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俞梦越:冠状动脉内OCT技术和临床应用进展·365医学网

 昵称29526236 2015-12-15

冠状动脉内OCT技术和临床应用进展

关键词:光学相干断层成像(OCT) 动脉粥样硬化  急性冠脉综合征 冠脉介入 支架植入

  光学相干断层成像(optical cohenrence tomography,OCT)在2002年由美国麻省总医院Jang等应用于冠脉介入领域。OCT和传统的血管内超声(intravascular ultrasound graphy,IVUS)等成像技术相比,具有超高的分辨率(10μm),不仅能够清晰观察动脉粥样硬化性斑块的形态和构成,对于IVUS等无法判断的支架贴壁情况和支架植入术后内膜增生情况,OCT均可分辨和评价,使人们对粥样硬化斑块的识别和其病理生理的认识,以及介入术后的评价有了有力的工具。

1  OCT技术的进展

最初的OCT技术是时域OCT技术(time domain optical cohenrence tomography,TD-OCT),利用固定频率的近红外线作为光源,利用光的干涉原理进行成像。新一代的OCT属频域OCT(frequency domain optical cohenrence tomography,FD-OCT),于2010年在美国批准上市,采用可变频率的近红外光源进行成像。FD-OCT和TD-OCT相比具有以下优势:1.图像质量高:FD-OCT扫描速度和每帧图像的扫描线大幅增加,图像质量大幅提高;2.减少不良反应:由于红细胞影响成像,TD-OCT需在病变近端使用球囊阻断血流后使用生理盐水等冲洗残余血液,可能出现球囊损伤血管壁,阻断血流引起心肌缺血等表现。FD-OCT无需球囊阻断血流,只需弹丸式注射造影剂清楚血液即可成像,同时因成像速度快操作时间短,心肌缺血等不良反应显著减少。3.扩大了适应症:因无需阻断球囊,TD-OCT的禁忌症,如开口病变和左主干病变,FD-OCT均可进行检查。

2  OCT在粥样硬化斑块成像中的应用

斑块的一些重要信息可由OCT获得,并进行斑块稳定性的鉴别。Huang等在1991年最早描述了体外人冠状动脉的OCT图像,提出OCT可用于非透明组织的成像。OCT能非常清晰的识别管腔和管壁的交界面,并能很好的识别粥样硬化斑块的形态,如纤维斑块、脂质斑块、钙化斑块或坏死斑块。组织学研究表明OCT可提供正常和病变的冠状动脉的管壁和管腔图像, Yabushita H等对357个尸检病例的动脉粥样硬化血管节段进行分析,将斑块分为纤维斑块、纤维钙化斑块和脂质斑块,证实OCT检查和组织学相关性良好。

虽然缺少前瞻性研究的证据,但ACS通常认为是薄纤维帽斑块(thin-capped fibroatheroma,TCFA)破裂导致[ 1、2、3、4]。因此检测具有高破裂风险的易损斑块,对预防治疗ACS具有重要意义。

TCFA的特征包括:大的脂质核、炎性细胞侵润和薄纤维帽。OCT的TCFA诊断标准包括斑块富含脂质(脂质核超过血管壁40%)和薄纤维帽(纤维帽厚度小于65μm)。一般认为脂质核大小和斑块稳定性密切相关,脂质核越大其稳定性越差。在OCT图像中,大脂质核斑块显示为边缘模糊的低密度信号。和稳定性心绞痛患者相比,大脂质核斑块和TCFA更多见于ACS患者。TCFA在前降支分布于近端较多,但回旋支和右冠状动脉的所有节段均可能分布[Fujii K, Kawasaki D, Masutani M, et al. OCT assessment of thin-cap fibroatheroma distribution in native coronary arteries. JACC Cardiovasc Imaging. 2010;3:168-175.]。有研究发现超过38%的急性心肌梗死患者在OCT检查中发现多发TCFA,有些是梗死相关病变,有些则不是[5]。使用OCT还发现了他汀的稳定斑块作用,有研究观察了40名心肌梗死患者,使用OCT评价他汀组和对照组的纤维帽厚度,发现他汀可使粥样硬化斑块的纤维帽增厚,且此种趋势在纤维帽更薄的患者中更为明显[6]

炎性细胞的侵润是TCFA的重要特征,斑块巨噬细胞成分直接和不稳定性相关。OCT可识别斑块中巨噬细胞的密度和分布情况。研究表明ACS患者的斑块巨噬细胞浓度明显高于稳定性心绞痛患者,并且破裂斑块近端的浓度高于远端的浓度,但OCT能否进行炎性细胞的量化评估尚不清楚[ 7、8、9]

斑块破裂是ACS发生的重要机制。OCT可以很好的观察到斑块破裂。OCT对斑块破裂的定义是斑块纤维帽的连续性中断,并在斑块上形成空腔,如果只有内皮连续性的中断而没有空腔形成,则称为腐蚀。Kubo等的研究发现在ACS患者中OCT的斑块破裂识别率明显高于IVUS和血管镜[5]

斑块破裂将可能导致血栓形成,OCT可识别血栓,Kume等对人体尸检进行分析,通过组织学进一步对比证实定义了OCT的血栓显像,从而区分是红血栓还是白血栓,红血栓表现为突入管腔的高反光信号组织,伴有无信号尾影,白血栓则表现为突入管腔的高反光信号组织,低衰减图像[10]。OCT对血栓检出的敏感性明显高于IVUS,Kubo等使用OCT发现急性心肌梗死患者100%出现血栓,而IVUS仅有33%的检出率[5]

和IVUS相比,由于光线可穿透钙化斑块,OCT可很好的识别钙化灶甚至是微小钙化,据报导敏感性和特异性可达96%和97%[11、12]。钙化是斑块是否稳定的重要特征, ACS患者中钙化比例明显高于稳定性心绞痛患者。钙化的精确检测可充分在术前评估PCI病变的复杂性,高钙化斑块有着更高的支架贴壁不良的可能性。

    但OCT也有其所限,由于血管壁成分的吸收和光线本身的波长特性,其组织穿透厚度有限,无法对于斑块的脂质池全貌和血管壁的全貌做出评价。另外OCT下检查的各种特点的临床意义尚需要更多的前瞻性临床试验。

3  OCT在冠脉介入治疗中的指导作用

由于OCT很高的分辨率和优秀的成像能力,在PCI中有很好的辅助作用。相比于IVUS,OCT对血管夹层、支架贴壁不良和组织脱垂等检测更加敏感。

3.1  OCT可以很好的识别不稳定斑块,斑块破裂、血栓形成,在冠状动脉的临界病变进行治疗决策时有很好的指导作用。动物实验表明OCT所测的管腔面积和组织学所得管腔面积具有很强相关性,要优于IVUS。通常认为和IVUS类似,冠状动脉(除外左主干)最小管腔面积小于4mm2可能需要进行介入干预,当然还需要进一步的前瞻性研究证实[13]。另外和IVUS相比,使用TD-OCT时由于阻断球囊的影响,最小管腔面积要偏小。

3.2  OCT能很好的定量病变的长度和参考血管的直径,能更加精确的选择合适型号的支架,以及支架释放位置。

3.3  OCT指导复杂病变的支架植入术。

分叉病变是介入失败率较高的病变,药物支架减少了分叉病变的再狭窄率,但增加了血栓形成的风险。分叉开口处的支架贴壁不良是常见现象,未贴壁小梁和支架重叠处小梁的内皮化会延迟,这均会增加支架内血栓形成的风险。OCT能够观察到这些现象,并能观察分叉病变处斑块的特点,从而可能在术中指导术者采用适当的治疗方法。在术中,OCT的3D成像技术可以很好的辅助手术[14]

慢性完全性闭塞病变(chronic total occlusion,CTO)成功率一直不高。OCT提供的信息可能具有辅助作用。已有体外研究使用前视OCT系统对璧山县病变血管进行多纵轴图像成像并构建闭塞血管的横截面图像[15]。OCT可以区分闭塞的管腔和血管壁的层次,并可能识别微通道,可以指导导丝穿过闭塞。如果发生夹层,OCT可以区分真腔和假腔[16]。多普勒OCT技术将来可用于评估微通道的存在[17]

OCT能够评价斑块钙化情况,在复杂钙化病变的PCI中可以起到很好的指导作用。在钙化病变进行旋磨技术时,成角病变可能由于引导钢丝的偏移出现旋磨的不均匀,OCT具有很好的识别辅助作用[18]

4  OCT在冠脉介入术后的评价作用

   OCT因其高分辨率和检查的安全性,已经广泛用于支架术后的评估。OCT能很好的评价支架植入术后的即刻效果,如支架贴壁情况、支架膨胀、内膜撕裂和组织脱垂等,也能观察远期效果,如晚期贴壁不良、支架内膜覆盖和晚期血栓等。

4.1  和IVUS相比,OCT对于支架贴壁不良具有更高的敏感性[19、20]。有研究发现,虽然支架植入后进行良好的高压球囊后扩张,仍有高达40%的支架存在贴壁不良[21]。支架贴壁不良是晚期血栓支架内血栓形成的重要危险因素[22]。支架贴壁不良可能由于支架置入不当或后期血管重塑所致。有研究发现在ST段抬高性心肌梗死患者中,出现后期支架贴壁不良和内膜覆盖不良更为常见[23],据推测可能是支架覆盖下的血栓后期消融所致。

4.2  OCT可以很好的评价内膜增生和覆盖情况。受限于分辨率,IVUS无法识别薄层的内膜覆盖。当然对于单层的内膜细胞,OCT也无法进行识别。

4.3  对于造影和IVUS均无法发现的PCI的并发症,如边缘夹层(edge dissection),OCT均能进行识别。OCT较IVUS更敏感的检测出支架术后的组织脱垂,其临床意义尚需进一步确定,近期国内有研究报道此现象极普遍,可占支架植入术的98.08%,TCFA病变的组织脱垂程度更重,但为其1年的观察未发现和临床事件相关[24、25]

4.4  支架贴壁情况和支架内膜覆盖情况是重要的安全终点,在关于支架植入术后近远期疗效评价的大量临床试验中,OCT是重要研究工具[26、27、28]。由于其高分辨率,在药物球囊、生物可吸收支架等新型介入手段研究中,OCT也成为不可或缺的工具[29、30、31]

5  OCT展望

OCT在冠心病的介入诊治中具有无可替代的作用,并在支架术后的远期随访中具有重要作用。在目前全球最新的OCT临床试验中,其安全性和可重复性都很高。随着OCT技术不断进步,其应用领域必将越来越广。

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    2012-2-28 10:50:10

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