小型豬冠脈支架模型中即刻O(píng)CT檢查評(píng)價(jià)支架貼壁不良的安全性和有效性

王天杰，楊躍進(jìn)，唐 躍，田 毅，袁衛(wèi)民，張 騫，董秋婷，王 紅，金 辰，李向東，徐 輝

（中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院，北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院，國(guó)家心血管病中心，阜外醫(yī)院心血管疾病國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100037）

近年來(lái)，冠心病介入影像學(xué)發(fā)展迅速，出現(xiàn)了多種新興的血管內(nèi)影像學(xué)技術(shù)，例如血管鏡、血管內(nèi)超聲、光學(xué)相干斷層成像（optical coherence tomography，OCT）等，其中OCT集合光學(xué)成像、導(dǎo)管技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)于一身，通過(guò)光的干涉原理進(jìn)行成像，以其革命性的高分辨率和巨大的應(yīng)用潛力備受關(guān)注。自2001年Jang等［1，2］第一次將OCT應(yīng)用于臨床之后，經(jīng)過(guò)近十年發(fā)展，OCT在評(píng)價(jià)支架貼壁和內(nèi)膜修復(fù)情況上正發(fā)揮越來(lái)越重要的作用，近年來(lái)國(guó)內(nèi)也開(kāi)始將其應(yīng)用于冠心病患者的診療中。

小型豬由于冠脈解剖跟人相近，上市支架大都應(yīng)用小型豬模型進(jìn)行臨床前期研究，檢測(cè)和評(píng)價(jià)手段主要依賴(lài)冠脈造影，但冠脈造影僅能通過(guò)造影劑充盈情況粗略評(píng)價(jià)血管通暢程度和支架貼壁情況，準(zhǔn)確性差，同時(shí)對(duì)術(shù)者經(jīng)驗(yàn)要求較高。而OCT可以對(duì)血管的橫斷面進(jìn)行成像，分辨率高達(dá)10μm，能夠清晰顯示血管壁結(jié)構(gòu)和支架位置，通過(guò)定量測(cè)量支架絲與血管壁的距離，準(zhǔn)確判斷支架貼壁不良情況。但目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用的第一代時(shí)域OCT需要利用阻斷球囊暫時(shí)阻斷血流后才能成像。由于冠脈血流阻斷，臨床檢查中可見(jiàn)一過(guò)性ST段抬高、胸痛、心動(dòng)過(guò)速、心動(dòng)過(guò)緩甚至室顫等缺血相關(guān)并發(fā)癥［3，4］。

目前國(guó)內(nèi)的支架動(dòng)物實(shí)驗(yàn)尚未有應(yīng)用這一新興技術(shù)的報(bào)道，因此在小型豬模型中應(yīng)用OCT檢查的安全性和效用性未知，本實(shí)驗(yàn)中心率先將OCT應(yīng)用于小型豬支架植入模型中，積累了一定手術(shù)經(jīng)驗(yàn)并對(duì)其安全性可靠性進(jìn)行了評(píng)價(jià)，同時(shí)通過(guò)對(duì)OCT采集圖像的定量檢測(cè)，分析評(píng)價(jià)了支架釋放后的即刻貼壁不良情況。

1 材料和方法

實(shí)驗(yàn)方案通過(guò)北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院阜外醫(yī)院動(dòng)物倫理審查委員會(huì)批準(zhǔn)，所有操作在阜外醫(yī)院動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心完成。

1.1 材料

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物：健康中華小型豬22只，貴州封閉群，雌雄不拘，10～13月齡，體重20～25 kg。動(dòng)物來(lái)源北京愛(ài)克普養(yǎng)殖中心，合格證號(hào)110114010578147。支架型號(hào)：西羅莫司藥物洗脫支架（火鳥(niǎo)支架，上海微創(chuàng)公司），根據(jù)造影結(jié)果選擇直徑2.75或3.0 mm支架植入。介入手術(shù)所需器材同目前臨床使用器材一致。OCT設(shè)備：主機(jī)為時(shí)域OCT，M2系統(tǒng)（美國(guó)樂(lè)普公司）;OCT成像導(dǎo)絲總長(zhǎng)202 cm，包括頂端長(zhǎng)15 mm不透射線(xiàn)彈簧末梢，其成像部分位于彈簧末梢后5 mm處，可插入部分外徑最大值0.48 mm; Helios阻斷球囊;LID-1球囊加壓計(jì)，壓力范圍0～1.0 atm，精確度0.05atm。

1.2 手術(shù)方法

支架植入：術(shù)前一晚給予300 mg氯吡格雷和300 mg阿司匹林，術(shù)中常規(guī)靜脈給予肝素。全麻，呼吸機(jī)輔助通氣，解剖游離右側(cè)股動(dòng)脈，穿刺置入6F動(dòng)脈鞘，利用指引導(dǎo)管（6F JR-4.0）送至右冠狀動(dòng)脈開(kāi)口，根據(jù)冠脈造影結(jié)果選擇適合直徑支架植入右冠狀動(dòng)脈近段，輸送指引導(dǎo)絲（BMW超滑導(dǎo)絲）到達(dá)右冠狀動(dòng)脈遠(yuǎn)端，再送入帶支架球囊，9～14 atm擴(kuò)張30 s，撤出球囊。注意保留BMW導(dǎo)絲在右冠狀動(dòng)脈遠(yuǎn)端以便進(jìn)行OCT檢查。

OCT成像：術(shù)前準(zhǔn)備過(guò)程包括體外利用術(shù)者手指校準(zhǔn)OCT成像導(dǎo)絲、連接Helios阻斷球囊和LID-1球囊加壓計(jì)并排空球囊氣體。隨后將阻斷球囊通過(guò)BMW導(dǎo)絲送入右冠并使球囊前端不透射線(xiàn)標(biāo)記到達(dá)支架遠(yuǎn)端，撤出BMW導(dǎo)絲并送入OCT成像導(dǎo)絲。導(dǎo)絲頭部到達(dá)支架遠(yuǎn)端后，再回撤阻斷球囊至支架近端，0.5 atm擴(kuò)張球囊，同時(shí)以乳酸林格氏液沖洗，流速1～2 m L/s，待冠脈內(nèi)殘余血液沖凈后開(kāi)始成像，成像導(dǎo)絲回撤速度2 mm/s，掃描頻率20幀/s。成像結(jié)束后立即抽憋球囊并撤出球囊及成像導(dǎo)絲，復(fù)查冠脈造影確認(rèn)冠脈通暢，撤出引導(dǎo)導(dǎo)管并結(jié)扎右股動(dòng)脈。

1.3 實(shí)驗(yàn)觀察指標(biāo)

術(shù)中觀察指標(biāo)包括手術(shù)時(shí)間，OCT成像時(shí)間，檢查并發(fā)癥，例如ST段抬高、室速室顫等。

1.4 OCT圖像數(shù)據(jù)分析

術(shù)后通過(guò)OCT軟件定量測(cè)定支架貼壁情況，間隔1 mm（10幀）檢測(cè)一幀圖像，統(tǒng)計(jì)貼壁不良的支架絲數(shù)目。當(dāng)支架表面距離血管內(nèi)壁距離超過(guò)支架絲厚度時(shí)判定為貼壁不良，支架絲厚度130μm，OCT分辨率10μm，因此本研究將測(cè)量距離超過(guò)140μm判定為貼壁不良。

2 結(jié)果

2.1 22頭小型豬成功植入25枚火鳥(niǎo)支架（右冠22枚，前降支3枚），3例因阻斷球囊輸送困難導(dǎo)致OCT檢查失敗（一例支架植入后誤將BMW導(dǎo)絲撤出，再次輸送BMW導(dǎo)絲時(shí)折斷在支架內(nèi)，另兩例支架釋放后經(jīng)冠脈造影證實(shí)發(fā)生冠脈痙攣），后轉(zhuǎn)行前降支冠脈支架植入術(shù)，并成功進(jìn)行前降支OCT檢查。總手術(shù)時(shí)間49.7±12.9 m in，OCT檢查時(shí)間17.9±4.9 m in，平均掃描支架長(zhǎng)度20.3±5.9 min。

2.2 OCT檢查不良反應(yīng)主要包括一過(guò)性ST段抬高（5例）和室顫（3例），均發(fā)生在阻斷球囊阻斷血流之后。阻斷球囊撤出后15 m in內(nèi)，心電監(jiān)護(hù)顯示抬高的ST段基本恢復(fù)至正常水平。2例室顫成功電復(fù)律后完成OCT檢查，1例反復(fù)發(fā)作室顫，除顫無(wú)效死亡，其余動(dòng)物術(shù)后造影復(fù)查證實(shí)冠脈通暢，術(shù)后均存活，死亡率4.5％（彩插9圖1）。

2.3 OCT成功檢查22例支架，其中右冠支架19例，前降支支架3例。OCT掃描總長(zhǎng)度522 mm，成像清晰長(zhǎng)度503 mm（96.3％），OCT共分析542幀圖像，定量檢測(cè)4514個(gè)支架絲，發(fā)現(xiàn)66個(gè)支架絲即刻貼壁不良，占總數(shù)1.46％。貼壁不良支架絲與血管內(nèi)壁平均距離174μm（彩插9圖2）。

3 討論

OCT技術(shù)是近年來(lái)新興的冠脈內(nèi)影像學(xué)檢查技術(shù)，具有極高的分辨率和良好的組織學(xué)相關(guān)性，許多臨床研究已將OCT作為評(píng)價(jià)支架的重要手段。國(guó)內(nèi)有關(guān)支架的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)尚未應(yīng)用過(guò)OCT技術(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，本實(shí)驗(yàn)中心首次將OCT應(yīng)用于小型豬支架植入模型，并通過(guò)以上前期研究，對(duì)OCT在小型豬模型中應(yīng)用的安全性和效果進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

本實(shí)驗(yàn)利用OCT對(duì)健康小型豬支架植入效果進(jìn)行了評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)1.46％的支架絲存在即刻貼壁不良，這一數(shù)據(jù)要大大低于相關(guān)臨床研究的結(jié)果，主要因?yàn)榕R床患者存在復(fù)雜的動(dòng)脈粥樣硬化斑塊，鈣化或者血栓等都可以增加貼壁不良的發(fā)生。HORIZONS-AMI研究13個(gè)月后OCT隨訪發(fā)現(xiàn)仍有0.9±2.1％的紫杉醇支架絲存在貼壁不良，明顯超過(guò)金屬裸支架貼壁不良發(fā)生率0.1±0.2％［5，6］。而支架貼壁不良可以影響支架術(shù)后的內(nèi)膜修復(fù)，導(dǎo)致支架持續(xù)裸露，與支架內(nèi)血栓的發(fā)生密切相關(guān)［7，8］。HORIZONS-AMI研究的一個(gè)血管內(nèi)超聲亞組研究發(fā)現(xiàn)34.3％的植入紫杉醇支架的急性心肌梗死患者存在貼壁不良，由于分辨率限制（150μm）［9］，該研究主要評(píng)價(jià)了發(fā)生貼壁不良的支架數(shù)目，而OCT分辨率為10μm，明顯高于前者，能夠定量檢測(cè)貼壁不良的支架絲數(shù)目以及支架絲和血管內(nèi)壁的距離。

同時(shí)本研究發(fā)現(xiàn)小型豬OCT檢查的并發(fā)癥主要和阻斷血流有關(guān)，包括室顫和暫時(shí)性ST段抬高。其中室顫危害較大，嚴(yán)重者可以導(dǎo)致動(dòng)物死亡，而ST段抬高常發(fā)生在阻斷球囊充盈之后，當(dāng)冠脈血流恢復(fù)后數(shù)分鐘內(nèi)可迅速回落，不會(huì)引起嚴(yán)重后果。健康動(dòng)物對(duì)冠脈缺血耐受性較差，當(dāng)阻斷球囊到位時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或者阻斷血流時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)（數(shù)分鐘），動(dòng)物常發(fā)生室顫，3例室顫的發(fā)生均因?yàn)閷?duì)首次阻斷血流后成像效果不滿(mǎn)意，反復(fù)阻斷血流進(jìn)行成像導(dǎo)致。室顫發(fā)生時(shí)如果除顫及時(shí)則會(huì)避免動(dòng)物死亡，因此建議進(jìn)行OCT檢查的動(dòng)物手術(shù)室最好配備除顫器以備迅速?gòu)?fù)律，其次需要準(zhǔn)備利多卡因幫助復(fù)律的藥物，以及硝酸甘油解除球囊擴(kuò)張引起的冠脈痙攣。本研究OCT檢查的總體性良好，僅有1例因反復(fù)發(fā)作室顫，電復(fù)律無(wú)效導(dǎo)致動(dòng)物死亡。

本實(shí)驗(yàn)OCT檢查操作方法跟臨床檢查一致，平均耗時(shí)17.9±4.9 m in，跟Takarada等［10］檢查冠心病患者時(shí)間類(lèi)似（16±3.8 min）。不過(guò)當(dāng)冠脈下游存在較大分支時(shí)，林格氏液對(duì)冠脈主支的沖洗效果減弱，紅細(xì)胞殘留過(guò)多會(huì)導(dǎo)致成像質(zhì)量下降。因此選擇適合的部位擴(kuò)張球囊十分重要，若有條件盡可能將阻斷球囊定位在分支遠(yuǎn)端進(jìn)行擴(kuò)張，可以取得較好血流阻斷和成像效果，減少反復(fù)成像導(dǎo)致嚴(yán)重的并發(fā)癥。如若效果不佳，可以考慮增大球囊壓力以及林格氏液沖洗速度以改善成像質(zhì)量。

通過(guò)本研究我們證實(shí)OCT在小型豬支架模型中的應(yīng)用是安全和有效的，可以了解活體支架貼壁和內(nèi)膜覆蓋情況，不必處死動(dòng)物，更有利于支架植入術(shù)后的隨訪，同時(shí)節(jié)約了實(shí)驗(yàn)所需動(dòng)物數(shù)目，也更符合動(dòng)物倫理的要求，在支架的臨床前期研究中有著廣泛的應(yīng)用前景。

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