AngioLight系統與血管內超聲對冠狀動脈血管直徑測量的比較研究

丁誠，許亮，劉慶榮，吳永健

AngioLight系統與血管內超聲對冠狀動脈血管直徑測量的比較研究

丁誠，許亮，劉慶榮，吳永健

目的：由于血管內超聲（IVUS）的高昂費用與影像結果分析對術者的高操作技術要求，其在臨床實踐中的開展受到阻礙。本研究通過比較AngioLight系統與IVUS對冠狀動脈血管直徑的測量結果，旨在明確AngioLight系統的安全性和診斷效果。

方法：選用3頭中國農大實驗小型豬（平均體重27 kg），針對冠狀動脈左前降支、回旋支、右冠狀動脈，每支血管選擇參照點、參照點近端（距參照點以近10～15 mm）、參照點遠端（距參照點以遠10～15 mm）三個測量點，分別使用IVUS 以及AngioLight系統進行血管直徑測量并記錄。待支架置入后，選擇遠端點（距支架遠端邊緣10～15 mm）、支架邊緣遠端點（近支架遠端邊緣外部一點）、支架邊緣近端點（近支架近端邊緣外部一點）、近端點（距支架近端邊緣10～15 mm），再次通過IVUS 以及AngioLight系統進行血管直徑測量，以明確支架釋放情況，并比較IVUS和AngioLight系統的血管直徑測量結果。

結果：總計25次測量中，AngioLight系統最大血管直徑測量值與IVUS實時測量最大血管直徑測量值之間的差異無統計學意義[（2.70±0.49）mm vs （2.57±0.54）mm, P=0.09]，相關系數r=0.73（P＜0.001）；而AngioLight系統最大血管直徑測量值與術后IVUS圖像分析最大血管直徑測量值（該數值計算時部分數據缺失，故相應的AngioLight系統測量數據在計算時也予以剔除）也未達統計學差異[（2.59±0.42）mm vs （2.68±0.6）mm，P=0.37）]，相關系數r=0.67（P=0.001）。

結論：本研究表明，AngioLight系統系統安全性佳，其對血管直徑直接的量化測量結果與IVUS相關性較好。

介入治療；冠狀動脈血管直徑測量；血管內超聲；AngioLight系統

Methods: There were 3 reference target points established in left anterior descending (LAD), left circumfex (LCX) and right coronary arteries (RCA) in 3 Chinese mini-pigs. Each coronary branch had ①target point, ②proximal target point, which was (10-15) mm up to target point, ③distaltarget point, which was (10-15) mm down to target point. The coronary diameters were measured and compared by both IVUS and AngioLight system. Upon stent implantation, the diameters were measured again by both IVUS and AngioLight system at distaltarget point, stent edge of distal target point and proximal target point, stent edge of proximal target point respectively. And results comparison between AngioLight and IVUS were also compared.

Results: In 25 measurements, neither adverse complication nor death were occurred during the study. There were no significant statistical differences between IVUS real-time max diameter and AngioLight catheter max diameter measurements (2.57 ± 0.54) mm vs (2.70 ± 0.49) mm, P=0.09, as well as between IVUS analyzed max diameter and AngioLight catheter max diameter (2.68 ± 0.6) mm vs (2.59 ± 0.42) mm, P=0.37. In addition, good correlations were

observed (r= 0.73, P＜0.001) and (r= 0.67, P=0.001) respectively.

Conclusion: Angio Light system has good safety and correlation with IVUS for quantitative measurement of coronary diameter in experimental pigs.

(Chinese Circulation Journal, 2015,30:1106.)

冠狀動脈（冠脈）造影被視為冠心病血管病變的診斷金標準，然而隨著冠脈介入支架置入技術的發展，血管內超聲（IVUS）以其能夠辨別病變情況[1,2]、精確評估血管管腔直徑[3]、在支架置入病變處后準確評估支架釋放情況從而減低支架內再狹窄率和急性及亞急性支架內血栓形成、能作為支架置入后良好的預后獨立預測因子等優勢[2，4，5]，已成為選擇支架和評價支架釋放情況及優化支架治療的重要手段[6-8]。然而，IVUS存在以下缺點：（1）費用高昂，在中國檢測一次約需15 000元。（2）IVUS導管隨著心臟的收縮舒張造成不連續的血管影像記錄，使影像結果分析更加困難。（3）在PCI過程中，IVUS檢查的血管結果可能因不同廠牌的導管及分析軟件造成結果偏移[9-12]。上述缺點均不同程度限制IVUS的普及與應用。為解決上述問題，2012年美國AngioLight公司基于遠紅外光光學原理設計的AnioLight系統，旨在以經濟的檢查費用（2 500～3 500元）對血管提供準確而直接的血管量化結果信息，其通過成像導管頭端的三個順時針交互排列光纖發射器與接收器實時采集血管信息，只須將成像導管放置于欲測量血管段，即會自動開始記錄跨心動周期15 s的連續血管直徑信息采集。AngioLight系統操作端呈現的結果也是實時量化結果，不需對圖像進行任何分析。本研究為探索其在冠脈血管直徑測量中的安全性及效能，并在支架置入前后，以AngioLight系統實時血管直徑測量獲得的血管信息與IVUS所獲得的相關血管信息對比，初步明確AngioLight系統對冠脈血管直徑測量并指導支架選擇、血管置入支架后評估支架釋放情況的安全性及診斷效果。

1 材料與方法

實驗動物：10月齡中華小型豬3頭，貴州封閉群，雌雄不限，體重（25±5）kg，所有實驗動物均依據動物實驗倫理條例進行實驗操作，實驗方案獲得實驗動物倫理委員會的批準。

AngioLight導管系統：長145 cm，約為3.6 F，可插入部分外徑最大值為0.014”（1.2 F，0.36 mm）導絲；自導管頂端順時鐘0°、120°、240°處光纖發射器發射特殊波長信號，再由距離發射信號近端3 mm順時鐘 60°、180°、300°處光纖感受器接收信號，當信號由光纖1發出，信號將由兩個光纖接受器接收。因此每一次AngioLight系統界面顯示的血管信息讀數均包含了實時6次測量并通過成像系統算法計算，將所采集信號傳送至AngioLight系統成像系統進行分析，直觀呈現量化結果（圖1）。

圖1 AngioLight系統測量冠狀動脈內徑結果示例

動物準備：按阜外醫院實驗室標準規程給動物肌注氯胺酮（25 mg/kg）和地西泮（1 mg/kg）進行麻醉，氣管插管，置于手術臺上后記錄心電圖，持續心電監測。以12號穿刺針局部穿刺股動脈插入引導鋼絲，送入6 F鞘管，經鞘管給予肝素200 IU/kg，手術期間確保活化凝血時間＞300 s。肝素化后在X線透視下置入6 F JR引導導管到右冠狀動脈開口并調整位置以便與血管近端同軸，行冠脈造影，造影體位左前降支60°，根據造影結果明確冠脈解剖結構。

實驗流程：首先主要明確AngioLight系統對冠脈血管直徑評價的安全性及其與IVUS通過多次測量同一位置血管直徑比較兩者的測量效能，為選擇合適尺寸的支架提供參考。然后，根據上一步驟選擇的血管參照點結果，置入合適尺寸的支架，再次通過AngioLight系統與IVUS分別測量血管直徑，評估支架釋放情況。為利于準確判定IVUS圖像，根據實時圖像分析以獲得IVUS實時最大血管直徑，研究

結束后根據實時圖像分析得出IVUS分析最大血管直徑，并與AngioLight實時最大血管直徑結果比較。

AngioLight系統測量方法：在冠脈造影指引下尋找一冠脈血管自然轉折處，將AngioLight測量探頭頂住血管管壁15 s進行校準。再將探頭放置在IVUS測量時選中的測量點，操作AngioLight系統界面點擊record開始記錄。其余血管按上述步驟測量。

IVUS測量方法：采用美國Boston scientific公司生產iLab型血管內超聲儀，血管內超聲探頭為3.2 F，頻率為40 MHz。在X光透視引導下，補充注射肝素70 mg，在將0.36 mm導引鋼絲送至冠脈遠端，常規冠脈內注入0.2 g硝酸甘油后，沿導引鋼絲插入血管內超聲探頭導管，首先測量主要冠脈包括左前降支、回旋支，右冠狀動脈三支主要血管。將探頭向血管遠端前行距離該參照點遠端10～15 mm即為遠端測量點，記錄此時冠脈造影下相對應的解剖參照點，并記錄該測量點血管直徑。當遠端點測量完成，將探頭回撤至目標參照點以及再向距離目標參照點近端10～15 mm處近端點，分別記錄兩處測量點的血管直徑。其余血管按照上述步驟進行測量。

支架置入后再次測量血管直徑，每支血管4次測量順序如下：（1）遠端點：距支架遠端邊緣向血管遠端10～15 mm處；（2）支架末端：接近支架遠端邊緣外部的一點；（3）支架近端：接近支架近端邊緣外部的一點；（4）近端點：距支架近端邊緣向血管近端10～15 mm處。分別以IVUS及AngioLight系統檢查記錄各處測量點血管直徑。其余血管按上述步驟測量。

統計分析：用SAS 9.4系統分析。連續變量以“均數±標準差”表示，不同時間點的測量結果均數比較采用配對t檢驗，定量變量一致性評價以Blank-Altman分析檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

由于部分冠脈尺寸不符合實驗需求（＜2.5 mm 或＞3.5 mm），本研究中3頭中華小型豬共進行25次冠脈血管直徑測量。在第2頭實驗豬左前降支支架置入后IVUS測量過程中，出現了明顯的冠脈痙攣，立即給予冠脈內注射200 μg硝酸甘油并暫停檢查。15 min后重復造影，證實無痙攣后繼續行IVUS及AngioLight系統檢查。

25次測量結果顯示，AngioLight系統最大血管直徑與IVUS實時最大血管直徑之間的差異并無統計學意義[（2.70±0.49）mm vs （2.57±0.54）mm，P=0.09]，相關系數r=0.73（P＜0.001），Bland-Altman分析顯示兩者一致性良好（圖2）。此外，AngioLight系統最大血管直徑也與IVUS分析最大血管直徑（該數值計算時部分數據缺失，故相應的AngioLight系統測量數據在計算時也予以剔除）之間的差異也無統計學意義[（2.59±0.42）mm vs（2.68±0.6）mm，P=0.37]，兩者相關系數r=0.67（P=0.001），Bland-Altman分析顯示兩者一致性良好（圖3）。然而，AngioLight系統平均血管直徑與IVUS平均血管直徑（這兩個數值計算時也有部分數據缺失）比較差異有統計學意義[（3.0±0.67）mm vs （2.68±0.37）mm，P=0.004]，兩者相關性好（r=0.86，P＜0.0001）。

圖2 AngioLight系統最大血管直徑與IVUS 實時測量的最大血管直徑測量值的Blank-Altman分析結果

圖3 AngioLight系統最大血管直徑與術后IVUS圖像分析最大血管直徑測量值的Blank-Altman分析結果

3 討論

本研究初步結果顯示：AngioLight系統在冠脈血管檢測中安全性高，在冠脈血管直徑測量上與IVUS檢測有相似的結果及診斷效果。無論是在支架置入術前對冠脈血管最大直徑的評價，還是在支架置入術后再次測量冠脈最大血管直徑來評估支架釋放情況，AngioLight系統與 IVUS 的測量結果高度一致。這為未來臨床冠脈血管測量應用提供了直接證據以及重要參照，也為介入術者在血管評估、支架選擇、支架置入后的球囊擴張評估置入支架后的支架釋放情況時提供了有效精確信息，并有望如同IVUS引導介入操作，進一步減少圍手術期不良并發癥。研究過程中未發生任何圍手術期并發癥或動物死亡。

盡管本研究屬于臨床前期活體動物研究，考慮到預計未來上市的每次測量費用為2 500～3 000元，與IVUS在評估冠脈最大血管直徑上有相似的診斷效果，不難得出AngioLight系統有著經濟優勢。在未來介入治療中進行冠脈血管評價、指導支架尺寸選擇以及支架置入術后評估支架釋放時，AngioLight系統有望成為一種可靠、有效而經濟的選擇。

然而，本研究中AngioLight系統平均血管直徑與IVUS平均血管直徑比較存在差異，可能與以下原因有關：（1）按照AngioLight系統操作需求，針對AngioLight導管的校正時需要將AngioLight導管探頭在校正全程過程中完全貼緊冠脈血管管壁上，以達到最好的校正效果。由于個體中不同血管的自然變異，可能無法直接將單一血管的校正結果直接應用于不同血管。此外，校正過程當中對于血管內自然轉折校正點的選擇及冠脈造影確認校正點及探頭情況也對校正結果有重大影響。（2）在IVUS實時測量以及術后針對圖像分析的結果中，大約有±10%的自身測量結果誤差，雖然此誤差在臨床實踐中也許處于可接受范圍，但在本研究有限的測量數據中，可能造成與AngioLight系統測量的數據存在較大偏倚，在今后的研究中應進行更多次的測量并選擇其他參照標準，例如光學相干斷層檢查，以進一步明確AngioLight系統的診斷效果。（3）雖然在IVUS術后分析平均血管直徑以及AngioLight系統平均血管直徑有統計學差異，但IVUS分析平均血管直徑與AngioLight系統最大血管直徑兩者結果差異卻無統計學意義（P=0.88），也存在中等程度的相關性（r=0.67， P=0.009），此結果提示，AngioLight系統平均血管直徑的算法可能需要進一步調整。

由于是首次活體動物實驗，本研究測量數據較少，且有部分數據缺失。但有限的測量數據仍然顯示，AngioLight系統和IVUS的診斷效果十分相似。另外，本實驗并未使用動脈粥樣硬化模型，我們將進一步研究相關病理模型。總之，簡便易行、結果直觀、經濟實用的AngioLight導管以及AngioLight成像系統在冠脈血管最大直徑測量結果上展現了與IVUS較高的相關性，具有相似的診斷效果。

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Comparative Study Between AngioLight System and Intravascular Ultrasound for Coronary Diameter Measurement in Experimental Pigs

DING Cheng, XU Liang, LIU Qing-rong, WU Yong-jian.
Department of Cardiology, Cardiovascular Institute and Fu Wai Hospital, CAMS and PUMC, Beijing (100037), China

Objective: Due to the high cost and complicated imaging interpretation of intravascular ultrasound (IVUS), we conducted a comparative study between AngioLight system and IVUS measurement of coronary diameter to explore the safety and effcacy of AngioLight performance in experiment pigs.

Percutaneous coronary intervention; Coronary diameter measurement; Intravascular ultrasound; AngioLight

2015-05-23）

（編輯：朱柳媛）

100037 北京市，北京協和醫學院 中國醫學科學院 國家心血管病中心 阜外醫院 冠心病診療中心（丁誠、劉慶榮、吳永健），介入導管室（許亮）

丁誠 博士研究生 主要從事心血管內科研究 Email: hugedsc@gmail.com 通訊作者：吳永健 Email: fuwaihospital@gmail.com

R54

A

1000-3614（2015）11-1106-04

10.3969/j.issn.1000-3614.2015.11.017