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光学相干断层成像在评估可吸收支架中的应用
作者:刘学波[1] 叶梓[1] 
单位:上海同济大学附属同济医院[1]  
文章号:W118567  
2017-3-20 10:25:26    
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  1977年Gruentzig1首先施行了经皮冠状动脉腔内成形术( percutaneous transluminal coronary angioplasty, PTCA) ,标志着冠状动脉介入治疗的开始。20世纪90年代问世的裸金属支架(bare metal stents,BMS)机械性地撑开血管狭窄病变,克服了早期血管弹性回缩,使管腔保持通畅,但是仍存在支架再狭窄等问题。

  1977年Gruentzig1首先施行了经皮冠状动脉腔内成形术( percutaneous transluminal coronary angioplasty, PTCA) ,标志着冠状动脉介入治疗的开始。20世纪90年代问世的裸金属支架(bare metal stents,BMS)机械性地撑开血管狭窄病变,克服了早期血管弹性回缩,使管腔保持通畅,但是仍存在支架再狭窄等问题。药物洗脱支架(drug-eluting stent,DES)较PTCA和BMS明显降低支架再狭窄的发生率,改善临床预后2。但是由于药物涂层释放会使新生内膜生长延迟,引起植入支架部位血管高炎症反应,导致支架内膜覆盖不全,即使延长双联抗血小板治疗,仍有可能发生远期支架血栓3。为了降低支架内再狭窄和支架血栓的发生率,DES的更新换代从未停止,但是以不锈钢和钴铬合金等为材料的DES仍未能从根本上解决这些问题。生物可吸收支架(bioresorbable scaffold,BRS)最早可追溯到20年前4,从最初的尝试,随着药物金属支架时代兴起短暂沉寂,到如今再次步入主流舞台,这之间经历了漫长的过程。作为冠脉介入治疗的新方法,可吸收支架能在一段时间内使血管通畅,同时释放抗增殖药物,避免支架内再狭窄。在这个过程中,支架梁缓慢降解,最终在血管内不残存支架梁、不影响血管顺应性的情况下使血管管腔重构5,6。365医学网 转载请注明
  光学相干断层成像技术(optical coherence tomography, OCT)因其极高的分辨率,能够提供媲美组织学的精确度。无论是评估斑块性质,指导术前、术后手术策略,鉴别术后并发症和评估术后远期效果,都具有极大的价值。ABSORB生物可吸收支架(Absorb BVS)(Abbot Vascular, Santa Clara, CA, USA)是目前临床随访数据最多的可吸收支架,因此本文以其为代表,对OCT评估可吸收支架的方法、术语及临床应用现状进行讨论和总结。365医学网 转载请注明
一. OCT评估BVS的术语365医学网 转载请注明
  可吸收支架支架应用全新的材料,植入体内后会缓慢降解,在这个过程中会逐渐失去支撑力,可能会出现晚期支架回缩。因此植入BVS术前评估与策略与金属支架不同,应用OCT评估时需要全新的测量方法学。目前应用最广的ABSORB可吸收支架是一种以左旋聚乳酸为骨架,右旋聚乳酸为涂层,依维莫司为抗增殖药物的生物可吸收支架。OCT下聚乳酸支架梁表现为高亮边框,中央为黑色。聚乳酸支架梁因其可透光性,其后不会有声影消减,血管管壁显影不受其影响,因此可以测量支架梁的厚度,更好地研究支架及支架后管腔和贴壁的情况。对于可吸收支架的定量分析,主要包括梁孔面积(strut core area)、梁面积(strut area)、管腔面积(lumen area)、支架面积 (scaffold area)、支架贴壁不全面积(incomplete strut apposition,ISA)和新生内膜面积。30365医学网 转载请注明
二.支架植入后即刻OCT测量365医学网 转载请注明
  植入可吸收支架后即刻能用OCT测量的参数包括管腔面积、支架面积,支架贴壁不良面积、斑块脱垂面积、血流面积、支架对称性和偏心度等。另外,可以评估是否有支架断裂、支架边缘夹层等并发症7。1)管腔面积和支架面积:可吸收支架的聚合物梁是透光的,因此可以观察到其后的血管管壁。管腔面积由血管边界和支架梁的血管管壁面连接而成。如果支架贴壁良好,支架梁面积为支架梁内黑色部分管壁侧的中点连线而成的范围;如果存在支架贴壁不良的情况,支架面积为贴壁不良支架梁管壁面边框中点的连线。在没有贴壁不良和斑块脱垂的情况,支架面积等于管腔面积。2)支架梁贴壁不良:支架梁贴壁不良定义为支架梁管壁侧和血管壁之间有明显间隙。支架贴壁不良面积定义为支架管壁侧边框边界和管腔内膜间的面积。一项纳入25名患者的术后6月OCT随访8提示术后即刻支架贴壁不良与支架内膜覆盖不全和管腔内团块(mass)相关。3)斑块脱垂和管腔内缺陷面积:当支架梁间的斑块凸入至管腔,此时可以测量脱垂斑块的面积,定义为脱垂斑块的边界与支架梁之间的面积。如果管腔中有与管腔壁分离的缺损(如血栓等),也可以测量其面积。4)血流面积:考虑到支架贴壁不良、斑块脱垂和管腔内缺损,对于可吸收支架的OCT测量方法学中引入血流面积的定义。血流面积被定义为支架面积和支架贴壁不良面积的总和与支架梁面积、斑块脱垂面积、管腔内缺损面积的总和的差值。5)术后即刻支架梁断裂:可吸收支架植入过程中需要使用高压力后扩张,可能会引起支架梁断裂。OCT下支架梁断裂被定义为同一截面的扇形区域内,2个支架梁互相重叠。这种情况无论有无支架贴壁不良都有可能发生。另外,如果孤立的支架梁与周围的支架梁均不相连,位置几乎位于管腔中央,也有可能有支架断裂存在。使用OCT 3D重建技术能够判断支架梁断裂。有研究9认为,只要后扩球囊与支架直径差小于0.5mm,无论以何压力进行后扩张,均不会引起支架断裂。6)边缘夹层:OCT下的可吸收支架边缘夹层定义为支架近段及远端边缘,血管内膜中断。ABSORB Cohort B研究10中发现,术后即刻支架边缘近段和远段夹层的发生率分别为24%和42%。术后即刻和术后随访均行OCT检查的患者中,支架近段和远段边缘夹层术后发生率为21%(9例)和38%(16例),术后6月随访仅为2%(1例)和5%(2例);术后1年,只有1名(2%)患者支架边缘近段仍发现夹层;术后2年和3年随访,所有患者均没有发现支架边缘夹层。这些患者均没有发生支架血栓。从这个小样本量的研究中,可以发现可吸收支架术后支架边缘夹层大部分能在6个月内愈合,且不引起远期不良事件。但是,仍需要更大样本量进行进一步的研究。7)支架偏心率和对称性:应用OCT能够测量植入支架的偏心率和对称性。偏心率被定义为每一帧中最小直径和最大直径的比值。偏心率指数为支架全长中每一帧偏心率的平均值。计算支架对称性需要首先测量所有帧数中支架梁最大直径和最小直径的比值。对称性指数被定义为最大直径与最小直径之差除以最大直径。365医学网 转载请注明
三.BVS远期随访的OCT评估365医学网 转载请注明
  可吸收支架植入后会随着时间降解,在随访过程中,可以评估支架中断(Scaffold Discontinuity)、支架梁内膜覆盖(strut coverage)、支架偏心率(Eccentricity)、新生内膜增生(neointimal hyperplasia)等。1)支架中断:支架梁降解过程中,能够观察到支架不中断的情况。OCT随访中支架中断和即刻植入支架后支架断裂的情况相似。在2D画面中,定义为同一截面的扇形区域内,2个支架梁互相重叠。这种情况无论有无支架贴壁不良都有可能发生。另外,孤立的支架梁与周围的支架梁不相连,并且位置几乎位于管腔中央,也是支架中断的表现。3D OCT重建可以更好地帮助理解这一现象。2)支架偏心率:随着支架降解,支架完整性破坏,其生物材料性质会改变。因此,支架偏心率也会随着时间改变。一项5年随访研究11提示Absorb BVS植入后,支架偏心率会随着时间有所改善。3)支架内膜覆盖和新生内膜增生:随访中,使用OCT分析支架内膜覆盖的情况比较复杂。随着支架梁中央黑色区域面积的减少,支架边框区域会增厚,但是当有内膜覆盖时,OCT下无法分辨内膜和支架边框,因此只能计算中央核心的黑色区域。中央的黑色区域会逐渐为周围组织填充,在OCT下,表现为不规则且高密度的区域。当支架贴壁良好,管腔面积为贴壁支架梁间和覆盖于支架梁之上内膜的边界。如果有贴壁不良的情况,贴壁不良支架后血管内膜为管腔边界。测量支架梁面积时,定义支架梁中央黑色区域的靠管壁面为边界。当所有支架梁都贴壁良好,新生内膜增生区域为支架梁面积减去管腔面积和黑色区域面积。如有支架贴壁不良,新生内膜增生面积为支架梁面积、贴壁不良面积、贴壁不良的支架梁及其周围组织面积的总和,减去管腔和支架梁面积。365医学网 转载请注明
  Gomez-Lara等12使用OCT评估BVS植入后6月支架内膜覆盖的情况,发现80%术后即刻出现的贴壁不良支架梁因为自身降解等原因,随访时贴壁良好,只有15%支架梁在随访时贴壁仍然不佳。晚期获得性支架贴壁不良的比例较低。在随访中,6个月时支架梁内膜覆盖不佳与贴壁不良和边支处支架梁相关。另外,因为贴壁不良引起管腔内团块虽然较少发现,但是与支架贴壁不良和支架梁内膜覆盖不全相关。因此,在植入支架时选择合适的支架尺寸,避免因支架过小,植入支架后过度扩张牵拉,是避免支架贴壁不良和支架内膜覆盖不全的关键。365医学网 转载请注明
四.可吸收支架血栓365医学网 转载请注明
  1)早期支架血栓365医学网 转载请注明
  目前3项随机研究比较Absorb可吸收支架与第二代DES的远期效果。ABSORB II研究中13,2者1年随访临床结局相仿,2组之间支架血栓发生率无显著差别。金属支架组中无支架血栓出现,可吸收支架组则有2例支架血栓发生。应用OCT分析,其中1例病例中有支架梁重叠,提示支架断裂。EVERBIO II研究14和ABSORB Japan研究15均得出类似的结果。ABSORB Japan研究中两组均没有早期支架血栓发生。关于早期支架血栓,有一些个案报道16-18,提示支架血栓的发生可能与支架梁的厚度,和其它手术相关因素相关,如病变性质、支架梁膨胀、术后抗栓药物策略。365医学网 转载请注明
  2)晚期支架血栓365医学网 转载请注明
  自从McFadden等19报道4名患者在停用双联抗血小板药物后发生晚期支架血栓,心脏科医生开始意识到金属支架植入1年后每年有2%-3%的概率发生支架血栓。虽然新一代金属药物涂层支架减少了极晚期支架血栓风险,可吸收支架让人们看到了攻克这一并发症的希望。但是,OCT研究仍然提示在支架完全被吸收前仍有支架血栓的风险存在。365医学网 转载请注明
  Räber等20对4名植入Absorb BVS 1.1后发生支架血栓的患者应用OCT进行分析,发现支架梁没有被内膜覆盖和支架梁贴壁不良与血栓形成相关。另外,支架不连续和支架内再狭窄也与极晚期支架血栓的发生相关。虽然一系列的OCT研究21提示支架不连续很少引起临床事件,但是当没有被内膜覆盖的支架梁突入管腔,影响结构完整性,造成晚期获得性支架不连续,可能会引起极晚期支架血栓。与金属支架不同,新生内膜增生并不是可吸收支架内再狭窄唯一的原因,支架降解过程中支架支撑力下降引起晚期回缩也会引起支架再狭窄,可能是引起极晚期支架血栓的原因之一。Cuculi等22使用OCT分析15例支架血栓(早期:8例;晚期:5例;极晚期:2例),发现早期支架血栓和晚期、极晚期支架血栓的发病机制不同。BVS早期支架血栓发生机制与金属支架血栓机制相似,主要为支架血管尺寸不匹配和支架膨胀不良。BVS支架梁厚度较DES更厚(1.4mm vs. 1.1mm),因此更应选择合适的支架匹配血管直径,并且充分后扩张,获得最优的支架膨胀。BVS晚期支架血栓机制则与金属支架不同,主要与支架梁周围低亮度区域(peristrut low-intensity area,PSLIA),新生血管形成和支架断裂相关。在之前的DES研究中,PSLIA和支架贴壁不良、斑块脱垂、支架断裂和支架内膜覆盖不良等支架血栓危险因素相关。23,24 在可吸收支架OCT研究中,更常见到PSLIA这一征象。组织学研究25提示PSLIA可能与支架梁周围组织炎症相关。PSLIA还被认为与聚乳酸水解引起的血管水肿相关。血管水肿引起血管易损性增加,从而引起晚期支架血栓。365医学网 转载请注明
五.BVS远期OCT观察研究365医学网 转载请注明
  一项应用OCT进行的随访研究26提示BVS对易损斑块可能有潜在的保护作用。该研究纳入46名植入Absorb BVS和20名植入BMS患者。在6-12月OCT随访中,BVS支架组只有8%的TCFA仍然存在,在BMS组则有27%。而在未干预血管,60%的TCFA斑块性质没有改变。另外,BMS的新生内膜反应更加明显,因此术后随访支架内管腔明显小于BVS组。该现象可能是由于BVS降解过程中,降解产物覆于易损斑块上形成“保护膜”。365医学网 转载请注明
  Serruys等27,28在植入BVS后2年、5年使用包括OCT在内的多种腔内影像设备对支架进行随访观察。2年随访时血管内超声(IVUS)已经无法观测到支架梁,但是OCT仍能观察到2/3支架梁的痕迹,并且观察到血管表面同质性的管壁结构。5年OCT随访进一步评估BVS支架植入后长期效果,提示在植入5年后,支架梁降解已经全部完成,且没有边支开口受累的情况。血管管腔面积也在没有重构的情况下较植入支架即刻和2年随访时持续增加,斑块面积较前进一步减少。365医学网 转载请注明
  另外一项小样本量5年OCT随访研究11观察植入BVS后的血管反应。当BVS完全降解后,血管管腔面积较前增加,管腔对称性得到改善。同时,OCT下观察到在斑块表面覆盖着一层均质的强信号、低声影消减的组织层。该层组织最厚150um,将管腔与斑块隔离。而在DES长期随访观察中,即使内膜覆盖良好且贴壁良好,仍会有新生内膜粥样硬化出现。365医学网 转载请注明
六.总结365医学网 转载请注明
  如今,BVS的安全性及疗效不断得到大量临床研究的证实。随着器械的进步及术者技术的不断提高,BVS将会应用到合并症更多的患者、更复杂的病变类型,更高危的斑块类型中。OCT作为具有高分辨率的检测仪器,能够更准确地识别斑块性质,鉴别介入治疗后支架内外细微结构的改变,随访评估BVS植入后血管反应,随着其对BVS的测量方法学不断完善,定会发挥更大的作用。365医学网 转载请注明
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作者简介
刘学波
单位:上海同济大学附属同济医院
简介:中华医学会心血管病分会全国委员,中华医学会心血管病分会心血管影像学组副组长; 中国医师协会介入医师分
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