非罪犯血管病变的评估及其在血运重建中的作用及研究进展

王章龙 刘瑞麟 张波 周敬群

(三峡大学附属仁和医院心内科,湖北 宜昌 443000)

随着经皮冠状动脉介入治疗(percutaneous coronary intervention,PCI)技术的改进,冠心病患者支架内再狭窄和支架内血栓形成的发生率明显降低[1],而冠状动脉非罪犯血管病变(non-culprit coronary lesions,NCCLs)进展则成为影响冠心病患者预后的突出问题。目前有创压力衍生的血流储备分数(fractional flow reserve,FFR)已成为冠心病患者NCCLs功能性评估的金标准[2],但由于其设备价格昂贵、使用腺苷时的副作用和操作难度大等问题,寻找更加有效而简便的评估方式已成为研究热点。为减少使用腺苷的副作用和简化评估方法,几种评估NCCLs的新指标被运用于临床,这些指标可分为两大类,即功能性评估(非充血压力比值、血管造影衍生指标)和腔内影像学评估[近红外光谱联合血管内超声(intravascular ultrasound,IVUS)、光学相干断层扫描(optical coherence tomography,OCT)衍生指标]。

针对NCCLs的介入治疗,功能性和腔内影像学评估指导下的血运重建如何选择,一直是冠状动脉介入领域的热点话题。传统的冠状动脉造影主要通过主观的视觉评估冠状动脉狭窄严重程度,对于冠状动脉狭窄临界病变(50%～70%)的评估不够精准,因此存在不必要的冠状动脉血运重建或治疗不足的缺点。与之相比,功能性和腔内影像学评估冠状动脉狭窄严重程度更加客观而精确,能更有效且及时地指导患者进行血运重建治疗。有研究[3-4]证明,腔内影像学比FFR指导下的血运重建使患者受益更多。但也有研究认为功能性评估指导下的血运重建更优,其可改善冠心病患者预后[5],并缩短手术时间和减少血管损伤[6]。因此二者孰优孰劣需进一步的临床研究来证实。现对NCCLs的新兴评估指标及其在血运重建方面的发展进行综述,以期更有效地评估冠心病患者NCCLs的狭窄严重程度并选择最恰当的血运重建方式,降低患者主要不良心血管事件(major adverse cardiovascular events,MACE)的风险。

1 非充血压力比值和血管造影衍生指标

1.1 瞬时无波比

瞬时无波比(instantaneous wave-free ratio,iFR)是指微血管阻力最低且稳定的舒张期(无波期)冠状动脉狭窄远端平均压力与主动脉平均压力的比值。与在高血流环境下测量的FFR不同,iFR是在静息状态下测量的,因此可减轻患者测量时的不适感[7]。同时,iFR可优化冠状动脉节段性狭窄中复杂的高血流相互作用,降低FFR测量时的不准确性。iFR是一种新兴的无腺苷静息指标,相较FFR可减少腺苷使用的局限性并缩短手术所需的时间,使用iFR评估多支冠状动脉病变患者的NCCLs时,可及时调整治疗方案,从而改善不良的临床结果[8]。虽然相关文献[9]表明iFR比FFR对NCCLs评估更加优异,且iFR≤0.89已被广泛视为评估NCCLs血流动力学意义的最佳分界线,但在急性冠脉综合征患者中,iFR能否精准地评估NCCLs狭窄程度需进一步的研究。

1.2 冠状动脉狭窄远端平均压力/主动脉平均压力

随着NCCLs狭窄严重程度的增加,冠状动脉血流稳定性需要冠状动脉微循环代偿性扩张来维持,当微循环扩张达到一定程度后就会出现静息状态下冠状动脉狭窄远端平均压力的下降,因此冠状动脉狭窄远端平均压力/主动脉平均压力(mean resting distal coronary artery pressure/mean aortic pressure,Pd/Pa)可在一定程度上反映NCCLs狭窄的严重程度[10]。Lee等[11]的研究表明,Pd/Pa和iFR在评估冠状动脉血流动力学上的狭窄严重程度作用相似,但Pd/Pa评估NCCLs狭窄临界病变的鉴别能力可能比iFR低。Mamas等[12]的研究显示冠状动脉静息全周期Pd/Pa和FFR之间有很强的相关性,静息全周期Pd/Pa≤0.85的阳性预测值为95%,而静息全周期Pd/Pa≥0.93的阴性预测值为95.7%。Piróth等[13]的研究发现首次PCI成功后,Pd/Pa对NCCLs的诊断准确率为FFR的80%,在36个月的随访中,FFR在预测靶血管梗死和靶血管血运重建方面无明显优势,但在FFR和Pd/Pa不一致的情况下,FFR在确定NCCLs安全择期治疗方面可能会更好。Tebaldi等[14]最新的研究证明与金标准FFR相比,Pd/Pa在区分是否需再行血运重建的NCCLs方面具有等效性。

1.3 定量血流分数

定量血流分数(quantitative flow ratio,QFR)是一种基于血管造影的功能性工具,通过FFR快速计算来识别缺血的冠状动脉。侵入性FFR测量的局限性,如额外的仪器、操作时间的延长、介入导管的推进和其诱导高血压增加的操作风险,以及测量成本的增加,都可使用QFR来避免。大型前瞻性试验[15-16]已验证了QFR在评估冠状动脉狭窄方面与FFR和iFR相比的可行性诊断能力。Erbay等[17]的研究结果首次表明,在急性冠脉综合征的急性期,QFR对血流动力学的评估是一种可靠的评估NCCLs狭窄程度的工具,更重要的是,基于冠状动脉造影三维重建和血流动力学的QFR评估NCCLs优于三维定量冠状动脉造影,具有更准确和客观评估NCCLs狭窄严重程度的潜力。也有研究[15]显示,QFR用于评估NCCLs的时间支出明显少于FFR。Milzi等[18]的研究证实在急性心肌梗死患者中,QFR对预测NCCLs的缺血有很好的诊断效率,明显优于三维定量冠状动脉造影所评价的冠状动脉病变几何形态,并指出预测心肌缺血的最佳临界值为0.80(敏感性为83.7%,特异性为86.1%)。

1.4 径向壁应变

径向壁应变(radial wall strain,RWS)是一种血管造影衍生的新兴指标,与血管内侧壁应变相对应,并通过分析单次血管造影图像运行来描述整个心动周期内的血管管腔直径变化。Hong等[19]初步研究发现,在冠状动脉狭窄段的RWS最高值(RWSmax)>12%的阈值下,其与OCT衍生的脆性斑块特征明显相关,这种简化实用的方法可从生物力学角度评估斑块易损性。有研究[20]表明,应变变化是斑块疲劳的一个指标,并与应变幅度及冠状动脉狭窄进展呈正相关。高应变幅度与组织学确定的高脂质负荷和薄纤维帽斑块(厚度<65 μm)有很好的相关性,这可作为后续NCCLs进展的形态评估因子[21]。RWSmax>12.6%被归类为高应变模式,高应变模式可能导致进一步的内皮功能障碍、细胞外基质翻转、炎症反应和斑块内出血,这种高应变模式与NCCLs进展独立相关。因此当RWSmax>12.6%时可对NCCLs的进展进行评估,并对NCCLs的治疗提供一定的参考价值。

2 腔内影像学

2.1 近红外光谱联合IVUS

近红外光谱和IVUS是互补的,它们克服了彼此的局限性。IVUS在区分脂质和纤维化斑块方面是次优的,而这是近红外光谱的优势所在,并且近红外光谱可更直接、更简便地定量脂肪含量。相反,作为一种光谱技术,近红外光谱不提供斑块的断层图像,因此不能提供斑块大小或动脉粥样硬化负荷的测量,这些可通过IVUS来确定。最初的LRP研究[22]中,3年内经过治疗的冠状动脉罪犯血管病变和未经治疗的NCCLs引起MACE的比例相同。而最近PROSPECTⅡ研究[23]显示13%的患者在4年内发生MACE,其中8%是由未经治疗的NCCLs引起的,最初治疗过的罪犯血管病变在随访期间发生新的MACE的概率较低,这可能与支架技术的改进、更有效的药物治疗,以及使用IVUS引导来放置支架有关。既往的研究发现,在NCCLs中,最有可能导致未来发生MACE的病变具有高脂质含量和较重斑块负荷的特点。ProvisionⅡ研究[23]表明,使用整个冠状动脉病变中任何4 mm区段的最大脂质核心负荷指数(MaxLCBI4 mm)≥325、斑块负荷≥70%和最小管腔面积≤4.0 mm2来定义易损斑块特征,并可定义MaxLCBI4 mm≥400时,将导致未来NCCLs相关MACE的阳性预测值更高,但敏感性更低。通过IVUS来识别NCCLs的斑块大小,并通过近红外光谱评估其脂质含量,从而降低高风险NCCLs导致MACE发生的概率。因此在识别非梗阻性斑块方面,二者联合是很有前景的影像成像方法。

2.2 OCT衍生指标

OCT是目前最常用的腔内影像学检查方法之一,可用于精准地评估NCCLs的解剖特点,其衍生指标脂质纤维帽比值(lipid fiber cap ratio,LCR)和光学血流分数(optical flow ratio,OFR)联合使用时,可检测高风险的NCCLs。LCR>0.33且OFR≤0.84 的冠心病患者,2年后发生NCCLs相关MACE的风险大约是这两项指标中至少一项正常者的43倍[24]。在接受OCT引导的PCI患者中,有35.8%的NCCLs存在无衰减低强度区,包括15.5%的NCCLs在同一病变中同时存在无衰减低强度区和胆固醇晶体,NCCLs内存在OCT检测到的带有胆固醇晶体的无衰减低强度区,这对评估NCCLs相关的MACE有预测价值[25]。

3 血运重建

3.1 FFR指导的血运重建

FFR指导下的血运重建比血管造影引导下的血运重建是否更优越,尚缺乏结论性的数据支持,但有研究[26]显示在NCCLs中,通过血管造影判断有50%～70%直径狭窄的患者,再次行FFR诊断时结果却呈阴性,这对血管造影的准确性和血管造影引导下血运重建的必要性提出了质疑。既往研究证明,采用FFR指导的完全血运重建策略能降低全因死亡、非致命性再梗死和心肌缺血驱动血运重建等主要终点事件中的相对风险,但FLOW-MI试验[26]却表明FFR与血管造影引导的血运重建相比,在优化ST段抬高型心肌梗死患者预后方面并无显著差异。这导致了FFR指导下的血运重建是否更优存在争议。血管FFR是一种新的FFR衍生指标,是基于三维定量冠状动脉成像且不需专用的压力线和充血剂[27]的无创指标,与有创性测量的FFR相比有很好的一致性[28],该技术有可能更好地指导NCCLs的血运重建。

3.2 iFR指导的血运重建

众所周知,多支冠状动脉病变患者的风险比单支的更高,临床结果更差,需更复杂的管理方法和PCI策略[29]。多支冠状动脉病变的完全血运重建(包括NCCLs治疗)可能会改善预后。然而,这种策略在不同的临床环境下有不同的成功率[30-31]。以往的研究[32-33]报道,完全的多支血管血运重建往往有积极的结果。完全血运重建术是否优于分期介入治疗仍存在争议,目前尚无明确的界定,多建议采用综合或个体化的治疗方法[34]。iFR指导下的冠状动脉血运重建(包括先进的有创功能评估工具)具有极大的临床意义[35-36]。DEFINE PCI研究[5]中PCI后冠状动脉生理学评估的数据显示,几乎每4例患者在血管造影引导下成功进行血运重建后都有明显的残余缺血,而iFR可改善这种术后残余缺血,突出了iFR指导下的血运重建价值。iFR联合配准软件[6]可虚拟PCI规划,是优化血运重建过程的一种选择,与血管造影引导下的分阶段PCI相比,iFR指导下的单阶段血运重建可减少PCI尝试的次数、血管损伤和缩短手术时间。

3.3 腔内影像学指导的血运重建

欧洲相关指南[37]建议,FFR和iFR指导下的血运重建可作为冠心病患者NCCLs介入治疗的Ⅰa类推荐。但腔内影像学指导下的血运重建同样不容忽视。相关研究[3]比较了OCT和FFR指导下NCCLs的血运重建,结果表明OCT组13个月后MACE要显著少于FFR组。一项纳入33项研究的荟萃分析[4]表明,与FFR相比,IVUS引导的血运重建可降低支架内血栓形成的发生率。在COMBINE研究[38]中,冠心病合并糖尿病患者行FFR评估NCCLs时,对FFR阳性(FFR≤0.8)的患者进行血运重建,阴性的患者行OCT评估,结果发现阴性患者NCCLs中仍存在薄纤维帽粥样硬化斑块,FFR指导的血运重建也存在漏诊的可能。因此冠心病患者行个体化的介入治疗时,可视患者病情将功能性和腔内影像学评估结合起来,从而更全面地指导NCCLs的血运重建。

4 小结和展望

与传统的血管造影评估NCCLs相比,功能性和腔内影像学的评估方式显得更加客观,避免了人为因素导致的评估误差,特别是在轻中度狭窄的NCCLs中。功能性评估指标中FFR具有花费昂贵、操作难度大以及腺苷使用的局限性等缺点,因此探索新兴的评估指标很有必要,其中iFR取代FFR已被国内外广泛认可,但QFR、Pd/Pa和RWS还需进一步研究其评估NCCLs的有效性。未来功能性和影像学评估二者相结合的评估方法将会是研究重点,并有望创造出一种无创的评估方式来取代血管造影,成为评估NCCLs的金标准。同时,随着评估技术的进一步发展,在其指导下的血运重建可能更加高效及安全,并降低患者发生MACE的风险。目前关于FFR和iFR的研究和临床应用较多,但其他评估方法目前研究较少,需进一步的探索。随着评估方法的不断完善,相信未来功能性和腔内影像学评估乃至二者联合指导下的血运重建方法可能会比传统血管造影引导的血运重建更优,并有望取代血管造影。