光學相干斷層掃描技術在動脈粥樣硬化斑塊評估中的應用進展

李朝，宋彥麗，林杰，朱弘璐，王天罡，武一平

卒中目前已成為全球范圍內最嚴重的致死、致殘性疾病之一，據(jù)統(tǒng)計每年我國約有100萬人死于卒中。動脈粥樣硬化是引起缺血性卒中的主要病因。約30%的缺血性卒中是由頸動脈粥樣硬化所導致的[1]。頸內動脈粥樣硬化性狹窄、斑塊破裂及繼發(fā)血栓形成，均會導致缺血性腦血管病的發(fā)生。光學相干斷層掃描（optical coherence tomography，OCT）技術是近年來發(fā)展迅速的一種血管內成像方法，具有抑制散射光、高分辨率、高靈敏性等特性，能夠精確地觀察組織超微結構，因此被稱為“光學活檢”[2]。它可以對動脈粥樣硬化斑塊的成分、特征以及支架術后進行分析評估，以此預防和干預缺血性事件的發(fā)生。

1 OCT技術簡述

OCT是基于光源的相干特性對活體組織內部超微結構進行斷層成像的一種血管內成像技術[3]。類似于血管內超聲（intravascular ultrasound，IVUS），只不過OCT用的是光波而非聲波。其超高的分辨率（10～20 μm）相對于IVUS有明顯的優(yōu)勢。OCT的基本成像原理是把光束射到要被成像的組織或樣本上，光束被不同距離上的顯微結構反射，用干涉測量法測量其所反射的光的時間延遲。在不同的橫向位置上連續(xù)的軸向距離測量，然后把獲得的信息顯示為二維的橫截面圖像。組織結構不同，其反射的紅外光強度、密度和延遲時間也不同，因此使用OCT區(qū)分各種組織圖像變得方便易行[4]。傳統(tǒng)的OCT技術，由于近紅外線難以穿過紅細胞，成像時需要阻斷血流以排除血管中的血液。不足之處是它會造成細胞缺血，操作存在一定的風險，因而限制了OCT的臨床普及。新一代的OCT成像系統(tǒng)——頻域OCT掃描速度更快，分辨率更高，每秒鐘的掃描幀數(shù)為100幀，回撤速度大約20 mm/s。因此，只需注射一次造影劑就可完成血管的成像，其所用的手術時間更短，OCT圖像采集期間所引起的缺血癥狀更少，有效地保證了患者的安全[5]。目前，頻域OCT技術尚不成熟，仍需要大量的研究數(shù)據(jù)來證實。1991年，David Huang等[6]首次證實了OCT在眼科方面的應用價值。1997年以來，OCT逐漸應用于心血管方面的檢查治療及介入評估。近年來，也逐漸用于評估頸動脈粥樣硬化斑塊及頸動脈支架術后。

2 OCT技術對頸動脈粥樣硬化斑塊的識別

缺血性卒中的發(fā)生是由多種病因共同導致的，動脈粥樣硬化是腦血管病的病理基礎，斑塊形成是其顯著標志之一。近來發(fā)現(xiàn)，缺血事件的發(fā)生已不單是由血管狹窄引起，斑塊內的成分才是影響其發(fā)生的主要因素，斑塊破裂和血栓形成即易損斑塊的出現(xiàn)更是缺血事件發(fā)生及復發(fā)的危險因素。斑塊破裂后會產生相應的栓子，隨著血流進入顱內，較小的栓子導致分支動脈堵塞，造成短暫腦缺血發(fā)作或相應區(qū)域腦梗死的發(fā)生。較大的栓子會造成頸內動脈及大腦前、中動脈的堵塞，從而導致大范圍的急性缺血性卒中的發(fā)生[7]。據(jù)報道稱，急性缺血性卒中患者的頸動脈斑塊發(fā)生率高達58%，其中易損性斑塊占42.2%[8]。James E. Muller等[9]最早提出了“易損斑塊”這一概念。1997年，Allen P. Burke等[10]將“易損斑塊”定義為“薄纖維帽的動脈斑塊”（thin-capped fibroatheroma，TCFA），指含有脂質核，纖維帽厚度＜65 μm，纖維帽伴有炎細胞浸潤。易損斑塊的主要標準：①活動性炎癥（單核細胞、巨噬細胞、T淋巴細胞浸潤）；②大的脂質核、薄纖維帽；③內皮剝脫伴表面血小板聚集；④斑塊裂隙；⑤狹窄程度＞90%。易損斑塊易于破裂形成血栓，從而進展為缺血性卒中事件。基于此，更多的人開始重視易損斑塊的評估。因此早期識別、預測易損斑塊，及時采取干預措施對預防不良腦缺血事件尤為重要。

近年來，OCT廣泛應用于易損斑塊的評估并取得顯著進展。近紅外光譜可以描述斑塊的成分進而提供有價值的預后信息[11]。OCT最初用于動脈粥樣硬化的檢測是在體外進行的，以此來判定OCT的近紅外光能否有效地透過組織，從而為在體內的應用提供驗證。有研究者從尸檢中鑒定出3種斑塊類型，分別是纖維斑塊、纖維鈣化斑塊、脂質斑塊[12]。對于區(qū)分何種類型的動脈粥樣硬化斑塊，OCT具有高度的特異性和靈敏性。OCT技術對纖維鈣化斑塊識別的靈敏度為96%，特異度為97%；對脂質斑塊識別的靈敏度為90%，特異度為92%；對纖維斑塊的靈敏度為79%，特異度為97%[13]。纖維斑塊呈現(xiàn)均一的高信號區(qū)，脂質斑塊的特征是邊界模糊的低信號區(qū)，鈣化斑塊在OCT圖像上表現(xiàn)為邊界清晰的低信號區(qū)[12]。OCT以其極高的分辨率，可精準評估管腔的細微結構，尤其是纖維帽的厚度、巨噬細胞的浸潤、脂質斑塊的大小、鈣化結節(jié)、斑塊破裂、浸潤及血栓等不穩(wěn)定因素[14]。

纖維帽的厚度是評價易損斑塊的重要指標之一。有相關研究證明，OCT能夠準確檢測纖維帽厚度[15]。纖維帽主要由平滑肌細胞及膠原纖維組成，金屬蛋白酶的作用和血管的重塑會導致膠原纖維降解和平滑肌細胞減少，最終纖維帽變薄進而斑塊破裂[16]。纖維帽的厚度主要由兩部分決定。第一，已破損的纖維帽，主要由纖維帽邊緣和根部的中點測量得知；第二，纖維帽最薄處，由破損纖維帽最鄰近的完整纖維帽中測量得出。有研究發(fā)現(xiàn)，有血栓形成的易損斑塊主要存在于那些薄纖維帽的斑塊中[17]。因此，早期監(jiān)測纖維帽的厚度，可以及時采取相應措施，進而預防急性缺血性事件的發(fā)生。一項觀察性研究通過OCT證實，接受他汀類藥物治療的患者出現(xiàn)斑塊破裂的人數(shù)更少，并且纖維帽厚度有增加的趨勢[18]。目前，OCT是體內檢測纖維帽厚度最為精確的檢查手段之一。

OCT技術可以識別血管內血栓是否存在及其性質。與IVUS不同，OCT以其極高的分辨率能夠準確地鑒別血栓的形成。不同性質的血栓，其光學屬性不同，在OCT上的影像表現(xiàn)也不同，如紅色血栓富含紅細胞，血栓表面有高背反射和強衰減性；白色血栓含有大量血小板，低背反射，信號較均勻；混合血栓信號反射介于紅白兩者之間[19]。有研究得出，有血栓形成的纖維帽明顯薄于無血栓形成的纖維帽[17]。當然，纖維帽的厚度和血栓之間的關系需要進一步的研究證實。

OCT也可用于巨噬細胞的浸潤。有研究顯示，巨噬細胞的浸潤程度越高，則斑塊破裂和血栓形成的風險也越高[20]。巨噬細胞富含脂質，且斑塊內巨噬細胞體積可達30～50 μm，使得OCT容易分辨出來。Guillermo J. Tearney等[21]證實OCT測量的巨噬細胞密度與組織細胞學測量結果呈正相關（r=0.84，P＜0.0001），與組織學測量的平滑肌肌動蛋白密度呈負相關（r=-0.56，P＜0.005)。

在評估斑塊破裂方面，OCT也有貢獻。近來，越來越多的人認為斑塊破裂是造成缺血性事件的主要原因之一。通過OCT指導研究顯示，斑塊破裂常發(fā)生在肩部（64%），其結果同樣在組織病理學和血管內超聲中得到證實。斑塊肩部高的剪切力、金屬蛋白酶活性增高和活動性炎癥部分解釋了這一現(xiàn)象[17]。

有研究證實，OCT也可以對支架置入術后的冠脈斑塊在纖維帽厚度、管腔偏心度、支架擴張性、支架貼壁不良、組織脫垂、血栓形成、支架對稱性等方面進行精準的檢測[22]。IVUS觀察不到的內膜、中膜、彈力板等[23]。OCT對于斑塊的監(jiān)測與組織病理學有高度的一致性。當然，OCT在評估頸動脈易損斑塊方面仍然處于起步階段，研究者對OCT的認識還不成熟，OCT診斷斑塊上有以下幾個問題：①組織穿透力弱，約2～3 μm，足以分析大多數(shù)血管內膜下粥樣斑塊，但對于管壁的深層組織評估欠缺，尤其是監(jiān)測斑塊的面積方面存在不足，可能會高估管腔的面積，且不能準確檢測狹窄程度[24]。②因其操作中需阻斷血流且耗時較長，對管腔的顯示能力有限[25]。③檢查為有創(chuàng)性操作，存在栓塞的風險，且操作較復雜，術中患者可能會產生不適感。④對于一些長病變粥樣斑塊，OCT的成像結果不盡如人意。⑤價格較昂貴，目前僅在小部分地區(qū)應用，仍難以全面推廣等。

隨著OCT臨床研究工作的發(fā)展，將更大地拓展其適應證，為及早診斷易損斑塊提供依據(jù)，并逐漸建立一套標準化的流程體系，從而對預防和降低卒中的發(fā)生有重要的指導意義。相信并且期待OCT在臨床工作中取得巨大進步。

3 總結與展望

易損斑塊是急性缺血性事件的發(fā)病機制，斑塊破裂、血栓形成更是直接導致了缺血性事件的發(fā)生。盡早預防和干預易損斑塊，進而指導臨床工作，OCT有其獨特的優(yōu)勢。OCT以其極高的分辨率可以精準地檢測出纖維帽的厚度，觀察到

【點睛】光學相干斷層掃描作為一種新的血管內成像技術，其分辨率高，能夠識別易損斑塊，為臨床醫(yī)生及早干預易損斑塊提供依據(jù)，從而盡早地預防及降低卒中的發(fā)生。