冠狀動脈影像學(xué)和生理學(xué)的現(xiàn)狀與未來

顏紅兵 霍勇

實施經(jīng)皮冠狀動脈介入治療（percutaneous coronary intervention，PCI）時總是面臨著兩個基本問題：冠狀動脈病變應(yīng)當(dāng)治療嗎？應(yīng)當(dāng)如何治療或者如何獲得最佳的結(jié)果？由于冠狀動脈造影只能提供血管腔的二維輪廓信息以判斷狹窄程度，無法準(zhǔn)確顯示動脈管壁結(jié)構(gòu)尤其是評估動脈粥樣硬化斑塊特征，臨床實踐中僅僅依據(jù)冠狀動脈造影常常難以回答這兩個問題。

冠狀動脈影像學(xué)和生理學(xué)評估技術(shù)的進(jìn)步，彌補了冠狀動脈造影的不足，大大提高了PCI的精準(zhǔn)性和合理性［1-2］。目前冠狀動脈影像學(xué)和生理學(xué)評估方法有血管內(nèi)超聲（intravascular ultrasound，IVUS）、射頻（radio frequency，RF）-IVUS、虛擬組織學(xué)（virtual histology，VH）-IVUS、iMAP或整合背向散射（integrated backscatter，IB）-IVUS、光學(xué)相干斷層成像（optical coherence tomography，OCT）、近紅外光譜（near infrared spectrum，NIRS）、前述多種技術(shù)的融合、基于冠狀動脈造影的冠狀動脈定量血流分?jǐn)?shù)測量（quantitative flow ratio，QFR）、血流儲備分?jǐn)?shù)（fractional flow reserve，F(xiàn)FR）、瞬時無波形比值（instantaneous wave-free ratio，iFR）和其他靜息指數(shù)以及微血管評估［1-4］。目前臨床上最常用的是IVUS、OCT和FFR。

對于指導(dǎo)和優(yōu)化PCI，IVUS與OCT相當(dāng)，均優(yōu)于冠狀動脈造影［3-4］。這兩種方法都可以最佳顯示支架擴張、貼壁和并發(fā)癥，以及支架失敗的原因。然而，IVUS的不足包括有時不能解釋IVUS圖像，顯示病變組織特征和血栓的能力有限，由于其分辨率低無法評估支架架絲覆蓋病變的范圍。雖然與IVUS相比，OCT分辨率高10倍，可以檢測到IVUS遺漏的細(xì)微細(xì)節(jié)（邊緣解剖和支架架絲覆蓋病變的范圍），清楚顯示組織特征（例如鈣化病變）和識別血栓的性質(zhì)，但是應(yīng)用OCT時需要使用更多的對比劑，需要反復(fù)沖洗清除內(nèi)腔血液以清晰顯示血管壁，往往需要預(yù)擴張擬成像的病變，并且OCT穿透組織成像的能力有限。此外，與IVUS相比，OCT引導(dǎo)優(yōu)于冠狀動脈造影引導(dǎo)PCI的臨床循證學(xué)證據(jù)較少［1］。但是，臨床實踐中，IVUS或OCT有時并不能確定冠狀動脈病變的生理學(xué)意義，需要進(jìn)行FFR評估，例如評估臨界病變或冠狀動脈造影不同體位顯示狹窄程度不同的病變。實際上，冠狀動脈病變的生理學(xué)意義受病變血管長度、參考血管直徑或心肌供血范圍的影響。例如，狹窄程度一樣，但是如果病變位于左回旋支，其生理學(xué)意義就相對較小。然而，F(xiàn)FR評估的準(zhǔn)確性面臨著器械（例如校正零點錯誤、監(jiān)測導(dǎo)聯(lián)心電圖基線不穩(wěn)、連接錯誤和回撤壓力導(dǎo)絲導(dǎo)致的壓力信號漂移）、操作（例如指引導(dǎo)管嵌頓、壓力傳感器放置位置不當(dāng)和未充分?jǐn)U張血管）和生理學(xué)（例如串聯(lián)病變、心肌血管床減少以及以血管痙攣和血栓為特征的急性冠狀動脈綜合征）三個方面的因素的挑戰(zhàn)。尤其是在急性ST段抬高型心肌梗死時，不能即刻實施罪犯病變的FFR評估，F(xiàn)FR值并不能解釋所有形態(tài)學(xué)變化（例如斑塊破裂導(dǎo)致血流改變），急性冠狀動脈綜合征患者的最佳界限值不明確，F(xiàn)FR評估導(dǎo)致操作時間延長，增加放射線照射時間和對比劑用量［1，5］。

冠狀動脈病變影像學(xué)評估和生理學(xué)評估正在向著各種影像技術(shù)之間、影像學(xué)與生理學(xué)和（或）生物學(xué)融合評估的方向發(fā)展。OCT與IVUS融合影像（OCT-IVUS）是這種發(fā)展方向的一個方面［6］。由于OCT所采用的光學(xué)和IVUS采用的聲學(xué)成像特點以及其固有的局限性，使兩者在判定斑塊特點、顯示管腔和管壁結(jié)構(gòu)方面各具優(yōu)勢，因此兩者融合可以優(yōu)勢互補。另一個方面是QFR將冠狀動脈造影與生理學(xué)評估融合，通過三維QCA和計幀法分析造影結(jié)果，計算出既往需使用壓力導(dǎo)絲和血流激發(fā)后才能得出的FFR數(shù)值［7］。與傳統(tǒng)壓力導(dǎo)絲測定FFR相比，QFR與其匹配性高，避免了傳統(tǒng)FFR測定時應(yīng)用壓力導(dǎo)絲、藥物擴張冠狀動脈獲得最大血流并降低了醫(yī)療費用，有望在將來取代FFR成為評判冠狀動脈狹窄生理學(xué)功能的一種好工具。第三個方面是多模腔內(nèi)融合成像，例如IVUS與NIRS融合（IVUSNIRS）［8］、OCT與近紅外自熒光（near-infrared autofluorescence，NIRAF）融合（OCT-NIRAF）和全集成導(dǎo)管無標(biāo)簽熒光壽命成像（fully integrated catheter-based label-free fluorescence lifetime imaging，F(xiàn)LIm）與OCT融合（FLIm-OCT）等，不僅能夠提供冠狀動脈病變的解剖學(xué)信息，同時顯示病變的病理學(xué)結(jié)構(gòu)和生物學(xué)特征［9-10］。應(yīng)用多模態(tài)OCTNIRAF成像系統(tǒng)可以評估具有壞死核心的富脂質(zhì)斑塊，通過全集成FLIm-OCT成像導(dǎo)管自動識別高危斑塊。

總之，雖然在多數(shù)情況下，應(yīng)用現(xiàn)有IVUS、OCT和FFR為代表的現(xiàn)代冠狀動脈影像學(xué)和生理學(xué)技術(shù)能夠回答實施PCI時需要回答的兩個基本問題，但是從精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的角度來看，需要有小型化、可視化和智能化的多種冠狀動脈影像學(xué)與生理學(xué)融合技術(shù)，來顯示冠狀動脈病變的解剖學(xué)、生理學(xué)和病理生物學(xué)特征，以指導(dǎo)臨床實踐。