光学相干断层成像在评价冠状动脉斑块方面的应用

刘声亮　董慧　王晓蕾　于波

150086 哈尔滨医科大学附属第二医院心内科 心肌缺血机理与诊疗技术教育部重点实验室



·综述·

光学相干断层成像在评价冠状动脉斑块方面的应用

刘声亮董慧王晓蕾于波

150086 哈尔滨医科大学附属第二医院心内科 心肌缺血机理与诊疗技术教育部重点实验室

光学相干断层成像(OCT)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，因具备较高安全性和分辨率，已成为血管内检测技术的主力之一。冠状动脉中，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。冠状动脉斑块破裂并在此基础上形成血栓通常是引起心原性猝死或急性冠状动脉综合征(ACS)的重要原因。通过OCT评价斑块的特点可以充分全面了解其稳定性，从而预测临床心血管事件，指导诊断与治疗。

冠状动脉疾病；体层摄影术，光学相干；薄帽纤维粥样斑块；脂质指数；罪犯斑块

1　光学相干断层成像技术

OCT是一种获得和处理光学信号的方法，将光学相干技术与激光扫描共焦技术相结合，对于血管壁的分辨率可以达到10 μm级，这个特性使我们可以鉴别动脉粥样硬化斑块的各种组成成分，定性、定量的分析冠状动脉，更加清晰地显示管腔内的信息。

既往单纯用造影手段了解血管狭窄程度不足以准确预测心血管事件发生率， Uemura 等[1]选取了53例接受冠状动脉介入治疗的冠心病患者，将存在的69处冠状动脉造影显示非显著病变的冠状动脉斑块(non-significant coronary plaques，NSCPs)作为研究对象，通过OCT观察，经过7个月的随访发现：有13处NSCPs发生了进展，而另外56处并未如此。前者可见显著的内膜撕裂(61.5% 比 8.9%，P<0.01)，微通道(76.9% 比 14.3%，P<0.01)，脂质池(100% 比 60.7%，P=0.02)，巨噬细胞浸润(61.5% 比 14.3%，P<0.01)、管腔内血栓(30.8% 比 1.8%，P<0.01)、薄帽纤维粥样斑块(thin-cap fibroatheroma，TCFA)(76.9% 比 14.3%，P<0.01)。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65 μm的斑块。

非显著狭窄的冠状动脉由于突发事件也可导致急性冠状动脉综合征，对于临界狭窄、局部血管痉挛以及冠状动脉造影意义不明确的病变，OCT尤其适用，临床上，通常选取以下指标来评定冠状动脉病变的稳定性：偏心斑块分布、凹形管腔、内膜撕裂、斑块破裂、微通道、脂质池、薄帽纤维粥样斑块、巨噬细胞浸润、钙化结节、管腔内血栓等。OCT因检测结果与病理学对照表现出较高的一致性，由此获得了“光学活检”的美誉，它可以更加清晰地显示管腔、管壁交界面，在评估斑块性质、指导与优化介入治疗，以及评估患者远期预后等方面有着难以替代的作用[2]。

2　OCT在评价冠状动脉斑块中的应用

Shimamura 等[3]通过OCT检测发现，和无症状冠心病患者的斑块相比，发生斑块破裂的ACS组可见较大的脂质角度(171°±71°比 133°±71°，P=0.037)，更多的血栓出现率(78% 比 9%，P<0.001)，较小的管腔面积[(1.79±0.92)mm2比(2.75±0.99)mm2，P<0.001]，提示斑块的形态特征影响其最后的转归，即可以无症状的好转或发生恶性心血管事件。Ando 等[4]通过研究发现：与非ACS患者相比，ACS患者的罪犯病变和非罪犯病变都有高比例的脂质斑块和低比例的纤维斑块，体现在脂质角度、脂质长度、脂质指数的增加。易损斑块是指拥有大的脂质核心、薄纤维帽、富含巨噬细胞的斑块，病理学研究也证实破损斑块继发血栓形成是导致ACS的主要因素。

Hong 等[5]证实ACS患者TCFA的出现率也高于非ACS患者。TCFA在ST段抬高型心肌梗死的罪犯病变中出现率为72%，非ST段抬高型心肌梗死中占50%，稳定型心绞痛中占20%。Kubo等[6]选取了26例急性ST段抬高型心肌梗死患者与16例稳定型心绞痛患者相比，发现前者可见更多的TCFA(85% 比 13%，P<0.001)，以及更薄的纤维帽[(57±12)μm比(180±65)μm，P<0.001]，同时发现ST段抬高型心肌梗死与非ST段抬高型心肌梗死相比，前者可观测到更多的TCFA(78% 比 49%，P=0.008)。这个规律也同样适用于不稳定型心绞痛相比于稳定型心绞痛患者。

Kato等[7]将三支主要血管都经过OCT扫描的104例患者的248处非罪犯斑块纳入试验。分为ACS组和非ACS组，包括17例 ACS患者的45处斑块，和87例非ACS患者的203处斑块。尽管两组患者的平均斑块数量无明显不同，但是ACS组可见更多富含脂质的斑块。三支主干血管的斑块分布也未见明显差异。42.3%存在于右冠状动脉，34.3%存在于前降支血管，23.4%存在于左回旋支血管。但与非ACS组比较，ACS组具有更多富含脂质的斑块(71.1%比47.3%，P=0.005)，更大的脂质角度(147.3°±29.5°比 116.2°±33.7°，P<0.001)，更长的脂质长度[(10.7±5.9)mm比(7.0±3.7)mm，P=0.002]，更大的脂质指数(1 605.5±1 013.1比853.4±570.8，P<0.001)，更薄的纤维帽厚度[(70.2±20.2)μm比(103.3±46.8)μm，P<0.001]，更多的TCFA(64.7% 比 14.9%，P<0.001)，更多的巨噬细胞浸润(82.4% 比 37.9%，P=0.001)，更多的血栓(29.4% 比 1.1%，P<0.001)。尽管微通道的出现率在两组之间差异无统计学意义，但ACS组中微通道与管腔之间的距离相对更近。

由此可见，相比于非ACS组，ACS组患者的斑块可见更多的易损斑块特征，即脂质角度、脂质长度、脂质指数、巨噬细胞数量、TCFA数量、血栓出现率的增加，以及纤维帽厚度、管腔面积的减小，同时ACS组微通道的位置更贴近管腔。斑块的易损性不仅是局部血管事件，且反映非罪犯血管也存在着使易损斑块破裂的潜力。易损斑块在ACS患者罪犯血管与非罪犯血管皆存在。对于发生ACS并接受冠状动脉介入治疗的患者，罪犯血管与非罪犯血管具有相似的恶性心血管事件再发率。

3　OCT为判断影响斑块进展因素提供证据

3.1OCT证实高血糖水平促进斑块恶化

Kato 等[8]将98例患者的230处非罪犯斑块纳入试验。在OCT观测下发现，与非糖尿病组相比，糖尿病组的非罪犯斑块具有较大的脂质指数(平均脂质角度×长度：778.6±596.1比1 358.3±939.2，P<0.001)，更高的钙化发生率(72.2%比48.4%，P=0.034)。并且又按照糖化血红蛋白水平(HbA1c)将糖尿病组分为两个亚组(即HbA1c≤7.9%组，HbA1c≥8%组)，发现两个亚组与非糖尿病组在脂质角度、脂质长度、脂质指数、纤维帽厚度方面存在显著统计学差异。而且，对于HbA1c≥8%的糖尿病患者，可以见到更多的TCFA和巨噬细胞浸润。高血糖、胰岛素抵抗等可引起内皮细胞代谢紊乱，功能受损，引起血管收缩，炎症反应增强，促进血栓形成，因此糖尿病患者具有相对较高的心血管事件发生率。

3.2OCT证实高血脂水平促进斑块恶化

动脉粥样硬化病变是一个动态过程，Zhao 等[9]研究发现，经过13个月的OCT随访观察，ST段抬高型心肌梗死患者的41处TCFA中有9处被证实转化成稳定的斑块，57处其他类型斑块中有21处转化成TCFA。Jang 等[10]证实富含脂质的斑块在ST段抬高型心肌梗死患者中占90%，而在非ST段抬高型心肌梗死及不稳定型心绞痛患者中各占75%、59%。Takarada 等[11]通过OCT观测发现急性心肌梗死患者经过9个月的他汀类药物治疗，试验组纤维帽厚度变化为[(151±110)μm至(280±120)μm，P<0.01]，对照组纤维帽厚度变化为[(153±116)μm至(179±124)μm，P<0.01]，尽管两组都可见到纤维帽厚度的增厚，但是实验组较对照组可见显著的增长率(188%±64%比117%±39%，P<0.01)。Komukai[12]等选取了70例未接受调脂治疗的不稳定型心绞痛患者作为研究对象，随机分为阿托伐他汀20 mg/d组、5 mg/d组，经过12个月的随访观察证实，前者LDL-C水平明显低于后者(69 mg/dl 比 78 mg/dl，P=0.039)，前者的纤维帽厚度增长率明显大于后者(69%比17%，P<0.001)。强化的他汀类药物治疗有助于降低LDL-C水平，降低炎症标志物水平，增加纤维帽厚度，使不稳定斑块向稳定方向发展，从而有助于防治死亡和主要心血管事件的发生。

3.3OCT证实活跃的炎症反应促进斑块恶化

炎症反应越来越被认为是动脉粥样硬化形成的主要原因之一，呈恶性进展的斑块中可见更多的巨噬细胞，其参与多种生物学活动，例如：产生细胞因子，促使血液凝固，刺激微血管形成，分泌金属蛋白酶，使坏死核心区域扩大、纤维帽变薄，进而使斑块裂解。微通道即斑块内新生血管，它作为斑块与血管内、外物质交换的渠道介导了炎症因子、脂质成分等的运输，进而扩大脂质核心面积，同时由于其不成熟、缺陷的血管壁容易破裂并发生斑块内出血，造成斑块中心坏死，更容易吸引炎症细胞聚集，从而加快斑块向不稳定方向进展。Libby[13]发现在发生心原性猝死的冠状动脉中，从斑块萌生到出现临床心血管事件的各个阶段，都可见巨噬细胞浸润。Kitabata 等[14]证实OCT图像中所见的微通道与高敏C反应蛋白的升高密切相关，破损的纤维帽厚度与高敏C反应蛋白水平呈反比关系，斑块内的微通道有助于TCFA形成。通过OCT观察到微通道可以帮助识别易损斑块的位置。抗动脉粥样硬化药物治疗可以抑制微通道形成从而减慢斑块恶化进程。

4　总结

OCT为在体评价冠状动脉粥样硬化病变提供了新的思路，不仅在测定动脉粥样硬化斑块组成、识别易损斑块、评价纤维帽、测定巨噬细胞、检测TCFA、评价管腔内血栓等方面显示出强大的成像能力，另外，OCT在冠状动脉介入治疗中还有着更广泛的应用。OCT还可以指导复杂病变的支架置入，评价支架术后即刻情况并观察支架周围超微结构特征，包括支架释放是否充分、支架与血管壁贴合是否良好、斑块组织脱垂情况等，观察支架内斑块及支架内再狭窄，评价新型支架的有效性和安全性，同时，对长期存活的心脏血管移植物可以进行在体检测，动态观察移植物的免疫排斥反应情况等。随着OCT技术的不断完善，它将得到更为广泛的应用，在心血管事件的预测、预防以及治疗中作出更大的贡献。

利益冲突：无

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(本文编辑：周白瑜)

Evaluation of coronary artery plaques by optical coherence tomography

Liu Shengliang，Dong Hui，Wang Xiaolei，Yu Bo

DepartmentofCardiology，theSecondAffiliatedHospitalofHarbinMedicalUniversity，KeyLaboratoriesofEducationMinistryforMyocardialIschemiaMechanismandTreatment，Harbin150086，ChinaCorrespondingauthor:YuBo，Email：yubodr@163.com

Optical Coherence Tomography (OCT) records reflected light of biological tissue from diverse deepness with interferometer，and then build recognizable images after combining with computer technology.Now OCT has become an important intravascular imaging modality with high resolution and safety.Different plaques own various photometric characteristics，which lead to diverse images of OCT.Atherosclerosis plaque rupture and subsequent thrombus formation is the most common mechanism responsible for sudden coronary death and acute coronary syndromes.Evaluating characteristics of plaques by OCT can help understand the stability of plaques，in addition，predict clinical cardiovascular events and provide references of diagnosis and treatment.

Coronary artery disease；Tomography，optical coherence；Thin-cap fibroatheroma；Lipid index；Culprit plaques

于波，电子信箱：yubodr@163.com

10.3969/j.issn.1007-5410.2016.04.019

2016-02- 15)