光學相干斷層成像技術在血栓檢測中的應用價值

馬宏宇，金至賡，於四軍綜述 劉惠亮，審校

光學相干斷層成像技術在血栓檢測中的應用價值

馬宏宇1，金至賡2，於四軍2綜述 劉惠亮1，2審校

冠狀動脈造影是目前明確冠狀動脈病變的金標準。然而，這種技術的主要缺點是不能準確定量地評價冠狀動脈內血栓負荷情況。光學相干斷層成像技術（optical coherence tomography，OCT）是一種新型的生物醫學成像技術，它可以通過識別血栓中飽含的紅細胞色素來對冠狀動脈內血栓進行定量分析。筆者就OCT對冠狀動脈內血栓識別的研究成果與臨床應用做一綜述。

光學相干斷層成像技術；血栓形成

每年全球有2000多萬人突發急性冠狀動脈綜合征（acute coronary syndrome，ACS）等心臟疾病。血栓形成被認為是ACS的主要啟動機制［1］，因此對血栓的發生、發展及轉歸形態學上的觀察，為血栓性疾病的防治和治療會起到積極作用。光學相干斷層成像技術（optical coherence tomography，OCT）是近年興起的一種新型成像技術，具有高對比度和高分辨率等特點，觀察血栓的形態學變化有其獨特優勢。自2001年國外首次報道應用OCT技術在人體冠狀動脈內獲得高清晰圖像以來［2］，此技術飛速發展，目前已被廣泛應用，尤其是用于精確評價冠狀動脈內血栓的情況。

1 定義與原理

OCT是一種能對生物組織淺表微結構進行斷層成像的新技術，具有微米級的極高分辨率。其成像原理結合了光子學和光導纖維技術，通過光源發射紅外光線照射掃描組織；接受紅外光的反射，再由計算機技術處理成像。由于不同組織具有不同的結構特征、物理特性和生化構成，因此各種組織反射的紅外光密度與強度不同，從而得以清楚地區分各種組織圖像［3， 4］。

2 研究進展

OCT技術最初用于血栓檢測是在體外進行的。Yabushita等［5］對尸體解剖得到的357份粥樣硬化動脈片段進行了OCT成像分析，對3種類型血栓（紅色血栓、白色血栓、混合血栓）的OCT成像標準進行闡述。發現OCT對區分不同類型血栓有高度的靈敏性（71%～79%、97%～98%、95%～96%）和特異性（97%、90%～94%、90%～92%）。韓志剛等［6］的研究第一次建立了利用OCT觀察急性血栓的活體動物模型，相比較Kume等［7］檢測患者尸體冠狀動脈血管上的紅色和白色血栓，其建立了與人體發作ACS相似的病理改變模型，對活體的血栓給以研究，并證實了關于紅白血栓的檢測和評價，這就使OCT檢測血栓的范圍擴大，并有可依賴的評價標準，為其在臨床的應用提供了理論依據。隨著OCT在臨床的應用，其對血栓識別的獨特優越性也逐漸顯現出來。Shite等［8］曾報道了一例72歲男性，在右冠植入支架的第6個月，OCT得到清晰影像，顯示在原支架6點鐘位有破裂，且破裂處附著血栓。近期報道，一例66歲由非閉塞型血栓導致的非ST段抬高型心肌梗死男性患者，在植入支架后血流動力學恢復心肌梗死溶栓試驗（thrombolysis in myocardial infarction，TIMI）3級，造影及血管內超聲（intravenous ultrasound，IVUS）結果都顯示支架貼壁良好，連接處無血栓形成，但隨后的OCT檢查卻顯示仍有殘余血栓突出到支架連接處外［9］。這篇報道也顯示了OCT在觀察血栓方面獨有優勢。

3 臨床應用

3.1 識別紅色血栓與白色血栓 OCT在有血流的情況下是不能提供圖像的［10］，因為血液中含有高濃度的紅細胞（40%），紅細胞阻止光的透過，再加上血漿和紅細胞的不同折射率，使得光在血流中的透過性變差［11］。因此，OCT必須使用透明介質沖洗血管建立沒有血流的環境［12］。另一方面，也正因為這些紅細胞的光學特性，使得OCT可以清楚地區分冠狀動脈內的白色血栓和紅色血栓。因為紅色血栓中紅細胞含量較高，所以其在OCT上呈現的光衰減率較白色血栓高［13］，可以以此作為識別紅色血栓與白色血栓的依據。有實驗結果表明同等信號強度的光通過血栓后，白色血栓光強度明顯強于紅色血栓［（324±50） vs （183±42） μm］［14］。OCT圖像分析顯示：白色血栓表現為突入管腔中的組織強反光信號， 低衰減（圖1A）；紅色血栓則表現為突入管腔中的組織高反光信號， 伴有無信號尾影（圖1B）；混合血栓則為介于紅白血栓之間的反射信號（圖1C）［15， 16］。

3.2 指導血栓抽吸術 最新的單中心研究表明對急性心肌梗死患者行血栓抽吸是有益的，能夠有效改善心外膜和微血管灌注，減少病死率［17］。然而這些益處未能在多中心研究中得到證實［18］。雖然有很多原因導致這種矛盾的出現，但主要原因是冠脈造影對血栓負荷觀察的局限性［19］。在這種背景下，OCT的應用顯得尤為重要，它不僅可以用來指導血栓抽吸術，還能及時評價血栓抽吸術后的殘余血栓量［20］。

3.3 指導支架植入 行冠脈介入支架植入術治療時，若懷疑有大量血栓存在，可用OCT評價血栓的負荷情況，減少支架的遠端移位和機械操縱栓塞的風險。在冠脈造影中應用OCT觀察血栓情況，還可以有效地減少造影劑的用量，預測患者血栓形成的風險，改善其預后。

4 優 勢

4.1 提供血管的三維圖像 目前，冠狀動脈造影仍是冠脈檢查的主要手段，但其僅能提供血管的二維影像，并不能分辨出血栓的性質及特征［21］。OCT通過對血管的三維重建，為識別血管內血栓提供更好的輔助參考依據，具有巨大優勢，可以精確地顯示血栓的大小及病變范圍，最終提高患者手術安全性［22］。

4.2 特異性高 與其他冠狀動脈成像方式如冠狀動脈血管鏡檢查和IVUS比較，OCT能夠更準確地檢測冠狀動脈內的血栓形成。在一項研究中，OCT表現出的對于冠狀動脈內血栓檢測的敏感性為100%，可與冠狀動脈血管鏡檢查的靈敏度相媲美，比IVUS更高（33%）；此外，OCT （73%）在檢測斑塊破裂，血栓形成過程的敏感性無論是與冠狀動脈血管鏡檢查（47%）還是IVUS（40%）比都要略高一籌；而且，對血栓形成的危險因素斑塊的侵蝕，OCT幾乎能全部檢測到，而其他技術最高只有23%［21］。

4.3 分辨率高 OCT是利用近紅外線及光學干涉原理對生物組織成像，分辨率可達4～16 μm；而其他檢查方式中，分辨率最高的IVUS是使用40 MHz超聲波成像，分辨率也僅為130 μm。OCT的高分辨率對血栓的定性和定量分析均優于IVUS等其他手段；同樣，對斑塊破裂繼發的血栓形成也能夠實現準確識別［23］。

圖1 冠脈內血栓OCT成像A.白色血栓；B.紅色血栓；C.混合血栓；箭頭指示血栓

5 局限性

盡管OCT近來的一些研究取得了不少進展，但是還應看到此系統仍存在一些問題。（1）組織穿透力較差?，F階段OCT成像系統組織穿透的最大厚度僅2 mm，對血管內膜下病變的檢測和診斷具有很好的特異性，但對其深在的病變，尚缺乏診斷的特異性。（2）操作過程煩瑣，部分患者不耐受。OCT的組織穿透能力有限，且成像需無血流環境，所以，目前一般的操作方法是使用擴張球囊阻斷血液，再利用生理鹽水代替局部血液進行成像。但是生理鹽水或林格液沖洗紅細胞后，會導致患者短暫缺血，進一步會引起胸悶、胸痛等心肌缺血癥狀和心電圖的改變。特別是OCT應用于左主干病變、大血管近端病變檢查時，部分患者不能耐受。（3）OCT成像所用導絲材料易折斷。OCT成像所用導絲材料由光導纖維組成，這種材料容易折斷，操作者需要格外小心。未來也需要對成像導絲的材料做進一步改善。

綜上所述，OCT作為一種新的血管內成像技術，分辨率高，成像速度快，能夠識別冠狀動脈內血栓負荷情況，有助于判斷斑塊類型，明確是否需要干預，這對冠心病的預防與治療非常重要。目前，OCT在常規冠狀動脈造影中的應用已經越來越多，并顯示出其他檢查方式不可比擬的成像優勢，儼然成為一種主要檢查方式。新一代頻域OCT更是具有操作簡單、無需阻斷血流、成像更安全清晰的優勢，在未來血管內微結構的檢查中定將獨領風騷。相信隨著技術的發展，OCT在冠心病研究中將取得更大的發展空間。

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（2016-05-20 收稿 2016-06-24 修回）

（責任編輯 張亞麗）

Application value of optical coherence tomography in the detection of thrombus in percutaneous coronary intervention

MA Hongyu1， JIN Zhigeng2， YU Sijun2， and LIU Huiliang1，2. 1.Clinical College， General Hospital of Chinese People's Armed Police Forces， Anhui Medical University， Beijing 100039， China； 2.Department of Cardiology， General Hospital of Chinese People's Armed Police Forces， Beijing 100039， China
Corresponding author： LIU Huiliang，E-mail：lhl518@vip.sina.com

So far coronary artery angiography is the gold standard for diagnosis of coronary artery disease. However， a major drawback of this technique is that it can not accurately quantify evaluation of load conditions of coronary artery thrombosis. Optical coherence tomography （OCT） is a new biomedical imaging technique； it can undertake quantitative analysis on coronary artery thrombosis through recognition of the pigment of red blood cells trapped in the thrombus. The author will briefly summarize research results and clinical application of optical coherence tomography for recognition of the thrombus in coronary artery.

optical coherence tomography； thrombus

R54

10.13919/j.issn.2095-6274.2016.07.015

馬宏宇，碩士研究生在讀，E-mail： 1270531282@qq.com 作者單位：1.100039 北京，安徽醫科大學武警總醫院臨床學院；2.100039 北京，武警總醫院心內科 通訊作者： 劉惠亮，E-mail： lhl518@vip.sina.com