冠状动脉造影以外病变评价方法的临床应用(上)
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长期以来，冠状动脉造影一直是诊断冠状动脉病变和用于指导冠脉介入治疗的主要方法和"金标准"，由于冠状动脉造影仅显示被造影剂充填的管腔轮廓，通过管腔形态的改变间接反应位于管壁上的粥样硬化病变，因而在评价冠脉病变方面存在不可避免的缺陷。早在70年代，就有人对冠脉造影的准确性和重复性提出了疑问，多项研究显示肉眼判断造影图象存在明显的观察者间和观察者内的变异性，并且在造影所显示的狭窄程度和尸解结果之间存在很大的差异。其原因之一是冠状动脉粥样硬化病变通常为弥漫性，定量冠脉造影时用作参考节段的所谓正常血管常常同时被粥样硬化病变累及；其二是冠状动脉粥样硬化常为偏心性或不规则性斑块；另外，冠状动脉在粥样斑块形成时通常以重构(remodeling)的机制发生代偿性扩大,常低估狭窄程度。这些情况下冠状动脉造影不能正确地诊断病变的存在及其导致的狭窄程度。近来的研究也说 明在造影显示的狭窄程度和多普勒血流技术所测定的狭窄的生理意义方面存在较大的差异。
许多机械性扩大管腔的介入治疗手段通过引起斑块撕裂或夹层的方法达到扩大管腔的目的，斑块上的裂隙能允许造影剂充填入粥样病变内，引起造影上所见的呈"毛玻璃"样改变的管腔扩大，由于造影只是显示由造影剂填充的管腔的二维轮廓，毛玻璃样的造影结果可能高估血管的截面和管腔扩大的净增值。作为显象手段，冠脉造影只能提供冠脉形态学方面的信息，对冠脉生理功能和狭窄病变的病理生理学意义方面提供的信息非常有限，这些信息对于临床上选择治疗方案是非常重要的，尤其是对于狭窄程度为40%-70%之间的临界病变。为此，近十余年，随着技术的进步，不断有新方法的面世，作为评价冠脉病变的辅助方法补充冠脉造影所无法了解的形态学和功能方面的信息，这些方法包括形态学方面的冠状动脉内超声显象和冠脉内窥镜，而冠脉内多普勒血流速度测定和压力测定则是评价冠脉循环和狭窄病变生理功能的主要方法。
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一、血管内超声显象
血管内超声显像(IVUS)通过导管的技术将微型化的超声探头送入血管内用以显示血管的横切面，与冠状动脉造影通过造影剂充填的管腔轮廓来显象冠状动脉不同，IVUS能提供管腔和管壁的横截面图象。临床应用经验已表明该方法具有直观、准确等优点，被认为是诊断冠心病新的"金标准"。随着冠状动脉内介入性治疗技术的蓬勃开展，冠状动脉内超声显像也得到迅速发展。在90年代，IVUS成为诊断和介入心导管术中非常重要的辅助显象方法，该技术用于指导介入性措施的选择，评价介入性手段的治疗效果，阐明再狭窄的机制。
(一)IVUS的临床应用：
血管内超声能进行精确定量测定，包括狭窄节段和参考节段的血管直径、血管的横截面积，能了解斑块的分布、偏心或向心性，斑块的组成、性质，钙化的程度，在介入过程中，了解夹层分离的存在和累及范围。临床应用主要包括以下方面：
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1.IVUS在诊断方面的应用：
(1)冠脉造影未能检出的病变：IVUS能在冠脉造影上看似正常的部位检出粥样硬化病变，可能是由于血管壁发生代偿性扩张而使造影结果正常，IVUS检出的早期病变对临床上所造成的影响尚不清楚。
(2)严重程度不明确的病变：IVUS不受投照位置的影响，能精确定量测定狭窄程度 ，并能阐明造影上所见的界限性病变的狭窄程度。IVUS能确定开口处和分叉处病变的特征，而造影要显示这些病变尤其困难。
(3)心脏移植血管病：由于大多数心脏移植病人无胸痛症状，对移植心脏冠脉粥样硬化病变的识别是非常重要并且极具挑战性的。许多临床中心在每年对这些病人进行导管检查时常规进行IVUS检查。
2.IVUS在冠心病介入治疗中的应用(表1)：许多冠心病介入病例数很多的医学中心在介入过程中常规使用IVUS帮助决策的确定。毫无疑问，血管内超声能对介入心血管工作者提供非常有用的信息，然而，IVUS属于必需拥有或者只是"最好拥有"，还需要更多的研究以确定。
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表1 IVUS在介入性心脏病中的应用：
肯定的用途
精确测定血管的大小以选择器械的尺寸
明确斑块的性质以利方法的选择
评价界限性病变的严重程度
明确管腔扩大的机制
可能的用途
预测并发症
预测再狭窄
指导"理想的"支架植入或旋切
无用之处
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不能可靠地识别血栓
⑴确定斑块性质以帮助治疗方法的选择:在确定斑块的分布、组成和钙化方面，IVUS尤其有用，而病变的这些特征对选择合适的治疗方法有很大帮助(图1)。例如，对钙化病变行球囊扩张(PTCA)，则管腔的扩大通常并不理想，并且在钙化斑块与正常管壁交界处容易导致夹层分离的形成，相反，高频旋磨对研磨表浅钙化病变(而不是深部钙化)非常有效，能扩大管腔而不引起夹层分离。然而，还需要更多的研究来确定IVUS指导下的介入治疗较造影指导下的介入治疗能提高近期和远期的效果。
⑵研究介入治疗扩大管腔的机制：IVUS能用于确定各种不同的治疗方法扩大管腔的机制。IVUS显示，对一些病人来说，PTCA所引起的夹层分离是其扩大管腔最主要或唯一的机制，而斑块的"挤压"或再分布所引起的管腔扩大并不常见。不同于球囊扩张，在定向旋切(DCA)后，管腔扩大的主要机制是斑块的消除，但往往斑块的消除并不完全，因为DCA后病变节段40%-60%的管腔仍可由斑块占据。IVUS也证实高频旋磨的作用机制是斑块的消蚀，准分子激光冠脉成形术(ELCA)能导致夹层分离，轻度的血管扩张，并没有斑块的减少。支架植入引起的管腔扩大最显著，能消除弹性回缩的影响。
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⑶精确定量测定：对管腔直径、狭窄程度、"正常"参考血管的直径和介入后管腔直径能增加的程度等的估计常用于治疗方法的确定。精确定量血管直径是IVUS的重要用途。研究显示PTCA后，冠脉造影和IVUS两者测定的血管直径之间相关性很差，主要是由于造影上"正常"的冠脉节段经常有粥样硬化，这可导致造影对血管直径的低估。然而，还没有前瞻性的研究结果显示需要采用IVUS指导选择介入治疗导管的大小以提高安全性和减少远期心脏事件。
⑷指导定向旋切：IVUS的空间观察力较强，理论上能帮助旋切导管(AtheroCath)的定向，但在实际应用中，IVUS图象的准确定向还很困难，在旋切前，仔细观察血管内超声图象以识别一些解剖标志如分支血管，有助于血管内
基础IVUS
图1血管内超声在介入中的应用
超声图象的定向。一些术者在每次送入旋切导管之前均采用血管内超声检查以确定斑块消除的程度并判断是否还需要进一步切割。IVUS还能用以确定正常血管的直径以选择大小合适的导管。病变钙化的深度和程度能显著影响目前所应用的DCA导管消除病变的效果：尽管造影上所见到的钙化被认为是DCA的禁忌症，IVUS显示一些深部钙化的病变能成功采用DCA治疗。相反，造影可能发现不了的表浅钙化会影响DCA切除斑块组织的效果，这种情况下可采用高频旋磨的方法。"理想的"DCA包括采用旋切和辅助PTCA以使最终直径狭窄率0.3mm 0.7
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*间隙：支架丝或环与其下血管壁之间的最大距离。
**CSA指数：支架最小的横截面积(CSA)与正常参照血管CSA(支架近端与远端CSA的平均值)之比。***对称指数：支架最小直径与最大直径之比。
⑹介入术后夹层分离的性质：在成功的PTCA后，IVUS证实40~80%的病变存在单个或多个夹层分离，通常发生在软、硬斑块交界处。IVUS能确定夹层分离的深度和范围，夹层分离可为表浅的内膜撕裂，也可深达外膜，IVUS还能确定夹层分离在血管纵向累及的范围，帮助确定需要多少支架，以及放置在何处。与其它的显象方法相比，IVUS的优点是显而易见的，然而，前瞻性的研究还未证实IVUS指导的介入治疗有更好的早期或长期结果。
⑺IVUS在左主干病变中的应用：研究表明有相当高比例(89%)的患者冠脉造影正常，而通过IVUS发现左主干病变，而且IVUS发现的病变程度和QCA测量的管腔直径不相关。究其原因可能和下列因素有关：(1)弥漫性病变，无正常血管作为QCA测量时的参照；(2)左主干较短；(3)不同医生或者同一医生在不同时间通过冠脉造影评价左主干病变存在较明显的差异。通过IVUS测量出的最小管腔直径(minimum lumen diameter, MLD)是左主干病变患者晚期心脏事件(死亡、心肌梗死、再次血运重建)唯一的预测指标。在临床上可参考下列指标决定是否对左主干病变患者进行PCI治疗：左主干最小管腔面积(minimum lumen area, MLA)和IVUS测量出的直径狭窄(diameter stenosis, DS)。当左主干MLA>6.0mm2或者DS>50%，可推迟PCI治疗。
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⑻IVUS在支架内再狭窄中的应用：IVUS在支架内再狭窄患者中的应用包括：①决定支架内再狭窄的程度是否需要再次PCI治疗；② 识别导致支架内再狭窄的可能原因；③识别支架内再狭窄的类型；④评价治疗后的即刻效果。在决定支架内再狭窄是否需要再次PCI治疗时，与管腔新生内膜增生的数量相比，管腔的直径似乎更为重要。
(二)安全性
严重的副反应并不常见，5%的病人发生短暂冠脉痉挛，可由冠脉内注射硝酸甘油迅速缓解，在对严重狭窄和小血管进行检查时可能引起短暂心肌缺血，撤出导管后可缓解。尽管IVUS检查非常安全，但冠脉内进行操作总是存在引起血管损伤的危险，需要配备能马上恢复血管通畅性的人员和设备。
(三)IVUS、血管镜和多普勒血流测定的比较
多普勒血流测定和血管镜也是介入术中常用的方法，表3小结了这些方法的价值。下一节还将详细介绍。
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表3 影像技术和多普勒技术的比较
数字冠脉造影 血管镜 IVUS 多普勒导丝
血管腔详细情况 + ++++ ++ -
血管壁详细情况 - - ++++ -
血管截面 ++ - ++++ -
冠脉血流 ++ - + ++++
临界病变 + ++ +++ ++++
开口处病变 + - +++ ++
监测弥漫性病变 + +++ ++++ -
介入效果不理想 + +++ +++ +++
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血栓或夹层 ± ++++ +++ -
连续记录 - - - +++
预测并发症 + 可能 可能 +++
预测再狭窄 ± - 可能 可能
微血管病变 - - - +++
引起心肌缺血 - +++ ++ -
-=无价值;±=价值有限;+~++++=价值增加
(四)新的血管内显象装置
IVUS技术方面的发展方向包括0.014-0.018英寸的IVUS导丝；IVUS显象和经皮血管成形导管(PTCA，DCA)联合的导管，以及信号处理的改进以与组织的组织学性状相关性更优。软件的改进可进行纵轴和三维的血管重建。
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(五)小结和建议
毫无疑问，IVUS提供了大量有关血管直径和斑块形态的信息，而这些信息无法从其它一些显象方法中得到，IVUS所提供的这些信息能用于帮助选择治疗方法和导管的大小，但这并不能证实IVUS指导下的选择能导致更少的并发症或更好的长期效果。而且，在所有的介入病例中常规使用IVUS会明显增加治疗费用，尤其是在手术量大的中心。但是，以下的一些建议可能对绝大多数的介入心脏病学者有帮助：
1.IVUS检查的操作和图象判断的经验非常重要。
2.对于只进行PTCA的术者来说，IVUS能用于：
⑴研究"临界"病变，以决定是否需进行介入治疗。
⑵在有疑问的情况下，选择球囊的大小。
3.对于同时进行PTCA和其它一些介入方法的术者，IVUS能用于：
⑴研究"临界"病变，以决定是否需进行介入治疗。
⑵在有疑问的情况下，选择导管的大小。
⑶仔细评价造影上有钙化的病变，以指导治疗。
⑷评价"不理想"的介入结果，以区分夹层分离和"残留斑块"，以指导下一步的治疗。
⑸评价放置不理想的支架，以决定是否需采用更大的球囊更高的压力进行扩张。, 百拇医药
许多机械性扩大管腔的介入治疗手段通过引起斑块撕裂或夹层的方法达到扩大管腔的目的，斑块上的裂隙能允许造影剂充填入粥样病变内，引起造影上所见的呈"毛玻璃"样改变的管腔扩大，由于造影只是显示由造影剂填充的管腔的二维轮廓，毛玻璃样的造影结果可能高估血管的截面和管腔扩大的净增值。作为显象手段，冠脉造影只能提供冠脉形态学方面的信息，对冠脉生理功能和狭窄病变的病理生理学意义方面提供的信息非常有限，这些信息对于临床上选择治疗方案是非常重要的，尤其是对于狭窄程度为40%-70%之间的临界病变。为此，近十余年，随着技术的进步，不断有新方法的面世，作为评价冠脉病变的辅助方法补充冠脉造影所无法了解的形态学和功能方面的信息，这些方法包括形态学方面的冠状动脉内超声显象和冠脉内窥镜，而冠脉内多普勒血流速度测定和压力测定则是评价冠脉循环和狭窄病变生理功能的主要方法。
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一、血管内超声显象
血管内超声显像(IVUS)通过导管的技术将微型化的超声探头送入血管内用以显示血管的横切面，与冠状动脉造影通过造影剂充填的管腔轮廓来显象冠状动脉不同，IVUS能提供管腔和管壁的横截面图象。临床应用经验已表明该方法具有直观、准确等优点，被认为是诊断冠心病新的"金标准"。随着冠状动脉内介入性治疗技术的蓬勃开展，冠状动脉内超声显像也得到迅速发展。在90年代，IVUS成为诊断和介入心导管术中非常重要的辅助显象方法，该技术用于指导介入性措施的选择，评价介入性手段的治疗效果，阐明再狭窄的机制。
(一)IVUS的临床应用：
血管内超声能进行精确定量测定，包括狭窄节段和参考节段的血管直径、血管的横截面积，能了解斑块的分布、偏心或向心性，斑块的组成、性质，钙化的程度，在介入过程中，了解夹层分离的存在和累及范围。临床应用主要包括以下方面：
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1.IVUS在诊断方面的应用：
(1)冠脉造影未能检出的病变：IVUS能在冠脉造影上看似正常的部位检出粥样硬化病变，可能是由于血管壁发生代偿性扩张而使造影结果正常，IVUS检出的早期病变对临床上所造成的影响尚不清楚。
(2)严重程度不明确的病变：IVUS不受投照位置的影响，能精确定量测定狭窄程度 ，并能阐明造影上所见的界限性病变的狭窄程度。IVUS能确定开口处和分叉处病变的特征，而造影要显示这些病变尤其困难。
(3)心脏移植血管病：由于大多数心脏移植病人无胸痛症状，对移植心脏冠脉粥样硬化病变的识别是非常重要并且极具挑战性的。许多临床中心在每年对这些病人进行导管检查时常规进行IVUS检查。
2.IVUS在冠心病介入治疗中的应用(表1)：许多冠心病介入病例数很多的医学中心在介入过程中常规使用IVUS帮助决策的确定。毫无疑问，血管内超声能对介入心血管工作者提供非常有用的信息，然而，IVUS属于必需拥有或者只是"最好拥有"，还需要更多的研究以确定。
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表1 IVUS在介入性心脏病中的应用：
肯定的用途
精确测定血管的大小以选择器械的尺寸
明确斑块的性质以利方法的选择
评价界限性病变的严重程度
明确管腔扩大的机制
可能的用途
预测并发症
预测再狭窄
指导"理想的"支架植入或旋切
无用之处
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不能可靠地识别血栓
⑴确定斑块性质以帮助治疗方法的选择:在确定斑块的分布、组成和钙化方面，IVUS尤其有用，而病变的这些特征对选择合适的治疗方法有很大帮助(图1)。例如，对钙化病变行球囊扩张(PTCA)，则管腔的扩大通常并不理想，并且在钙化斑块与正常管壁交界处容易导致夹层分离的形成，相反，高频旋磨对研磨表浅钙化病变(而不是深部钙化)非常有效，能扩大管腔而不引起夹层分离。然而，还需要更多的研究来确定IVUS指导下的介入治疗较造影指导下的介入治疗能提高近期和远期的效果。
⑵研究介入治疗扩大管腔的机制：IVUS能用于确定各种不同的治疗方法扩大管腔的机制。IVUS显示，对一些病人来说，PTCA所引起的夹层分离是其扩大管腔最主要或唯一的机制，而斑块的"挤压"或再分布所引起的管腔扩大并不常见。不同于球囊扩张，在定向旋切(DCA)后，管腔扩大的主要机制是斑块的消除，但往往斑块的消除并不完全，因为DCA后病变节段40%-60%的管腔仍可由斑块占据。IVUS也证实高频旋磨的作用机制是斑块的消蚀，准分子激光冠脉成形术(ELCA)能导致夹层分离，轻度的血管扩张，并没有斑块的减少。支架植入引起的管腔扩大最显著，能消除弹性回缩的影响。
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⑶精确定量测定：对管腔直径、狭窄程度、"正常"参考血管的直径和介入后管腔直径能增加的程度等的估计常用于治疗方法的确定。精确定量血管直径是IVUS的重要用途。研究显示PTCA后，冠脉造影和IVUS两者测定的血管直径之间相关性很差，主要是由于造影上"正常"的冠脉节段经常有粥样硬化，这可导致造影对血管直径的低估。然而，还没有前瞻性的研究结果显示需要采用IVUS指导选择介入治疗导管的大小以提高安全性和减少远期心脏事件。
⑷指导定向旋切：IVUS的空间观察力较强，理论上能帮助旋切导管(AtheroCath)的定向，但在实际应用中，IVUS图象的准确定向还很困难，在旋切前，仔细观察血管内超声图象以识别一些解剖标志如分支血管，有助于血管内
基础IVUS
图1血管内超声在介入中的应用
超声图象的定向。一些术者在每次送入旋切导管之前均采用血管内超声检查以确定斑块消除的程度并判断是否还需要进一步切割。IVUS还能用以确定正常血管的直径以选择大小合适的导管。病变钙化的深度和程度能显著影响目前所应用的DCA导管消除病变的效果：尽管造影上所见到的钙化被认为是DCA的禁忌症，IVUS显示一些深部钙化的病变能成功采用DCA治疗。相反，造影可能发现不了的表浅钙化会影响DCA切除斑块组织的效果，这种情况下可采用高频旋磨的方法。"理想的"DCA包括采用旋切和辅助PTCA以使最终直径狭窄率0.3mm 0.7
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*间隙：支架丝或环与其下血管壁之间的最大距离。
**CSA指数：支架最小的横截面积(CSA)与正常参照血管CSA(支架近端与远端CSA的平均值)之比。***对称指数：支架最小直径与最大直径之比。
⑹介入术后夹层分离的性质：在成功的PTCA后，IVUS证实40~80%的病变存在单个或多个夹层分离，通常发生在软、硬斑块交界处。IVUS能确定夹层分离的深度和范围，夹层分离可为表浅的内膜撕裂，也可深达外膜，IVUS还能确定夹层分离在血管纵向累及的范围，帮助确定需要多少支架，以及放置在何处。与其它的显象方法相比，IVUS的优点是显而易见的，然而，前瞻性的研究还未证实IVUS指导的介入治疗有更好的早期或长期结果。
⑺IVUS在左主干病变中的应用：研究表明有相当高比例(89%)的患者冠脉造影正常，而通过IVUS发现左主干病变，而且IVUS发现的病变程度和QCA测量的管腔直径不相关。究其原因可能和下列因素有关：(1)弥漫性病变，无正常血管作为QCA测量时的参照；(2)左主干较短；(3)不同医生或者同一医生在不同时间通过冠脉造影评价左主干病变存在较明显的差异。通过IVUS测量出的最小管腔直径(minimum lumen diameter, MLD)是左主干病变患者晚期心脏事件(死亡、心肌梗死、再次血运重建)唯一的预测指标。在临床上可参考下列指标决定是否对左主干病变患者进行PCI治疗：左主干最小管腔面积(minimum lumen area, MLA)和IVUS测量出的直径狭窄(diameter stenosis, DS)。当左主干MLA>6.0mm2或者DS>50%，可推迟PCI治疗。
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⑻IVUS在支架内再狭窄中的应用：IVUS在支架内再狭窄患者中的应用包括：①决定支架内再狭窄的程度是否需要再次PCI治疗；② 识别导致支架内再狭窄的可能原因；③识别支架内再狭窄的类型；④评价治疗后的即刻效果。在决定支架内再狭窄是否需要再次PCI治疗时，与管腔新生内膜增生的数量相比，管腔的直径似乎更为重要。
(二)安全性
严重的副反应并不常见，5%的病人发生短暂冠脉痉挛，可由冠脉内注射硝酸甘油迅速缓解，在对严重狭窄和小血管进行检查时可能引起短暂心肌缺血，撤出导管后可缓解。尽管IVUS检查非常安全，但冠脉内进行操作总是存在引起血管损伤的危险，需要配备能马上恢复血管通畅性的人员和设备。
(三)IVUS、血管镜和多普勒血流测定的比较
多普勒血流测定和血管镜也是介入术中常用的方法，表3小结了这些方法的价值。下一节还将详细介绍。
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表3 影像技术和多普勒技术的比较
数字冠脉造影 血管镜 IVUS 多普勒导丝
血管腔详细情况 + ++++ ++ -
血管壁详细情况 - - ++++ -
血管截面 ++ - ++++ -
冠脉血流 ++ - + ++++
临界病变 + ++ +++ ++++
开口处病变 + - +++ ++
监测弥漫性病变 + +++ ++++ -
介入效果不理想 + +++ +++ +++
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血栓或夹层 ± ++++ +++ -
连续记录 - - - +++
预测并发症 + 可能 可能 +++
预测再狭窄 ± - 可能 可能
微血管病变 - - - +++
引起心肌缺血 - +++ ++ -
-=无价值;±=价值有限;+~++++=价值增加
(四)新的血管内显象装置
IVUS技术方面的发展方向包括0.014-0.018英寸的IVUS导丝；IVUS显象和经皮血管成形导管(PTCA，DCA)联合的导管，以及信号处理的改进以与组织的组织学性状相关性更优。软件的改进可进行纵轴和三维的血管重建。
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(五)小结和建议
毫无疑问，IVUS提供了大量有关血管直径和斑块形态的信息，而这些信息无法从其它一些显象方法中得到，IVUS所提供的这些信息能用于帮助选择治疗方法和导管的大小，但这并不能证实IVUS指导下的选择能导致更少的并发症或更好的长期效果。而且，在所有的介入病例中常规使用IVUS会明显增加治疗费用，尤其是在手术量大的中心。但是，以下的一些建议可能对绝大多数的介入心脏病学者有帮助：
1.IVUS检查的操作和图象判断的经验非常重要。
2.对于只进行PTCA的术者来说，IVUS能用于：
⑴研究"临界"病变，以决定是否需进行介入治疗。
⑵在有疑问的情况下，选择球囊的大小。
3.对于同时进行PTCA和其它一些介入方法的术者，IVUS能用于：
⑴研究"临界"病变，以决定是否需进行介入治疗。
⑵在有疑问的情况下，选择导管的大小。
⑶仔细评价造影上有钙化的病变，以指导治疗。
⑷评价"不理想"的介入结果，以区分夹层分离和"残留斑块"，以指导下一步的治疗。
⑸评价放置不理想的支架，以决定是否需采用更大的球囊更高的压力进行扩张。, 百拇医药