作者:于波(哈尔滨医院)
冠状动脉造影术是目前普遍公认的诊断冠状动脉粥样硬化性心脏病的金标准。然而在临床实践中，很多患者的冠状动脉造影结果不能很好的显示其冠状动脉基础病变。例如有些急性冠脉综合征患者人群中，造影显示的并不是显著狭窄病变，取而代之的可能是不稳定斑块的破裂以及继发破裂而来的血栓，或者是斑块侵蚀、钙化结节等病变诱发的血栓形成。冠状动脉造影术目前也是冠状动脉介入治疗中指导支架植入过程及其随访的重要手段。但是很多情况下介入医生仅通过冠状动脉造影并不能明确了解到支架植入过程或精细评价支架植入后内膜愈合情况。我们需要一种更加精确的手段来检测患者的病变基础，又或预防术中和术后的并发症，指导患者的临床治疗。
1OCT发展简史及其工作原理
光学相干断层成像（opticalcoherencetomography，OCT）技术是一种应用近红外光干涉成像的新技术，通过使用干涉仪记录不同深度生物组织的反射光，通过计算机构建能够让人简单识别的图像。OCT的最重要的特点就是其高分辨率，约为l0μm-15μm，是血管内超声成像技术（IVUS）的10倍左右，同时成像速度快，可以对生物组织内部的微观结构进行高分辨率横断面层析成像。与此同时，由于其与病理组织学图像具有良好的对应性，它又被称为“光学活检”。OCT成像原理是将光源发出的光线分为两束，利用两束反射光发生干涉作用，从组织中反射回来的光信号随组织的性状而显示不同强弱。这些光信号经过计算机处理，通过比较分析反射波和参考波即可获得关于组织反射性和距离的数据，由此得到组织断层成像。年，麻省理工大学第一次发表了关于OCT的文章，描述了OCT成像系统的基本概念，并讨论了OCT在视网膜和动脉内的应用[1]。到年Brezinski第一次应用OCT技术进行了体外动物研究[2]。与在眼科领域应用相比，第一代OCT应用于冠脉面临了很多挑战，比如检查时需要暂时阻断冠脉血流，这就使OCT对患者、病变以及操作者都具有选择性。尽管如此，自年哈佛大学的IKJang教授首次应用于冠状动脉内的检查以来，OCT还是以其检查的安全性和极高分辨率在世界范围内迅速普及，从对不稳定斑块的评价逐渐应用于指导冠脉之介入治疗，评价支架植入后即刻效果（支架贴壁，支架膨胀，内膜撕裂，组织脱垂）及远期效果（晚期贴壁不良，晚期血栓，支架内膜覆盖），从最初作为冠脉造影的替补逐渐成为血管内检查技术的主力之一，开创了冠状动脉内检查的新的里程碑[3]。目前OCT可以分成两类：第一代的时域OCT和第二代的频域OCT。时域OCT（TimedomainOCT，TD-OCT）是把同一时间从组织中反射回来的光信号与参照反光镜反射回来的光信号叠加、干涉，然后成像的。而新一代的频域OCT（FrequencydomainOCT，FD-OCT）就是参考臂的参照反光镜固定不动，通过改变光源光波的频率来实现信号的干涉。年后，第二代OCT——频域OCT相继在美国、中国及其他国家批准上市。与第一代时域OCT相比，频域OCT是通过改变光线的频率而获得不同深度组织的成像，成像速度快，一次扫描只需要几秒钟时间，更为重要的是，它不需要阻断血流，因此，不会造成相关的缺血事件。
2OCT在冠心病诊断中的应用
2.1对斑块类型的分析
斑块的一些重要信息可以通过OCT检测获得，进而鉴别斑块是稳定斑块还是不稳定斑块，对冠心病的分型做成准确的诊断。YabushitaH等对个尸检获得的动脉粥样硬化血管节段进行OCT分析，将斑块分为三类：纤维斑块，纤维钙化斑块，以及脂质斑块（图1）。此研究发现，对脂质斑块和纤维钙化斑块OCT检测跟组织学相似的敏感性和特异性（分别是90％和92％；96％和97％）；对纤维斑块的敏感性和特异性分别为79％和97％[4]。
2.2对易损斑块的分析
研究已经证明动脉粥样硬化斑块破裂以及血栓形成是绝大多数急性冠脉综合征的原因。因此，检测具有高破裂风险的斑块（即易损斑块），对预防和诊断急性冠脉综合征具有重要意义。所谓高破裂风险的斑块就是指拥有大的脂质核心，薄纤维帽并富含巨噬细胞的斑块。这样形态像“薄皮大馅的饺子”一样的斑块容易发生破裂，并在此基础上形成血栓从而引起猝死或急性冠脉综合症。易损斑块的主要特征之一就是薄纤维帽厚度，而OCT是唯一能够精确测量易损斑块纤维帽厚度并与病理组织学高度相关的检查方法。Kume等人对来自尸检的35个富含脂质斑块进行了研究，发现OCT检查所测量得到的斑块胶原纤维帽厚度与组织学所得到的厚度具有很强的相关性。在以上基础上，OCT定义了在体的薄纤维帽富含脂质斑块（thincapfibroatheromas，TCFA，图2），即是指OCT图像显示脂核角度大于或等于两个象限以及纤维帽厚度小于65μm的斑块。
除纤维帽厚度之外，易损斑块的另一特点就是大的脂质核心。一般认为脂质核心的大小与斑块的稳定性相关，脂核越大，稳定性越差。OCT图像中，大脂质核心的斑块显示为模糊边缘的低密度信号，相对于稳定型心绞痛患者，这种大脂质核心的斑块在急性冠脉综合征的患者中更容易出现[5]。同时也有研究发现OCT对脂质的检测优于IVUS[6]。
在以上基础上，OCT定义了TCFA，即是指OCT图像显示脂核角度大于或等于两个象限以及纤维帽厚度小于65μm的斑块。OCT研究已经发现急性冠脉综合征的患者TCFA的发生率比那些稳定型心绞痛患者要高，并且TCFA的分布与病变血管有关，左冠状动脉的近段比远段容易发生TCFA，而右冠状动脉则相反，TCFA贯穿在整个血管中。
易损斑块还有巨噬细胞的浸润，研究表明斑块巨噬细胞成分直接与他们的不稳定性相关，OCT能够识别斑块中巨噬细胞的密度以及分布情况。巨噬细胞OCT图像所表现的是斑块上的强反射信号。Tearney等人发表文章证明了OCT所采集的纤维帽上的巨噬细胞密度数据与组织学所获得的数据具有相干性（r=0.84；P＜0.）[7]。在一项入选个斑块的体内研究中发现，在不稳定型心绞痛心绞痛与ST段抬高心肌梗死的患者中巨噬细胞浓度（分别是5.86占1.％和5.54占2.01％）明显高于稳定型心绞痛患者（4.14占1.81％），并且在破裂斑块的近段的浓度高于远段的浓度（6.59占1.6％比5.29占1.17％）。
2.3急性冠脉综合征中斑块的检测
根据破裂的斑块所在的血管，我们可以确定靶病变血管。OCT对斑块破裂的定义斑块纤维帽的连续性中断，并在斑块上形成空腔，如果仅仅是内皮连续性的中断，没有空腔形成，则称为腐蚀。在对41名ST段抬高急性冠脉综合征的患者的研究中，Kubo等人发现使用OCT能观察到73％的斑块破裂，IVUS观察到了40％（P=0.），而血管镜是47％（P=0.），显然，在观察斑块破裂上，OCT具有明显优势[8]。
另外，引起急性冠脉综合症和心源性猝死的发生的其常见的三个病理过程为除了斑块破裂外，还有斑块侵蚀和钙化结节（图3）。尽管尸检病理学显示斑块破裂是最常见的病因（占60％-80％），但仍有三分之一的心源性猝死是由斑块侵蚀造成的，这一点在年轻女性和吸烟患者中更为突出。斑块侵蚀在病理学上表现为血管内皮的连续性丧失，常伴有附壁血栓。由于具有很高的分辨率，OCT具备分辨斑块破裂、侵蚀和钙化结节及其他引起急性冠脉综合征的相关机制的能力。近来，我们已经对急性冠脉综合征患者的罪犯病变的进行系统的形态学分析并赋予了新的OCT诊断斑块侵蚀的标准。斑块侵蚀定义为没有斑块破裂存在下，血管管腔表面形态不规则，伴有血栓形成，这也是其他介入影像学技术无法比拟的[9]。
2.4对冠脉内血栓的评价
斑块的破裂将会导致局部血栓形成的风险。OCT组织分辨率高的特点同样对斑块破裂继发的血栓形成能够准确识别。KumeT等应用对40人体尸检中的条片段进行分析，通过组织学进一步对比证实定义了OCT观测中的血栓性状，从而区分红白血栓（图4），将红色血栓定义为突入管腔中的组织为高反光信号，伴有无信号尾影的图像，而白色血栓则是突入管腔中的组织为强反光信号，低衰减图像[10]。年我们的研究小组使用OCT进行兔颈动脉血栓动物模型的观察，随后将影像学与病理相对照，完善了KumeT对血栓的定义，同时使斑块和血栓的鉴别更加容易可靠[11]。与IVUS相比，OCT对血栓的检测率堪称完美。Kubo等人在研究使用OCT发现％的急性心肌梗死患者中出现了血栓，而IVUS仅仅发现了33％[8]。
2.5钙化的检测
OCT还可对钙化病变做出检测，其对钙化的检测敏感性和特异性与IVUS相似。OCT图像中的钙化病变变现为有清晰边缘的低密度区域，这个清晰的边缘与脂核的模糊边缘相鉴别。JangIK等人发现急性冠脉综合征的患者中钙化比例明显比稳定型心绞痛患者多[12]。钙化的准确检测对选择再血管化方式是很重要的，高钙化斑块有着更高的支架贴壁不良（图5）。
3OCT在冠心病介入治疗中的应用
3.1OCT对管腔面积的测量
OCT所测量得到的管腔面积与组织学所得到的管腔面积具有很强的相关性，强于IVUS的相关性。体内研究表明IVUS和OCT对管腔的测量结果是有差距的，IVUS所测量得到的管腔面积比较大；不同的OCT技术所测量得到的管腔面积也是不一样的，需要阻断血流的OCT检查技术所得到的管腔面积比不需要阻断血流的OCT检查技术所测量得到的管腔面积要稍微小点。使用OCT测量管腔面积的时候，需要进行对图像进行适当调焦，这是非常重要的。调整程度差距的1％将会导致12～14％的管腔面积差距。
3.2支架膨胀不良和贴壁不良
IVUS研究表明支架小梁贴壁不良是个少见的现象，发生率仅为7％，并且不会增加的不良心血管事件的风险，与此相反的是，OCT能够更加清晰地看到支架术后的复杂血管壁情况（图7与图8）。OCT研究表明支架术后即刻有很大一部分的支架小梁未能完全贴壁，甚至在高压后扩后，尤其是在支架重叠部位。在复杂冠脉病变中，Tanigawa等人发现支架植入后每个病变支架小梁贴壁不良的概率是9.1±7.4％。支架贴壁不良的原因可能跟支架小梁的厚度，支架网孔的设计以及急性支架回缩有关[13]。
3.3支架术后即刻夹层
对于支架不完全贴壁而言，高压释放是必须的，但是这也容易导致支架植入后的血管壁损伤。这种支架植入后造成的管壁夹层可能导致支架内再狭窄。OCT的高分辨率可以观察到血管壁损伤的详细情况，区分各种类型的损伤，并可对这些损伤进行定量分析，研究发现支架植入后组织脱垂和支架内夹层的发生率很高（图9）[14]。
3.4指引复杂病变的支架植入
分叉病变向来是冠脉支架植入失败率较高的一种复杂病变，对这些病变的处理并没有统一的最佳治疗策略。DES减少了分叉病变的再狭窄率，但是增加了血栓的风险。分叉开口处的贴壁不良是分叉病变支架植入的一种常见现象，未贴壁小梁或者重叠支架处的小梁的内皮化会延迟，这两种现象都会增加分叉病变的支架内血栓形成。同时，这两种现象也是能够被OCT所观察到的。OCT还能观察分叉处的斑块特征，斑块特征也是个可能导致支架植入的高风险因素。在分叉病变支架植入过程中应用OCT能够观察到主支血管和分支开口处的斑块分布情况以及斑块成分，这些信息都将对指引术者选择适当的治疗方案具有重要的意义[15]。
3.5支架植入后的随访
OCT除了在冠心病的诊断和治疗中有无法比拟的作用外，在支架术后的远期随访中也扮演中重要的角色。OCT可以评价远期支架植入后的内膜覆盖情况、支架内膜增生[16]、晚期贴壁不良[17]、晚期血栓[18]、支架内斑块[19]、支架断裂[20]等（图10-15），这些指标对于评价支架的性能、支架术后的愈合都具有重要的作用。在评估新型支架的性能的研究中，OCT同样作为一种有效的评估手段而被采用，比如生物可降解支架等[21]。
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