光学相干断层成像(optical coherence tomography,OCT)技术是一种应用光线成像的新技术,使用干涉仪记录不同深度生物组织的反射光,通过计算机构建能够让人简单识别的图像。OCT对于血管壁的分辨率可以达到10 μm级,OCT的这个特性使我们可以了解动脉粥样硬化斑块的的各种组成成分,可以进行斑块主要成分的鉴别,从而定性、定量的分析冠状动脉和动脉粥样硬化,更加清晰地显示血管腔内的信息,从而更好地指导医生进行冠状动脉介入诊疗技术。
1、OCT对冠状动脉粥样硬化病变的评价
不同的斑块组成具有不同的光学特性,在OCT图像上有不同的表现。将斑块分为三类:纤维斑块,钙化斑块,脂质斑块。纤维斑块为内膜增厚伴有均匀一致的亮信号;钙化斑块为内膜增厚伴有低信号,边界清晰;脂质斑块表现为内膜增厚伴有低信号,边界模糊。研究发现,对脂质斑块、钙化斑块、纤维斑块OCT检测跟组织学相似的敏感性和特异性分别是90%和92%;96%和97%;79%和97%。对钙化斑块的检测敏感性和特异性与IVUS相似,OCT评价钙化病变具有一定的优势,OCT可以穿透表浅厚度小于1.0~1.5mm的钙化,所以大部分表浅钙化斑块的厚度都可以测量,也可以以管腔的中心为圆心测量表浅钙化的弧度(以度数表示)。钙化程度可以根据累及象限的数目来进行半定量分级。表浅钙化的长度可以由自动探头回撤来测量,可通过测量钙化病变距管腔的距离分为浅表性钙化、深层钙化。浅表钙化是指那些累及角度小于90°,并且距离管腔表面100μm之内的小钙化。OCT的这一特点可以帮助指导选择合适病变以便更好地从经皮腔内斑块旋磨术中受益。
破裂以及血栓形成是急性冠脉综合征的主要原因。易损斑块(vulvernable plaque, VP)是指拥有大的脂质核心,薄纤维帽富含巨噬细胞的斑块,即所谓高破裂风险的斑块,斑块因形态容易发生破裂,并在此基础上形成血栓从而引起猝死或急性冠脉综合症。易损斑块的主要特征之一就是薄纤维帽厚度,而OCT是唯一能够精确测量易损斑块纤维帽厚度并与病理组织学高度相关的检查方法。在此基础上,OCT定义了薄帽纤维粥样斑块(Thin cap fibroatheromas ,TCFA),即OCT图像显示脂核角度大于或等于两个象限以及纤维帽厚度小于65μm的斑块。OCT研究已经发现急性冠脉综合征的患者TCFA的发生率比那些稳定型心绞痛患者要高。因此,检测具有高破裂风险的斑块,对预防和诊断急性冠脉综合征具有重要意义。
病理学研究证实,急性冠脉综合征的三大主要原因是:斑块破裂,内膜侵蚀以及钙化结节。基于OCT的高分辨率,Jia 等人首次利用OCT在体内评价斑块破裂、侵蚀及钙化结节。OCT对斑块破裂(plaque rupture)的定义为斑块纤维帽的连续性中断,并在斑块上形成空腔,如果仅仅是内皮连续性的中断,没有空腔形成,则称为斑块侵蚀(plaque erosion)。钙化结节(calcified nodule)是指在纤维钙化斑块基础上发生小的结节性钙化突出于管腔并伴有血栓形成。在该研究中,OCT检测的斑块破裂、斑块侵蚀及钙化结节分别占罪犯病变的44%,31%及8% ,表现出与病理学较高的吻合度。患者的罪犯病变中,与无新生血管生成的斑块相比,有新生血管的斑块TCFA发生比率更高(81% versus 47%,p=0.002),纤维帽更薄(56±20μm versus 75±30μm,p<0.001)及更大的脂质角度和长度。
OCT在检查血栓方面明显优于冠状动脉造影和IVUS。对比研究显示对血栓的检出率几乎达到100%与血管内镜相类似。OCT可以用于活体内检测血栓的性质和状态,通过组织学进一步对比证实定义了OCT观测中的血栓性状,将红色血栓定义为突入管腔中的组织为高反光信号,伴有无信号尾影的图像,而白色血栓则是突入管腔中的组织为强反光信号,低衰减图像。
2、OCT在冠心病介入治疗中的应用
OCT在冠脉介入治疗中有着广泛的应用。对于指导与优化介入治疗,评价支架置入后即刻效果,以及远期支架随访都有着重要作用。对于临界狭窄和性质不明确病变的评估:欠佳的造影结果会影响对于狭窄严重程度评价的准确性,这可能存在于严重程度不明确的临界病变、短病变、动脉瘤之前或之后的冠状动脉节段、开口部位或左主干狭窄、分叉病变、局部痉挛或造影意义不明确的病变等。OCT具有成为临床常规检查指导介入治疗的潜力与IVUS相比,它可以更加清晰的显示管腔-管壁交界面,从而为病变部位提供更加准确的测量。
OCT可指导复杂病变的支架置入。慢性完全性闭塞病变(chronic total occlusions,CTO)是一个让不少介入医生头疼的病变。过去几年来,随着介入器材的发展,CTO病变的治疗已经取得了长足发展,但CTO的介入成功率依然不高。在复杂病变中,OCT提供的信息对术者成功完成手术具有潜在的作用。OCT能够区分闭塞的管腔和血管壁的不同层次,并且有可能能识别微通道,这些信息可以用来指引导丝穿过闭塞。一旦导丝穿过了闭塞病变,OCT就能够提供导致闭塞的斑块成分。如果发生了管壁夹层,OCT能够区分真腔和假腔。
分叉病变向来是冠脉支架置入失败率较高的一种复杂病变,分叉开口处的贴壁不良是分叉病变支架置入的一种常见现象,未贴壁小梁或者重叠支架处的小梁的内皮化会延迟,这两种现象都会增加分叉病变的支架内血栓形成。这两种现象也是能够被OCT所观察到。OCT还能观察分叉处的斑块特征,斑块特征也是个可能导致支架置入的高风险因素。
OCT能够更加清晰地看到支架术后的复杂血管壁情况,OCT研究表明支架术后即刻有很大一部分的支架小梁未能完全贴壁,尤其是在支架重叠部位。对于支架不完全贴壁而言,高压释放是必须的,但是这也容易导致支架置入后的血管壁损伤。这种支架置入后造成的管壁损伤会导致支架内再狭窄。OCT的高分辨率可以观察到血管壁损伤的详细情况,区分各种类型的损伤,并可对这些损伤进行定量分析,研究发现支架置入后组织脱垂和支架内夹层的发生率是很高的。
利用OCT还可以观察支架晚期贴壁不良,其定义为支架支撑杆与血管壁距离大于0.2mm。SIRIUS研究发现,药物洗脱支架晚期支架贴壁不良的概率为16.3%,对于药物洗脱支架,术后若OCT检测发现支架小梁均被一层光滑的内膜完全覆盖,且没有晚期支架贴壁不良时,可考虑停用氯比格雷口服,从而节省药品费用支出,如未完全被覆盖,应采取更长时间的双联抗血小板治疗,减少远期不良事件发生。因此,支架置入术后,随访时用OCT评价支架治疗效果也是其他检查手段无法替代的。
3、OCT优势与劣势
OCT尤其适用于评价冠脉造影意义不明确的病变和局部血管痉挛。OCT鉴别冠状动脉血栓的能力使其成为评价冠脉造影意义不明确的病变的极佳手段。与IVUS相比,OCT成像导管相对小的直径可以减少导管楔入的几率而减少冠脉痉挛。对钙化的检测敏感性和特异性与IVUS相似,对钙化病变OCT检查以明确钙化的程度和部位,球囊预扩张能否达到预期效果,可行冠脉内旋磨术,OCT指导下的旋磨术能安全有效地去除钙化斑块,以确保随后的支架置入和球囊后扩张的顺利进行,从而改善支架置入后的远期疗效。然而任何一种诊断技术都有其不足及限制,与IVUS相比的的OCT极大的限制是穿透深度只有1.5mm左右,无法测量那些厚度超过1.5mm的斑块,这个缺陷会影响OCT在介入治疗中的指导作用和对于整体疾病严重性的评估,但随着OCT技术不断进步和完善,在不远的将来OCT将成为指导介入治疗的的腔内影像诊断技术。