学术分享丨刘斌教授:冠脉腔内影像学最新进展2022
吉林大学第二医院刘斌教授以“冠脉腔内影像学最新进展2022”为题,根据近几年的临床发展,着重分析两种手段可谓各有千秋。虽然血管内超声成像(IVUS)问世比较长,到目前为止积累的循证医学证据比较充分,但光学相干断层扫描(OCT)以其星火燎原之势迅速应用于临床,可以说两者以其独特的优势分别应用于左冠状动脉主干(LM)病变,分叉病变,钙化病变,弥漫病变,慢性完全闭塞性病变(CTO)等疾病的临床诊疗中。
一 IVUS和OCT的特点
IVUS的特点:
1.不需要使用造影剂,适合肾功能不全患者
2.穿透能力强,适合冠脉开口病变、管腔大的血管
3.可以识别血管外膜,评估斑块负荷和血管正性重构
4.为CTO开通提供指导(导丝重入真腔)
OCT的特点:
1.分辨率高,具有更好的组织特征识别能力
2.更适用于识别血栓
3.定量评估钙化病变(钙化厚度)
4.支架失败机制的识别
5.精确指导BRS植入
6.具有自动化分析功能,使用更便捷
IVUS和OCT的对比
二 临床研究证据
关于两者在临床疾病诊疗中的研究分析,2022年《Catheter Cardiovasc Interv》杂志发表了一篇MATE分析文章《血管内超声与光学相干断层扫描引导经皮冠状动脉造影的结果-基于荟萃回归的分析》。该荟萃分析旨在比较OCT与IVUS指导PCI(经皮冠状动脉介入治疗)的临床结局有无统计学差异,研究共纳入3项RCT研究及4项观察性研究,共5917例患者(OCT指导组n=2075;IVUS指导组n=3842),主要研究终点定义为MACE(主要不良心脏事件)、心源性死亡率、全因死亡率;次要终点定义为心肌梗死(MI)、支架血栓形成(ST)、靶病变血运重建及卒中。
荟萃分析PRISMA流程
IVUS和OCT主要终点事件结果比较
研究对比了主要终点事件MACE、心源性死亡率、全因死亡率,以及次要终点事件MI、ST、靶病变血运重建及卒中,发现两组没有统计学差异。最终得出结论,荟萃分析对比了IVUS与OCT指导PCI的临床结局,结果发现两者没有统计学差异。故临床应用时不要比较谁更好,而是根据具体情况结合两者特点,选择更适合的那个。
主要终点森林图
次要终点森林图
刘教授说到不要刻意比较两者孰好孰坏,应具体问题具体分析,对于LM开口病变、血运较差以及CTO病变优先选择IVUS,而怀疑血栓性病变、以及更清楚观察病变性质则最好选择OCT。
三 指南推荐
2021年美国心脏病学会(ACC)、美国心脏协会(AHA)和美国心血管造影与介入学会(SCAI)联合发布了《2021冠状动脉血运重建指南》,为冠状动脉疾病(CAD)患者的治疗提供了建议。
指南推荐
四 腔内影像学临床研究应用
1.指导左主干病变的PCI治疗
临床上应用IVUS指导LM病变比较广泛而熟悉,尤其是观察贴壁和膨胀情况是首选,其中IVUS MLA(最小管腔面积)<6mm²(欧美人群)和MLA<4.5mm²(亚洲人群)作为临界值,已被血管功能学的研究所验证。
a.左主干IVUS MLA>6mm²可被认为无心肌缺血
b.左主干IVUS MLA≤4.5mm²是心肌缺血
c.左主干IVUS MLA 4.5-6mm²建议增加有创或无创的功能学评估。
关于左主干术后的评价方面:
a.左主干分叉病变术后,小支架内面积(MSA)分别为:5.0mm²(回旋支开口),6.3mm²(前降支开口),7.2mm²(分支汇合处),8.2mm²(分支汇合处以上临近部位的左主干)。(即5,6,7,8原则)
b.EXCEL研究推荐6mm²(回旋支开口),7mm²(前降支开口),10mm²(左主干体部)。然而,以往OCT在LM病变中的循证证据较少。
腔内影像指导LM病变PCI
对于左主干开口病变,OCT比较局限,但对于左主干中/远端病变是否可以应用,2021年《EuroIntervention》杂志中《光学相干断层扫描指导左冠状动脉主干经皮冠状动脉介入治疗:LEMON 研究》给出肯定结论。
LEMON 研究是一项前瞻性、多中心研究,旨在观察OCT指导下的左主干中/远端病变PCI是否获益,该研究纳入70例患者并根据预先制定的方案进行OCT检查,主要终点是手术成功,定义为:血管造影残余狭窄<50%+所有分支血流TIMI3级+OCT显示足够的支架膨胀(LEMON标准:近端最小管腔面积/参考段最大管腔面积和远端最小管腔面积/参考段最大管腔面积均≥80%)。
研究结果发现,86%的患者达到研究定义的手术成功,在OCT指导下术者对26%的患者进行了支架置入后的优化操作,无重大临床不良事件的1年生存率为98.6%。最终得出结论,在OCT指导下对左主干中/远端病变(开口病变除外)进行PCI是可行、安全的。
LEMON 研究
2021年《J Interv Cardiol》杂志发表了一篇希腊的研究,关于OCT预测左主干狭窄导致缺血的临界值,该研究入选101例造影显示血管狭窄20-70%的LM病变患者,所有患者均接受FFR测量和OCT检测,最终有88例的LM病变可通过OCT进行分析,最大充血状态下FFR≤0.80的患者39例。其中对于预测FFR<0.80,MLA临界值为5.38mm²的敏感性和特异性最高,分别为82%和81%。
研究结果
最终得出结论,OCT测得MLA≤5.38mm提示LM病变缺血(欧美人群)。
对于OCT和IVUS腔内影像对比血管造影在LM远端病变支架植入方面的应用,2022年《Catheter Cardiovasc Interv.》杂志发布一篇关于左主干冠状动脉远端支架置入的光学相干断层扫描、血管内超声或血管造影指导ROCK Ⅱ研究,该研究是一项欧洲多中心、回顾性研究,假设腔内影像指导优于造影指导,OCT指导不劣于IVUS指导,共纳入730例因左主干远端病变植入支架的患者,其中377例腔内影像指导(OCT 162例,IVUS 215例),353例造影指导,主要研究终点为1年的靶病变失败(TLF),包括心源性死亡、靶血管心肌梗死和靶病变血运重建。
ROCK Ⅱ研究发现,造影和腔内影像指导组1年TLF的发生率分别为21.2%和12.7%(p=0.039),OCT和IVUS之间无差异(13.5% VS.11.7%,p=0.26)。
主要终点(1年TLF)
经过倾向评分匹配,每组入选100名患者,使基线特征无显著差异,得到相同的结论(1年TLF分别为造影组16%,OCT组7%,IVUS组6%,IVUS与 OCT组无差异)。
TLF基线变化
最终得出结论,对于左主干远端病变支架植入术,腔内影像指导优于造影指导,且OCT指导与IVUS指导无差异。
2.识别不稳定病变
IVUS可以显示易损斑块特征,包括衰减 (AP) 和回声透明 (ELP)。虽然 IVUS 衍生的易损斑块特征与经皮冠状动脉介入治疗期间的微血管阻塞有关,但这些斑块特征与临床结果之间的关系尚未确定。2020年欧洲心脏杂志的《超声斑块衰减和低回声的进展与主要不良心血管事件相关》,其主要目的旨在评估 AP/ELP 与心血管事件的关联。结果显示IVUS下的AP和ELP均与远期主要不良心血管事件(MACE)相关,且ELP进展时患者的预后更差。
AP/ELP横截面IVUS
关于OCT在易损斑块中的研究,2020年欧洲心脏杂志同样发表了一篇文章,在《左前降支冠状动脉斑块形态与12个月临床结果的关系:CLIMA研究》中,CLIMA研究作为一项前瞻性、多中心研究,入选1003例患者,共计1776个前降支近段斑块,随访12个月。研究发现非罪犯高危斑块——OCT下最小管腔面积(MLA)<3.5mm²,纤维帽厚度(FCT)<75μm,脂质核心角度>180°及巨噬细胞浸润是12个月心血管事件的独立预测因子。
对比有无OCT识别的心血管事件发生率
关于OCT识别非罪犯LRP(富脂质斑块即最大脂质弧>180°)和TCFA(薄帽纤维粥样斑块即最小纤维帽厚度<65 μm)可预测远期ACS风险,2021年《Eur Heart J Cardiovasc Imaging》杂志发表了《光学相干断层扫描检测易患急性冠状动脉综合征的高风险斑块》文章。该研究回顾性纳入1378例患者,3533个非罪犯斑块中位随访6年(5-9年),最后得出结论,非罪犯(LRP)和TCFA与远期ACS的风险增加相关。
OCT识别风险
LRP和TCFA识别ACS风险
综合评估
刘斌教授针对数据解释说,针对上述非罪犯高危斑块的患者,即使管腔狭窄程度不重,临床上也应高度重视,应充分给予抗血小板以及他汀类抗动脉粥样硬化联合治疗。
关于OCT检测的TCFA对血流储备分数 (FFR) 阴性病变的糖尿病 (DM) 患者临床结果的影响,2021年欧洲心脏杂志的《薄帽纤维粥样斑块可预测血流储备分数正常的糖尿病患者的临床事件:COMBINE OCT-FFR 试验》文章给出证据。COMBINE OCT-FFR研究作为一项前瞻性、多中心临床研究,对483例存在≥1个直径狭窄40-80%病变的糖尿病合并冠心病患者(包括稳定型冠心病和ACS)行FFR评估,FFR阴性(FFR值>0.8)的患者接受OCT评估,并根据是否存在TCFA分为2组,TCFA组和无TCFA组;而FFR阳性(FFR值≤0.8)的患者接受血运重建,随访18个月。
COMBINE OCT-FFR研究
最后得出结论,在FFR阴性的糖尿病患者中,约1/4的患者存在TCFA病变。即使在无缺血证据的患者中(FFR>0.8),存在TCFA可使18个月的MACE发生率提高近5倍。该研究也为我们带来了一个思考--缺血和未来不良事件在很大程度上代表两个不同的概念(解剖学和功能学同等重要,不能割裂)。
此外,对于不稳定斑块是否需要进行支架置入,刘教授说目前还存在争议。但若存在高度不稳定斑块、中度狭窄、斑块甚至有夹层撕裂、血管壁内血肿以及表面有血栓的患者,他建议最好要植入支架治疗。
3.指导ACS病变的介入治疗
对于腔内影像学指导ACS患者的个体化治疗,2019年欧洲腔内影像专家共识推荐如下:
A.血栓的探测有利于确认ACS罪犯病变
b.OCT是目前血栓探测的金标准
c.腔内影像学可以帮助更好的了解ACS的病因从而调整治疗
d.当罪犯病变呈现非ST段抬高ACS的症状,造影观察不能明确的,应考虑使用腔内影像评估
e.对于自发夹层,造影评估不明确的病变应考虑用腔内影像
f.对于没有证据的严重冠状动脉疾病应该考虑腔内影像,以便确认是否有MINOCA(冠状动脉非阻塞型心肌梗死)
g.识别不稳定斑块及风险评估
IVUS斑块负荷>60-70%为MACE事件预测因素,富脂质斑块是不稳定斑块及MACE事件的预测因子。
指导ACS的IVUS算法
临床上导致急性心肌梗死(AMI)的三种最常见病变包括斑块破裂、斑块侵蚀和钙化结节。
OCT影像
对于OCT引导是否会提供超出血管造影获得的额外有用信息,并导致 ST 段抬高型心肌梗死(STEMI)患者再灌注策略的转变和临床结局的改善。在2022年《JACC Cardiovasc Interv.》杂志中的《EROSION Ⅲ:OCT 引导下 STEMI 早期梗塞动脉通畅再灌注的多中心 RCT》文章有做研究。EROSION Ⅲ是一项前瞻性多中心随机对照研究,共246例入选患者(通过必要的血栓抽吸获得稳定的血流后造影显示残余直径狭窄≤70%),被随机分入OCT指导组与造影指导组,最终226例患者可纳入分析(OCT组112例,造影组114例)。
EROSION Ⅲ研究中对斑块侵蚀、SCAD、痉挛,不伴有夹层的斑块破裂采取不支架策略。
研究中在OCT指导的再灌注策略安全有效降低支架植入比例15%,OCT评估病变类型,使86%斑块侵蚀和41%斑块破裂患者免于支架植入,单从药物治疗上来看效果良好。
A:支架植入比例,B:病变类型与支架比例,C:富脂质斑块,薄帽纤维粥样斑块以及巨噬细胞与支架比例
研究中次要终点,随访1年时发生MACE事件,OCT指导组与造影指导组无统计学差异。
次要终点
关于安全性终点,两组患者在术后30天与1年内的主要心脑血管事件的发生率均未见显著差异。
安全性终点
最终得出结论,可以选择OCT指导策略对STEMI患者进行血运重建术,其降低了首次PCI术时支架的植入率,且不增加患者术后30天与1年内的主要心脑血管事件的发生率,减少了支架植入数量,也达到了介入治疗的尽量少植入,多取出的目的。
4.指导钙化病变治疗
在2018年《EuroIntervention》杂志的《一种新的基于光学相干断层扫描的钙评分系统来预测支架扩张不足》文章中,钙化评分是钙化角度>180°2分、最大厚度>0.5mm1分、长度>5mm 1分,研究在133名患者中进行验证,钙化评分为0-3的病变支架扩张良好,而钙化评分为4的病变支架扩张较差(96% vs78%,p<0.01)。最终认为最大角度>180°、最大厚度>0.5 mm、长度>5 mm的钙化病变可能存在支架扩张不足的风险。
刘教授补充说,对于钙化病变考虑植入支架的患者,例如4分的浅表性病变要先旋磨,之后再做切割球囊和后扩张球囊,观察钙化环是否打开;如果是深入地钙化病变,则直接后扩张球囊预处理。
根据2019年我国的一个IVUS评估的钙化评分表,基于360°环形钙化、大于270°的钙化病变长度、血管直径、钙化结节四项指标将钙化评分分为0-4分,积分≥3分或存在钙化结节建议启动旋磨。
IVUS评估
对于OCT和IVUS在钙化病变应用中有无差异性,2022年《心血管介入治疗》杂志的《光学相干断层扫描与血管内超声引导下钙化病变支架扩张》文章研究了OCT和IVUS的指导对于钙化病变支架膨胀的影响。该研究是一项单中心、回顾性、观察性研究,共入选145个中度至重度钙化病变,共分四组: IVUS指导旋磨组(40例)、IVUS指导未旋磨组(38例)、OCT指导旋磨组(35例)、OCT指导未旋磨组(32例),排除病变预处理前成像导管不能通过的严重钙化病变,主要终点是最大钙化弧部位的支架膨胀率。支架膨胀率=支架面积/最大近端和远端参考管腔横截面积的平均值。
研究发现OCT指导的RA(旋磨)较IVUS在靶钙病变处的支架膨胀更好,在非旋磨组也得到了同样的结论。
OCT指导的RA较IVUS在靶钙病变处的支架膨胀情况
在OCT指导的旋磨组中,最小钙厚度中位数从800μm显著降低至550μm。OCT组使用了更大的旋磨头(1.75mm vs.1.5 mm P=0.004),有12例升级了磨头。
RA与钙化厚度
四组随访1年的缺血驱动靶病变血运重建(TLP)发生率无显着差异(P = 0.37)。
随访1年TLP发生率
5.优化支架植入
对于优化支架植入,首先需要考虑患者是否需要支架植入,例如借助OCT观察残余管腔面积大小,以及对病变性质、血管直径、支架植入后两端是否有夹层撕裂,膨胀不良等进行评估。在Light Lab(遵循MLD MAX标准路径)的这项前瞻性、多中心、多阶段、观察性的研究中,以12家美国中心,652处应用OCT评估的病变,来评估OCT标准治疗流程(MLD MAX)对术者手术策略和效率的影响。
支架植入评估
OCT改变治疗策略
研究发现与造影相比,OCT累积改变了88%的治疗策略。当然,治疗策略的改变也会带来临床结局的改变,例如需要旋磨的患者及时旋磨后,将来就会减少其支膨胀不良、血栓和再狭窄的发生率。
6.指导支架失败的处理
腔内影像学关于支架失败原因的评估,欧洲腔内影像学专家共识给出意见:
a.专家强烈推荐,使用冠状动脉内影像评价支架内再狭窄和支架内血栓形成,这对分析支架失败的机制至关重要。
b.虽然缺乏来自前瞻性临床研究的证据支持,但是根据支架失败的确切机制来制定个体化处理策略十分合理(例如,在支架膨胀不良和贴壁不良引起的支架内血栓形成病例中,采用单纯后扩张处理,而新生动脉粥样硬化引起的病例中,应行支架置入术)。
c.0CT是评价支架内再狭窄和支架内血栓形成的首选手段。
d.在所有临床试验的支架失败病例,必须应用冠状动脉内影像学检查,以加快对潜在安全性问题的认识:任何新型DES和生物可吸收支架的治疗效果评价,推荐应用冠状动脉内影像学进行评估。
e.根据支架内血栓形成注册研究中的OCT结果,提示OCT在PCI手术过程中,应干预的目标包括支架贴壁不良、支架边缘的残余斑块负荷、边缘夹层以及支架膨胀不良。
支架失败原因
基于不同支架内再狭窄(ISR)机制的策略选择如下,对于顽固性再狭窄或支架膨胀不全经各种预处理手段均不能获得满意效果者,建议优选CABG或药物治疗。
基于不同ISR策略选择
7.分叉病变治疗
OCT可以通过预测边支闭塞的高危因素来指导术者策略选择。术前OCT可以确定主支置入支架后边支闭塞的预测因素如下:
斑块高负荷(SB近端和远端如图1红色圆圈区域)
MV与SB角度小(图2蓝色角)
嵴尖端角度较小(<50°)易造成嵴的移位(图2红色角)
SB近端点到嵴顶部的长度≤1.7mm(图1 bc的距离)
分支对侧钙化(图3)
预测因素
8.临界病变的处理
FLAVOUR研究中报道了IVUS对比FFR处理的临界病变。该研究作为一项前瞻性、开放标签、随机、多中心试验(中国和韩国18个中心),旨在评估 FFR或IVUS指导的PCI在中度狭窄(直径狭窄率40-70%)患者中的安全性和有效性。FLAVOUR研究对于首次发现冠脉中度狭窄拟行PCI治疗患者,随机分至FFR指导PCI组和IVUS指导PCI组,共纳入1700名患者,随访2年,主要终点是术后24个月以患者为中心的复合终点(POCO),包括术后24个月内的全因死亡、心肌梗死(MI)和再次血运重建,次要终点是主要终点中的单个事件、支架植入数量、卒中以及西雅图心绞痛问卷(SAQ)评分。
FLAVOUR研究
FLAVOUR研究得出结论,对于冠状动脉中度狭窄的患者(前提),在预防PCI术后24个月内全因死亡、心肌梗死和血运重建的复合终点事件方面,FFR指导的PCI不劣于IVUS指导的 PCI,FFR指导的 PCI组支架植入比例更低,且两组间在患者报告的临床结局方面没有显著差异。
FORZA研究报道了OCT对比FFR处理的临界病变。该研究是一项单中心、前瞻性、随机研究,比较OCT指导和 FFR指导对冠状动脉造影中度狭窄(30-80%)患者的影响。FORZA研究将中度狭窄患者患者随机分为FFR指导组(n=176)或OCT指导组(n=174),观察PCI指证(FFR≤0.80),OCT面积狭窄≥75%或50%-75%且最小管腔面积<2.5mm²或50%-75%伴斑块破裂,随访13个月,主要终点是主要心脏不良事件和严重心绞痛(定义为西雅图心绞痛问卷评分<90)。
FORZA研究
研究发现,主要终点的单一成分无统计学差异,主要终点OCT组更低(8.0%比14.8%),没有区分两组的区别是在PCI组还是药物治疗组。
2组主要终点及单一成分结果(13个月)
FFR组药物保守治疗比例更高,医疗费用更低。
2组药物治疗比例和医疗费用(13个月)
最终得出结论,在中度狭窄的患者中,OCT指导可降低主要不良心脏事件和显著心绞痛整体的发生率。FFR指导与更高的药物保守治疗和更低的医疗成本相关。
对于中度狭窄患者治疗,刘斌教授更倾向于选择OCT,它既可以观察到狭窄程度,还可以对病变性进行有效的评估,尤其支架植入优化方面效果不错,相对FFR只是观察是否缺血,评估是否需要植入支架,对于支架植入的评价比较局限。
9. 新技术
a.基于IVUS的功能学技术UFR(基于IVUS计算的FFR)也逐渐应用于临床。一项研究结果显示:UFR与FFR有很强的相关性和一致性。
b.基于OCT的功能学技术OFR(基于OCT计算的FFR),研究显示OFR在临床实践中是可行和可重复的,结果与FFR有很好的一致性,且优于QFR。
c.IVUS与OCT一体导管,结合两者优点。
d.应用AI的自动分析软件。Al增强识别钙化角度和厚度自动识别EEL,辅助医生缩短学习曲线更高效率进行OCT指导的PCI优化。
五 总结
1.腔内影像学指导PCI指南推荐等级为Ⅱa
2.在指导左主干、钙化病变、ACS等复杂病变治疗上积累了很多循证医学证据,可以改善临床预后,而且每年不断有新的证据公布。
3.多种腔内影像融合、腔内影像与功能学融合技术以及人工智能辅助分析技术有望在临床上得到广泛应用,为介入医生提供更多的评估工具。