光学相干断层扫面技术对冠心病合并糖尿病患者斑块特点的应用分析

张朝义，刘泽森，张婷玉，孟康

最新流行病学统计显示：目前冠状动脉粥样硬化性心脏病（冠心病）仍是人类，尤其是高龄患者致死的最主要原因。据世界卫生组织的资料统计，目前全世界60岁以上人群的首位死亡原因为冠心病，同时更为糟糕的是它在中青年人群中的发病率及死亡率也呈急剧上升趋势。到2030年时，我国的冠心病发病率将是目前的1.5倍[1]。面对日益增高的发病率及死亡率，临床上对于冠心病及时诊断及治疗变得尤为重要。糖尿病是许多心血管相关疾病的独立危险因素，随着糖尿病发病率逐年增高的趋势，合并冠心病的人群也在逐渐增多。

在对冠心病合并糖尿病患者进行冠状动脉（冠脉）的介入诊疗时，通过利用血管内影像技术可以准确识别血管斑块特点并指导介入治疗过程。光学相干断层扫描技术（OCT）从最初用于眼科，后逐渐扩展到心血管领域，作为一种新型技术应用于冠心病患者的介入治疗过程中，是冠脉造影的重要补充[2]。OCT技术的应用提高了血管狭窄病变的识别及准确性，对各种斑块识别也更加准确，可以进一步指导冠脉介入治疗策略及后续的药物治疗方案。它通过利用近红外光在血管内或其他组织中显示相关组织结构成分，使得其分辨率达到10~20 μm，能够观察到血管内组织细微的结构。OCT的分辨率几乎超过了现有的其他血管内影像学技术，被称之为“光学活检”[3，4]。

1 资料与方法

1.1 研究对象这项回顾性研究选择2015年1月至2017年12月于北京安贞医院心内科住院且行冠脉造影及OCT检查的108例不稳定心绞痛患者，其中男性82例，女性26例，年龄26~81（54.95±12.14）岁。纳入标准：患者年龄大于25周岁且小于85周岁；依据冠心病诊断：冠脉造影显示血管目测直径狭窄＞50%；每个患者均为单支罪犯血管，行OCT检查。进行冠脉介入前糖尿病与非糖尿病分为两组，主要根据糖尿病诊断标准。沿用1999年WHO糖尿病诊断标准，有典型糖尿病症状（多尿、多饮和不能解释的体重下降）者，任意血糖＞11.1 mmol/L，或空腹血糖≥7.0 mmol/L[5]。排除标准：严重心力衰竭、肝肾功能异常及恶性肿瘤的患者；严重血液学疾病（包括活动性出血及明显出血倾向者）、感染性或系统性炎症疾病、严重的甲状腺功能、肝功能、肾功能异常的患者；左主干严重病变或慢性完全闭塞性病变的患者；排除临床资料不完整，OCT图像不清晰或冠脉造影体位数量不足，从而影响病例资料收集的患者。根据是否合并糖尿病，分为非糖尿病组（n=82）和糖尿病组（n=26）。

1.2 方法

1.2.1 冠状动脉造影及OCT检查在进行冠脉造影及OCT检查之前，所有手术、操作均由2~3名经验丰富的高年资医师共同进行。进行OCT成像之前，常规对患者进行肝素化抗凝，预防操作过程中形成血栓。必要时可预先在冠脉内给予100~200 μg的硝酸甘油推注，防止导丝、导管于冠脉内操作时可能诱发的冠状动脉痉挛的情况出现。所以具备下列情况时，进行光学相干断层扫面检查需谨慎：严重左心功能不全或血液动力学不稳定；多支病变，或仅剩1支有功能的冠状动脉；对对比剂过敏以及严重肾功能不全；对于次全闭塞或完全闭塞冠状动脉，或血流TIMI分级在2级及以下者，最好恢复前向血流至TIMI3级，再行光学相干断层扫面检查[6]。

首先行冠脉造影术，通过冠脉造影决定罪犯血管，准备介入干预之前行OCT检查。使用C7-XR频域OCT成像系统（C7-XR，OCT Intravascular Imaging System; St Jude Medical，St Paul，MN），由2~3名经验丰富的高年资医师共同配合对罪犯血管进行OCT检查。成像系统初始设置（以20 mm/s的速度自动回撤成像或手动触发方式），并创建初始病例，记录入组患者一般情况。连接成像导管至光学控制器上，模拟测试图像，并验证校准后准备图像的采集。将C7 Dragonfly成像导管通过导丝送至靶病变的远端，找到专用标记，准备成像。成像操作前冲洗管腔中的血流，清除管腔中的红细胞，避免红细胞过多影响成像质量。至少2名医师配合，1名医师快速注射对比剂，通常需于10~15 s内快速推注5~10 ml对比剂，另1名医师操作成像。成像后确认同轴性，获取高质量的图像。

1.2.2 术后整理图像及数据由2名有经验的医师双盲的情况下，应用离线软件（LightLab Imaging）进行OCT图像分析，结果进行比对并达成一致意见。采集到的OCT图像，出现图像不清晰、主支血管图像长度＜50 mm的血管将被排除[6]。取高质量图像入组进行判读，包括犯罪血管狭窄的面积，最大管腔面积及最小管腔面积，狭窄率。OCT所识别出的斑块被分为两类：纤维斑块和脂质斑块，且每个斑块之间相距要求至少5 mm。对每支罪犯血管上纤维斑块个数、脂质斑块的个数，及总斑块个数（总斑块数=纤维斑块数+脂质斑块数）进行定量记录，同时对这支罪犯血管是否存在钙化斑块、巨噬细胞浸润，微通道，胆固醇结晶、血栓及斑块破裂进行记录。脂质斑块需要测量及判读：最大脂质核心角度、平均脂质核心角度、最薄纤维帽厚脂质斑块的长度，并计算脂质指数。

1.2.3 临床资料的收集包括性别、年龄、体质指数（BMI）值、高血压病史、糖尿病史、吸烟史（吸烟定义为入选前3个月内未戒烟）。及相关实验室检查，包括血脂水平，包括三酰甘油、低密度脂蛋白胆固醇、总胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇；糖化血红蛋白水平、高敏C-反应蛋白、肌酐、尿酸、同型半胱氨酸。

1.3 统计学处理所有数据均采用SPSS 16.0统计学软件分析。正态分布的计量资料采用均数±标准差（±s）表示，偏态分布的计量资料采用中位数（四分位数）描述，两组间均数的比较采用t检验或秩和检验。计数资料采用例数（构成比）表示，组间比较采用χ2检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料分析结果有无糖尿病的两组患者年龄、糖化血红蛋白、同型半胱氨酸存在统计学差异（P均＜0.05），其他资料统计结果均无显著差异（表1）。

2.2 基于OCT的罪犯血管斑块特点对比经过统计分析，共有108支冠脉罪犯血管入选，两组患者罪犯血管均是以前降支为最多，但罪犯血管的分布并无明显统计学差异（P＞0.05）。应用OCT对罪犯血管的血管管腔面积进行测量，与糖尿病组与非糖尿病组相比，患者冠脉罪犯血管的最小管腔面积及参考管腔面积并无明显统计学差异（P均＞0.05）。

表1 入选患者的临床基线特征及术前实验室检查结果

斑块的定性测量结果显示，糖尿病组患者每根罪犯血管上钙化斑块的检出率显示高于非糖尿病组（69.23%vs. 41.46%，P=0.014），糖尿病组脂质斑块的检出率也明显高于非糖尿病组（1.50±0.91vs. 1.00±0.98，P=0.023）。总斑块数两组无明显差异（P＞0.05）。两组患者罪犯血管上纤维斑块、易损斑块、破裂斑块、巨噬细胞浸润、胆固醇结晶及血栓形成的检出率均无明显差异（P均＞0.05）（表2，图1）。

2.3 脂质斑块定量测量结果共统计并分析了入选患者罪犯血管内121个脂质斑块（一根血管可能存在多个脂质斑块），通过进一步分析脂质斑块，得出结果：糖尿病组患者罪犯血管内最薄纤维帽厚度[（110±60）μmvs. （160±130）μm，P=0.002]显著低于非糖尿病组，提示脂壁相对较薄。两组间脂质斑块的最大脂质核心角、平均脂质核心角度、脂质斑块的长度及脂质指数并无统计学差异（P均＞0.05）（表3）。

表2 两组罪犯血管及斑块特点的比较。

图1 糖尿病组与非糖尿病组脂质斑块定量的比较

表3 两组间罪犯血管内脂质斑块定量测量结果对比

3 讨论

根据目前流行病学调查的结果，冠心病仍是全球致死率最高的疾病，约70%的冠心病死亡患者是由斑块破裂引发急性冠脉病变所致[7]，易损斑块为主要因素之一[8]，这跟血管狭窄程度不成正比，所以明确有无易损斑块、易损程度，对于指导进一步治疗尤为重要。其中最薄纤维帽厚度是评判是否为易损斑块的重要指标之一，这时我们需要准备判断最薄纤维帽厚度，该研究中纤维帽厚度越薄，提示可能进展为易损斑块的几率越大，进一步可能提示心血管事件的高发，具有临床意义。目前对于冠脉血管检查手段主要包括冠脉CTA、冠脉造影、血管内超声（IVUS）、OCT检查，而目前腔内检测分辨率最高的检查就是OCT。冠脉CTA检查，可以判断血管钙化积分，并利用三维重建技术，估算血管狭窄面积，了解血管钙化斑块于血管分布情况，但存在较大误差，已有相关文章证实，OCT检查能更加准确评估血管狭窄程度，对于血管内膜各种斑块识别更加准确。冠脉造影虽然称为冠心病诊断“金指标”，但也存在局限，仅能通过造影剂对比，观察血管管腔狭窄程度，需要不同角度对比，主观判断狭窄程度，存在误差及偏倚。IVUS穿透力虽然强，但是图像不清晰，对于血管内膜病变识别不如OCT技术。已经有多项研究证实，OCT技术能更加准确的反映冠脉病变、斑块性质，对于血管风险的预测，指导进一步手术支架的选择，具有临床意义。OCT可以清晰地显示球囊扩张后血管内膜撕裂和夹层、血管腔内血栓形成，还能显示切割球囊引起的血管改变、切口、组织脱垂的情况，明确支架是否充分扩张、支架贴壁情况，是否存在未扩张开的支架和内膜增生，指导手术策略，指导术后治疗，评判患者预后，也有重要的临床意义[9]。2013年的稳定性冠心病管理指南中，OCT对于评估病变特征及优化支架置入过程均为Ⅱb类推荐（证据水平为B），总体证据水平等同于IVUS[10]。在欧洲心胸外科协会2014年的心肌再血管化指南中，将OCT对优化经皮冠脉介入治疗的推荐。等级提升到与IVUS等同的Ⅱa类[11]。OCT技术也存在局限性，应用中存在的主要问题是：穿透力有限，穿透深度大约1.5 mm左右，对于血管中膜，尤其是外膜病变识别较差，当斑块负荷过大时，影响对病变严重性的评估、血管外膜的识别和斑块负荷的测定，对左、右冠开口病变的评价能力有限，但是与术者经验以及临床操作有关。对于闭塞病变，无法通过，严重狭窄病变也难以通过，且操作过程中血流阻断，可能增加手术风险。此外OCT检查需要同轴性好，且血管内需要血流阻断，红细胞过多可能导致图像不清晰，这些均可以靠提高技术及经验来弥补[12]。此外新一代的OCT技术可以对左主干病变进行快速、安全的扫描，在判断病变类型、评价管腔大小及支架贴壁情况、边缘夹层、组织脱垂方面优于IVUS，对于分叉病变，主干及分叉病变关系，及其斑块性质结构，能清晰的了解，对于指导手术介入策略提供依据。三维重建提供血管分布及结构特点，对于分叉开口显示有很大的帮助。随着新技术不断进步，OCT可以开拓更深更广的作用，更加便于指导临床工作。

目前冠心病合并糖尿病发病率也在逐年增高，与物质生活丰富导致不良的生活方式相关，与目前日益先进的检查检测手段相关。众所周知，糖尿病作为冠心病等危症，具有独立的危险因素。国外一些研究显示，冠心病患者中合并糖尿病占30%，而60.0%~75.0%的糖尿病患者死于心血管疾病，血糖控制不良明显减少了脂质斑块纤维帽的厚度，增加了斑块的易损性，长期的高血糖状态可导致冠脉血管内皮功能失调，收缩与舒张血管物质失去平衡，血管收缩舒张失调，增加斑块局部炎细胞活性，进而增加了脂质斑块的易损性[13]。冠脉介入手术术后，糖尿病患者与非糖尿病患者相比，预后更差，更容易再次出现心血管事件[14]。早发冠心病、早发糖尿病已经受到相关专业的重视，对于相关发病的研究很多，血管微观世界的检测十分重要，它对于发病的组织学、病生理机制有着巨大的参考价值。

本实验研究通过OCT检查从微观世界的角度，证实了糖尿病病人比非糖尿病患者钙化斑块及脂质斑块更多，且斑块更加不稳定，已有多项实验及文献证实及支持本论点。如Kato等[15]收集98例患者，对于非犯罪血管糖尿病与非糖尿病患者比较，结果提示糖尿病患者比非糖尿病患者，有更高的脂质指数，更易出现钙化斑块，也更易出现血栓。本实验不足之处，在于易损斑块及破裂斑块两组无统计学差异，及脂质斑块中脂质斑块的最大脂质核心角、平均脂质核心角度、脂质斑块的长度、脂质指数无统计学差异，考虑可能与样本量相对较小有关。

综上，目前OCT技术逐渐应用于临床，从微观世界进一步明确了血管病变情况，符合目前精准医疗的需要，准确定位病变血管，准确的了解血管病变情况，才能予以更加完美的手术方案，准确评估术后效果，指导药物治疗的力度。随着技术更新发展，相信今后OCT操作会更加简单，更高质量的图像，更好的服务临床工作。