[QICC2013]IVUS和OCT在介入治疗中的应用对比:IVUS vs. OCT
冠状动脉造影被认为是冠心病诊断的“金标准”,但传统的冠状动脉直径狭窄率评价罪犯病变的方法和手段有时略显局限性,临床上十分需要特殊的血管内影像学技术来检测病变特性并指导介入治疗。
(二)光学干涉断层成像(OCT)在介入治疗中的应用
1、识别易损斑块
急性冠状动脉综合征(ACS)多数发生在冠状动脉血管狭窄<50%的患者,其中70%是由于不稳定的粥样硬化斑块破裂和血栓形成引起,与伴有<100 μm的薄纤维帽的易损斑块有关,如何早期识别不稳定斑块是当前的研究热点。OCT比IVUS能更精确测量冠脉内膜和纤维帽厚度,提供组织原位和实时影像,它使临床评价冠脉粥样硬化斑块的特征成为现实。而常规冠脉造影和IVUS对血管微小结构变化提供的价值有限,不能识别和诊断<100 μm以下的薄纤维帽的易损斑块。OCT可明确界定动脉壁中超微结构,与组织学检查高度一致,体内成像分辨率可达10 μm,接近于组织病理学,从而可以用于探测心脏、脑等以往无法活检的器官和组织,因此,在医学上被称为“光学活组织切片”检查。
另外巨噬细胞对纤维帽基质的降解是动脉粥样硬化斑块不稳定的重要影响因素,采用OCT技术可识别纤维帽中的巨噬细胞。Tearney等研究表明,OCT的高度对比性分辨率使其能够对纤维帽中的巨噬细胞进行定量,这种独特的能力使OCT能对患者进行易损斑块的鉴定。Macneill等对稳定性心绞痛、不稳定性心绞痛和ST段抬高的心肌梗死患者进行研究,通过OCT成像获取巨噬细胞密度并进行定量分析,结果显示不稳定性心绞痛患者的巨噬细胞密度、纤维斑块和富含脂质斑块明显增加,罪犯病变部位巨噬细胞密度大于非罪犯病变,破裂斑块部位的巨噬细胞密度大于非破裂斑块。表明罪犯病变斑块表面的巨噬细胞浸润更能预测不稳定的临床情况。最近Jang等报道应用OCT对20例急性心肌梗死、20例ACS和17例稳定性心绞痛患者的冠脉粥样斑块特征进行分析,结果显示急性心肌梗死和ACS患者与稳定性心绞痛相比,其斑块的脂质含量较高而纤维帽明显变薄。总体而言,急性心肌梗死患者中有易损斑块的占72%,ACS为50%,稳定性心绞痛只有20%。OCT系统对动脉粥样硬化斑块分为纤维斑块,纤维钙化斑块和富含脂质斑块等3个类型的图像标准。据Yabushita等报道纤维斑块的敏感性为71%~79%,特异性为97%~98%,纤维钙化斑块的敏感性为95%~96%,特异性为97%,富含脂质斑块的敏感性为90%~94%,特异性为90%~92%。
2、评价介入治疗效果
早期有关对OCT的研究主要集中在评价患者冠状动脉粥样硬化斑块特征。随着冠心病介入治疗水平的不断提高和介入器械的不断改进,如何更精确评价介入治疗效果就显得非常重要。从当前有限的样本和临床研究资料提示,在药物洗脱支架的时代,OCT用于评价支架治疗效果是其它检查手段无法替代的。由于OCT采用红外光为介质,大大增强了图像的分辨率和对比度.同时避免了IVUS检查时支架金属丝过度反射回声干扰支架周围结构成像的缺点。Diaz-Sandoval等第一次应用OCT成像技术对10例冠心病患者介入前与介入后血管对介入反应进行分析评价,OCT可以清晰地显示球囊扩张后内膜撕裂和夹层、血管腔内血栓形成、切割球囊引起的血管改变、切口、组织脱垂、支架是否充分扩张、支架贴壁情况、未扩张开的支架和内膜增生等。
因此应用OCT可以分辨冠状动脉支架置人术后支架周围超微结构特征,包括支架释放是否充分,支架与血管壁贴合是否良好,斑块组织向血管腔内突入情况。有研究结果显示OCT检查发现常规冠状动脉支架置入术后,支架与血管壁贴合不良、斑块组织突入血管腔现象发生率较高。OCT组支架置入后微小夹层,斑块组织突入管腔、支架释放不充分等征象的检出率,比IVUS组明显增高。根据OCT检查结果有选择地采取球囊后扩张有望进一步降低再狭窄和晚期管腔丢失,以及减少不良心脏事件。
3、药物洗脱支架术后内膜覆盖情况
为克服金属裸支架术后内膜过度增殖而导致的再狭窄,应用药物洗脱支架在减少再狭窄方面取得了可喜进步,但是置入药物洗脱支架后由于支架表面内膜覆盖不全引起晚期血栓的报道逐渐增多,双联抗血小板药物究竟需要服用多长时间目前没有明确的答案,因此如何检测药物洗脱支架术后内膜覆盖情况是当前大家关注的焦点。,有研究利用OCT成像技术的高分辨率评价药物洗脱支架和金属裸支架后支架柱表面内膜增殖不同情况。OCT清楚显示金属裸支架术后5~93个月几乎所有支架表面均有不同程度内膜增殖覆盖,不论是在金属裸支架术后5~10个月,还是术后23~93个月,其内膜最大增殖厚度、血管腔直径和截面积丢失及直径和面积再狭窄方面的差异均没有统计学意义,也说明金属裸支架术后再狭窄大多数发生在6个月以内,6个月以后相对比较稳定。药物洗脱支架尽管长度大于金属裸支架,但在术后6~10个月内引起最大内膜增殖厚度、血管直径和截面积的丢失和再狭窄率方面均明显低于金属裸支架,从OCT检查结果也说明药物洗脱支架再狭窄率明显低于金属裸支架。另一方面,OCT也清楚显示药物洗脱支架术后5~10月部分支架支撑杆表面没有内膜覆盖,1例支架柱与血管壁分离,出现急性心肌梗死,说明药物洗脱支架术后内皮覆盖不全可导致晚期支架内血栓形成,从OCT结果也可以提示药物洗脱支架术后长期抗血小板治疗的重要性。是否可以应用OCT成像对药物洗脱支架术后内膜覆盖情况进行评价并指导抗血小板治疗,尚需要进一步研究。
三、OCT与IVUS成像技术的比较研究
目前在临床上最常用的血管内成像技术是IVUS,而OCT是当前分辨率最高的血管内成像技术,因此有必要对OCT与IVUS技术进行比较研究。Patwari等对人离体冠状动脉斑块研究发现,OCT能够穿透并成像,与IVUS比较,OCT能更好地显示管壁各层的图形,伪影较少,对斑块及内膜的成像更具有精确性和高对比性。Tearney等对活体猪冠状动脉进行OCT和IVUS成像研究,比较正常冠状动脉、内膜夹层和置入的支架情况,结果显示OCT可见到正常血管壁的三层结构、血管壁的细微结构改变、夹层、内膜裂片、内膜缺损、中层血管壁破裂和支架,IVUS不能清晰显示血管内膜和中膜破裂。进一步研究认为OCT除了能检测出大多数IVUS能检测出的结构特征,还能够提供另外的更详细的结构信息。OCT成像技术提供的图像接近组织学分辨率,因此,OCT在设别斑块特性、血管夹层、血栓、组织裂片、撕裂的内膜、腔内血栓、球囊引起夹层的深度、切割球囊的切口、组织脱垂和内膜增生等方面,相比IVUS能够提供更多的信息,有利于早期识别高危斑块,指导临床治疗。
Jang等同时应用OCT与IVUS对人体冠状动脉内斑块特征进行比较研究,入选10例冠状动脉造影显示轻至中度狭窄患者,同时获取OCT和IVUS图像,比较纤维斑块、钙化斑块、富含脂质斑块,结果表明OCT比IVUS更加优越,分辨率更高,认为这种新成像技术可能在改善冠状动脉介入效果和识别易损斑块方面发挥重要作用。2005年Kume等用OCT成像技术评价54个冠状动脉节段的内膜一中膜厚度,并与IVUS和组织学结果进行比较,结果显示OCT评价冠状动脉节段的内膜一中膜厚度比IVUS更准确,与组织学有良好相关。支架置入术后IVUS和OCT对比研究显示,在评价支架置入后支架周围细节特征方面OCT比IVUS更加具有优势。
但是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。成像导管处于血液环境中,单位体积血液内大量红细胞对OCT光源产生广泛的散射,在具有多量的斑块及血栓的病变中易导致血管壁局部图像失真。此外,OCT侧向穿透能力只有1 mm~2 mm,当血管壁过度增厚时,难以清楚分辨血管外膜结构,特别是3 mm以上直径的冠脉,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。
总的说来,IVUS和OCT在冠脉介入中各有所长,二者起着互补的作用。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OCT,而VH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。而OCT在对斑块类型的识别及评价,血管内膜损伤及血栓形成,支架的贴靠、内膜覆盖的评价等方面优于IVUS。但在穿透性方面逊于IVUS,不利于对于血管外膜的观察。最近有厂家正在研究集IVUS、OCT和FFR(冠脉血流储备测定)功能于一身的新一代的血管内检查手段,如果能获得成功,将是革命性的突破。我们期待这些新技术的应用可以更好服务于临床。