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盤點:冠脈影像之OCT研究進展


一、評價斑塊易損性


1.易損斑塊定義


       易損斑塊是指那些不穩定的,易于發生破裂或侵蝕引起血栓形成,造成急性冠脈綜合征(ACS)的斑塊。冠狀動脈粥樣硬化斑塊是否導致臨床事件取決于管腔狹窄程度,斑塊的結構特征和炎癥狀態。OCT能夠準確的識別斑塊內的巨噬細胞、微通道、膽固醇結晶等微結構,并能夠準確的測量纖維帽的厚度,已逐漸發展為識別易損斑塊最佳的影像學手段。


2斑塊微結構與斑塊易損性 


       纖維帽 纖維帽的厚度和脂質核心的大小是決定斑塊易損性的最重要的因素[2]。之前的許多研究已證實,薄帽纖維脂質斑塊(TCFA)是最常見的易損斑塊類型,被認為是斑塊破裂的先兆病變[3]。


       在一項應用OCT和IVUS比較破裂的罪犯斑塊、破裂的非罪犯斑塊、未破裂的薄纖維帽動脈粥樣硬化斑塊形態學特點的研究中,Tian等發現OCT測量的纖維帽厚度<52 um是破裂和非破裂斑塊最主要的形態學差異[4]。而在另一項研究中,Xing等通過對1474名接受PCI治療的患者行OCT檢查發現,33.6%患者靶血管的非罪犯區域含有富含脂質的斑塊。并在長達4年的隨訪中發現,含有富含脂質斑塊的患者,其非罪犯病變相關的MACE發生率顯著高于不含有者(7.2% vs.2.6% ,P= 0.033)[5]。


       微通道 微通道在OCT圖像上被定義為能在連續多幀圖像上被檢測到的管狀邊界清晰的無信號區域[6]。OCT檢測出的微通道可以分為兩種類型,其一是血管外膜滋養血管;其二是斑塊內新生血管。一項利用OCT三維重建的研究則顯示,于血管內走行的或呈珊瑚樹狀的微通道與斑塊的不穩定性相關[7]。


       膽固醇結晶 膽固醇結晶在OCT圖像上被定義為斑塊內高信號的線狀的結構。Dai等在一項應用OCT研究膽固醇結晶與斑塊易損性的研究中發現,伴隨膽固醇結晶的罪犯病變具有更多的巨噬細胞聚集(77.8% vs 40.0%,P < 0.001),更多的微通道(67.9% vs 24.8%,P < 0.001),更多的斑點狀鈣化(35.8% vs. 10.4%,P < 0.001)且更容易發生斑塊破裂(58.0% vs 36.0%,P<0.001)。且膽固醇結晶在STEMI患者中的發生率顯著高于NSTEACS (50.8% vs. 34.7%,P =0.032)[8]。提示膽固醇結晶與斑塊易損性密切相關。


       巨噬細胞 巨噬細胞在OCT圖像上被定義為高信號、清晰的點狀區域伴有后方強烈的信號衰減[6]。巨噬細胞的富集被認為能反映斑塊的炎癥狀態和易損性[3]。由于OCT的成像深度有限,難以獲得巨噬細胞更進一步的信息。而最近一項應用巨噬細胞甘露醇受體作為NIRF探針靶點的研究證實了OCT-NIRF可以對兔的動脈粥樣硬化斑塊巨噬細胞含量進行定量分析,其臨床應用有待于進一步的實驗驗證[9]。


       以上的研究表明,斑塊的微結構異常與斑塊的易損性密切相關,OCT憑借其極高的分辨率能早期識別斑塊的微結構異常,從而為臨床干預提供依據,有利于改善患者預后。而新興的雜交影像學或能幫助我們更全面的評價斑塊的易損性,為OCT的發展提供新的機遇。


二、識別罪犯病變


       罪犯病變是引起急性冠脈綜合征患者主要臨床癥狀的病變。組織學研究將急性冠脈綜合征的罪犯病變分為三種類型即斑塊破裂(60%-65%)、斑塊侵蝕(30%-35%)和鈣化結節(5%)。三者最終共同的通路是血栓形成[10]。與斑塊破裂相比,發生侵蝕的斑塊其纖維帽完整、缺乏脂質核心或出現壞死核心時厚的纖維帽使之不與管腔相通,管腔狹窄程度較輕,且多由于內皮細胞凋亡而形成血栓,且以白色血栓為主[11]。Jia等首次在體內用OCT對斑塊侵蝕進行了診斷[12]。


       最近發表的EROSION研究是一項單中心、非對照、前瞻性的研究,Jia等對罪犯病變為斑塊侵蝕,且冠脈造影狹窄程度小于70%的60名急性冠脈綜合征患者,應用了強化抗栓治療而沒有置入支架。在一個月隨訪時,47名患者達到了預期的主要終點,即血栓的體積縮小大于50%,除兩名患者外,其余的患者均沒有發生主要心血管不良事件。證實了對于斑塊侵蝕的患者進行單純抗栓治療的安全性和有效性[13],其長期預后將在EROSIONII研究中發表。應用OCT可以精確的識別罪犯病變的類型,為患者提供更精準和個體化的治療,對減少手術損傷改善臨床預后有重要的意義。


三、優化PCI治療


       許多臨床研究已經證實,PCI術后的最小支架面積是預測患者預后最重要的指標[14]。在OPUS-CLASS研究中[15],研究者發現OCT對于管腔面積的測量更為精確。但ILUMIENI研究顯示,在31%的病例中,應用OCT判斷管腔的狹窄程度使得術者選用了比單純使用冠狀動脈造影更小尺寸的支架[16]。這可能與OCT對脂質斑塊的穿透力較弱,從而無法反映病變處的真實管腔直徑有關[6]。


       ILUMEN III是一項三臂隨機對照的多中心研究,共納入了450名接受PCI治療的患者,隨機分成三組,分別應用OCT、IVUS、冠狀動脈造影指導支架置入。并以術后OCT所測最小支架面積為主要有效性終點;在OCT組中,當近端和遠端參考節段橫截面圖像能被識別的范圍大于180當時,則選取其中較小者的外彈力膜直徑來決定支架直徑,而在其他情況下應用管腔直徑來選取支架。該研究顯示,OCT組支架最小面積不劣于IVUS組,亦不劣于冠脈造影組[17]。


       DOCTORS研究首次應用隨機對照的方法對比了OCT和冠脈造影指導PCI治療的效果。該試驗共納入240接受PCI治療的NSTACS患者,并以術后的FFR值為主要有效性終點,以4a型圍術期心肌梗死和急性腎功能不全的發生率為主要安全性終點。研究顯示,OCT組的FFR值顯著高于冠脈造影組;而兩組的圍術期心肌梗死(33%vs 40% ,P=0.28)和急性腎功能不全的發生率(1.6%vs 1.6%,P=1.00)相近。同時OCT能夠發現更多的邊緣夾層(4%vs37.5%)、膨脹不全(10.8%VS 42%)等并發癥,OCT的使用影響了50%患者的治療策略[18]。


       最近發布的OPINION研究則對比了OCT和IVUS指導PCI治療的預后,研究共納入了829名接受PCI治療的患者,隨機分成兩組,分別應用IVUS和OCT指導介入治療。并以術后1年靶血管失敗率及8個月時造影顯示的再狹窄率為研究終點。該研究顯示,OCT組的靶血管失敗率不劣于IVUS組(5.2%vs 4.9% p=0.042),且兩組冠脈造影的再狹窄率相近(支架內:1.6%vs 1.6%,P=1.00;支架段內:6.2% vs. 6.0%, P = 1.00)[19]。


       上述實驗從不同角度驗證了OCT指導PCI治療的有效性和安全性,隨著OCT的技術進一步發展,其必將在指導PCI治療中發揮更大的作用。


四、評價支架內血栓形成機制


       支架內血栓形成(stent thrombosis ST)是PCI術后的嚴重并發癥。ST的機制十分復雜,常規的冠狀動脈造影在診斷不同的支架內血栓形成的原因時價值十分有限。OCT憑借其極高的分辨率,能識別出絕大多數ST病變形態學的異常[20],包括IVUS所不能精確識別的血栓類型、支架桿內膜覆蓋情況和新生動脈粥樣硬化斑塊。


       PRESTIGE研究是一項應用OCT研究ST發病機制的前瞻性、多中心研究。研究通過對231名ST患者發病當時OCT圖像分析后發現,不同時期出現的ST其主要病因不盡相同,其中急性ST最主要病因是支架桿裸露(66.7%);亞急性ST最主要的病因是支架桿裸露(61.7%)和支架膨脹不良(25.5%);晚期ST最主要的病因是支架桿裸露(33.3%)和嚴重的再狹窄(19.1%);極晚期ST最主要的病因是支架內的新生動脈粥樣硬化斑塊(31.3%)和支架桿裸露(20.2%)[21]。 


       因此,通過適當的病變預處理、球囊后擴張來減少支架的膨脹不良可能會顯著的減少ST,而針對支架內新生動脈粥樣硬化的預防和治療措施可能會成為減少ST發生的新靶點。


五、總結


       OCT為在體評價動脈粥樣硬化提供了新的思路,在識別易損斑塊、觀察斑塊微結構異常以及識別罪犯病變方面顯示出強大的成像能力。同時,OCT指導PCI治療,其有效性、安全性、及長期預后均不遜于冠脈造影和IVUS等傳統手段,而且其對手術并發癥如邊緣夾層、貼壁不良、組織脫垂的高檢出率以及對術者的治療策略產生了積極的影響。此外,OCT憑借其極高的分辨率能對支架內血栓形成機制進行精確的識別,為優化PCI的長期預后提供新的思路。隨之OCT的進一步發展,它必將在心血管疾病的預測、預防和治療中發揮更大的作用。

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