虚拟组织学-血管内超声分析冠状动脉慢性完全闭塞病变斑块特征

吴玺 黄河 张琪周 谭国娇

冠状动脉慢性完全闭塞（chronic total occlusion，CTO）病变是指远端血流心肌梗死溶栓治疗试验（thrombolysis in myocardial infarction，TIMI） 0级且闭塞时间超过3个月的冠状动脉阻塞性病变，如果存在同侧桥侧支或同侧侧支血管，尽管闭塞远端血管TIMI血流＞0级，仍视为完全闭塞病变[1-2］。18.4%～52.0%的冠心病患者在冠状动脉造影后显示存在CTO病变[3-6］。经皮冠状动脉介入治疗（percutaneous coronary intervention，PCI）能有效改善患者临床症状[7-8］。PCI术成功开通CTO病变后，能降低患者对抗心绞痛药物的需求、提高患者活动耐量、减少对冠状动脉旁路移植术（coronary artery bypass graft，CABG）的需求、改善左心室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）、降低心律失常发生率和提高总体生存率[8-11］。随着手术技术及器材的不断更新改进，CTO病变行PCI的成功率已达到80%～90%[12-13］。CTO病变的手术安全性与非CTO病变相当，术中相关并发症发生率的差异无统计学意义[1］。CTO病变中的钙化部分是导致手术失败的原因之一，在导丝穿通闭塞病变组织过程中，导丝若遇到钙化组织则进入假腔中的概率将大大增加。深入了解CTO病变解剖组织学，在一定程度上可提高PCI术成功率。虚拟组织学-血管内超声（virtual histology-intravascular ultrasound，VHIVUS）通过识别四种不同的斑块组织超声特征，可以定量和定性地分析斑块组成情况[11］。因此，本研究通过VH-IVUS分析稳定型心绞痛患者中CTO病变与非CTO病变的病理组织特点。

1 对象与方法

1.1 研究对象

选取2015年8月至2018年6月在湘潭市中心医院心内科住院行VH-IVUS分析的95例稳定型心绞痛患者进行回顾性研究，其中40例为CTO病变患者作为CTO组，55例为非CTO病变患者作为非CTO组。稳定型心绞痛患者临床表现为加拿大心血管病学会（Canadian Cardiovascular Society，CCS） 心绞痛分级Ⅱ～Ⅳ级。非CTO组患者入选标准：经选择性冠状动脉造影判断至少有 1 处狭窄且狭窄程度75%以上（直径法）的病变。CTO组患者入选标准：经选择性冠状动脉造影结果显示冠状动脉血管完全闭塞（血流TIMI 0级），闭塞时间＞3个月。确诊标准符合以下条件中1条或以上者：（1）经冠状动脉造影或冠状动脉计算机螺旋断层扫描证实＞3个月闭塞病变；（2）有明确心肌梗死病史＞3个月，术前造影证实心肌梗死相关血管仍处于闭塞状态；（3）若无以上客观证据，有3个月以上心肌缺血症状。排除标准：严重扭曲或钙化的病变、未开通的CTO病变、急性冠状动脉综合征和既往有CABG史的患者。本研究经本院医学伦理委员会审查批准。

1.2 研究方法

1.2.1收集基线临床资料 收集患者性别、年龄、高血压病、高脂血症、糖尿病、吸烟史、LVEF。

1.2.2VH-IVUS检查及分析 为了同时容纳IVUS导管及微导管，所有手术经股动脉送入7 F指引导管。导丝通过“靶血管”后，酌情使用1.5～2.0 mm球囊对病变进行预扩张并向冠状动脉内注入0.2 mg的硝酸甘油扩张血管；IVUS（OpticrossTM，波士顿科学，美国）从病变远端以0.5 mm/s的速度回撤，对病变血管进行检查分析。根据现有指南与专家共识，将血管组织的IVUS灰度影像分为外弹力膜（external elastic membrane，EEM）、内膜、管腔及斑块[14-16］。在病变近端和远端找到相对正常的血管截面作为参考血管截面，一般距离病变末端5～10 mm，同时斑块负荷为25%～50%。IVUS系统软件自动生成中膜与管腔边界后，由2名独立的介入医师再次进行人工校准，若出现分歧，则请第3名介入医师判别。确定血管组织边界后，系统自动生成血管VH影像：绿色代表纤维组织、黄绿色代表纤维脂质组织、蓝色代表钙化组织和红色代表坏死核（图1）。系统自动分析生成病变近、远端参考截面、最小管腔截面及整个病变的VH-IVUS影像特点，分别统计所取截面中斑块病理组织的横截面积（mm2）和所占比例（%），统计整个病变段中不同斑块病理组织的体积（mm3）和所占比例（%）。斑块病理组织总体积除以病变长度称为校正体积（mm3/mm）。血管重构指数=病变处EEM横截面积/近远端参考截面平均面积。病变长度为近远端参考截面之间的距离。病变中的特殊组织，例如病理性增生的内膜、纤维钙化瘤、薄纤维帽均未被纳入斑块组织的统计中（因为在手术过程中，这些组织组成有可能发生改变，进而造成数据误差）。

1.3 随访

PCI术后记录所有患者住院期间主要不良心血管事件（major adverse cardiac events，MACE），包括靶病变血运重建、非致命性心肌梗死、心源性死亡、严重心力衰竭、恶性心律失常。

1.4 统计学分析

所有数据应用SPSS 19.0软件进行分析。计量资料符合正态分布用均数±标准差表示，组间比较采用t检验；不符合正态分布用中位数（四分位数间距）表示，组间比较采用Mann-WhitneyU检验。计数资料用率或百分比表示，组间比较采用卡方或者Fisher确切概率法检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者临床资料比较

两组患者在性别、年龄、高血压病、高脂血症、糖尿病、吸烟史、左心室射血分数方面比较，差异均无统计学意义（均P＞0.05，表1）。PCI术后患者住院期间均未发生靶病变血运重建、非致命性心肌梗死、心源性死亡、严重心力衰竭、恶性心律失常。

CTO组患者中，所有病变均经过球囊预扩张后，再送入VH-IVUS检测。非CTO组患者中，有43例（78.2%）是在导丝穿过病变段后球囊进行预扩张，再送入VH-IVUS检测，12例（21.8%）导丝穿过病变段后未予以球囊预扩张，直接送入VH-IVUS检测。CTO组患者病变近端参考截面的管腔面积[（7.30±1.83）mm2 比（9.93±5.87）mm2，P=0.008］、病变远端参考截面的管腔面积[（5.16±1.76）mm2 比（7.12±4.19）mm2，P=0.006］均显著小于非CTO组患者，差异均有统计学意义（表1）。

图1 VH-IVUS示意图（绿色代表纤维组织、黄绿色代表纤维脂质组织、蓝色代表钙化组织和红色代表坏死核） A.CTO病变；B.非CTO病变

2.2 两组患者VH-IVUS测量比较

使用VH-IVUS测量两组的病变长度发现，CTO组患者病变长度明显长于非CTO组患者[（19.63±5.34）mm比（15.78±7.99）mm，P=0.010］。CTO组患者经球囊扩张后的病变血管最小管腔面积与非CTO组患者比较[（4.14±1.61）mm2比（4.37±1.47）mm2，P=0.871］，差异无统计学意义。两组患者在病变血管最小管腔截面的血管重构指数、斑块面积、斑块负荷、斑块组成及其所占比例比较，差异均无统计学意义（均P＞0.05）。CTO组患者病变近端斑块负荷[（50.35±14.83）%比（40.44±12.32）%，P=0.001］、远端斑块负荷[（43.65±12.20）% 比 （39.02±8.20）%，P=0.036）］均显著大于非CTO组患者，差异均有统计学意义（表2）。

CTO组患者病变总体纤维组织体积[（65.98±13.59）mm3比（55.25±14.89）mm3，P＜0.001］、钙化组织体积[（9.40±3.18）mm3比（5.58±2.77）mm3，P＜0.001］、坏死核体积[（18.60±6.19）mm3比（15.51±5.73）mm3，P=0.014］均显著高于非CTO组患者，差异均有统计学意义（表2）。

表1 两组患者临床基本资料比较

表2 两组病变VH-IVUS特点

由于CTO组患者中的病变长度明显长于非CTO组患者，因此通过病变长度校正后，比较两组患者斑块病理组织体积发现，每毫米纤维组织体积、每毫米纤维脂质组织体积、每毫米钙化组织体积和每毫米坏死核体积比较，存在一定的差别，但差异均无统计学意义（均P＞0.05，图2）。

图2 病变长度校正后，两组患者斑块组织体积比较

3 讨论

本研究发现，与非CTO组患者相比，CTO组患者斑块长度更长并且斑块负荷更严重。此外，CTO组患者总体纤维组织体积、钙化组织体积及坏死核体积均大于非CTO组，但是经病变长度校正组织体积之后，两组患者上述组织体积比较，差异均无统计学意义，表明纤维组织体积、钙化组织体积及坏死核体积是因为病变长度的差异而引起的变化。

有研究表明，坏死核体积与斑块稳定性直接相关[11］。通过比较急性冠状动脉综合征患者中非罪犯血管与稳定型心绞痛患者中目标血管的斑块组成，在最小管腔截面，急性冠状动脉综合征患者斑块坏死核体积较稳定型心绞痛患者明显增加[（17.9±11.6）%比（14.3±8.7）%，P＜0.001］[11］。因此，研究者们推测，相比于稳定型心绞痛患者的目标血管，急性冠状动脉综合征患者中非罪犯血管的斑块更具易损性。另外一项病理研究发现，CTO病变持续时间越长，血管负性重构越严重、钙化组织体积越大（16.8%）以及坏死核体积越小（7.8%）[17］。本研究发现，通过病变长度校正后，CTO病变和非CTO病变坏死核比例大致相同。这说明在稳定型心绞痛患者中，CTO病变和非CTO病变的斑块易损性相当，也证实了CTO病变的坏死核体积较小。结合病理组织学和造影图像信息，CTO病变是逐渐从脂质斑块向纤维钙化斑块进展的。CTO病变内膜中的新生微血管起源于外膜的新生微血管，并且与内膜细胞的炎症反应相关[18］。CTO病变持续时间增长，由于连通血管内膜与外膜的新生微血管较多，导丝容易沿着微血管穿过血管外膜，进而发生血管夹层或穿孔等手术并发症。在稳定型心绞痛患者中，CTO病变斑块的易损性并没有高于非CTO病变斑块。

目前，在活体上分析CTO病变斑块与非CTO病变斑块的研究较少。本研究结果与既往研究结果相似，认为CTO病变斑块中的坏死核体积较非CTO病变中的差别不大。但是，CTO病变斑块中的钙化组织却较非CTO病变中的少[19-20］。因此，CTO病变中坏死核/钙化组织比例较非CTO病变要高，但差异无统计学意义。此外，坏死核/钙化组织比例与斑块易损性呈正相关，并且在非ST段抬高型心肌梗死患者中，该比例的增高与肌酸激酶同工酶的升高相关[21-22］。本研究同样评估了坏死核/钙化组织比例，但是两组患者差异无统计学意义。

本研究具有几个不足之处：（1）本研究是单中心、回顾性的研究，并且样本量偏少；（2）在CTO组患者中，进行VH-IVUS分析前，所有的病变均行球囊扩张并且向冠状动脉内注入硝酸甘油，这些操作均会人为地造成CTO病变管腔扩张，导致斑块负荷降低，最终影响斑块构成组织比例；（3）VH-IVUS无法准确地区别血栓，血栓在VH-IVUS影像上呈“绿色”或“黄绿色”，因此可能误将血栓划分为纤维或纤维脂质组织。此外，纳入本研究的病例均进行了成功的PCI术，而未纳入严重扭曲或钙化的病变、未开通的CTO病变、急性冠状动脉综合征和既往有CABG史的患者，无法避免地会出现选择性偏移。但是，40例CTO病变患者均顺利进行了VH-IVUS和PCI手术，这在一定程度上最小化了数据失真。因钙化组织而导致超声信号衰减的部位，VH-IVUS将其误判为坏死核，增加钙化组织区域坏死核的面积。

在稳定型心绞痛患者中，与非CTO病变相比，CTO病变长度更长并且斑块负荷更重。通过病变长度校正后，CTO病变与非CTO病变的病理组织构成比例大致相同。