合理整合冠状动脉血管成像和功能检测的意义

蒋金法，王一平同济大学附属同济医院心内科，上海 200065

合理整合冠状动脉血管成像和功能检测的意义

蒋金法，王一平
同济大学附属同济医院心内科，上海 200065

冠状动脉造影作为诊断冠心病的金标准已经有半个多世纪，血管内超声（IVUS）和光学相干断层成像术（OCT）对于明确管腔结构、病变程度和形态特点更加精确，而血流储备分数（FFR）近来用于检测血管病变功能和指导介入治疗获得公认。各种冠状动脉检测新技术不断涌现，并且已经开始联合应用，极大地推动了介入心脏病学的发展。

冠状动脉；血管内超声；光学相干断层成像术；血流储备分数

介入心脏病学专业的发展是靠数据驱动的，其目的是改善患者的预后。尽管许多检测技术与组织病理学等金标准的相关性很好，但最终的证据是不良事件是否可被预测和患者是否从技术或组织病理学的准确性中获益。比如Tonino等[1]和DeBruyne等[2]提出血流储备分数（FFR）的概念和在导管室内作为一种评估血管狭窄程度的方法已经有20多年了，但是一直没有推广应用。

自从Paul Yock发明了灰度血管内超声（IVUS）之后，催生了多种第二代血管成像技术[3-5]，比如：（1）虚拟组织学血管内超声（VH-IVUS），它同时使用振幅和射频超声信息来对斑块进行分类（核心坏死、纤维脂肪性、纤维化、钙化）。（2）光学相干断层成像术（OCT），它的分辨率较IVUS增加了10倍，拥有更好的组织特异性，它是血管内超声的光模拟成像，但OCT费用较高。（3）近红外光谱分析（NIRS），它可以检测血管壁内距离内膜表面0.45 mm的脂质。

最近，各种冠状动脉检测技术已经可以联合应用，如NIRS和灰度IVUS结合在同一导管内使用。许多技术对回答具体的问题都有特殊作用。比如（1）这个狭窄有意义吗？（2）哪个是罪犯病变？（3）这个病变是易损斑块吗？（4）这个斑块是否会导致心肌梗死或者在支架植入术中是否出现无复流现象？（5）我如何优化支架植入的效果？（6）为什么发生支架内血栓形成或再狭窄？

1 冠状动脉狭窄的意义

3项随机试验研究（DEFER、FAME-Ⅰ、FAME-Ⅱ）[6-8]确定了FFR作为评估非左主干病变的血流动力学意义的金标准。DEFER提出如果FFR＞0.75的病变，暂时不予行经皮冠状动脉介入治疗（PCI）是安全的，而且其短期和长期（5年）的预后

都是良好的。FAME-Ⅰ提出对FFR＞0.80的病变使用第一代药物洗脱支架（DES）治疗，其中大多数是不利的。相反，不对这种病变进行治疗是安全的，还可以减少治疗成本。最近的FAME-Ⅱ研究提出，（1）对FFR＜0.80的病变，单独使用优化药物治疗方案不如优化药物加上DES植入的方案；（2）与DEFER的结果一致，但FAME-Ⅱ是在DES时代进行的。虽然“优化药物治疗加DES植入”的策略最初成本较大，但在随后的1年随访中其增加的治疗成本将减少一半。这3个随机化FFR研究的局限性是什么呢？这些研究是在稳定的冠脉疾病患者中进行的，而且排除了左主干病变患者。

已经有很多和FFR相似的技术尝试确定侵入性成像的标准[9-10]。早期的研究建议IVUS测得的最小管腔面积（MLA）＞4 mm2可以暂时不需要行PCI治疗，很多近期的研究对使用IVUS MLA来判断狭窄是否有意义的方法提出了不同看法。有几点值得重视：（1）早期的IVUS研究是在大的近端血管中进行的。（2）早期的研究建议IVUS MLA高于所报道的阈值可以暂缓治疗，然而临床医师没有完全理解，而且使用了低于所报道的MLA阈值来确定是否要做PCI治疗。（3）IVUS MLA仍然是与生理学最相关的参数，最近所报道的IVUS MLA阈值范围在2.1 mm2～4 mm2，大多数的报道大约在3 mm2。（4）IVUS MLA有较高的阴性预测值，说明也许可以使用IVUS来延迟PCI治疗。然而，IVUS MLA的阳性预测值很低，说明用它来确定是否需要PCI治疗，几乎一半是错误的。（5）没有和DEFER、FAME-Ⅰ、FAME-Ⅱ等相当的随机IVUS试验。（6）使用OCT替代IVUS时，对病变严重程度的评估并没有得到改善。

左主干病变也许有所不同。与非左主干病变相比：（1）左主干的大小、长度和供应心肌的总量变化不大。（2）左主干病变的血运重建不只是因为缺血的原因。（3）数量相当的左主干病变的患者FFR和IVUS注册数据表中，FFR＞0.80或者IVUS MLA＞6 mm2的患者通常暂缓血运重建治疗，FFR＜0.80或者IVUS MLA＜6 mm2的患者进行DES或外科搭桥治疗，这两组患者的预后在长期随访中相类似。因此这两个技术都有其局限性，IVUS需要分别从左前降支、左回旋支到左主干进行检查来确定最小管腔面积，FFR在左前降支有明显病变时存在局限性。

2 罪犯病变

急性冠脉综合征（ACS）患者的罪犯病变，其发病基础为斑块破裂的约占60%～65%，斑块糜烂约占30%～35%，钙化结节约占5%。然而，在几乎所有的情况下，最终共同通路是血栓形成。罪犯病变有时在血管造影中很容易找到，但如VANQWISH试验所看到的，几乎50%的ACS患者中，要么无法识别罪犯病变，要么有很多潜在可能的罪犯病变[11-12]。

IVUS检测到ACS患者的罪犯病变中斑块破裂高达65%（与组织病理学相似），但它不能识别斑块糜烂，对冠脉内血栓检测的准确性也存在问题。和IVUS相比，OCT有着优异的分辨率，能看到斑块破裂腔和薄的纤维帽碎片。OCT也能检测和区分红色和白色血栓。因此，OCT是在ACS患者中识别隐匿性病变的技术选择。

3 易损斑块

易破裂和致血栓性斑块的前体是薄纤维帽脂质斑块（TCFA），是易损斑块最常见的类型。到目前为止，只有VH-IVUS可以预测非罪犯病变（易损斑块）的事情发生。在PROSPECT研究中，700例具有ST段抬高型心肌梗死或非ST段抬高型心肌梗死患者，所有罪犯病变在接受DES植入治疗后，使用灰度IVUS和VH-IVUS检查主要的心外膜三支血管。在3年的随访中，VH-TCFA、IVUS MLA＜4.0 mm2和IVUS斑块负荷＞70%可以预测易损斑块事件[8-9]。这些发现得到另一个相似研究——VIVA研究结果的证实。

由于其优异的分辨率和组织特定性，OCT可以多方面检测TCFA，包括厚度＜65 μm纤维帽，纤维帽中的巨噬细胞，纤维帽的脂质核心等。尽管如此，只有1个小型OCT研究的结果和PROSPECT、VIVA所分析的VH-IVUS相当。在这个小型OCT研究中，病变的进展伴随各种情况的发生频率增加，包括内膜撕裂、微通道、脂质池、TCFAs、巨噬细胞和易损斑块血管内血栓形成的所有方面。

通过常规侵入性成像技术来检测易损斑块的存在，把这一方法作为一级或二级预防的一部分是否有临床意义，这是争论的另外方面。它取决于：（1）易损斑块的患病率和发病率；（2）易损斑块稳定

或自然发展的速度和时间（稳定性心绞痛患者可以在1年内都保持不发病）；（3）现代医学治疗对临床事件的影响；（4）常规侵入性成像检查的并发症。

4 斑块是否会导致心肌梗死或者出现无复流现象

根据诊断方法，用对比增强心脏磁共振成像检查，PCI术中发生心肌坏死的发病率可高达70%。然而，最近美国心脏病学院国家心血管数据注册（ACCNCDR）报告，急性心肌梗死接受PCI治疗的患者中无复流的发生率仅为2.3%。无复流的发生与不成功的PCI手术有关。与没有发生无复流的患者相比，其住院死亡率更高（12.6%对3.8%，P＜0.001）。

灰度IVUS提示衰减斑块（“阴影”在无钙化的地方，尤其是起始部更接近于腔内，而不是外膜），1个大的VH-IVUS坏死核心或者1个VH-TCFA、大量的OCT脂质斑块、或者OCT-TCFA、NIRS脂质核心负荷指数大于500，这些都可以预测心肌坏死和远端栓塞[10-14]。其共同点是伴有一个大的脂质或坏死核心的TCFA存在，正因为如此这些成像技术才能发现，也是为什么支架植入过程中会发生心肌坏死和/或远端栓塞。所有的这些成像技术都能预测远端栓塞，其中大部分的资料来自于使用VH-IVUS的研究。

5 优化支架植入的效果

在PCI之前支架大小的选择，无论是参考管腔直径或斑块情况，IVUS检查可以为精确选择支架大小提供帮助。通过确定最佳的近端和远端血管（最小斑块的最大管腔）和使用标准化的传感器来测量近端和远端血管的距离的方法，IVUS可以对支架长度的选择提供帮助。支架植入后，IVUS检查能明确血管造影的并发症，也能明确是否需要后扩张以及是否需要植入另一个支架以达到最佳的效果。

不管是金属裸支架还是DES，IVUS都可以通过发现支架未能完全膨胀和血管病变（解剖夹层、显著的斑块负荷、边缘狭窄等）来预测早期支架血栓形成（1个月内）或晚期再狭窄（ISR）。支架未能完全膨胀与扩张压力、血管直径和支架的大小有关，而急性支架贴壁不良与支架和血管壁的接触情况有关。

临床上理想出发点应该是以最小支架面积（MSA）来最大化地保证支架长期通畅的概率，同时最小化的支架失败风险[11-12]。IVUS研究显示，最终的支架的直径一般是预测值的75%，面积是预测值的67%，支架边缘的斑块负荷应＜50%。一些研究提出，在非左主干位置，MSA至少为5.0～5.5 mm2。为了尽量减少早期支架血栓形成或ISR（如果一个5.0～5.5 mm2的MSA能够适合所有非左主干位置的话，那么一个直径2.75 mm的支架充分扩张后就能适合所有情况），尽管“依然是越大越好”，MSA还是需要根据血管大小来确定。在左主干位置，MSA至少需要8.0 mm2，并且尽可能最优化。

有两个IVUS和血管造影引导的金属裸支架植入的随机对照研究的meta分析，提示IVUS引导可以减少再狭窄率、再次血运重建率以及主要不良心血管事件（MACE）。虽然在DES时代还没有相当数量的随机研究，但两个IVUS与血管造影引导的单中心和多中心DES注册研究的meta分析，提示IVUS引导减少了1年内早期和晚期支架内血栓形成、心肌梗死和死亡率。

最近报道了RESET和ADAPT-DES[12-13]两项研究。在RESET随机研究中，使用长DES支架治疗的患者被随机分入IVUS引导组和血管造影引导组。按治疗意向分析，IVUS组的MACE发生率为4.5%，血管造影组的MACE发生率为7.3%（P=0.16）。然而根据实际使用IVUS情况分组分析中，IVUS组MACE发生率更低，约为4.0%，血管造影引导组发生率为8.1%，P=0.048。

ADAPT-DES是前瞻性、多中心、全球性的研究，纳入了在11个国际中心行DES植入的8 576例患者。在此过程中，IVUS在3 343例（39.0%）患者中使用。明确或者可能发生早期或晚期支架内血栓形成的，IVUS组为0.52%，非IVUS组为1.04%，P=0.002。按一个倾向调整模式来解释IVUS使用的预测作用，IVUS的使用与降低早期或晚期支架内血栓1年发生率独立相关（P= 0.001）。在IVUS组，与支架内血栓形成无关的死亡率、心肌梗死发生率也显著下降。

OCT也已经被用于优化支架植入效果[14-15]。与IVUS相比，OCT有优异的分辨率，增强了成像技术水平，图像判读方便，而且解剖结构、组织特定性以及贴壁不良的检查都是IVUS所不能做到的。然而，与IVUS不同之处包括：（1）很少有优化支架植入的OCT相关标准数据，而且IVUS标准也不能直

接翻译成OCT标准。（2）到目前为止，只有一个关于OCT与血管造影引导的DES植入的对照研究，获益情况与之前IVUS与血管造影引导DES支架植入对照研究的meta分析所报道的相类似。这个研究提出OCT与单一血管造影相比，提供了更多的信息。（3）一个比较IVUS和OCT引导DES植入的小型随机盲法对照研究提示，研究者更青睐于IVUS，因为OCT引导组的支架大小选择过于保守，MSA相对较小以及相关血管斑块负荷更大。

很少或没有证据表明IVUS引导可以减少极晚期（1年以上）支架内血栓形成。极晚期支架内血栓形成的原因是生物性的，而不是机械性的。在支架植入之前应用FFR来优化PCI的效果和预测长期预后的相关研究让人失望。

6 支架内血栓形成或再狭窄

关于造成裸支架、DES早期支架内血栓形成和早期、晚期再狭窄发生的原因有许多，IVUS已经部分解释了这些原因中的大多数，但是不能单独靠IVUS来明确，这表明OCT可能是临床操作中需要选择的成像技术。因此，所有失败的支架和支架内血栓形成及再狭窄，需要用血管成像技术进行研究。最理想的是OCT或者IVUS，这对明确支架失败的原因有很大的帮助。

7 总结

目前冠状动脉血管成像和功能学检测的二个重要指征是：（1）评估病变的严重程度和意义；（2）优化急性支架植入术。冠脉造影的遗留问题是找到一个能回答所有疑问的技术，而在目前的导管室环境下还不能完全实现。3个主要障碍是：（1）检测费用较高；（2）专业技能和设施不够普及；（3）不了解冠脉造影的局限性。

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Perspectives on the rational integration of intravascular imaging and physiologic test

JIANG Jinfa，WANG Yiping
Department of Cardiology，Tongji Hospital，School of Medicine，Tongji University，Shanghai 200065，China

The specialty of interventional cardiology is data-driven with the goal to improve patients outcomes. Coronary angiography play a key function in diagnosis of coronary artery disease，but intravascular ultrasound and optical coherence tomography are much correct and clearer.Fractional flow reserve is more important in assessing stenosis severity.These new technologies are developing rapidly and getting integration with bright future.

Coronary artery；Intravascular ultrasound；Optical coherence tomography；Fractional flow reserve

R656

A

2095-378X（2014）04-0221-04

蒋金法（1958—），男，江苏常熟人，主任医师，博士生导师，从事冠心病早期诊断和介入性心脏病学研究；电子信箱：jiangjinfa83@163.com