血管内超声技术在冠脉介入诊疗中的应用

作者:叶少武[1] 黄丹莹[1] 
单位:广西梧州市人民医院[1]

  一直以来,冠脉造影定量分析技术(QCA)通过测量冠脉血管直径变化,用于冠脉病变的诊断,指导冠脉介入手术,同时为冠脉介入治疗前后、以及后续治疗跟踪疗效提供依据。随着心脏血管病变复杂性增加,冠脉支架植入手术难度及技术技术方法的不断更新,作为传统的冠状动脉直径狭窄率评价罪犯病变的方法,冠状动脉造影术具有明显的局限性,临床上需要更清晰的血管内影像学技术来检测血管病变特征并指导介入治疗。


  1988年,Yock发明了血管内超声(intravascular ultrasound,IVUS)技术,弥补了冠状动脉造影术的不足,迄今已有30年的历史。在此技术上不断发展的冠状动脉影像技术,如射频IVUS(包括虚拟组织学IVUS、集成后散射IVUS)、IVUS的光学模拟技术,光学相干断层成像(OCT)以及可检测血管壁内脂质的近红外光谱学(NIRS),不只是用于科学研究,还逐渐用于临床医疗实践,协助临床冠脉疾病的诊疗[1]。血管内超声(intravascular ultrasound,IVUS)作为医学超声的一个分支,其原理与传统 B 超相同,是利用超声原理探测血管内、血管壁及其周围组织的结构。血管内超声(IVUS)与传统B超的区别在于IVUS的超声探头小到可以放入血管腔内,显示血管横截面图像,其成像轴直径小,分辨率高,投射深度深,扫描范围长,能够精确测定管腔、血管直径以及判断病变严重程度及性质。而且由于血管内超声利用的是声波的反射现象,不仅有利于显示深部结构,还不受血管的血流影响,在检测过程中不需要阻断血流。因此,血管内超声在临床医疗中识别冠状动脉病变和指导介入治疗方面起了非常重要的作用。有不少研究者对冠心病患者分别进行冠脉造影术和血管内超声检查的对比研究后得出结论,血管内超声检查在冠心病患者中具有较高的应用价值,其对偏心病变、钙化灶具有较高的检出率[2]。IVUS较冠脉造影术能更准确地检测冠脉临界病变范围,更灵敏地诊断血栓和心肌桥,利于全面优化临界病变的诊疗[3]。与冠脉造影术指导治疗冠心病相比,IVUS指导药物洗脱支架治疗冠心病能明显改善患者临床结局,有效减少死亡、心肌梗死、不良心脏事件(major adverse cardiac events,MACE)、支架内血栓及再次血运重建[4]。之前有报道称 IVUS会造成手术时间延长,引发其他形式的并发症。并把这种弊端放大,但是现有的数据表明,IVUS指导下的冠脉介入术可以及时的发现并发症,并且能够提高指导支架植入的精确度。国内外多项临床研究表明,IVUS相较于冠脉造影更能提高患者预后[5]。以下将分别讲述血管内超声技术(IVUS)在冠脉介入诊疗中的应用。


1、IVUS在冠脉支架植入术中的应用

 

  我国2018年版《血管内超声在冠状动脉疾病中应用的中国专家共识》指南指出,目前可用的IVUS 探头频率为 25~60 MHz,既往IVUS 导管的分辨率为100~200 MM[6],新型的IVUS导管分辨率更有进一步的提高。而且在IVUS基础上发展起来的第二代技术,包括虚拟组织学IVUS 成像(virtual histology-IVUS,VH-IVUS)[7]、整合背向散射的血管内超声(integrated backscatter-IVUS, IB-IVUS)[8]以及iMAP-IVUS[9]系统均采用新型后处理技术,通过功率频谱的处理进行比较分析,通过运算处理不同组织的不同回声频率,对斑块的组织成分进行模拟成像和定量分析,减少误差。血管内超声中国版专家共识指出,早期研究提示,对于非左主干包括左前降支、左回旋支和右冠状动脉及其主要分支近段病变,介入治疗的IVUS 界限值为面积狭窄>70%、最小管腔直径≤1.8 mm、MLA≤4.0 mm2 [10]。近年来的荟萃分析结果显示,对非左主干、参考血管直径>3 mm 的病变,介入治疗的IVUS 界限值为 MLA<2.8 mm2 ;对参考血管直径< 3 mm 的病变,介入治疗的 IVUS 界限值为 MLA<2.4 mm2。IVUS在冠脉介入术中的应用主要是复杂的介入病变中优势最明显,包括在左主干严重病变中的应用、在分叉病变中的应用、在CTO 病变中的应用、在钙化病变中的应用[11]。


  2016 年版中国经皮冠状动脉介入治疗指南中,左主干病变使用 IVUS 指导治疗也是作为推荐[12]。2018年版血管内超声中国专家共识指出,使用IVUS 指导支架置入的位置,评估支架扩张是否充分,能够最大程度地减少血管的物理丢失,并及时发现边缘夹层等并发症。虽然目前对于IVUS 指导的支架置入结果还有争议,但近年来的大型荟萃分析均显示,IVUS 指导的支架置入能够降低主要不良心血管事件,改善预后[13]。IVUS 指导支架直径和长度的选择、支架定位和扩张的优化、边缘夹层和血肿的及时发现和处理能够改善介入治疗的预后,这一结果在多个观察性研究中得到了证实[14]。在欧美国家的冠心病介入治疗指南中,均将使用IVUS 评估无保护左主干病变严重程度及优化治疗作为Ⅱa 类推荐[15]。由于分叉病变中主支血管及分支血管可能重叠,冠状动脉造影对病变的严重程度及分叉嵴的评估存在缺陷。IVUS可精准评估分叉病变性质、分布、形态及血管直径,更有利于优化分叉病变的介入治疗[16]。冠状动脉慢性完全闭塞病变(chronic total occlusion,CTO)行经皮冠状动脉介入治疗(percutaneous coronary intervention,PCI)成功率低,并发症发生率高,因而被认为是目前PCI领域最大的挑战之一[17]。导引钢丝能否通过CTO是PCI成败的关键,主要取决于术者的技术和经验。冠状动脉造影是指导导引钢丝通过CTO的最主要方法,通过双侧造影或侧支血管显影确定导引钢丝位于血管远段的位置,有助于确认导引钢丝是否位于血管真腔。然而造影有时会存在误判,且无法确认导引钢丝在闭塞段。有研究者指出,通过对比冠脉造影术,在IVUS指导下介入治疗FFR介于0.75~0.80的临界病变患者较未检测IVUS的药物治疗更有利于改善患者短期预后[18]。血管内超声指导导丝通过技术开通冠状动脉慢性闭塞性病变的临床疗效显著,有助于提高PCI的即刻成功率,减少手术时间,促进患者康复[19]。有研究者通过分析2017年中国冠状动脉慢性闭塞病变(CTO)患者介入治疗过程的特点以及操作成功率,发现病例介入治疗成功率高于目前国内外CTO介入治疗的平均成功率。这得益于术者经验丰富、术前充分阅片、冠脉CT使用率高、术中血管内超声(IVUS)充分使用以及合理的使用导丝、器械及合理的策略选择[20]。


2、IVUS 对冠脉介入术后效果的评价


  IUVS可更为准确的评价冠脉支架术后的支架扩张、支架贴壁情况;支架变形情况;支架断裂情况;分叉部位支架覆盖情况;支架重叠情况。理想的裸金属支架置入结果的IVUS 标准(MUSIC 标准)包括:(1)支架完全贴壁;(2)支架内最小 CSA≥平均参考血管 CSA 的 90%;(3)偏心指数≥0.7[21]。在药物支架时代,支架扩张无疑是影响预后的最主要指标。支架内MLA≤5 mm2、支架边缘斑块负荷≥50%、支架边缘夹层、弥漫的支架贴壁不良是远期不良事件的独立预测因素[22]。有研究者通过IVUS评估冠脉支架贴壁情况,发现只有 29%达到了理想的支架扩张效果[23]。尽管支架植入后冠状动脉造影结果非常理想,但在许多情况下存在有支架扩张不充分和/或直径贴壁不良的情况,因此,IVUS可通过评估支架情况提高预后。


  另外,IVUS对冠脉支架内再狭窄原因分析,可协助评价术后疗效。目前研究表明,引起药物洗脱支架出现支架内再狭窄的常见原因包括:支架扩张不充分、支架贴壁不良、支架分布不均匀、支架断裂、支架未完全覆盖病变或植入多个支架时支架间存在间隙以及机体对药物洗脱支架所载药物不敏感等因素。应用 IVUS 技术有助于明确发生支架内再狭窄可能的发生机制,从而使术者能够针对不同的情况选择合适的治疗方案[24]。


3、IVUS 在其他冠状动脉病变中的临床应用


  (1)在处理弥漫性长病变时,IVUS 可以准确的测定冠状动脉病变近远端参考血管的管腔面积,有助于术者选择尺寸合适的支架进行治疗;在评价分叉病变术后治疗效果方面,IVUS 可以了解主支边支血管支架的贴壁情况、边支血管的开通情况以及有无“区域丢失”现象等等。


  (2)IVUS 指导的 PCI 可有效预防支架内血栓(ST)形成。早在金属裸支架(BMS)时代,亚急性支架内血栓形成就是限制其应用的重要原因,发生率高达 10%~15%。在支架置入中为了识别亚急性支架内血栓相关的特点,IVUS 明显优于冠状动脉造影,可有效预防支架内血栓。


  (3)IVUS协助判断支架断裂原因。目前,IVUS无疑是识别和排除支架断裂原因的最好方法,并已成为诊断支架断裂的金标准。IVUS 诊断支架断裂,在介入术后即刻以及随访时 IVUS 影像的对比。IVUS可以帮助术者更深入地探讨支架断裂发生的机制[25]。


4、IVUS与其他技术的联合应用

 

  IVUS与FFR联合应用可以更好地预测冠状动脉临界病变的进展程度,能够明显减少患者采取PCI治疗的发生率,且不会提高患者心绞痛及主要心血管不良事件发生率,安全性较高,同时死亡率较低[26]。


  虽然,血管内超声在临床上应用较广泛,但是,血管内超声(IVUS)也存在不足,比如IVUS必须依靠肉眼排除血管内血栓、坏死性钙化,部分血管内血栓有可能会被标上与纤维组织一样的颜色的部分,部分坏死性钙化灶有可能钙化与坏死核都被染红,而产生误差。IVUS的分辨率低于光学相干断层扫描技术(optical coherence tomography,OCT),不能清晰显示管壁的三层结构、血管壁的细微结构改变。而光学相干断层扫描技术可见到正常血管壁的三层结构、血管壁的细微结构改变、内膜裂片、中层血管壁破裂和支架,较血管内超声更能提供另外的更详细的结构信息。


  但是,也有研究指出,在冠心病介入治疗中应用血管内超声可达到和光学相干断层成像技术相似的效果,可用于指导冠心病介入治疗[27]。而且,光学相干断层扫描技术的侧向穿透能力低,难以清楚分辨血管外膜结构,特别是3MM 以上直径的冠脉,因此,OCT不能评价血管的重构性改变,也不利于帮助选择最佳直径的支架。光学相干断层扫描技术(OCT)采用红外光作为光源,由于其组织穿透力欠佳,应用时容易受到血液的干扰,影响图像质量。因此,OCT在临床上应用不及IVUS广泛。

 

  总体来说,IVUS 在评价斑块负荷,左主干分叉病变的指导,血管壁正性或负性重构,血管周围损伤(血肿、穿孔)等方面优于冠脉造影术,而虚拟组织学IVUS 成像、整合背向散射 的 血 管 内 超 声、iMAP-IVUS系统等技术的加入,使得 IVUS 在评估斑块性质方面具有了独特的能力。由于其操作较 OCT 简单,且不需要阻断近端冠脉血流,因此相对安全和方便,值得推广应用。有研究者指出,为了更方便的配备冠脉血流、冠脉造影成像的信息,以从 IVUS、OCT、FFR(冠脉血流储备测定)中得到的血管壁信息、支架数据、冠脉血流情况都可以结合在一起的新的冠状动脉三维成像技术将应运而生,期待这些新技术的应用可以更好服务于临床。


    2018/10/30 9:42:28     访问数:454
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