同济大学附属第十人民医院|上海市第十人民医院 作者：徐亚伟 李宪凯 2010-5-13
关键词：OCT 成像技术 冠心病 介入治疗 球囊阻断技术 IVUS
光学相干断层成像术（Optical coherence tomography，OCT）是近年来发展较快的冠状动脉成像技术，OCT 利用近红外线的光波作为光源，由于光波的波长明显短于声波波长，故OCT具有高分辨率（10um），约为IVUS分辨率的10倍，且OCT的成像速度快，OCT不像IVUS那样需要换能器，因此OCT的内径较小，可使用内径更小的指引导管，也易于通过病变。近年来，OCT逐渐成为冠脉介入治疗中的一种重要技术，OCT作为一种新兴技术，在推动冠脉成像技术发展的同时，也给临床带来一些挑战。
1 OCT工作原理
OCT是将光学相干技术与激光扫描共焦技术相结合起来的一种新型成像技术，OCT最初被应用于检测视网膜等透明组织，随着技术的发展，OCT逐渐被应用于冠心病介入治疗中。OCT采用低相干技术，利用波长为1300nm左右的近红外线的光波作为光源，通过分光器将光源发出的光分为样本光束和参照光束，由于光波传到速度太快，OCT难以直接检测样本光束，但是采用距离相同的参照光束和样本光束反射波相遇后的产生的光学相干现象，经计算机处理成信号后可以得到相应的图像，用光波反射时间和光波延迟时间来测量距离，光波强度代表深度，从而获得组织图像。
2 OCT的局限性和解决方案
OCT在冠脉介入中的应用过程中，最大的障碍是血液红细胞中的血红蛋白对光线的吸收所造成的光线衰减，从而影响OCT成像的质量。理论上有以下几种方法可以减弱红细胞对光学的影响：
2.1 将血液中红细胞比容降至10％以下，该法由于安全性差，无法在临床上使用；
2.2 使用粘性液体代替红细胞，在我们的动物实验中，尝试使用威视派克和生理盐水的等比例混合液来冲洗血液，获得良好的成像效果；
2.3 降低血浆和红细胞之间的折射率以减少光线的反射，该法尚未转化为临床成果；
2.4 红细胞叠连，如使用粘性液体葡聚糖，葡聚糖具有降低血浆和红细胞之间的折射率和促使红细胞叠连的作用，可达到良好清除红细胞已到达好的成像效果。
3 球囊阻断技术和非球囊阻断技术之间的安全性与有效性比较
为比较球囊阻断技术和非球囊阻断技术在OCT成像过程中的安全性和有效性，笔者在Pubmed和Eurointervention网站使用关键词OCT，检索自1996年至2009年11月16日期间发表的在患者中应用OCT的文章，所有OCT均为时域OCT系统。
安全性涉及心电图改变（ST段抬高、QRS增宽、ST压低、房室传导阻滞、一过性QTc间期延长、室性早搏、室颤），症状（胸痛）和并发症（冠脉夹层、空气栓塞）等；有效性涉及冲洗红细胞失败、设备功能不良、成像导丝头端断裂、技术性失败及其他原因等。
共检索到49篇论著（n=2172例）和37篇个案报道（n=40例），但个案报道均未涉及安全性和有效性分析，予以剔除；按照文章所叙述的OCT技术，将所有病例分为球囊阻断技术OCT和非球囊阻断技术OCT；在49篇论著中，剔除未注明是否使用球囊阻断技术的12篇论著（n=534例），在剩余的37篇论著中，有1041例使用球囊阻断技术，597例使用非球囊阻断技术。
在这些论著中，球囊阻断技术组有超过97％的病例使用乳酸林格氏液冲洗血液，极少数使用葡聚糖40；非球囊阻断技术组有75％的使用威视派克类的粘性造影剂冲洗血液，其余的使用乳酸林格氏液或葡聚糖40冲洗血液。球囊阻断技术组的冲洗速度为0.5～1
mL/s，非球囊阻断技术组的冲洗速度为2.5～4 mL/s；球囊阻断技术组的OCT回撤速度为1 mm/s，非球囊阻断技术组的OCT回撤速度为2～3 mm/s；
表１显示球囊阻断技术与非球囊阻断技术的安全性比较，球囊阻断技术组的心电图ST段抬高（7.7％ vs 2.2％, P<0.001）和胸痛症状（17.3％ vs 9.7％, P<0.001）明显高于非球囊阻断技术组。而非球囊阻断技术组一过性QTc间期延长（9.9％ vs 0.4％, P<0.001）和室性早搏（1.3％ vs 0％, P<0.001）却高于球囊阻断技术组。球囊阻断技术组的更容易发生并发症，但是两组之间未显出统计学差异。总体而言，两种技术虽然或多或少的存在一些安全性问题，如胸痛等，但是由于缺血时间比较短，患者往往能自行缓解或者使用硝酸甘油缓解胸痛不适；两种技术均无死亡等MACE事件发生，说明两种技术均具有良好的安全性。
表2显示球囊阻断技术与非球囊阻断技术的有效性比较，非球囊阻断技术组由于成像导丝可追踪性差而造成的病变部位难以定位（0.5％ vs 0％, P<0.05）的发生率高；球囊阻断技术组的图像采集不全发生率较高（1.1％ vs 0％, P<0.05）。两种技术均存在一定的失败率，可能与OCT系统操作相对繁琐、成像导丝脆弱及术者操作不熟练有一定关系。总体而言，非球囊阻断技术组的有效性较好，但是两组之间未显出统计学差异。
但是，随着OCT的研发，快速成像的频域OCT将会大大提高非球囊阻断技术的应用。
4 4 OCT与IVUS在冠脉介入治疗中的比较
4.1 评价薄纤维帽粥样斑块（TCFA）
动脉硬化斑块破裂、血栓形成是急性冠脉综合症的病理生理基础，大量研究证明，斑块破裂并非发生在严重狭窄的病变区域，发生破裂的斑块往往是不稳定性斑块，即易损斑块，通常也称为薄纤维帽粥样斑块（Thin cap fibroatheroma, TCFA）。对ACS死亡患者的尸检证实TCFA的特征为：正性重构、大脂质池、薄纤维帽（﹤65um）和大量巨噬细胞浸润。IVUS由于可以检测冠脉的重构，脂质池，但是由于分辨率为100um，很难检测到厚度﹤65um的纤维帽，因此有一定的局限性；VH-IVUS（Virtual histology IVUS）采用不用的颜色代表脂质斑块（浅绿色）、纤维脂质斑块（深绿色）、钙化（白色）和坏死组织（红色），VH-IVUS定义的TCFA：坏死组织大于横截面积的10％，且无纤维组织覆盖，且斑块负荷大于40％；OCT定义的TCFA：纤维帽厚度﹤65um的脂质斑块。VH-IVUS能清晰显示坏死组织，但不能检测薄纤维帽，而OCT由于高分辨率，能检测薄纤维帽，但是OCT穿透力仅有2mm，不能检测斑块深部的脂质池。
VH-IVUS和OCT均能检测TCFA的一些指标，一项研究联合VH-IVUS和OCT检测TCFA的发现，在126例狭窄病变中，VH-IVUS检测TCFA的阳性率为48.4％，OCT为28.6％，两种方法均证实为TCFA的仅为22.2％，VH-IVUS和OCT假阳性率分别为26.2％和6.3％。研究者认为任何一种方法都不能代替另一种方法，需要联合使用VH-IVUS和OCT提高TCFA的检出率。当然，这样同时使用两种方法会增加临床费用，具有相当的局限性，但是说明OCT在检测TCFA有相当的优势，假阳性率为6.3％。
4.2 判定血栓
血栓形成也是急性冠脉综合症的基础，在急诊PCI时常常能看到血栓影，IVUS也能分辨血栓，其特征为超声密度不均匀、呈分叶状、内有微小裂隙、向血管腔内浮动的组织。研究发现IVUS识别血栓的特异性高达90％以上，敏感性为57％，由于IVUS不能区分血栓和富含细胞的斑块，所以其特异性虽高，但敏感性低。IVUS对于红血栓的识别率高于血小板血栓。Kume在OCT检测血栓方面作了大量工作，认为OCT下的红血栓为突入管腔的高信号组织，由于血红蛋白吸收近红外光，所以红血栓后面有明显的信号衰减，而白血栓在无信号衰减。OCT在检测血栓方面有相对的优势，可以直观的判断血栓。
4.3 指导支架植入和判定支架贴壁
OCT对于管腔内径的测量可以指导支架的植入，测量支架植入后的管腔面积，随访支架术后的内膜增生情况，支架小梁的覆盖情况，支架的贴壁情况，以及支架术后可能出现的正性重构造成的血管瘤，可以解释支架贴壁不良造成的极晚期血栓等。
一项对使用西罗莫司涂层支架（57 SES）的34例患者进行的6个月 OCT和IVUS随访，显示OCT检测到内膜平均厚度为52.5
um，有64％的支架小梁被新生内膜覆盖，而IVUS却无法检测。在6840个支架小梁中，79个贴壁不良且无内膜覆盖，尤其发生在支架重叠的区域。IVUS可以检测明显的支架贴壁不良和内膜增生，但由于低分辨率，很难对早期内膜增生情况进行测量。支架术后随访时，若OCT检测到支架小梁均被一层光滑的内膜完全覆盖，可以考虑停用波立维。
5 小结
作为一种新兴的冠脉影像技术，OCT具有高分辨率、成像速度快的优势，且在大量临床试验中证实其安全性高与有效性好，随着研究的深入，OCT在心血管介入治疗中的逐渐凸显出优势，OCT能判定TCFA、血栓以及支架等等，对于指导冠脉介入诊疗，提高冠脉介入诊疗的效果有重要的临床意义。