4 評(píng)價(jià)冠狀動(dòng)脈支架術(shù)后遠(yuǎn)期效果

4.1 支架柱的覆蓋與支架貼壁不良 藥物洗脫支架能夠明顯抑制新生內(nèi)膜增生。一項(xiàng)OCT與IVUS的研究表明，2/3的雷帕霉素藥物洗脫支架被厚度<100 μm的新生內(nèi)膜覆蓋，這超出了IVUS的分辨能力范圍[18]。所以，OCT是對(duì)置入DES的患者進(jìn)行隨訪時(shí)最有用的工具，而且能憑借其較高的分辨率識(shí)別薄的新生內(nèi)膜。近年來(lái)，晚期支架內(nèi)血栓形成是應(yīng)用DES治療時(shí)患者最擔(dān)心的問(wèn)題。新生內(nèi)膜(或再生內(nèi)皮)延遲或不能覆蓋裸露的支架柱被認(rèn)為是血栓形成的一個(gè)重要因素。Inoue等[19]采用OCT就依維莫司藥物洗脫支架置入后支架柱-管壁距離及斑塊類(lèi)型對(duì)急性支架柱貼壁不良的影響進(jìn)行了隨訪研究，表明持續(xù)支架柱貼壁不良與隨訪期間支架內(nèi)血栓的發(fā)生密切相關(guān)，這也是發(fā)生晚期支架內(nèi)血栓的基石。

OCT和血管鏡是活體評(píng)價(jià)支架內(nèi)膜覆蓋的有效方法。雖然血管鏡所提供的視角比較寬，但當(dāng)碰到像紆曲血管這樣的解剖結(jié)構(gòu)時(shí)，它可能會(huì)影響到對(duì)整個(gè)血管壁的觀察。盡管血管鏡能夠直接對(duì)血管腔和內(nèi)皮表面進(jìn)行觀察，但它卻不能對(duì)管壁的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)價(jià)。因此，與血管鏡相比OCT可能會(huì)提供更多的量化數(shù)據(jù)。關(guān)于介入前后及后續(xù)隨訪的系列OCT研究已經(jīng)對(duì)支架置入后的組織覆蓋情況進(jìn)行了評(píng)估[18,20-22]。

目前，對(duì)支架柱的組織覆蓋情況有幾種分類(lèi)方法[20,23]。通常每間隔1 mm對(duì)支架柱進(jìn)行一次評(píng)價(jià)，同時(shí)對(duì)支架柱的數(shù)目、橫截面積、支架/人群基線資料進(jìn)行分析。對(duì)同一支架內(nèi)支架柱的觀察依賴(lài)于另一個(gè)支架柱。許多研究都借助OCT證實(shí)，與金屬裸支架(bare metal stents，BMSs)相比，DES置入后新生內(nèi)膜的覆蓋會(huì)發(fā)生延遲，這一點(diǎn)與病理學(xué)數(shù)據(jù)是統(tǒng)一的。通過(guò)對(duì)不同類(lèi)型的DESs進(jìn)行對(duì)比研究后發(fā)現(xiàn)，與一代DESs相比，二代DESs在支架置入后其血管愈合更可觀、新生內(nèi)膜覆蓋更完美，支架貼壁不良的發(fā)生率也較低[21]。另外，與穩(wěn)定性心絞痛患者相比，ACS患者(尤其是ST段抬高型心肌梗死)的血管愈合過(guò)程更慢[24]。支架重疊或分叉也會(huì)影響到支架柱的內(nèi)膜覆蓋[25]。

因此，筆者希望通過(guò)OCT獲得更多詳細(xì)信息，幫助確定不同類(lèi)型DESs置入后其新生內(nèi)膜的特點(diǎn)、再狹窄及血栓形成的促成因素，以及抗血小板藥物的正確使用方法和期限。

4.2 再狹窄組織的特征 OCT能夠?qū)Ω采w支架柱的組織學(xué)特點(diǎn)提供新的見(jiàn)解。幾項(xiàng)相關(guān)研究就再狹窄組織成分在OCT的表現(xiàn)形式進(jìn)行了報(bào)道。在對(duì)BMS置入后為期1年的早期隨訪時(shí)發(fā)現(xiàn)，其典型的再狹窄組織(主要由平滑肌細(xì)胞增生形成的新生內(nèi)膜)在OCT圖像上表現(xiàn)為勻質(zhì)結(jié)構(gòu)[26]。然而，在為期超過(guò)5年的極晚期階段，可以發(fā)現(xiàn)再狹窄組織主要是由脂質(zhì)沉積或鈣化形成的非均質(zhì)結(jié)構(gòu)，偶伴內(nèi)膜、新生內(nèi)膜內(nèi)微血管或管腔內(nèi)材料的破裂[27]。對(duì)于DESs而言，即使是在早期階段，其再狹窄組織的結(jié)構(gòu)、反向散射光及組成成分也表現(xiàn)出多態(tài)性[28]。OCT圖像的上述變異可能是由于組成成分的多樣性引起的，包括成熟或不成熟的平滑肌細(xì)胞以及持久性纖維蛋白或像蛋白多糖等細(xì)胞外基質(zhì)[28]。所以O(shè)CT能夠就覆蓋支架柱的組織提供非常重要信息。

5 在冠狀動(dòng)脈介入中的發(fā)展方向

如上所述，OCT是一種新穎的、前途非常光明的成像方式，它具有區(qū)別于其他像IVUS、血管鏡等傳統(tǒng)成像方式的特點(diǎn)。但是，到目前為止OCT還沒(méi)有建立其臨床體系，應(yīng)用起來(lái)也沒(méi)有IVUS方便。新一代的FD-OCT有望使OCT在PCI中的應(yīng)用變得更加簡(jiǎn)單快捷。隨著OCT在韓國(guó)、日本、我國(guó)，以及歐洲的受關(guān)注程度越來(lái)越大，關(guān)于OCT方面的研究也越來(lái)越多。希望通過(guò)這些研究，使OCT在未來(lái)PCI中的臨床作用得以充分展示。筆者相信FD-OCT比TD-OCT的臨床用途要強(qiáng)大的多。

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(2014-05-03收稿 2014-06-10修回)

(責(zé)任編輯 武建虎)

賈小偉，碩士研究生，醫(yī)師，E-mail：jiaxiaowei1226@sina.com

100039北京，武警總醫(yī)院心血管內(nèi)科

劉惠亮，E-mail：lhl518@vip.sina.com

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