小型猪冠脉支架模型中即刻OCT检查评价支架贴壁不良的安全性和有效性

王天杰，杨跃进，唐 跃，田 毅，袁卫民，张 骞，董秋婷，王 红，金 辰，李向东，徐 辉

（中国医学科学院，北京协和医学院，国家心血管病中心，阜外医院心血管疾病国家重点实验室，北京 100037）

近年来，冠心病介入影像学发展迅速，出现了多种新兴的血管内影像学技术，例如血管镜、血管内超声、光学相干断层成像（optical coherence tomography，OCT）等，其中OCT集合光学成像、导管技术和计算机图像处理技术于一身，通过光的干涉原理进行成像，以其革命性的高分辨率和巨大的应用潜力备受关注。自2001年Jang等［1，2］第一次将OCT应用于临床之后，经过近十年发展，OCT在评价支架贴壁和内膜修复情况上正发挥越来越重要的作用，近年来国内也开始将其应用于冠心病患者的诊疗中。

小型猪由于冠脉解剖跟人相近，上市支架大都应用小型猪模型进行临床前期研究，检测和评价手段主要依赖冠脉造影，但冠脉造影仅能通过造影剂充盈情况粗略评价血管通畅程度和支架贴壁情况，准确性差，同时对术者经验要求较高。而OCT可以对血管的横断面进行成像，分辨率高达10μm，能够清晰显示血管壁结构和支架位置，通过定量测量支架丝与血管壁的距离，准确判断支架贴壁不良情况。但目前国内应用的第一代时域OCT需要利用阻断球囊暂时阻断血流后才能成像。由于冠脉血流阻断，临床检查中可见一过性ST段抬高、胸痛、心动过速、心动过缓甚至室颤等缺血相关并发症［3，4］。

目前国内的支架动物实验尚未有应用这一新兴技术的报道，因此在小型猪模型中应用OCT检查的安全性和效用性未知，本实验中心率先将OCT应用于小型猪支架植入模型中，积累了一定手术经验并对其安全性可靠性进行了评价，同时通过对OCT采集图像的定量检测，分析评价了支架释放后的即刻贴壁不良情况。

1 材料和方法

实验方案通过北京协和医学院阜外医院动物伦理审查委员会批准，所有操作在阜外医院动物实验中心完成。

1.1 材料

实验动物：健康中华小型猪22只，贵州封闭群，雌雄不拘，10～13月龄，体重20～25 kg。动物来源北京爱克普养殖中心，合格证号110114010578147。支架型号：西罗莫司药物洗脱支架（火鸟支架，上海微创公司），根据造影结果选择直径2.75或3.0 mm支架植入。介入手术所需器材同目前临床使用器材一致。OCT设备：主机为时域OCT，M2系统（美国乐普公司）;OCT成像导丝总长202 cm，包括顶端长15 mm不透射线弹簧末梢，其成像部分位于弹簧末梢后5 mm处，可插入部分外径最大值0.48 mm; Helios阻断球囊;LID-1球囊加压计，压力范围0～1.0 atm，精确度0.05atm。

1.2 手术方法

支架植入：术前一晚给予300 mg氯吡格雷和300 mg阿司匹林，术中常规静脉给予肝素。全麻，呼吸机辅助通气，解剖游离右侧股动脉，穿刺置入6F动脉鞘，利用指引导管（6F JR-4.0）送至右冠状动脉开口，根据冠脉造影结果选择适合直径支架植入右冠状动脉近段，输送指引导丝（BMW超滑导丝）到达右冠状动脉远端，再送入带支架球囊，9～14 atm扩张30 s，撤出球囊。注意保留BMW导丝在右冠状动脉远端以便进行OCT检查。

OCT成像：术前准备过程包括体外利用术者手指校准OCT成像导丝、连接Helios阻断球囊和LID-1球囊加压计并排空球囊气体。随后将阻断球囊通过BMW导丝送入右冠并使球囊前端不透射线标记到达支架远端，撤出BMW导丝并送入OCT成像导丝。导丝头部到达支架远端后，再回撤阻断球囊至支架近端，0.5 atm扩张球囊，同时以乳酸林格氏液冲洗，流速1～2 m L/s，待冠脉内残余血液冲净后开始成像，成像导丝回撤速度2 mm/s，扫描频率20帧/s。成像结束后立即抽憋球囊并撤出球囊及成像导丝，复查冠脉造影确认冠脉通畅，撤出引导导管并结扎右股动脉。

1.3 实验观察指标

术中观察指标包括手术时间，OCT成像时间，检查并发症，例如ST段抬高、室速室颤等。

1.4 OCT图像数据分析

术后通过OCT软件定量测定支架贴壁情况，间隔1 mm（10帧）检测一帧图像，统计贴壁不良的支架丝数目。当支架表面距离血管内壁距离超过支架丝厚度时判定为贴壁不良，支架丝厚度130μm，OCT分辨率10μm，因此本研究将测量距离超过140μm判定为贴壁不良。

2 结果

2.1 22头小型猪成功植入25枚火鸟支架（右冠22枚，前降支3枚），3例因阻断球囊输送困难导致OCT检查失败（一例支架植入后误将BMW导丝撤出，再次输送BMW导丝时折断在支架内，另两例支架释放后经冠脉造影证实发生冠脉痉挛），后转行前降支冠脉支架植入术，并成功进行前降支OCT检查。总手术时间49.7±12.9 m in，OCT检查时间17.9±4.9 m in，平均扫描支架长度20.3±5.9 min。

2.2 OCT检查不良反应主要包括一过性ST段抬高（5例）和室颤（3例），均发生在阻断球囊阻断血流之后。阻断球囊撤出后15 m in内，心电监护显示抬高的ST段基本恢复至正常水平。2例室颤成功电复律后完成OCT检查，1例反复发作室颤，除颤无效死亡，其余动物术后造影复查证实冠脉通畅，术后均存活，死亡率4.5％（彩插9图1）。

2.3 OCT成功检查22例支架，其中右冠支架19例，前降支支架3例。OCT扫描总长度522 mm，成像清晰长度503 mm（96.3％），OCT共分析542帧图像，定量检测4514个支架丝，发现66个支架丝即刻贴壁不良，占总数1.46％。贴壁不良支架丝与血管内壁平均距离174μm（彩插9图2）。

3 讨论

OCT技术是近年来新兴的冠脉内影像学检查技术，具有极高的分辨率和良好的组织学相关性，许多临床研究已将OCT作为评价支架的重要手段。国内有关支架的动物实验尚未应用过OCT技术进行评价，本实验中心首次将OCT应用于小型猪支架植入模型，并通过以上前期研究，对OCT在小型猪模型中应用的安全性和效果进行了评价。

本实验利用OCT对健康小型猪支架植入效果进行了评价，发现1.46％的支架丝存在即刻贴壁不良，这一数据要大大低于相关临床研究的结果，主要因为临床患者存在复杂的动脉粥样硬化斑块，钙化或者血栓等都可以增加贴壁不良的发生。HORIZONS-AMI研究13个月后OCT随访发现仍有0.9±2.1％的紫杉醇支架丝存在贴壁不良，明显超过金属裸支架贴壁不良发生率0.1±0.2％［5，6］。而支架贴壁不良可以影响支架术后的内膜修复，导致支架持续裸露，与支架内血栓的发生密切相关［7，8］。HORIZONS-AMI研究的一个血管内超声亚组研究发现34.3％的植入紫杉醇支架的急性心肌梗死患者存在贴壁不良，由于分辨率限制（150μm）［9］，该研究主要评价了发生贴壁不良的支架数目，而OCT分辨率为10μm，明显高于前者，能够定量检测贴壁不良的支架丝数目以及支架丝和血管内壁的距离。

同时本研究发现小型猪OCT检查的并发症主要和阻断血流有关，包括室颤和暂时性ST段抬高。其中室颤危害较大，严重者可以导致动物死亡，而ST段抬高常发生在阻断球囊充盈之后，当冠脉血流恢复后数分钟内可迅速回落，不会引起严重后果。健康动物对冠脉缺血耐受性较差，当阻断球囊到位时间过长或者阻断血流时间过长时（数分钟），动物常发生室颤，3例室颤的发生均因为对首次阻断血流后成像效果不满意，反复阻断血流进行成像导致。室颤发生时如果除颤及时则会避免动物死亡，因此建议进行OCT检查的动物手术室最好配备除颤器以备迅速复律，其次需要准备利多卡因帮助复律的药物，以及硝酸甘油解除球囊扩张引起的冠脉痉挛。本研究OCT检查的总体性良好，仅有1例因反复发作室颤，电复律无效导致动物死亡。

本实验OCT检查操作方法跟临床检查一致，平均耗时17.9±4.9 m in，跟Takarada等［10］检查冠心病患者时间类似（16±3.8 min）。不过当冠脉下游存在较大分支时，林格氏液对冠脉主支的冲洗效果减弱，红细胞残留过多会导致成像质量下降。因此选择适合的部位扩张球囊十分重要，若有条件尽可能将阻断球囊定位在分支远端进行扩张，可以取得较好血流阻断和成像效果，减少反复成像导致严重的并发症。如若效果不佳，可以考虑增大球囊压力以及林格氏液冲洗速度以改善成像质量。

通过本研究我们证实OCT在小型猪支架模型中的应用是安全和有效的，可以了解活体支架贴壁和内膜覆盖情况，不必处死动物，更有利于支架植入术后的随访，同时节约了实验所需动物数目，也更符合动物伦理的要求，在支架的临床前期研究中有着广泛的应用前景。

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