【热点文章】曲鹏:IVUS与OCT在冠脉介入治疗中应用的对比研究

365医学网订阅号2018-03-27 03:50:16
曲鹏

大连医科大学附属第二医院

医学博士、博士生导师、二级教授,享受国务院政府津贴专家...

血管内超声(IVUS)与光学相干断层成像(OCT)在冠心病诊治中的地位

  虽然冠状动脉造影目前仍然是最常用的指导冠脉介入治疗的方法,但它存在一定的缺陷,冠脉造影仅能显示二维图像,对血管腔的大小及性质难以精确测定,也不能提供病变部位斑块的形态、血管的重构以及斑块的负荷情况。同时冠脉造影对介入术后支架膨胀不全、贴壁不良、残余夹层、血栓及斑块脱垂也不能很好的识别。而这些不足在一定程度上可以被血管内超声(intravascular ultrasound,IVUS)技术来弥补。自上世纪80年代末,血管内超声问世以来,它已成为冠脉内成像的主要技术手段。它的应用帮助我们更好地认识了血管结构以指导冠脉介入治疗和评价。IVUS是将微型超声探头送至冠脉内,全角度的向血管壁发射超声波脉冲,将管壁组织反射的回声信号依据其强弱反映为影像上不同的图像,从而分辨不同类型的组织特性。临床上常用的声波频率约20~45MHz,组织穿透力约10mm,轴向分辨率约100~200um,横向分辨率约200~300um。它可以可靠地应用于开口病变、分叉病变、左主干病变或慢性完全闭塞性病变。一些大型观察队列研究、随机试验及Meta分析都显示与冠脉造影相比,IVUS指导的PCI能获得更大血管直径,IVUS指导的药物洗脱支架植入术后的主要不良事件(MACE),如靶血管重建、支架内血栓等明显降低。但IVUS也存在一定的不足,主要表现在轴向分辨率低,对斑块亚型识别力低,回撤缓慢等。而光学相干断层成像(Optical Coherence Tomography,OCT)则是一种近10年来新兴的血管内成像技术,以近红外线作为光源,利用光波的干涉法则进行成像,经过重建从而显示组织图像。由于光的波长短,OCT具有更高的分辨率,可达10~20um,有“组织显微镜”之称,能够提供很多IVUS不能探测到的细节。OCT可以提供比IVUS更为快速、清晰的图像,可以更精确的显示血管壁和病变性质,如血栓、钙化、纤维帽厚度及撕裂,也可以显示支架贴壁不良及支架覆盖面积等。但OCT其组织穿透能力较低(仅1~3um),成像范围较小,且容易受到血液中红细胞的干扰等不足,限制了其在临床的广泛应用。

IVUS与OCT在冠脉介入治疗中的特点与互补

1.斑块的分析

  易损斑块在急性冠状动脉综合征的发病和进展中起重要作用,其组织学特征包括薄帽纤维粥样硬化斑块(即有较大的脂质核心、薄纤维帽和富含巨噬细胞的斑块)、富含糖蛋白基质或炎症导致内皮受侵蚀的斑块以及血栓形成、钙化结节斑块。斑块破裂的基础上继发血栓形成是急性冠脉综合征发病过程中重要的病理生理机制。有研究对31处破裂斑块和108处未破裂斑块进行IVUS分析提示,破裂斑块与非破裂斑块相比,脂质核更大、脂质核占斑块的比例更大、纤维帽更薄。提示了IVUS对斑块性质的判断上存在一定价值,但受限于IVUS分辨率较低,其不能直接分辨易损斑块中的薄纤维帽斑块(thin cap fibro atheroma,TCFA),TCFA 在病理学上被定义为纤维帽厚度<65μm且有坏死脂质核心的斑块。由于OCT超高的分辨率,OCT对易损斑块的判断效果要明显优于IVUS。Kume等对38个心脏标本中提取的108个血管病变分别进行OCT、IVUS和组织学检查,对于组织学检查定义的易损斑块,OCT诊断的敏感性和特异性分别为90%和79%。


2.指导支架置入

  随着冠状动脉复杂病变PCI治疗的不断增加,IVUS的应用越来越广泛,特别是在左主干及其分叉病变的单支架或双支架策略的选择和优化、CTO病变的前向和逆向导丝技术中IVUS已经成为不可替代的影像学指导和评价方法。

  IVUS可以提供更多血管形态信息,这包括了管腔大小与病变长度等。IVUS指导的支架植入优点在于可以使支架更加完全的扩张释放,从而降低支架血栓或再狭窄的风险。在裸金属支架(bare-metal stents,BMS)时代,IVUS的应用使得更高的球囊膨胀压力降低了支架膨胀不全或贴壁不良带来的急性或亚急性支架血栓的比率。IVUS指导的裸金属支架植入降低了再狭窄和再次血运重建的情况,但并没有降低死亡和心肌梗死的风险。与BMS时代一致,支架膨胀不全在药物洗脱支架(drug-eluting stents,DES)时代仍是支架内再狭窄和亚急性支架血栓的主要危险因素之一。IVUS可以较好地提供支架术后支架膨胀与贴壁情况的信息,从而指导支架更加完全的扩张。一项综合了1个随机临床试验与10个观察性研究的 Meta 分析显示,使用 IVUS 指导与仅应用冠状动脉造影相比,DES置入术后死亡率有所下降(HR 0.59,95% CI 0.48~0.73,P<0.001),其原因可能与 IVUS 减少了支架内血栓的形成有关。

  OCT作为一项新兴的冠脉内成像技术,它拥有比IVUS更清晰地识别支架膨胀不全、贴壁不良的能力,但过去一些研究认为OCT测得的最小管腔面积(minimal lumen area,MLA)要小于IVUS。虽其中不乏应用TD-OCT与IVUS对照的结果,但Okamura等研究发现尽管FD-OCT测得的MLA与IVUS测得的结果高度显著相关(R2=0.82,P<0.001),OCT结果仍小于IVUS(5.84±1.89mm2比6.26±2.01mm2,非显著)。而最近发布的ILUMIEN Ⅲ 研究中纳入了450例患者,随机平均分配至OCT、IVUS和造影组,以术后OCT所测最小支架面积(minimal stent area,MSA)为主要终点。结果显示,OCT组MSA平均值为5.79mm2,IVUS组为5.89mm2,冠脉造影组为5.49mm2,提示OCT较IVUS非劣效性(P非劣效性=0.0014),但不优于IVUS(P=0.42)。与OCT相比,冠脉造影(18.6%比13.6%,P=0.25)和IVUS(26.1%比13.6%,P=0.0091)组未处理的主要夹层更多;同时,冠脉造影(31.4%比10.7%,P<0.0001)和IVUS(20.7%比10.7%,P=0.0221)组PCI后主要支架贴壁不良事件较OCT组多。而术后随访3月和1年的主要不良心脏事件组间无显著差异。这一结论提示了OCT指导支架置入可以准确选择支架大小,同时减少夹层和贴壁不良的发生,提高支架置入效果。

  OCT可以在支架置入术中提供更多的血管形态细节。不同于IVUS检测钙化斑块时的强回声伴声学“遮挡”现象,钙化斑块在OCT上表现为边界清晰的低信号,且无遮挡现象。这一特性使得OCT可以测量<1.0mm~1.3mm的表浅钙化组织厚度,这一信息也许会改变术者的治疗策略,如利用切割球囊或旋磨技术。不仅如此,OCT在检测血栓方面的能力也要明显优于IVUS,并且血栓可以清晰分辨为红血栓或白血栓。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。有报道显示,在鉴别红白血栓时,OCT的特异性和敏感性分别达88%和90%。Tanaka等研究OCT是否可以预测PCI术后无复流现象,试验入组了83名非ST段抬高型急性冠脉综合征(non ST-segement elevation acute coronary syndrome, NSTEACS)患者。发现无复流组中薄纤维帽比率更多(50%比16%,P=0.005),OCT发现的脂质弧也更大(166±60°比44±63°,P<0.001)。多因素回归模型揭示了脂质弧本身即是冠脉造影无复流现象的独立危险因素([OR]: 1.018,95% CI: 1.004 to 1.033, P<0.01)。


3.即刻并发症的检测

  Im等在351例患者行PCI术后行OCT检查,发现急性支架贴壁不良发生率为62%,OCT随访(175±60)天发现,晚期支架贴壁不良发生率为15%,随访过程中并未发现贴壁不良与临床事件相关。得益于OCT的高分辨率,其发现支架边缘夹层、组织脱垂和支架贴壁不良的能力也要优于IVUS。不过也正是由于OCT高分辨率,这些仅能在OCT上体现地更加细节上的发现目前与临床预后尚未发现关联。

IVUS比OCT更加安全吗?

  IVUS由于分辨率较低,图像较为模糊,但因超声波具有良好的穿透力,在无须阻断血流的情况下,就能清晰反映血管壁的内膜、中膜和外膜。而第一代时域OCT(time domain optical cohenrence tomography,TD-OCT)在成像时需要用阻断球囊阻塞靶血管近端血流,并用生理盐水冲洗血管内血液才能进行清晰成像,这一特性限制了其在冠脉开口病变或左主干病变中的应用。2010年获批的频域 OCT(frequency domain optical cohenrence tomography,FD-OCT),具有更快的成像速度,成像时无须阻断球囊,减少了缺血的发生率,增加了OCT的应用场景。但FD-OCT成像仍需利用造影剂冲刷靶血管,提高了造影剂用量,虽有报道提示低分子右旋糖苷替代造影剂冲刷靶血管可以取得类似造影剂的成像效果,但仍增加了靶血管缺血的风险。IBIS-4研究评价了OCT和IVUS在ST段抬高型心肌梗死(STEMI)患者中的安全性(定义为围手术期并发症的频次和主要不良心脏事件[包括随访2年的心源性死亡、急性心肌梗死和缺血驱动的血运重建])。在这一前瞻性队列研究中,103位STEMI的患者在直接PCI术中接受了连续的3支冠脉的影像检查,对照组为485位STEMI患者仅接受直接PCI术未接受影像检查,结果显示OCT检查发生围手术期并发症较IVUS多(<2.0%比0%),但随访2年接受OCT和IVUS影像检查发生主要不良心脏事件比率上,两种方式没有显著的差异性。不过OCT相关的主要临床并发症为一过性ST段抬高伴有胸痛,可能与冠脉痉挛有关,临床上需在检查前冠脉内注射硝酸酯类药物避免。

OCT能取代IVUS吗?

  新兴的OCT,或者传统的IVUS,它们之间更多的是相似而非区别,探讨差异性也应更多的在IVUS或OCT与冠脉造影之间,而非IVUS与OCT之间。不论是IVUS或者OCT,均是为冠脉造影提供血管腔信息的一种补充手段,提供了管腔内径、狭窄程度、病变特点、支架术后效果评价及并发症检测等信息。IVUS在动脉开口病变或粗大管腔病变处以及慢性完全性 病变(CTO)PCI治疗中的应用是OCT目前无法替代的,而OCT组织特征的辨识能力和血栓侦测能力目前同样无可替代。二者优势互补,合二为一也许是更加适合于临床工作的方案,合适合理的应用它们将会为提高PCI治疗效果和安全性带来更大的收益!


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