葛均波 | 心血管影像技術的發展、現狀及未來

心血管影像技術作為心臟病學科發展最為迅速的領域之一，是心血管疾病診斷和治療中不可或缺的重要基礎和依據，並指導和優化心血管疾病的診斷和治療。的心血管影像技術從無到有，從早期單純引進國外先進技術應用於臨床，發展到目前不斷創新並代表世界先進水平。心血管影像技術的不斷進步推動了心血管診療水平的不斷提高。

本篇文章涵蓋超聲心動圖、心臟CT、心臟磁共振、心血管介入影像、腔內影像技術幾部分內容，本文僅就腔內影像技術部分展開，感興趣讀者可訂閱中華心血管病雜誌2017年第八期。

腔內影像技術

儘管冠狀動脈造影術是冠心病診斷的金標準，但是由於二維血管投照顯影的技術限制，使其在評價管壁及斑塊的特徵方面存在很大的局限性。一方面，對於瀰漫性冠狀動脈病變，經常無法找到真正"正常"的參考血管節段，因而冠狀動脈造影往往低估病變程度；另一方面，在冠狀動脈病變早期階段，病變血管可發生正性重構，冠狀動脈造影可能會低估病變程度；此外，對於偏心性病變，造影投照的局限性也會影響對血管狹窄程度的評估。而冠狀動脈腔內影像技術可以對冠狀動脈管腔細微結構進行精確評價，不僅可評價管腔狹窄程度，而且可對斑塊負荷程度和易損性等其他精細化結構進行評價，對探究冠心病發病機制、優化指導冠心病介入治療具有重要的臨床意義。血管內超聲(intravascular ultrasound，IVUS)和光學相干斷層成像(optical coherence tomography，OCT)是經典的腔內影像技術，兩者探查管腔和血管壁，形成橫截面二維影像，彌補了X線冠狀動脈造影的不足。

IVUS利用超聲原理探測血管內、血管壁及其周圍組織的結構，提供管腔和管壁的橫截面圖像，不受投照體位影響，可定量測定靶血管狹窄節段和參考節段的血管直徑和血管橫截面積，可確定斑塊分佈、組成、鈣化、斑塊負荷和脂質負荷，測量斑塊纖維帽厚度及血管重構情況，判斷斑塊的穩定性。IVUS目前在瀰漫性病變、臨界病變、偏心病變、左主幹病變和分叉病變的介入治療中具有重要的指導意義，能早期識別易損斑塊並指導治療。近年來，IVUS在CTO病變中的應用越來越多，大大地提高了CTO病變的開通和優化處理。IVUS在CTO病變介入治療中的意義包括引導無殘端CTO病變入口尋找、引導假腔內導絲重新穿刺進入真腔、指導反向控制性正向-逆向內膜下尋徑(CART)技術提高其成功率和安全性、指導和優化閉塞段血管的支架選擇及置入。

IVUS於20世紀90年代初開展，上海中山醫院、山東齊魯醫院、北京協和醫院、北京軍區總醫院以及西安、武漢和廣州等地區的多家醫院進行了大量卓有成效的基礎研究和臨床應用，使IVUS在得到快速推廣和應用。筆者早年曾在德國Essen大學從事IVUS研究，是國內外最早從事IVUS臨床應用和研究的學者之一，深入研究了三層結構的成像特徵，提出了不穩定斑塊的量化指標，探討了粥樣斑塊導致血管發生重構的規律，發現了心肌橋的特異性診斷指標"半月現象"，並將這一技術應用到冠狀動脈疾病的診治過程中。當前，IVUS已進入到國內眾多心臟介入中心，提高了廣大心臟介入醫生對冠狀動脈疾病病理生理特徵的認識，在指導介入治療病變和方案的選擇、療效的評估方面發揮著重要作用。每年完成的IVUS病例數正在迅速增加，極大地提高了冠狀動脈疾病的診治水平，有效地指導了冠狀動脈疾病的介入治療。

傳統IVUS的局限性包括灰階圖像有時很難區分富含脂質斑塊或纖維斑塊、斑塊內出血或血栓，而虛擬組織學超聲改變了傳統的黑白影像，通過斑塊回聲信號的高低來判斷斑塊的性質，通過顏色來區分鈣化斑塊、纖維斑塊和脂質斑塊等，但是其精確度還有待進一步證實。此外，鈣化病變後方的聲影使IVUS無法識別鈣化病變的厚度及確定鈣化后的組織成分。

將來通過進一步增加超聲發射頻率和成像幀頻率，可使得IVUS具有更高的解析度，並可以更好地識別組織學特徵以及辨別粥樣斑塊性質。此外，若將成像系統進一步微型化，與介入裝置一體化，發展血管內實時超聲三維成像，並與冠狀動脈造影相結合，將有助於進一步全面準確地評價、診斷和治療冠狀動脈疾病。

OCT利用近紅外線原理獲得實時斷層影像，具有解析度高的優勢。1991年，James G. Fujimoto首次報道了OCT相關的開創性工作；從20世紀90年代中期開始，OCT技術率先應用於眼科；2002年，OCT首次應用於冠狀動脈。近年來，OCT技術取得了長足的發展，在第一代時域OCT的基礎上，2008年第二代頻域OCT系統進入臨床試驗，並快速應用於臨床。與第一代時域OCT相比，頻域OCT成像速度快，且不需阻斷血流。在，冠狀動脈OCT成像技術於2005年由哈爾濱醫科大學第二醫院率先引進。近年來，OCT進入到越來越多的心臟介入中心，用於指導和優化冠狀動脈介入治療，

與IVUS相比，OCT有很高的敏感度和高於IVUS 10倍的解析度，因而可了解血管和斑塊表面的細微結構，在觀察血栓形態方面比IVUS更有優勢。OCT可以觀察到斑塊表面較小的纖維帽破裂、斑塊表面的侵蝕性改變、斑塊纖維帽中的巨噬細胞、斑塊表面的鈣化結節等，同時精確測量斑塊纖維帽厚度，定性評價冠狀動脈粥樣硬化斑塊，判斷斑塊穩定程度及預后，對臨床給予強化降脂治療、預防斑塊進展及主要不良心血管事件的發生具有重要意義。此外，OCT可評價支架置入后即刻效果(包括即刻血栓形成、支架貼壁、支架膨脹、內膜撕裂和組織脫垂等)及支架置入后遠期效果(包括晚期貼壁不良、晚期血栓形成和支架內膜覆蓋情況等)。OCT準確、清晰地反映支架內血栓的形態，有利於闡明支架置入術後晚期血栓的發生機制。隨著生物可吸收支架在更多冠心病患者中應用，其支架內血栓事件受到了廣泛關注，OCT即刻結果指導生物可吸收支架置入可顯著降低支架貼壁不良及膨脹不全，降低支架內血栓發生率。另外，得益於OCT的高解析度，可通過OCT隨訪生物可吸收支架的降解情況來指導雙聯抗血小板治療策略，具有比IVUS更大的優勢。因而，OCT成為目前評價冠狀動脈病變最為準確的影像方法之一。

OCT的局限性包括：近紅外線很難穿過紅細胞，OCT成像時需要阻斷血流或沖洗血管以排除血管中的血液，這使得OCT的操作較為複雜；此外，OCT組織穿透能力較差，無法對斑塊進行全面評價，不能穿透脂質池較大的斑塊，對於血管走行和形態顯示不佳，與病理組織學比較尚未達到組織學的解析度，而且對於一些相似信號結構無法有效區分。

隨著OCT技術不斷進步和完善，三維OCT冠狀動脈成像在臨床開始得到應用，因其優秀的解析度及成像速度可更加準確地顯示血管內腔的微細結構改變，可以更好地評價和指導冠心病介入治療。相信在不遠的將來，OCT將作為常規的腔內影像診斷技術在更多的心臟介入中心普及，在冠心病的診治中發揮重要作用。

綜上，心血管影像技術經歷了從普通二維影像到三維立體成像，從宏觀、大體成像向微觀、分子成像，從單純顯示形態到提供功能信息的發展歷程。將來，影像設備的不斷更新將進一步促進現代心血管影像學向更高層次發展。另外，通過影像醫生與心血管醫生的密切協作，將進一步促進心血管疾病診治水平的提高，更好地為廣大患者服務。

本文來源：選自《中華心血管病雜誌》, 2017,45(08): 662-667.

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