饒燕芝,郭倩文,戚勛
(中國醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院介入治療科 遼寧省影像診斷與介入治療重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,遼寧 沈陽 110001)
植入血管支架治療血管性疾病創(chuàng)傷小、并發(fā)癥少且恢復(fù)快,為當(dāng)前主流選擇,但存在支架內(nèi)血栓形成、夾層、血管閉塞及再狹窄等風(fēng)險(xiǎn),需常規(guī)進(jìn)行影像學(xué)隨訪[1]。對(duì)于植入支架后相關(guān)并發(fā)癥,數(shù)字減影血管造影(digital subtraction angiography, DSA)為診斷金標(biāo)準(zhǔn),但因其有創(chuàng),臨床多選擇CT血管造影(CT angiography, CTA)或MR血管造影(MR angiography, MRA);而支架帶來的偽影在一定程度上限制了影像學(xué)對(duì)于早期診斷或預(yù)測(cè)支架相關(guān)并發(fā)癥的價(jià)值[2-4]。血管支架構(gòu)成材料是選擇影像學(xué)隨訪方式的重要影響因素之一。本文對(duì)血管支架材料及植入支架后影像學(xué)隨訪研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。
1.1 材料 不可降解金屬支架分為不銹鋼支架與非不銹鋼支架。不銹鋼支架由以鉻、鎳為主要元素的鐵基合金構(gòu)成,如316L不銹鋼支架,其耐腐蝕性及生物相容性較好,是傳統(tǒng)血管支架的首選材料;非不銹鋼支架常見元素包括鎳鈦、鈷鉻、鈦、鉑銥及鉭等。鎳鈦合金具有超彈性和形狀記憶效應(yīng),尤其適用于制備自膨式支架,用于制備心血管支架時(shí),還能通過適當(dāng)拋光減少局部釋放鎳離子、降低細(xì)胞毒性而減少不良反應(yīng)[5]。鈷鉻合金徑向力較高,可通過加工變得更薄、更細(xì),以之制備的支架對(duì)血流影響較小,可顯著降低支架再狹窄風(fēng)險(xiǎn)[6]。鈦合金、鉑銥合金及鉭等金屬材料的機(jī)械性能較差,極少用于制備血管支架[7-9]。
1.2 影像學(xué)隨訪 BOCCALINI等[10]回顧性分析接受植入不可降解金屬支架的主動(dòng)脈縮窄患者,CTA隨訪顯示接受植入鎳鈦合金支架者圖像質(zhì)量最佳,植入鈷鉻合金支架者次之,而鉑銥合金支架與鉭支架產(chǎn)生的顯著“開花”狀偽影使得判斷管腔狹窄程度較為困難。體內(nèi)存在金屬植入物時(shí),MRI極易出現(xiàn)磁敏感偽影,且隨組織與支架磁化率差異增大而趨于明顯,主要原因在于顯著磁化率差異可致磁共振信號(hào)空洞形成或丟失。既往研究[11-13]顯示,鉭、鎳鈦合金、鉑銥合金及316L不銹鋼與組織磁化率的差異分別為190×10-6SI、255×10-6SI 、290×10-6SI及10-3~10-2SI,支架MRI磁敏感偽影相應(yīng)增大。另外,對(duì)于體內(nèi)存在金屬支架者而言,MRI質(zhì)量還受支架制備工藝、支架形狀及主磁場(chǎng)方向等因素的影響[14]。制備支架時(shí)常需添加某些化學(xué)成分或增加涂層以改善其生物學(xué)性能,首選銅、鈦等非磁性金屬;增加適量銅元素或添加多孔二氧化鈦涂層可不增加或僅少量增加支架磁性,通常對(duì)圖像質(zhì)量無明顯影響[15-16]。目前有關(guān)金屬支架幾何形狀對(duì)MRI質(zhì)量影響的研究尚少,有待后續(xù)觀察。
2.1 材料 可降解金屬支架常由鎂、鋅、鐵及上述元素合金構(gòu)成。鎂及鎂合金具有良好的力學(xué)性能及生物降解性,但生物相容性較差,且自身析氫,使其臨床應(yīng)用受限[17]。ERBEL等[18]向冠狀動(dòng)脈植入新一代AMS-1鎂合金支架開展臨床試驗(yàn),未見心源性死亡、心肌梗死及支架血栓形成等嚴(yán)重并發(fā)癥,但少數(shù)患者因血管內(nèi)膜增生、回縮而引發(fā)不良心血管事件,且靶血管血運(yùn)重建概率較高,可能原因在于支架降解速率過快,造成徑向支撐力不足而使其架構(gòu)崩塌。近年以鎂釹鋅鋯合金制備的新型血管內(nèi)支架在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中展現(xiàn)出優(yōu)越的生物相容性及機(jī)械耐久性,是鎂合金支架的又一突破[19]。對(duì)純鋅進(jìn)行合金化可在保持生物相容性及可降解性的同時(shí)提升其力學(xué)性能,目前已有鋅鎂、鋅銅、鋅銀及鋅鋰合金等血管支架用于臨床[20-23]。鐵及鐵合金具有一定腐蝕性,長期在體可損傷動(dòng)脈壁,較少用于制備支架[24]。
2.2 影像學(xué)隨訪 既往研究 [25-26]表明,向冠狀動(dòng)脈內(nèi)植入可降解鎂合金支架后,利用CTA進(jìn)行隨訪可較準(zhǔn)確地評(píng)估支架位置及其通暢性、測(cè)量血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù),從而定量分析靶血管。MAINTZ等[27]以雙源CT行CTA,評(píng)估植入29類冠狀動(dòng)脈支架后的管腔可視性,結(jié)果顯示植入鎂合金支架后管腔可視性最佳,可見度為90%,且隨時(shí)間推移而增加,明顯優(yōu)于不可降解金屬支架(可見度為50%~59%)。鎂磁化率與人體組織較為接近,故MRI偽影較小,且其降解產(chǎn)物如氧化鎂、氫氧化鎂及碳酸鎂等均為非磁性,隨支架逐漸降解,MRI質(zhì)量可獲得改善[28-31]。相反,鐵基具有磁性,可致MR信號(hào)丟失而嚴(yán)重影響圖像質(zhì)量。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)[28]結(jié)果顯示,植入可降解鐵支架后不同時(shí)期,MRI均顯示靶血管信號(hào)丟失;即使取出支架,支架原始位置仍可見其降解產(chǎn)物帶來的小面積偽影。
3.1 材料 聚合物支架、尤其可降解聚合物支架與血管壁的相容性優(yōu)于金屬支架;植入體內(nèi)后可通過水解反應(yīng)降解為無毒產(chǎn)物,較少導(dǎo)致內(nèi)膜增殖。聚合物支架主要材料包括聚乳酸、左旋聚乳酸(poly-L-lactic acid, PLLA)、聚乳酸-羥基乙酸共聚物及聚酪氨酸衍生聚碳酸等,臨床應(yīng)用以PLLA為主干支架最為廣泛,常見者包括Igaki-Tamai支架、DESolve支架、NeoVas支架及XINSORB支架等[32]。對(duì)于部分聚合物支架,可通過在制備過程中添加2% D-乳酸加快其降解速率。目前許多聚合物支架尚處于研究或?qū)嶒?yàn)階段,其臨床價(jià)值有待后續(xù)觀察。
3.2 影像學(xué)隨訪 可降解聚合物支架可透過X線,不易產(chǎn)生射線硬化束偽影。COLLET等[33]向冠狀動(dòng)脈植入可降解聚合物支架并以冠狀動(dòng)脈造影及CTA進(jìn)行隨訪,發(fā)現(xiàn)冠狀動(dòng)脈造影顯示支架再狹窄程度>50%時(shí),CTA檢測(cè)支架內(nèi)狹窄的準(zhǔn)確率、敏感度及特異度分別為88%、80%及100%,優(yōu)于血管內(nèi)超聲(準(zhǔn)確率、敏感度及特異度分別為83%、71%及82%),提示冠狀動(dòng)脈CTA可較準(zhǔn)確地評(píng)估植入可降解聚合物支架后相關(guān)并發(fā)癥??山到饩酆衔镏Ъ芊墙饘俨牧希贛RA中不產(chǎn)生偽影[34]。VON等[35]采用MRA對(duì)植入Absorb支架患者進(jìn)行為期1年的隨訪,發(fā)現(xiàn)圖像質(zhì)量良好,有利于評(píng)估支架再狹窄。
植入裸金屬支架后,再狹窄率約為20%~30%[36]。利用藥物涂層技術(shù)負(fù)載抗增殖藥物,可有效減少治療后再狹窄及靶血管重建風(fēng)險(xiǎn),目前臨床應(yīng)用最為廣泛[37]。第一代DES如Cypher支架及Taxus Express支架采用不銹鋼為支架主干,以永久性聚合物涂層搭載西羅莫司或紫杉醇。第二代DES采用強(qiáng)度更大的鈷鉻或鉑鉻合金作為主干,抗增殖藥物為依維莫司及佐他莫司等細(xì)胞毒性較低的西羅莫司衍生物,聚合物為生物相容性更佳的聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物等,但晚期支架血栓形成及延遲愈合風(fēng)險(xiǎn)較大。第三代DES以不銹鋼、鈷鉻合金或鉑鉻合金為主干,除搭載西羅莫司、依維莫司等常見藥物之外,還引入親脂性高、藥效持久的優(yōu)美莫司,以解決常規(guī)莫司類藥物組織吸收緩慢、體內(nèi)留存時(shí)間短的問題;同時(shí),利用新涂層技術(shù),以無聚合物搭載或可降解聚合物涂層方式有效降低了永久性聚合物留存體內(nèi)所致慢性炎癥及支架再狹窄風(fēng)險(xiǎn)[38]。第四代DES支架的主干為可降解聚合物支架或可降解金屬支架,搭載常見莫司類藥物,可顯著降低血栓形成風(fēng)險(xiǎn)[36]。上述各型支架在CTA及MRA中的表現(xiàn)取決于其主干材料。
數(shù)十年來,支架材料始終是血管內(nèi)介入技術(shù)的研究熱點(diǎn)。通過金屬主干合金化、研發(fā)新材料及革新涂層技術(shù)等多種手段,支架性能獲得不斷優(yōu)化。影像學(xué)隨訪是植入支架后的必要流程。相比DSA,CTA及MRA為植入支架后隨訪提供了更為便捷且安全的手段。如何減少偽影對(duì)早期診斷支架相關(guān)并發(fā)癥的影響、提高診斷準(zhǔn)確率及制定影像學(xué)指南規(guī)范、植入支架后隨訪、加快影像學(xué)向功能學(xué)評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)化是今后努力的方向。