腔内影像学技术在支架失败中应用的研究进展

左燕 徐艺硕 胡思宁 贾海波 于波

心血管疾病负担逐年增加，每5例死亡中有2例死于心血管疾病［1］，其中，冠状动脉粥样硬化性心脏病是导致心血管死亡的重要原因。目前最广泛应用的腔内影像学技术（intravascular imaging，IVI）包括血管内超声（intravascular ultrasound，IVUS）及光学相干断层成像（optical coherence tomography，OCT）。与传统冠状动脉造影相比，IVI具有更高的分辨率及对比度，通过对血管横断面成像，实现管腔及管壁的可视化。IVI在支架失败中的应用主要体现在支架置入即刻和支架置入远期两方面。IVI可以在支架置入术后明确支架膨胀、贴壁等情况，识别即刻支架置入并发症并指导优化，预防和减少支架失败的发生。此外，还能分析远期支架失败的潜在机制，实现个体化诊疗，改善患者长期预后［2］。

1 IVI 在支架置入即刻中的应用

I V I 可以高效准确地发现支架膨胀不良（s t e n t underexpansion，SU）、支架贴壁不良（stent malapposition，SM）、组织脱垂（tissue protrusion，TP）、支架边缘夹层（stent edge dissection，SED）及即刻支架内血栓（intra-procedural stent thrombosis，IPST）等早期支架并发症。为了防止支架失败的发生，术后IVI识别次优支架置入效果至关重要。

1.1 SU

SU是支架内再狭窄（in-stent restenosis，ISR）及血栓形成的重要原因之一。在非左主干血管中，IVI定义SU为最小支架面积（minimal stent area，MSA）＜5.5 mm2（IVUS）或＜4.5 mm2（OCT），或MSA＜90%的远端参考面积，或MSA＜40%的血管面积（对无法达到理想MSA的小血管更具参考价值）［3-5］。

大型横断面研究发现，OCT较IVUS能更好地识别即刻SU，而IVUS对于由血管正性重构或支架外血栓机化溶解所致的晚期获得性SU显示更佳［6-7］。钙化病变及斑块负荷较重的偏心纤维斑块更易出现SU，因此，可以应用IVI充分评估斑块形态，并结合相应钙化评分明确SU发生风险［8-9］。据此选择合适球囊扩张或血管内旋磨等预处理策略，能有效预测甚至避免SU，减少支架失败的发生。SU部位高剪切应力是支架内血栓（stent thrombosis，ST）及新生动脉粥样硬化斑块形成的高危因素，更是与远期心肌梗死的发生密切相关，及时纠正SU至关重要［10］。轻至中度SU可用非顺应性球囊进行扩张，而存在大量且长的钙化时，血管内碎石术是安全且有效的［11］。

1.2 SM

SM指支架置入后支架小梁与管壁未完全贴合。IVI定义SM为支架小梁至内膜的纵向距离大于支架小梁厚度，严重即刻SM为贴壁不良距离≥0.4 mm或贴壁不良长度≥1 mm［12］。目前指南建议对于严重SM应采取球囊扩张等后处理措施，特别是在复杂的分叉病变中更应重视［13］。

急性SM在IVI中的检出率分别为15%（IVUS）及50%（OCT）［12，14］。OCT能更清晰准确地识别支架小梁，使其在SM的应用中较IVUS更佳。大多数SM都在新生内膜增生及血管愈合过程中消失且对远期预后无明显影响，但当贴壁不良距离＞0.28 mm（第一代药物支架）或＞0.359 mm（第二代药物支架）或＞0.396 mm（生物可吸收支架）时则易发展成持续性SM［15］。术前应用IVI评估病变特征及范围，选择合适的支架尺寸，可减少SM的发生；术后使用OCT定量评估贴壁不良距离识别严重SM，同时预测持续性SM，根据参考管腔直径及其后斑块特征选择合适的非顺应性球囊扩张，优化支架置入即刻效果。

1.3 TP

TP是指支架柱间组织因受压突入管腔，可分为斑块脱垂及血栓脱垂。TP在支架置入术后非常常见，其用IVUS检出率为45%，而用OCT可高达95%［16］。冠状动脉造影上，TP表现为支架内充盈缺损或管腔狭窄；IVUS上，TP表现为相对较高的回声信号；与IVUS相比，OCT能够更清晰准确地区分脱垂组织及其组成，斑块脱垂表现为无信号衰减的光滑表面，血栓脱垂表现为高信号衰减的不规则表面［17］。

Bryniarski等［18］运用冠状动脉造影、IVUS及OCT分析发现高水平的低密度脂蛋白、长支架、较重的斑块负荷，富含脂质的斑块及血栓都是TP形成的高危因素。IVI上的不规则TP往往提示着中度至重度的血管损伤及斑块破裂，是导致ISR的元凶，且与术后不良事件（如无复流、围术期心肌梗死和急性/亚急性支架血栓）密切相关［3］。应用IVI可以识别高危TP，明确潜在机制并早期处理，优化经皮冠状动脉介入治疗（percutaneous coronary intervention，PCI）效果，有望改善患者预后。据目前研究看，大多数IVI上的TP无需进一步处置，会随着时间推移自行消退；但对于急性冠状动脉综合征患者或在术后有效管腔面积明显减少时，应考虑采取球囊扩张甚至再次支架置入等措施［19］。除此之外，其他需要额外干预的TP特征，仍需进一步研究来明确。

1.4 SED

SED指置入支架后支架边缘（近远端5 mm）血管表面连续性中断。冠状动脉造影上，SED表现为支架边缘的充盈缺损或线状密度增高影；IVUS上为内膜或斑块下的无回声区；OCT上的SED可以出现在内膜下（内膜撕裂），表现为掀起的内膜片，无明显纤维帽的破裂；也可以到达中膜层（中膜夹层），表现为内膜下无信号反射的弧形区域，甚至产生壁内血肿，严重时可能导致支架边缘闭塞。

IVI可用于评估SED产生部位、血肿的特征（长度、深度及面积）、是否累及侧支及残余管腔面积。更高分辨率及清晰度的OCT能检测到被IVUS忽略的相对较小的SED，IVUS上SED的检出率仅为9.2%，而在OCT上是IVUS的2倍［3］。应用IVI发现的支架边缘严重偏心及成角病变、较大钙化或动脉粥样硬化斑块以及支架直径过大、过度的支架扩张都是SED的独立预测因子［20-21］。因此，在术前明确病变类型及特征，选择最佳支架尺寸，充分覆盖病变部位，减少地理缺失对避免SED至关重要。Hong等［22］发现，IVI上无明显血流受限的SED与近远期不良事件无关，且都在后续随访中自行愈合。而多项研究提示OCT上某些SED特征（剥离内皮厚度＞200 μm，长度＞3.55 mm）是不良心血管事件的独立预测因子［23-24］。共识建议对于IVUS上夹层横向角度＞60°，纵向长度＞2 mm，累及中膜或外膜层，特别是在远端支架边缘的SED，应采取相应干预措施包括再次支架置入以覆盖SED或使用切割球囊扩张［13］，对于无血流受限，较小且稳定的SED，可以采取保守药物治疗。但目前对于不同程度SED的治疗选择仍存在争议，且其对预后的影响尚不明确，这些都有待进一步的研究给出答案。

1.5 IPST

IPST定义为支架置入过程中形成的血栓。IPST的发生率仅为0.3%～1.2%，但仍是PCI术后心肌梗死及院内死亡发生的重要因素，更与不良心血管事件密切相关［25］。IPST冠状动脉造影上表现为支架节段的充盈缺损，伴或不伴有血管闭塞；IVI上则表现为支架置入术后即刻出现的突入管腔的不规则团块。

既往研究发现，IPST的发生与某些原位病变特征（血栓负荷过重、分叉病变、最小管腔直径较小）、支架置入并发症（支架长度过长、SU、SM、SED等）及单一抗血小板药物的使用相关［26］。通过IVUS发现伴有较大的破裂空腔及多发斑块破裂也是IPST的强有力预测因子，说明易引起IPST的病变具有更高的血栓活性［27］。因此，当血栓量少，无明显临床症状及严重血流动力学障碍时，可采取强化抗凝、双联抗血小板及强化降脂治疗；当血栓量大、缺血症状明显及存在严重血流动力学障碍时，可以采取血栓抽吸、冠状动脉内使用抗凝药或再次支架置入的策略。然而，VALIDATE-SWEDEHEART相关研究发现尽管常规使用强效抗血小板药物及术中补救治疗措施，IPST的出现仍意味着预后不佳［28］。应用IVI可以更直观分析ST特性、病变斑块特征及支架特征，进一步明确IPST的发生机制，指导后续药物及机械辅助治疗，但目前仍需进一步探究IVI如何指导优化PCI的同时预防IPST，来确定IPST的最佳治疗策略，进而提高患者无事件生存率，改善长期预后。

2 IVI 在远期支架失败中的应用

IVI可以分析支架置入后期ST及ISR的潜在机制，以指导优化支架失败的诊疗，减少支架相关不良心血管事件的发生，改善患者远期预后。

2.1 ISR

2.1.1 定义及发生率 ISR指置入支架后由于内皮损伤新生内膜增生导致的管腔狭窄，造影定义为支架段及支架边缘5 mm内管腔狭窄≥50%。裸金属支架（bare metal stent，BMS）时代，ISR发生率高达50%，随着支架的革新换代，ISR发生率已明显下降，约为1%～2%。

2.1.2 ISR的影像学特征 ISR在OCT上主要分为信号均匀的均质内膜型或具有薄纤维帽脂质斑块样、层状、片状或斑点状结构的异质内膜型［29］。而在IVUS上较早期ISR通常表现为低回声的组织，有时甚至低于血流斑点的回声，而晚期ISR通常表现为较强回声的组织［30］。IVUS相关研究发现，与BMS的ISR相比，第一代和第二代药物洗脱支架（drug-eluting stents，DES）ISR的新生内膜增生较少，脂质坏死核心增加，最小管腔面积更小，支架长度更长，支架断裂更多［31］。在OCT上，BMS-ISR常表现为均质性内膜增生，而DES-ISR中的分层性新生内膜增生、异质性新生内膜增生及新生动脉粥样硬化更多见［32］。通过OCT还可将DES-ISR分为6型：高反射且信号均匀组织（Ⅰ型）；有信号衰减的异质组织（Ⅱ型）；斑点状信号的异质组织（Ⅲ型）；支架轮廓不完全可见的异质组织（Ⅳ型）；伴有低信号轮廓清晰的异质组织（Ⅴ型）；突出管腔表面的高信号组织（Ⅵ型）［32］。

2.1.3 IVI在ISR中的应用 IVI从多层面优化ISR的管理。（1）识别原位病变性质，据此指导并优化治疗，减少ISR的发生。ILUMIEN［3］及ADAPT-DES［33］研究证实，IVI指导的PCI术后最小管腔面积更大，支架膨胀更佳，SU的发生也较造影指导更少，手术成功率更高。（2）精准识别SM、SED、支架断裂、新生内膜增生及新生动脉粥样硬化［13］，明确ISR发生机制。（3）基于IVI识别ISR的机制，指导个体化治疗策略的选择，改善ISR患者预后。研究表明应用IVUS评估复杂病变，指导PCI优化支架置入，显著降低了冠状动脉复杂病变包括ISR患者心原性死亡的风险［34］。iOPEN-ISR研究［35］通过对比IVUS及单纯造影指导ISR治疗证实前者显著降低1年主要不良心血管事件（major adverse cardiovascular events，MACE）发生率，改善患者临床预后。基于更高的分辨率，OCT对支架内膜覆盖及支架膨胀情况的识别较IVUS更佳，此外，还能直观显示管腔新生内膜特征及新生粥样斑块成分，甚至能提示斑块易损程度，更详细展示ISR的潜在机制。应用3D-OCT等多模式结合能精准识别既往置入支架的类型，还原病变发生机制，可以为后续诊疗提供新思路［36］。因此，OCT在指导ISR治疗上应更具优势，但目前仍没有研究印证此猜想。正在进行的ILUMIEN Ⅳ及IMPROVE研究有望提供更多关于OCT和IVUS指导优化ISR治疗及改善预后的信息。应用IVI发现ISR中新生动脉粥样硬化的发生率约为50%，支架置入晚期新生动脉粥样硬化常常预示着预后不佳，是再次血运重建的危险因素［37］。因此，应用基于OCT图像组织衰减指数的后处理算法定性新生动脉粥样硬化并定量评估巨噬细胞更有助于明确ISR患者危险分层［38］。此外，术前新生内膜面积≥50%及术后新生内膜面积≥25%是MACE的独立预测因子［39］。可以应用IVI对新生内膜进行定性定量的评估来提示患者远期预后情况。ISR病变钙化结节（calcified nodules，CNs）发生率为4.9%，而ISR中的CNs往往与SU相关［40］，应用OCT对CNs的角度及厚度识别评估，更有助于选择最佳治疗策略。

2.2 ST

2.2.1 定义 ST是指置入支架部位形成血栓。根据临床证据分为确定的ST（表现为急性冠状动脉综合征且有影像或病理证实的血栓形成或栓塞）、可能的ST（PCI术后30 d内不明原因的死亡或无冠状动脉造影证实的靶病变的心肌梗死）及可疑的ST（PCI 30 d以后不明原因的死亡），其发生率分别为2.4%、2.0%、2.9%［41］；根据ST发生时间分为早期ST（支架置入30 d内，包括急性及亚急性ST）及晚期ST（支架置入30 d后）。早期ST较晚期和极晚期ST更为常见，特别是支架置入后的1周是形成ST的高峰。

2.2.2 ST的影像学特征 IVI可以准确检测血栓，表现为附着管腔表面或漂浮管腔内的不规则团块。IVUS上血栓表现为低回声伴有斑点的分叶状团块；OCT上白色血栓表现为低衰减高反射的均匀信号团块，红色血栓为表面高反射后方高衰减的团块。临床上最常见是具有红白血栓中间特征的混合性血栓。当造影显示有充盈缺陷时，可用IVI对血栓进行定性及定量的分析，同时判断ST的潜在机制（SU、SM、SED等）。目前OCT是识别血栓首选的影像学检查。

2.2.3 IVI在ST中的应用 Alfonso等［42］在ST干预前后进行IVI检查，发现OCT能够识别所有的血栓，并根据信号的衰竭区分红白血栓。不仅如此，在白色血栓存在的情况下，仍能识别出后方SM、支架小梁未覆盖等。当存在红色血栓或大量血栓时，OCT对其后方成分识别及分析受限，而IVUS则不受血栓成分限制，血管壁全层可视，特别是血管外膜，这更益于对斑块负荷及血管正性重构情况的评估［43］。不同支架类型其血栓形成机制不同，因此了解每个病变的机制及病理生理因素至关重要。SPQR研究［36］将3D-OCT、自动支架识别模式及纵轴图相结合，显示支架全貌的同时精准判定支架类型，进一步明确ST的机制，制订优化治疗策略，且可以据此进行支架随访，识别新生内膜未覆盖及局部剪切应力大等易形成血栓的部位，有效评估并预测冠心病患者ST的发生，为后续调整药物治疗方案提供思路。

3 总结

虽然支架工艺仍在不断优化革新，可吸收聚合物和新型抗增殖药物支架相继问世，但支架失败的发生及相关的不良心血管事件仍不可避免，因此明确支架失败的相关危险因素及病理生理机制至关重要。IVI可以提供管腔、血管壁、支架内膜的组成和分布，甚至提供血管周围结构的可靠信息，协助术者制定手术策略，选择合适的球囊或支架类型及尺寸，全面覆盖病变及其附近的残余病灶，最大程度地减少地理缺失，在实现个体化诊疗的同时改善患者远期预后。IVI提高了对疾病，特别是复杂病变进程的认知，随着对疾病机制认知的逐步深入，在治疗疾病改善预后的同时预防其发生与进展才是核心所在。

利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突