光学相干断层成像在冠心病介入治疗中的研究进展(1)
【摘要】光学相干断层显像(optical coherence tomography, OCT)是近年发展起来的光扫描断层显像技术，它利用波长近似于红外线的光波和新的高分辨率断面成像模式，将新发展的光学技术与超灵敏探测合为一体，加上现代计算机图像处理，发展成为一门新兴的断层成像诊断技术。穿透力强，分辨率高，应用于冠状动脉易损斑块的识别；指导冠心病介入治疗。
【关键词】光学相干断层成像 冠心病
中图分类号：R541.4 文献标识码：B 文章编号：1005-0515(2011)10-395-03
【Abstract】Optical coherence tomography (OCT) is an emerging imaging modality that provides high-resolution, microstructural information on atherosclerotic plaques in biological systems. Intracoronary, OCT can identify thin-cap fibroatheroma and other vulnerable plaques that may be responsible for acute coronary events. These characteristics make OCT helpful in guiding coronaryinterventions, including stent apposition and earlyidentification of procedure-related complications. It can potentially be used to monitor the progression and regression of atherosclerosis in the coronary. It might provide new insight into the diagnosis and treatment of coronary heart disease.
, http://www.100md.com
【Key words】optical coherence tomography; coronary heart disease
光学相干断层显像(optical coherence tomography, OCT)是近年发展起来的光扫描断层显像技术，它利用波长近似于红外线的光波和新的高分辨率断面成像模式，将新发展的光学技术与超灵敏探测合为一体，加上现代计算机图像处理，发展成为一门新兴的断层成像诊断技术。其最大优势在于它的高分辨率，分辨率大约为10-20μm，穿透力为2-3mm[1-3]。OCT在评价冠状动脉粥样硬化斑块、易损斑块、冠状动脉支架后即刻支架周围组织结构改变和药物洗脱支架后内膜增殖等方面显示出其优势。OCT还能评价斑块表面纤维帽厚度、纤维帽内巨噬细胞含量、斑块内脂质核心大小、斑块是否破裂及是否伴有血栓等[4-8]，为冠心病治疗选择不同方案提供证据，本文就OCT在冠心病介入治疗中研究进展做一综述。
1 OCT的工作原理
, 百拇医药
OCT技术的原理与血管内超声成像(Intravascular ultrasound， IVUS)原理有些类似，它是使用能量束在血管腔内进行360°周向扫描，获得血管横断面图像。OCT技术是采用低相干的近红外光线从组织反射回来的不同光学特征进行组织分析成像，成像速度快，OCT成像的最大优势在于它的高分辨率，到目前为止，它是最高分辨率的血管内成像技术，分辨率大约为10μm，比血管内超声成像分辨率高10倍，接近观察到组织水平。OCT成像导管与血管内超声导管比较，OCT导管内仅有单一光纤维组成，不需要传感器，因而成像导管小，目前最小导管直径为0.014英寸。
2 应用OCT技术评价冠状动脉粥样硬化斑块的基础与临床研究
Brezinski等[9]应用OCT技术对尸解中获得的人主动脉粥样硬化斑块的内在微结构进行成像，认为OCT对组织结构的高对比性，高分辨率，以及穿透严重钙化组织的能力，使得其有希望成为冠状动脉内诊断的新成像技术。Yabushita等[10]2002年对尸解获取357个病变的动脉粥样硬化斑块节段进行OCT成像。应用前50个动脉粥样硬化斑块节段建立纤维斑块、纤维钙化斑块和富含脂质斑块等3个类型斑块的图像标准。纤维斑块的OCT成像特征是均一的强信号区；纤维钙化斑块的特征是边界很好勾画轮廓的弱信号区；富含脂质斑块的特征是边界模糊的弱信号区。以此为标准对其余307个节段进行OCT成像检查，检测纤维斑块的敏感性为71~79%、特异性为97~98%，纤维钙化斑块的敏感性为95~96%，特异性97%，富含脂质斑块的敏感性为90~94%，特异性90~92%。认为OCT成像对检测3种类型的斑块的敏感性和特异性均非常高，为患者冠状动脉内OCT成像的评价提供了基础。
, http://www.100md.com
随着有关OCT基础研究资料的增加，人们对OCT技术的了解也在不断深入，并在活体动物上的研究也取得了高清晰良好图像。Fujimoto等[11]利用1套探头直径2.7F(0.97mm)的导管OCT成像系统，在新西兰大白鼠的腹主动脉进行在体实验，使用超短脉冲激光作为光源以成像。因为血液对信号的衰减作用，成像过程需要注射盐水，研究结果表明OCT成像技术可明确界定动脉壁中超微结构，与组织学有明显相关，体内成像分辨率可达10微米，接近于组织病理学，对分辨高危易损斑块和指导介入治疗极有潜力。Jang等[12]研究出基于导管系统的冠状动脉内OCT成像系统并将这种技术首次用于人类，结果表明OCT比IVUS更加优越，分辨率更高，认为这种新成像技术可能在改善冠状动脉介入效果和识别易损斑块方面发挥重要作用。Jang等[12]进一步研究认为冠状动脉内OCT是安全可行的，OCT除了可检测出大多数IVUS能检测出的结构特征，还提供另外的更详细的结构信息。OCT可以检测到撕裂的内膜、腔内血栓、球囊引起夹层的深度、切割球囊的切口、组织脱垂、和内膜增生等。另外巨噬细胞对纤维帽基质的降解是动脉粥样硬化斑块不稳定的重要影响因素，采用OCT技术可识别纤维帽中的巨噬细胞，因此可以评价易损斑块。Tearney等[13]研究表明，OCT的高度对比性分辨率使其能够对纤维帽中的巨噬细胞进行定量，这种独特的能力使OCT能对患者进行易损斑块的鉴定。Macneill等[14]用OCT技术对稳定心绞痛、不稳定心绞痛和ST段抬高的心肌梗死患者中的罪犯和非罪犯斑块进行OCT成像获取巨噬细胞密度并进行定量分析，结果显示不稳定心绞痛患者巨噬细胞密度、纤维斑块和富含脂质斑块明显增加，罪犯病变部位巨噬细胞密度大于非罪犯病变，破裂斑块部位的巨噬细胞密度大于非破裂斑块。结果表明罪犯病变斑块表面的巨噬细胞浸润更能预测不稳定临床情况。Jang等[15]报道应用OCT对20例急性心肌梗死、20例急性冠脉综合征和17例稳定心绞痛患者的冠状动脉粥样斑块特征进行分析，结果显示急性心肌梗死和急性冠脉综合征患者，与稳定心绞痛患者相比，其斑块的脂质含量较高而纤维帽明显变薄。总的来说，急性心肌梗死患者中有易损斑块的占72%，不稳定心绞痛为50%，稳定性心绞痛只有20%。OCT成像技术能够提供图像接近组织学分辨率，能够识别血管壁和管腔的形态学改变，包括管腔大小、斑块情况、血管夹层、血栓、组织裂片等方面，能够比IVUS提供更多的形态信息，改善对斑块的特征认识，有利于早期识别高危破裂斑块，指导临床治疗[16-18]。, 百拇医药(张靖)
【关键词】光学相干断层成像 冠心病
中图分类号：R541.4 文献标识码：B 文章编号：1005-0515(2011)10-395-03
【Abstract】Optical coherence tomography (OCT) is an emerging imaging modality that provides high-resolution, microstructural information on atherosclerotic plaques in biological systems. Intracoronary, OCT can identify thin-cap fibroatheroma and other vulnerable plaques that may be responsible for acute coronary events. These characteristics make OCT helpful in guiding coronaryinterventions, including stent apposition and earlyidentification of procedure-related complications. It can potentially be used to monitor the progression and regression of atherosclerosis in the coronary. It might provide new insight into the diagnosis and treatment of coronary heart disease.
, http://www.100md.com
【Key words】optical coherence tomography; coronary heart disease
光学相干断层显像(optical coherence tomography, OCT)是近年发展起来的光扫描断层显像技术，它利用波长近似于红外线的光波和新的高分辨率断面成像模式，将新发展的光学技术与超灵敏探测合为一体，加上现代计算机图像处理，发展成为一门新兴的断层成像诊断技术。其最大优势在于它的高分辨率，分辨率大约为10-20μm，穿透力为2-3mm[1-3]。OCT在评价冠状动脉粥样硬化斑块、易损斑块、冠状动脉支架后即刻支架周围组织结构改变和药物洗脱支架后内膜增殖等方面显示出其优势。OCT还能评价斑块表面纤维帽厚度、纤维帽内巨噬细胞含量、斑块内脂质核心大小、斑块是否破裂及是否伴有血栓等[4-8]，为冠心病治疗选择不同方案提供证据，本文就OCT在冠心病介入治疗中研究进展做一综述。
1 OCT的工作原理
, 百拇医药
OCT技术的原理与血管内超声成像(Intravascular ultrasound， IVUS)原理有些类似，它是使用能量束在血管腔内进行360°周向扫描，获得血管横断面图像。OCT技术是采用低相干的近红外光线从组织反射回来的不同光学特征进行组织分析成像，成像速度快，OCT成像的最大优势在于它的高分辨率，到目前为止，它是最高分辨率的血管内成像技术，分辨率大约为10μm，比血管内超声成像分辨率高10倍，接近观察到组织水平。OCT成像导管与血管内超声导管比较，OCT导管内仅有单一光纤维组成，不需要传感器，因而成像导管小，目前最小导管直径为0.014英寸。
2 应用OCT技术评价冠状动脉粥样硬化斑块的基础与临床研究
Brezinski等[9]应用OCT技术对尸解中获得的人主动脉粥样硬化斑块的内在微结构进行成像，认为OCT对组织结构的高对比性，高分辨率，以及穿透严重钙化组织的能力，使得其有希望成为冠状动脉内诊断的新成像技术。Yabushita等[10]2002年对尸解获取357个病变的动脉粥样硬化斑块节段进行OCT成像。应用前50个动脉粥样硬化斑块节段建立纤维斑块、纤维钙化斑块和富含脂质斑块等3个类型斑块的图像标准。纤维斑块的OCT成像特征是均一的强信号区；纤维钙化斑块的特征是边界很好勾画轮廓的弱信号区；富含脂质斑块的特征是边界模糊的弱信号区。以此为标准对其余307个节段进行OCT成像检查，检测纤维斑块的敏感性为71~79%、特异性为97~98%，纤维钙化斑块的敏感性为95~96%，特异性97%，富含脂质斑块的敏感性为90~94%，特异性90~92%。认为OCT成像对检测3种类型的斑块的敏感性和特异性均非常高，为患者冠状动脉内OCT成像的评价提供了基础。
, http://www.100md.com
随着有关OCT基础研究资料的增加，人们对OCT技术的了解也在不断深入，并在活体动物上的研究也取得了高清晰良好图像。Fujimoto等[11]利用1套探头直径2.7F(0.97mm)的导管OCT成像系统，在新西兰大白鼠的腹主动脉进行在体实验，使用超短脉冲激光作为光源以成像。因为血液对信号的衰减作用，成像过程需要注射盐水，研究结果表明OCT成像技术可明确界定动脉壁中超微结构，与组织学有明显相关，体内成像分辨率可达10微米，接近于组织病理学，对分辨高危易损斑块和指导介入治疗极有潜力。Jang等[12]研究出基于导管系统的冠状动脉内OCT成像系统并将这种技术首次用于人类，结果表明OCT比IVUS更加优越，分辨率更高，认为这种新成像技术可能在改善冠状动脉介入效果和识别易损斑块方面发挥重要作用。Jang等[12]进一步研究认为冠状动脉内OCT是安全可行的，OCT除了可检测出大多数IVUS能检测出的结构特征，还提供另外的更详细的结构信息。OCT可以检测到撕裂的内膜、腔内血栓、球囊引起夹层的深度、切割球囊的切口、组织脱垂、和内膜增生等。另外巨噬细胞对纤维帽基质的降解是动脉粥样硬化斑块不稳定的重要影响因素，采用OCT技术可识别纤维帽中的巨噬细胞，因此可以评价易损斑块。Tearney等[13]研究表明，OCT的高度对比性分辨率使其能够对纤维帽中的巨噬细胞进行定量，这种独特的能力使OCT能对患者进行易损斑块的鉴定。Macneill等[14]用OCT技术对稳定心绞痛、不稳定心绞痛和ST段抬高的心肌梗死患者中的罪犯和非罪犯斑块进行OCT成像获取巨噬细胞密度并进行定量分析，结果显示不稳定心绞痛患者巨噬细胞密度、纤维斑块和富含脂质斑块明显增加，罪犯病变部位巨噬细胞密度大于非罪犯病变，破裂斑块部位的巨噬细胞密度大于非破裂斑块。结果表明罪犯病变斑块表面的巨噬细胞浸润更能预测不稳定临床情况。Jang等[15]报道应用OCT对20例急性心肌梗死、20例急性冠脉综合征和17例稳定心绞痛患者的冠状动脉粥样斑块特征进行分析，结果显示急性心肌梗死和急性冠脉综合征患者，与稳定心绞痛患者相比，其斑块的脂质含量较高而纤维帽明显变薄。总的来说，急性心肌梗死患者中有易损斑块的占72%，不稳定心绞痛为50%，稳定性心绞痛只有20%。OCT成像技术能够提供图像接近组织学分辨率，能够识别血管壁和管腔的形态学改变，包括管腔大小、斑块情况、血管夹层、血栓、组织裂片等方面，能够比IVUS提供更多的形态信息，改善对斑块的特征认识，有利于早期识别高危破裂斑块，指导临床治疗[16-18]。, 百拇医药(张靖)