三维可视化系统在冠状动脉分叉病变介入诊疗中的临床应用

成小凤，何 云，晋 军(第三军医大学新桥医院心血管内科，重庆 400037;通讯作者，E-mail:jjxqyy@163.com)

型容分叉病变占所有介入治疗的8.0%-20.0%，其介入操作复杂，手术成功率低，医师接受的射线量大，术中使用造影剂较多，并发症多，存在远期心血管事件、靶病变再血管化、再狭窄以及支架内血栓形成等风险，是心导管介入诊疗最具挑战性的病变之一［1］。在目前的介入诊疗活动中，基本依靠常规的心血管造影平面二维图像分析，手术操作者更多根据自己目测、操作经验来实施介入诊疗操作，势必会增加手术难度，影响手术效果［2］。冠状动脉三维可视化系统突破了二维平面显像技术的局限性，为术者确定手术策略、植入支架的种类、植入方式和支架在病变血管内的定位提供了信息参考依据。目前我科38例冠状动脉分叉病变患者应用了三维可视化系统辅助介入治疗，取得了良好的效果，现报道如下。

1 资料和方法

1.1 一般临床资料

选择2011-09～2013-11我科收治冠状动脉分叉病变患者75例，根据是否使用三维可视化系统进行介入治疗进行分组。对照组采用冠状动脉介入影像分析定量系统辅助介入治疗，该组入选37例，男27 例，女10 例，平均年龄(63.5 ±10.7)岁，合并高血压9例，高脂血症5例，糖尿病1例。观察组采用在冠状动脉介入影像分析系统和三维可视化系统辅助介入治疗，该组入选38例，男31例，女7例，平均年龄(62.4±12.7)岁，合并高血压7例，高脂血症4例，糖尿病3例。两组患者性别构成比、年龄，合并高血压、糖尿病及高脂血症等临床资料比较，差异无统计学意义(P＞0.05)，具有可比性。所有患者介入治疗术前均签署知情同意书，应用三维可视化系统重建冠状动脉不涉及患者本人机体，属无创伤技术范畴，无技术风险，不涉及医学伦理。

1.2 技术方法

①数据获取与配准:分别采集CVH数据集和患者64层冠状动脉CT数据的连续断层图像，根据每幅图像上的4个标准定位点，利用刚体变换原则，用软件对数据进行自动配准。②心脏冠状动脉系统结构的数据分割:根据临床要求对可视化人体数据和CT数据进行分类，由断层解剖、医学影像研究人员逐层进行冠状动脉结构的半自动分割提取，并对分割区域赋予特定的红绿蓝(RGB)颜色。③结构标识:对冠状动脉结构二维图像上的解剖结构进行标识，使之与其空间信息相联系，使解剖结构名称与结构的一组体素相对应，完成结构标识的功能。④心脏冠状动脉结构的三维重建:采用面绘制和体绘制的方法，构建心脏冠状动脉结构的几何模型和体素模型。⑤辅助介入治疗:在导丝或支架球囊通过血管或支架网眼时，三维可视化冠状动脉介入辅助系统提供实时的多角度投照影像参数，提供手术径路，确定手术方式及指导手术器械到达病变的精确位置，通过叠加比较介入手术前后的三维影像学资料，对手术效果进行即时判定。

1.3 入选和排除标准

入选标准:①年龄18-75岁;②真性分叉病变，分支参考血管的管径≥2.5 mm，拟采用双支架策略;③术前完善了64层冠状动脉CT血管造影;④病变特征适合介入治疗。

排除标准:①急性心肌梗死;②近期必须行非心脏外科手术，且可能有严重出血;③恶性肿瘤终末期;④处于免疫缺陷状态者(如HIV感染)或感染者;⑤严重凝血功能障碍;⑥合并消化道溃疡，抗血小板聚集药物可能引起严重出血;⑦研究者认为将可能严重影响试验结果的其他因素。

1.4 统计分析

计数资料用率表示，采用χ2检验，计量资料用±s表示，组间比较采用独立样本t检验，P＜0.05为差异具有统计学意义，所有数据用统计学软件SPSS 17.0 处理。

2 结果

观察组较对照组手术成功率明显提高，两组之间差异具有统计学意义(P＜0.05)，对比剂使用剂量明显减少，手术时间分别明显缩短，两组之间差异均具有统计学意义(均P＜0.001)，介入并发症发生率有所降低，但两组之间差异无统计学意义(P=0.975，见表1)。对照组失败6例，其中1例因主支释放支架后边支闭塞，最后植入单支架。4例导丝无法通过支架网眼，无法完成最后对吻，但造影显示原血管无残余狭窄，血流良好。1例因导丝穿孔最后植入单支架，术后复查心脏超声未见心包腔积液。观察组失败1例，主要原因是导丝无法通过边支血管，无法完成对吻。对照组和观察组分别发生1例和2例冠状动脉夹层，植入支架后夹层完全覆盖，无对比剂滞留。

表1 对照组和观察组手术成功率、并发症、对比剂使用剂量和手术时间的比较

3 讨论

冠状动脉分叉病变指位于血管分叉部位、狭窄程度＞50%的病变，可同时或单独累及主支和重要分支血管［3］。分叉病变常常因支架贴壁不良，开口未能完全覆盖，斑块“铲雪效应”导致血管闭塞，分叉部位的金属重叠，内皮覆盖缓慢，术后再狭窄率和晚期血栓发生率明显增高［4］。既往冠状动脉介入影像定量分析系统是二维平面，投影本身所带来的血管三维信息丢失、重叠、遮掩等问题导致医生难以对病变做出明确判断［5］。观察组有2例患者初步判断分支夹角＜70°，拟采用Crush支架术，经三维可视化系统重建血管后发现分支角度＞70°，最后采用T支架术。目前冠状动脉介入手术仍然依靠冠状动脉介入影像分析系统，仅能提供单纯的平面二维图像及粗略的病变血管直径及长度测量，对复杂病变血管内部解剖结构缺乏直观的评价，尤其是分叉病变。三维重建对冠状动脉分叉病变的定量测量及病变诊断具有较高的准确性，能够准确测量最小管腔直径、参照血管直径、直径狭窄百分比、分叉角度等［6，7］。目前三维重建系统基本是利用至少两幅不同角度的二维图像，理论上要越多不同的二维图像重建效果将更好，因此，目前的冠状动脉三维重建系统具有局限性。

三维可视化系统可以重建心脏冠状动脉三维立体模型，能够对冠状动脉局部病变图像的三维分析处理，突破了国内外目前用于冠状动脉介入病变分析图像二维平面的局限性，由于利用不同角度的多幅图像重建的三维图形，清晰显示主支血管和分支血管走形方向、解剖学结构和吡邻关系，为术者制定手术方案提供依据，指导术者合理选择手术方案，引导介入手术器械(导丝、球囊、支架等)穿过分叉、闭塞、成角、钙化、夹层等复杂冠状动脉病变，精确定位球囊、支架于血管病变部位，能够提高手成功率，减少对比剂用量，缩短医患X线辐射暴露时间，减少并发症。本研究显示，冠状动脉介入定量影像分析系统联合三维可视化系统辅助介入治疗可提高手术成功率13.6%，介入并发症减少2.8%，且可以明显缩短手术时间，缩短医患X线辐射暴露，减少辐射影响，还可明显减少对比剂使用剂量，降低对比剂肾病发生率。在三维可视化系统指导下，可以尽量减少分叉开口病变支架重叠和避免血管“裸区”，为减少晚期血栓和支架内再狭窄提供了理论依据，远期效果尚需进一步随访。

总之，冠状动脉分叉病变是冠状动脉介入治疗最大的难点之一，手术成功率低、并发症多，术后心血管不良事件多。因常规心血管造影平面二维图像分析系统的局限性进一步增加了手术难度。三维可视化系统对术前病变解剖分析、术中技术操作、术后评判预后有重要指导意义，在心血管介入领域里具有良好的前景。

［1］罗建平.冠状动脉分叉病变介入治疗策略［J］.中华老年心脑血管病杂志，2013，15(7):781-782.

［2］徐浩，周国伟，戴秋艳，等.CardiOp-B冠状动脉造影三维重建系统与定量冠状动脉造影对照分析研究［J］.上海交通大学学报，2009，29(6):646-648.

［3］贺永明，赵欣，许海峰，等.冠状动脉分叉病变的定义、分类和治疗策略［J］.心血管病学进展，2012，33(3):379-384.

［4］蒋芳勇.冠状动脉分叉病变不同介入治疗策略的效果评价［J］.山东医药，2013，53(22):16-18.

［5］张艳，王晓敏，王鹏程，等.冠状动脉三维重建的研究［J］.中国医学装备，2007，12(4):7-10.

［6］Tu S，Holm NR，Christiansen EH，et al.First presentation of 3-dimensionalreconstruction and centerline-guided assessment of coronary bifurcation by fusion of X-ray angiography and optical coherence tomography［J］.JACC Cardiovasc Interv，2012，5(8):884-885.

［7］Girasis C，Schuurbiers JC，Muramatsu T，et al.Advanced three-dimensional quantitative coronary angiographic assessment of bifurcation lesions:methodology and phantom validation［J］.EuroIntervention，2013，8(12):1451-1460.