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盘点:冠脉影像之OCT研究进展


一、评价斑块易损性


1.易损斑块定义


       易损斑块是指那些不稳定的,易于发生破裂或侵蚀引起血栓形成,造成急性冠脉综合征(ACS)的斑块。冠状动脉粥样硬化斑块是否导致临床事件取决于管腔狭窄程度,斑块的结构特征和炎症状态。OCT能够准确的识别斑块内的巨噬细胞、微通道、胆固醇结晶等微结构,并能够准确的测量纤维帽的厚度,已逐渐发展为识别易损斑块最佳的影像学手段。


2斑块微结构与斑块易损性 


       纤维帽 纤维帽的厚度和脂质核心的大小是决定斑块易损性的最重要的因素[2]。之前的许多研究已证实,薄帽纤维脂质斑块(TCFA)是最常见的易损斑块类型,被认为是斑块破裂的先兆病变[3]。


       在一项应用OCT和IVUS比较破裂的罪犯斑块、破裂的非罪犯斑块、未破裂的薄纤维帽动脉粥样硬化斑块形态学特点的研究中,Tian等发现OCT测量的纤维帽厚度<52 um是破裂和非破裂斑块最主要的形态学差异[4]。而在另一项研究中,Xing等通过对1474名接受PCI治疗的患者行OCT检查发现,33.6%患者靶血管的非罪犯区域含有富含脂质的斑块。并在长达4年的随访中发现,含有富含脂质斑块的患者,其非罪犯病变相关的MACE发生率显著高于不含有者(7.2% vs.2.6% ,P= 0.033)[5]。


       微通道 微通道在OCT图像上被定义为能在连续多帧图像上被检测到的管状边界清晰的无信号区域[6]。OCT检测出的微通道可以分为两种类型,其一是血管外膜滋养血管;其二是斑块内新生血管。一项利用OCT三维重建的研究则显示,于血管内走行的或呈珊瑚树状的微通道与斑块的不稳定性相关[7]。


       胆固醇结晶 胆固醇结晶在OCT图像上被定义为斑块内高信号的线状的结构。Dai等在一项应用OCT研究胆固醇结晶与斑块易损性的研究中发现,伴随胆固醇结晶的罪犯病变具有更多的巨噬细胞聚集(77.8% vs 40.0%,P < 0.001),更多的微通道(67.9% vs 24.8%,P < 0.001),更多的斑点状钙化(35.8% vs. 10.4%,P < 0.001)且更容易发生斑块破裂(58.0% vs 36.0%,P<0.001)。且胆固醇结晶在STEMI患者中的发生率显著高于NSTEACS (50.8% vs. 34.7%,P =0.032)[8]。提示胆固醇结晶与斑块易损性密切相关。


       巨噬细胞 巨噬细胞在OCT图像上被定义为高信号、清晰的点状区域伴有后方强烈的信号衰减[6]。巨噬细胞的富集被认为能反映斑块的炎症状态和易损性[3]。由于OCT的成像深度有限,难以获得巨噬细胞更进一步的信息。而最近一项应用巨噬细胞甘露醇受体作为NIRF探针靶点的研究证实了OCT-NIRF可以对兔的动脉粥样硬化斑块巨噬细胞含量进行定量分析,其临床应用有待于进一步的实验验证[9]。


       以上的研究表明,斑块的微结构异常与斑块的易损性密切相关,OCT凭借其极高的分辨率能早期识别斑块的微结构异常,从而为临床干预提供依据,有利于改善患者预后。而新兴的杂交影像学或能帮助我们更全面的评价斑块的易损性,为OCT的发展提供新的机遇。


二、识别罪犯病变


       罪犯病变是引起急性冠脉综合征患者主要临床症状的病变。组织学研究将急性冠脉综合征的罪犯病变分为三种类型即斑块破裂(60%-65%)、斑块侵蚀(30%-35%)和钙化结节(5%)。三者最终共同的通路是血栓形成[10]。与斑块破裂相比,发生侵蚀的斑块其纤维帽完整、缺乏脂质核心或出现坏死核心时厚的纤维帽使之不与管腔相通,管腔狭窄程度较轻,且多由于内皮细胞凋亡而形成血栓,且以白色血栓为主[11]。Jia等首次在体内用OCT对斑块侵蚀进行了诊断[12]。


       最近发表的EROSION研究是一项单中心、非对照、前瞻性的研究,Jia等对罪犯病变为斑块侵蚀,且冠脉造影狭窄程度小于70%的60名急性冠脉综合征患者,应用了强化抗栓治疗而没有置入支架。在一个月随访时,47名患者达到了预期的主要终点,即血栓的体积缩小大于50%,除两名患者外,其余的患者均没有发生主要心血管不良事件。证实了对于斑块侵蚀的患者进行单纯抗栓治疗的安全性和有效性[13],其长期预后将在EROSIONII研究中发表。应用OCT可以精确的识别罪犯病变的类型,为患者提供更精准和个体化的治疗,对减少手术损伤改善临床预后有重要的意义。


三、优化PCI治疗


       许多临床研究已经证实,PCI术后的最小支架面积是预测患者预后最重要的指标[14]。在OPUS-CLASS研究中[15],研究者发现OCT对于管腔面积的测量更为精确。但ILUMIENI研究显示,在31%的病例中,应用OCT判断管腔的狭窄程度使得术者选用了比单纯使用冠状动脉造影更小尺寸的支架[16]。这可能与OCT对脂质斑块的穿透力较弱,从而无法反映病变处的真实管腔直径有关[6]。


       ILUMEN III是一项三臂随机对照的多中心研究,共纳入了450名接受PCI治疗的患者,随机分成三组,分别应用OCT、IVUS、冠状动脉造影指导支架置入。并以术后OCT所测最小支架面积为主要有效性终点;在OCT组中,当近端和远端参考节段横截面图像能被识别的范围大于180当时,则选取其中较小者的外弹力膜直径来决定支架直径,而在其他情况下应用管腔直径来选取支架。该研究显示,OCT组支架最小面积不劣于IVUS组,亦不劣于冠脉造影组[17]。


       DOCTORS研究首次应用随机对照的方法对比了OCT和冠脉造影指导PCI治疗的效果。该试验共纳入240接受PCI治疗的NSTACS患者,并以术后的FFR值为主要有效性终点,以4a型围术期心肌梗死和急性肾功能不全的发生率为主要安全性终点。研究显示,OCT组的FFR值显著高于冠脉造影组;而两组的围术期心肌梗死(33%vs 40% ,P=0.28)和急性肾功能不全的发生率(1.6%vs 1.6%,P=1.00)相近。同时OCT能够发现更多的边缘夹层(4%vs37.5%)、膨胀不全(10.8%VS 42%)等并发症,OCT的使用影响了50%患者的治疗策略[18]。


       最近发布的OPINION研究则对比了OCT和IVUS指导PCI治疗的预后,研究共纳入了829名接受PCI治疗的患者,随机分成两组,分别应用IVUS和OCT指导介入治疗。并以术后1年靶血管失败率及8个月时造影显示的再狭窄率为研究终点。该研究显示,OCT组的靶血管失败率不劣于IVUS组(5.2%vs 4.9% p=0.042),且两组冠脉造影的再狭窄率相近(支架内:1.6%vs 1.6%,P=1.00;支架段内:6.2% vs. 6.0%, P = 1.00)[19]。


       上述实验从不同角度验证了OCT指导PCI治疗的有效性和安全性,随着OCT的技术进一步发展,其必将在指导PCI治疗中发挥更大的作用。


四、评价支架内血栓形成机制


       支架内血栓形成(stent thrombosis ST)是PCI术后的严重并发症。ST的机制十分复杂,常规的冠状动脉造影在诊断不同的支架内血栓形成的原因时价值十分有限。OCT凭借其极高的分辨率,能识别出绝大多数ST病变形态学的异常[20],包括IVUS所不能精确识别的血栓类型、支架杆内膜覆盖情况和新生动脉粥样硬化斑块。


       PRESTIGE研究是一项应用OCT研究ST发病机制的前瞻性、多中心研究。研究通过对231名ST患者发病当时OCT图像分析后发现,不同时期出现的ST其主要病因不尽相同,其中急性ST最主要病因是支架杆裸露(66.7%);亚急性ST最主要的病因是支架杆裸露(61.7%)和支架膨胀不良(25.5%);晚期ST最主要的病因是支架杆裸露(33.3%)和严重的再狭窄(19.1%);极晚期ST最主要的病因是支架内的新生动脉粥样硬化斑块(31.3%)和支架杆裸露(20.2%)[21]。 


       因此,通过适当的病变预处理、球囊后扩张来减少支架的膨胀不良可能会显著的减少ST,而针对支架内新生动脉粥样硬化的预防和治疗措施可能会成为减少ST发生的新靶点。


五、总结


       OCT为在体评价动脉粥样硬化提供了新的思路,在识别易损斑块、观察斑块微结构异常以及识别罪犯病变方面显示出强大的成像能力。同时,OCT指导PCI治疗,其有效性、安全性、及长期预后均不逊于冠脉造影和IVUS等传统手段,而且其对手术并发症如边缘夹层、贴壁不良、组织脱垂的高检出率以及对术者的治疗策略产生了积极的影响。此外,OCT凭借其极高的分辨率能对支架内血栓形成机制进行精确的识别,为优化PCI的长期预后提供新的思路。随之OCT的进一步发展,它必将在心血管疾病的预测、预防和治疗中发挥更大的作用。

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