光学干涉断层成像在冠心病介入诊疗中的应用

作者:潘家华[1] 
单位:云南省阜外心血管医院[1]
   光学干涉断层成像是一门微侵入、无损害,且具有高分辨率、依赖光学干涉技术,应用在心血管领域医学成像的技术。利用此技术,可获得清晰的血管内结构影像,优化PCI效果,避免不必要的支架的植入。
   1991年,美国麻省理工学院的David Huang和J.G.Fujumoto等人首次提出了光学干涉断层成像的概念,并采用该技术成功对人眼视网膜的显微结构和冠状动脉壁成像。其后得到了大力的发展,形成各种基于相干层析的成像方式,如多普勒相干层析成像、偏振感OCT、光谱OCT和差分吸收型OCT等。
   光学干涉断层成像 (OCT) 是一种可对冠状动脉进行微观显像的高分辨率成像技术。新一代OCT所具有的快速扫描速度和简单成像程序使该技术便于在临床中使用。
   OCT凭借其在评估冠状动脉粥样硬化斑块和引导PCI方面的卓越性能,可为介入心脏病学提供新的视角。
   首先,OCT检查有助于对经皮冠状动脉介入术 (PCI) 进行引导和风险分级。OCT的分辨率达10~20 um,是血管内超声(IVUS)的10倍左右,具有高度血管内膜表象识别能力,几乎达到了组织学水平。OCT能够区分出三类血管内膜动脉粥样硬化斑块:纤维斑块、纤维钙化斑块和脂质斑块。纤维斑块以均质信号丰富为特征,纤维钙化斑块以边界清晰的低信号区为特征,脂质斑块以弥漫性边缘模糊的低信号区为特征。评估不稳定性斑块时,OCT可检测出斑块破裂、糜烂和冠脉内血栓。甚至,高分辨率的OCT有可能鉴别出以较大脂质核和薄纤维帽 (<65μm) 为特征的薄帽纤维粥样斑块(TCFA)。及时识别易损斑块患者并进行干预治疗对于预防ACS有重要意义,这也是近年的研究热点。目前OCT的主要用处在于易损斑块的识别,能够识别从内膜、中层、外膜的结构和斑块的特征。因此,OCT可以作为PCI术前的病变评估。当要对冠脉病变处拟进行支架植入时,临床医生不可回避的首先要回答的问题是,您将选择的支架治疗是治疗病人还是治疗病变?OCT技术所提供的病变表明特征的高分辨率图像,将帮助您依据病变的特点,选择最适合病人的治疗方式。据此,OCT又可以根据所发现斑块的特征进行PCI围手术期并发症的预测,OCT发现的TCFA是PCI围手术期并发症(如:血管造影显示无复流、微血管闭塞、PCI术后心脏肌钙蛋白I升高)的一个预测因素,甚至,TCFA是PCI术后出现心肌梗塞的一个独立预测因子。
   如果针对ACS最好的治疗方法是进行支架治疗,那么临床医生必须回答的第二个问题就是,如何让你的支架治疗达到最佳的效果,而尽量避免手术相关的并发症?当今,已经用于或正在研发的针对支架植入部位的评价技术如FFR、OCT、FFR-CT似乎能帮助临床医生提供有效和积极的数据。这些技术可以提供关于病变特点的(既有介入术前的,也有介入术后)的诸多信息。
   OCT在支架植入中的应用仍处于早期阶段,已有学者用于指导支架的释放,特别在支架后扩张操作(包括了后扩张的次数和后扩张球囊的选择);有的学者应用OCT观察支架植入后支架在不同时期的变化。在一项有670名接受PCI术患者的意大利研究中,研究者比较了单用CA指导和用CA+OCT指导PCI,发现OCT可识别的一些负性特征且需要介入干预的占34.7%。在一年随访期间,OCT组在心源性死亡上(1.2% vs. 4.5%;P=0.01)和该研究的主要终点(心源性死亡或心梗)上(6.6% vs. 13%;P=.006)有显著减低。在PCI术中OCT甚至可以对慢性完全闭塞内的微通道进行显像,便于介入术前计划的建立和和术中的指导。由于OCT检测支架边缘夹层情况的效果优于IVUS,可使支架远端边缘的冠脉夹层是否由于存在支架与血管直径不匹配的现象而更容易被观察到,当真实血管腔未出现狭窄时,可能不需要另外的支架来治疗冠脉夹层。此外,有文献报道当OCT在支架边缘检测出的斑块类型可提示发生支架边缘夹层的发生频度。一般,纤维钙化斑块和脂质斑块发生边缘夹层的几率多于纤维斑块,所以,OCT是在PCI术中预测冠脉夹层的一种有用工具。
   而对于PCI术后的病变评估,基于通过OCT可以发现支架贴壁不良、组织突出(斑块突出和血栓突出)、冠脉夹层。在PCI术后的随访检查中,OCT的贡献在于发现支架新生内膜覆盖的程度。而新生内膜形成引起的延迟愈合和支架覆盖不完全现象已在接受过药物洗脱支架 (DES) 治疗的病理学样本观察到。DES时代仍存在再狭窄问题,目前对其病理生理学机制知之甚少。OCT不仅是用来评价新生内膜范围和分布的一种有用技术,而且也有助于评价再狭窄组织的形态学外观。在组织类型方面,Gonzalo等人建议将再狭窄组织的OCT外观分类为均质型、异质型或分层型。均质外观常见于主要由平滑肌细胞构成的BMS再狭窄。另一方面,异质或分层外观多出现在DES再狭窄中,它包括成熟/未成熟平滑肌细胞以及持续存在的纤维蛋白或细胞外基质 (如:蛋白多糖)。虽然通过OCT得出的研究结果还需要与组织学分析结果进行比较以进一步验证,但OCT可能会为了解体内支架再狭窄的发病机理提供一个极好的途径。同时,研究发现,支架内再狭窄不一定是一个稳定过程。动脉粥样硬化可随着时间的推移在支架内的新生内膜组织中继续发展,也即新形成的动脉粥样硬化。新近OCT研究报道称支架内的新生内膜通常可在一个较长的时间段内转化为富含脂质的组织,出现动脉粥样化改变。研究同时发现植入DES后,支架内新形成动脉粥样硬化斑块的时间可能会早于植入BMS的情况。对于DES和BMS而言,动脉粥样硬化形成可能是导致包括血栓形成和再狭窄在内的极晚期支架失败的一个重要作用机制。
   与常规的血管内成像方法相比,使用OCT可对支架贴壁不良、组织突出和支架边缘夹层进行更为详细的评估。通过OCT评估得出的支架梁新生内膜覆盖率可作为在药物洗脱支架植入后快速检查安全性情况的一个替代终点。OCT发现支架内新生动脉粥样硬化斑块 (如:富脂新生内膜形成、微血管增殖、新生内膜斑块破裂) 与包括血栓形成和再狭窄在内的极晚期支架手术失败有关。
   尽管OCT就血管内成像而言,仍处于早期阶段,但就这项技术而言已存在多年,鉴于此,现有的临床数据仍不充分。就建立OCT指导支架植入的标准、支架优化的OCT标准、支架测量的OCT标准等方面的工作而言,目前乏善可陈。
   目前OCT的主要用处在于易损斑块的识别、检出支架内血栓形成、支架贴壁不良、冠脉夹层及组织脱垂,评价支架晚期的血栓形成,但就干预支架内血栓形成这个病变本身而言,OCT并无用处。William Wijns, MD在反思过多检查的长期有效性时说:“风险在于一旦我们掌握了病变产生的原因,我们就不再需要OCT了”。就像“一年级老师现象”,就教读和写而言,老师不可或缺,但一旦你掌握了读写,一年级老师便不再被需要了。”据马萨诸塞州总医院心内科实验室结合生理学和成像,Ik-Kyung Jang所言:“OCT最终需要它自身有效性的证据来证明。我们需要证明OCT切实能够改善患者的预后”。
   Mintz说:“尽管OCT被奉为极有潜力的技术,但由于缺乏证据而限制了它的潜力。你可以总结出几乎所有关于OCT的讨论中,一方会说OCT在哪一方面极有希望,而另一方则会说我们需要证据。”期待更多的临床研究证据。
   OCT的一个固有局限性是需要准备一个无血流成像区,这意味着它可能不适合对左主干、开口病变、严重狭窄病变以及完全闭塞病变进行评估。此外,OCT的轴向穿透深度仅为2mm,相对较浅。OCT信号不能到达较厚动脉粥样硬化病变的后壁。OCT不适合用来预测血管尺寸和进行血运重建。
   最近,三维 (3D) OCT技术快速发展,FD-OCT的较高帧速率和螺旋形快速回撤的特点使在体内对较长冠脉节段进行三维微结构成像得以实现。应用这种针对冠状动脉病变的新兴技术可在对不稳定性斑块 、植入支架的冠脉节段以及冠脉分叉病变进行评估时,得出之前尚未报道过的详细信息。此外,将组织特征与OCT三维重建相结合是未来关于该技术的一个充满希望的研究领域。虽然三维显像为OCT数据的展现提供了一种强有力的技术,但目前它耗时较长。如果这种新技术能变得简单易用,那么它将更有可能成为心脏导管室的一种实用成像技术。
   OCT在评价冠脉微结构和支架构造方面是一种前途光明的技术。OCT检查可能有助于我们了解冠脉介入所引起的血管反应并最终使临床结果得以改善。

    2014/10/23 17:52:51     访问数:933
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