光學相干斷層成像技術在冠狀動脈粥樣硬化性心臟病診斷及治療中的應用研究進展

馮民，陳琛，梁艷勝，王佳，王建，徐會圃

濱州醫學院附屬醫院心內科，山東濱州 256603

經皮冠狀動脈介入術（ Percutaneous coronaryintervention，PCI）是指經心導管技術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（Coronary angiography，CAG）、血管內超聲（Intravascular ultrasound，IVUS）檢查可為冠狀動脈結構變化和細小病理變化的診斷和治療提供客觀依據，是目前臨床上常用的冠狀動脈粥樣硬化性心臟病影像學診斷方法。目前，臨床首選CAG 評估患者冠狀動脈的狹窄程度，CAG 指導下PCI 是臨床標準治療方法［1］。但隨著冠心病介入診治技術的快速發展，CAG 已無法滿足臨床精準診治的需求，對微小血管病變診斷的準確性較低。血管腔內影像學檢查能清晰顯示冠狀動脈的內部結構及病理變化，有助于疾病的正確診斷和合理治療策略的選擇。最新歐洲心臟病協會（ESC）和歐洲心胸外科協會（EACTS）制定的心肌再血管化指南中，血管腔內影像學檢查可被用于血管狹窄程度的評估，以及血管病變形態和斑塊組成特點的診斷［2］。光學相干斷層成像（Optical coherence tomography，OCT）和IVUS 是目前臨床最常用的血管腔內影像學檢查技術，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 的側向分辨率分別是20μm、200 μm。但IVUS 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，能夠準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研究中。研究［5］發現，OCT用于指導PCI的臨床價值較高。現將OCT在PCI 術前、PCI 術中和PCI 術后的應用研究進展綜述如下。

1 OCT在PCI術前的應用

與病理檢查結果比較，OCT 對冠狀動脈粥樣硬化斑塊的診斷效能較高［3］。同時，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雜性病變的特征，可為后續疾病風險分層、治療方法的選擇提供依據。

1.1 OCT 在冠狀動脈粥樣硬化性斑塊的易損性評估中的應用 在OCT 檢查圖像中，正常冠狀動脈壁是典型的由血管內膜、中膜和外膜構成的三層結構。其中血管內膜為高反射信號，血管中膜為較低或較弱反射信號，而血管外膜常常呈現出不均勻高反射信號。OCT 檢查中，內彈性膜（Internal elastic membrane，IEM）被定義為動脈內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可以準確顯示某些動脈粥樣硬化斑塊、外膜、EEM 和IEM，并且能夠準確地識別斑塊的不同組成成分的特征，包括纖維、鈣化和脂質成分。OCT可通過血管壁占據空間變化（增厚病變）或血管壁中三層結構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構的評估準確性優于現有其他成像技術，包括膽固醇晶體、微通道、微鈣化和巨噬細胞等。

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核和薄纖維帽［6］。既往研究［6-7］發現，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。大的脂質核（在任何OCT 檢查圖像中，脂質≥2象限）、薄的纖維帽（＜65 μm）和纖維帽附近活化的巨噬細胞（多種點狀的信號豐富區）是易損斑塊的OCT圖像特點。

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、鈣化結節和巨噬細胞浸潤等都與ACS 的發生相關。因此，OCT 對易損斑塊的評價和定量分析可以用于指導臨床疾病的風險分層和對易損斑塊的處理策略，并有助于評價治療效果。

斑塊破裂的OCT 圖像表現為斑塊的內膜撕裂、破壞或纖維帽呈現夾層。斑塊糜爛是指斑塊的血管內膜不規則或不連續，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 幀無信號腔內結構圖像，且不與血管腔相連［10］。斑塊中微通道越多（≥2 個），TCFAs 的發生率越高，說明斑塊越容易破裂。鈣化結節的OCT 表現為具有明顯邊緣的低密度區域，且與脂肪核的模糊邊緣不同。點狀鈣化（鈣化角＜90°，長度＜10 mm）被認為是影響斑塊穩定性的特征之一。具有點狀鈣化的冠心病患者的斑塊更易發生破裂。

巨噬細胞活性是評估斑塊穩定性的關鍵特征。巨噬細胞在OCT 圖像上表現為具有豐富、明顯融合信號的點狀區域，并且該區域的噪聲強度高于背景斑點的噪聲強度。

1.2 OCT 在冠狀動脈粥樣硬化性心臟病血栓評估中的應用 冠狀動脈粥樣硬化性心臟病血栓的OCT圖像特征是進入管腔的不規則的團塊（≥250 μm）。紅色血栓（富含紅細胞）是一種高反向散射，它在OCT影像上表現為徑向陰影區域，表面信號強，背部信號弱或無信號，白色血栓（富含血小板）是低反向散射，表現為高信號或正常信號的均質區域，形狀不規則。

1.3 OCT在冠狀動脈狹窄程度、冠狀動脈夾層評估中的應用 關于OCT 用于評估冠狀動脈狹窄程度的診斷閾值和相應閾值的治療策略，目前尚無共識。一項研究［11］比較了OCT 和IVUS 對血流儲備分數（Fractional flow reserve，FFR）≤0.8的冠狀動脈疾病的診斷價值和后續治療效果，結果發現，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%。

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

1.4 OCT 在冠狀動脈復雜性病變評估中的應用 在冠狀動脈分叉病變評估中，PCI 術前行OCT檢查能夠準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，為醫生選擇合適的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 的鈣化評分系統可以幫助識別鈣化病變，以便在PCI 支架植入前先進行斑塊修飾。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險較高［13］。

2 OCT在PCI術中的應用

2.1 OCT 在PCI支架選擇中的應用 PCI前得到的OCT數據可以確定PCI支架直徑，對擬行PCI的冠心病患者，臨床介入醫生可在術前采用OCT 分析斑塊的組成和特點，從而在術前確定PCI 治療及擴張方法，同時介入醫生可根據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構，有助于選擇準確直徑支架［7］。根據OCT 圖像中的中膜數據來確定術中使用的支架直徑，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。應用生物可吸收支架時，根據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影響血流［1］。

PCI 術前得到的OCT 數據有利于確定PCI 支架著陸點 ，有助于準確選擇支架的長度，PCI術中如果支架著陸點在易損斑塊上，則支架植入后容易發生支架邊緣夾層，或在長期隨訪中發生支架內再狹窄（In stent restenosis，ISR）［1］。OCT 檢查可以進一步發現部分CAG 影像結果正常的血管段存在動脈粥樣硬化斑塊（甚至TCFA），因此PCI術前應使用OCT 檢查以利于選擇相對穩定的血管段。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 在復雜冠狀動脈粥樣硬化性病變PCI 策略中的應用 在冠狀動脈分叉病變中，OCT顯示，如果分支的近端血管出現較多TCFA，需要雙支架技術（如擠壓T 型支架置入術）。ILUMIEN 的實時3D成像功能?光電?OCT 系統能夠顯示血管的空間結構和分布，可以從各個角度自由分析血管并指導指引導絲重新進入血管腔內，指導邊支導絲從支架中間或遠端網眼進入邊支管腔內，從而實現滿意的球囊吻合術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重環狀鈣化，此時不應進行PCI 支架植入，應首先考慮預擴張或實驗性擴張治療［13］。

3 OCT在PCI術后的應用

3.1 OCT用于評價PCI術后即刻效果 PCI術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、組織脫垂或支架內血栓形成等并發癥。

PCI后藥物洗脫支架（Drug eluting stent，DES）的膨脹率應＞80%，而可吸收支架的膨脹率應＞90%。支架膨脹不良是導致PCI 術后支架內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，最小支架內面積（Minimum stent area，MSA）均應＞5.0 mm2，支架膨脹不良顯著增加1年內支架內血栓形成的發生率。尤其在左主干病變中，MSA 的目標值為左主干體部＞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 術中對偏心纖維斑塊應完全充分預擴張，對嚴重鈣化病變應通過旋磨術或球囊切割術等預處理［15］。

OCT 判定PCI 術后支架貼壁不良（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，應包括支架小梁上的聚合物）。當兩者之間的距離＞200 μm 時，被定義為顯著SM。臨床應用中，如果SM 的區域很小且不伴支架膨脹不良，則不需要治療［15］。如果連續5 個界面中或連續3 個支架柱出現SM，則需要進行優化處理。然而，存在SM 和支架膨脹不良時，如果MSA ＜5.0 mm2，建議進行后擴張，以確保支架充分貼壁和膨脹。在OCT 的隨訪中發現，SM的支架細絲也可能逐漸被內皮細胞覆蓋并與血管壁完全融合［16］。當支架小梁和血管壁之間的距離較窄時，SM的支架小梁至血管壁的間隔可能被增殖的新內膜組織覆蓋［16］。同時，PCI 術后行OCT 檢查，可以觀察到冠狀動脈分叉處支架貼壁情況，有利于預防支架內血栓形成。

PCI 術后支架貼壁和膨脹情況決定后續是否需要進一步支架植入后擴張。OCT和IVUS在評估PCI后支架膨脹的效能類似。如果術后發生SM，應使用相同規格的非順應性球囊使支架完全擴張。

OCT 判定PCI 術后支架邊緣夾層和組織脫垂情況，PCI 術后血管壁的損傷一般發生在植入支架邊緣。PCI 術后OCT 檢查中支架邊緣夾層的發生率為37.8%［17］。支架邊緣夾層分為內膜撕裂和中膜夾層。內膜撕裂是指PCI 術后內膜片狀翹起，斑塊纖維帽無明顯破裂。中膜夾層是指內膜撕裂延伸到動脈中膜，可能引起冠狀動脈內血腫。當它連續出現在＞5 幀圖像中時，支架邊緣夾層就需要后續優化處理。支架邊緣夾層可導致支架內血栓形成及預后不良。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。當支架位于OCT 定義的TCFA 或壞死核上時，容易發生組織脫垂［1］。不規則組織脫垂是PCI 術后不良事件發生的獨立的預測因子。多項關于PCI 術后應用OCT 評估PCI 療效研究［17］顯示，27.0%～52.2%的病變進行了支架優化處理，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術后即刻支架內血栓形成，PCI術后即刻血栓形成是嚴重的PCI 并發癥，即刻支架內血栓形成在OCT 圖像表現為PCI術后立即突出到血管腔內的不規則腫塊。OCT 觀察到支架血栓形成后，應根據其嚴重程度、患者的臨床表現和對患者血流動力學的影響采取相應的治療策略。首先，對于血栓體積小、無缺血性心電圖變化、無臨床癥狀、無嚴重血流動力學紊亂的即時支架血栓形成，應給予雙聯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重的血流動力學紊亂，可以應用抽吸導管進行血栓抽吸，從而減少支架中血栓的負荷。如果血栓抽吸后效果不明顯，可以先冠脈內給予替羅非班加強抗血小板，然后用與支架直徑相同的球囊進行低壓擴張。如果以上的方法仍然效果不佳，則應在血栓處重新植入支架。如果OCT 發現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），應對其進行相應的處理［17］。

3.2 OCT 在PCI 術后隨訪中的應用 OCT 評價PCI術后支架內皮修復情況，研究發現，OCT 診斷PCI術后支架內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）植入后冠狀動脈內支架表面內皮修復更快，并且支架表面內皮化較完整［18］。因此，有學者［19］認為，可將現有PCI 術后雙聯抗血小板治療周期縮短至9個月，甚至6個月。OCT可能有助于確定慢性閉塞病變（Chronic total occlusion，CTO）患者PCI 術后雙聯抗血小板治療的時間期限。OCT 在檢測PCI 術后新生內膜的潛在臨床風險和干預因素方面的應用前景較好。日本一項臨床研究［20］顯示，OCT檢測結果提示，阿托伐他汀治療可能會影響內皮祖細胞（Endothelial progenitor cell，EPC）的遷移，從而加速SES 植入后內膜的修復和內皮化，EPC 遷移可能受不同的他汀類藥物影響。因此，OCT 有助于發現促進支架內膜愈合和減少長期支架相關臨床問題的干預靶點。

OCT 評估PCI 術后支架內新動脈粥樣硬化的情況，在冠狀動脈內植入金屬裸支架 6～12個月后，支架部位新血管內膜增生可導致管腔狹窄。后續研究發現，支架部位穩定的血管纖維化內膜組織可能逐漸變為不穩定的動脈粥樣硬化斑塊組織，從而導致PCI 植入支架失敗［21］。新動脈粥樣硬化是指支架植入后在新血管內膜組織中發生的復雜動脈粥樣硬化。OCT可能在探索新動脈粥樣硬化的發生機制和臨床干預中應用前景較好。

OCT 有助于發現PCI 術后支架植入失敗的原因，支架內血栓形成、ISR、SM和支架斷裂（Stent fracture，SF）是PCI 術后支架植入失敗的主要原因。應用OCT 隨訪晚期支架植入失敗患者可能有助于發現其潛在機制和類型，有助于優化支架設計和手術方式，從而預防各種機制引起的支架失敗。

與IVUS相比，OCT檢測支架內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分白色和紅色血栓，這對于評價急性支架內血栓的成分具有重要的參考價值。OCT能夠發現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成像技術，被用于評估冠狀動脈壁的構成、評價動脈粥樣硬化斑塊的性質、優化PCI 的療效和評估支架的長期有效性及安全性。當前，冠心病患者的介入診治需要更好的結果，以及定制化和個性化的最佳策略。隨著OCT 的發展和創新，在冠狀動脈粥樣硬化的基礎和臨床研究中，OCT的應用已經變得越來越多，如新型藥物支架效果的評估，支架內皮覆蓋和雙聯抗血小板的選擇，急性冠脈綜合征治療策略和介入治療效果的優化等。