学术分享丨贺勇教授：准分子激光在复杂冠脉病变中的应用

2022-12-26 20:20:48

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导语

近年来，准分子激光冠脉消蚀术（Excimer Laser Coronary Angioplasty，ELCA）作为一种新的辅助技术广泛应用于冠状动脉介入治疗（PCI），随着激光导管和操作技术的改进，ELCA技术极大提高了手术的安全性。四川大学华西医院贺勇教授在刚刚结束的第八届武汉亚心国际心血管病论坛上对准分子激光在复杂冠脉病变中的应用做了精彩汇报。

一

准分子激光技术的历史

1982年，激光血管成形术就开始用于动物实验。

早期的激光易产生过多的热能及血管损伤，而准分子激光的出现则更好地避免了这一点。

自1992年以来美国就开始应用准分子激光进行冠脉介入治疗。

随着操作经验、患者选择和产品技术迭代，促进了ELCA在各类PCI治疗当中的应用，ELCA也成为斑块修饰、血管减容的重要工具。

二

准分子激光机制

1.准分子激光的产生

激光媒介：氙气+氯化氢气体。
输入高电压：氯化氙准分子。
电压撤离：能量以光子的形式释放。

2.308nm准分子激光

XeCl氯化氙准分子激光，波长308nm，波长与LASIK视力矫正激光接近。
属于超紫外光，和外科所用热激光不同，称为冷激光。
血液、无机物、金属吸收能量少，因此不会产生大量气泡，且对支架无影响。

3.准分子激光系统

ELCA激光导管由多条光纤排列组成；能量通过光纤达到斑块从而起到消蚀的作用。

4.准分子激光斑块消蚀特点

光能量可以被吸收，传输，反射、折射或散射；
血管斑块可吸收308nm的光；
新鲜血栓吸收308nm光最好，直接汽化游离血栓；
脂类物质及内膜增生物吸收极好；
钙基本不吸收光的能量，但大部分钙化发生在血管中层，并且激光的冲击波可以松动钙斑。

5.激光导管的安全设计

接触消蚀=控制

每次发射工作深度只有50-100微米，薄于头发丝；
脉冲式发射，每次发射时间只有125纳秒；
冷光源，能量可控，周边组织温度低于50℃；
缓慢推进的情况下99%的组织碎片直径小于25微米，相当于2个白细胞的直径；
同轴设计，通过导线引导前行。

6.ELCA机制

①光脉冲：接触式消蚀，裂解气化。

光脉冲被组织吸收，持续125ns，裂解组织分子键；消蚀各类斑块，作用深度0.1mm。

②空泡效应：修饰软斑块以减容。

每次脉冲都伴随着空泡的膨胀与收缩，修饰斑块并促进管腔获得，起到减容的作用。

③声波效应：修饰坚硬组织。

随光脉冲向四周释放声波，修饰坚硬斑块（如钙化），穿透较软组织，改善血管顺应性。

三

ELCA临床应用

1.ELCA适应证

CTO，球囊难以通过/扩张的病变；
支架扩张不良；
支架内再狭窄；
中度钙化；
桥血管病变；
血栓。

2.相对禁忌证

无保护左主干；
成角>45°；
冠脉夹层；
血管直径小于导管直径。

激光病例——左主干病例：

3.激光操作的5S

Selection：选择适合的病变——消蚀血栓、纤维、脂质、增生内膜，修饰钙化。
Size：注意导管直径和目标血管直径的匹配——导管直径不超过参考段直径的2/3。
Saline：激光发射时务必用盐水灌注1cc/s。
Settings：能量和频率由低到高设定，避免过大，如推送受阻可适当调高能量。
Speed：导管由近及远推送，维持0.5-1mm/s的推送速度，切忌过快。

Size——导管和目标血管直径的匹配

简单的换算公式：导管直径×1.5=最小血管直径，或者最小血管直径×2/3=对应导管直径，宁小勿大。

Saline——激光发射时使用盐水灌注

排空造影剂，造影剂会吸收激光能量，产生的热量带来气泡冲击血管壁易造成夹层/穿孔；
隔离血液集中能量；
降温，避免局部过热。

激光发射时使用造影剂灌注出现的微泡：

Settings-激光参数设置

能量/频率标准设置：40/40。
参数设置由低到高设定，避免过大，如推送受阻可适当调高能量。

Speed-推进速度“以慢为王”

导管推进速度要0.5-1.0mm/s，以有效发挥激光的消蚀作用。

4.减容：接触是关键

让激光头部和斑块最大可能接触；
一般不需要球囊预扩，预扩会压缩斑块，影响减容效果；
避免激光头端接触分叉血管的脊部；
避免激光头端顶住弯曲冠脉血管的心包腔面。

四

最新关于激光的立场文件

2017年成立心血管激光学会（The Cardiovascular Laser Society，CLS）。

最新的关于激光的立场文件，于2022年发表在《国际心脏病学杂志》上，包含大量关于激光使用的技术说明。

1.5S→3S

Size：我们认为“导管大小”是一个过时的概念（0.9mm×80导管在绝大多数情况下都很有用）。

Saline：“盐水灌注法”只在血栓负荷重的情况使用。

激光术成功的关键：患者的选择，正确的设置，缓慢的推进。

（1）选择合适的病人，推荐适应证

急性冠脉综合征（血栓负荷重）；
钙化和球囊失败的复杂病变；
CTO，球囊难以通过或扩开的病变；
支架膨胀不全；
支架内再狭窄；
桥血管病变。

（2）正确的设置

校准（Calibration）时初始默认能量/频率为45/25。
推荐使用高参数设定（80/80）进行校准和初始设置。相比于常规的60/40的设定，高参数可以提高设备性能，同时也不会增加并发症风险。

（3）导管推进速度要慢

激光导管的推进速度控制在0.5mm/s，以便激光充分消蚀。
建议激光至少消蚀2遍，但不能超过12遍。
在使用激光后、任何其他治疗前以及手术结束时，必须在冠状动脉内推注硝酸甘油后重复冠状动脉造影观察。

2.“盐水灌注”或“造影剂灌注”？

（1）盐水灌注法

通过导引导管先灌注10ml盐水；激光发射同时，以1-3ml/s的速度持续灌注盐水。
导引导管注意插入位置合适，且与动脉保持同轴，以确保盐水可以顺利到达激光导管头端。
建议“盐水灌注法”只在血栓负荷大的情况下使用，如心肌梗死，在所有其他临床情况下，须用“造影剂灌注法”。

（2）造影剂灌注法（激光经验丰富的术者）

DERIST和LEONARDO研究均证实高能量和造影剂灌注安全有效，不会增加夹层和穿孔的风险。
仍建议术者对于ELCA-PCI有充分的经验。
“爆破技术”（Explosion Technique）：0.9mm导管、造影剂灌注、80mj/mm²-80Hz（对付硬组织的最佳手段）。
造影剂灌注可以使空泡的范围扩大至2.1倍，强化声波压效应，在碘化造影剂浓度最高的情况下，声压波产生的压力可达15 Kbar。
造影剂灌注法应该常规使用，尤其对于需要放大激光冲击效果的情况，如支架膨胀不全、球囊无法打开的钙化、支架内再狭窄。

（3）如何选择“盐水术”或“造影剂术”？

生理盐水可以使声压波效果完全消失，使光从导管尖端传递到组织而不受任何干扰，也不会形成空化微泡。
因此，根据激光能量需要向血管腔前方集中还是径向集中在血管壁上可选择性使用盐水溶液灌注技术（盐水术）或含碘造影剂注入技术（造影剂术）。

重度钙化及ISR的临床治疗路径：

五

激光的临床适应证及相关研究

1.ACS

（1）ELCA的作用：去除冠脉内的大血栓、促进纤维蛋白溶解、血小板顿抑（stunning）、并伴随斑块消蚀。（血栓的两大基本组成成分正是血小板和纤维蛋白，ELCA可以沿着其前进方向破坏蛋白网并溶解掉出的纤维蛋白，是血栓被不断被削减的主要过程。）

（2）临床研究

①美国CARMEL多中心注册研究

入组151名AMI患者，其中65%罪犯血管血栓负荷严重。

结果：激光后，TIMI血流明显改善，造影显示狭窄减少（83% vs 52%），MACE事件发生率低（8.6%）。（从结果上看出ELCA对血栓的主要作用也是以上三点。）

②Laser AMI study单中心研究

入组66名AMI患者。
结果：TIMI评分从0.2±0.4提升至2.65±0.5（激光后），2.9±0.3（p＜0.01）（支架植入后）；心肌呈色分级（MBG）从0.12±0.4提升至2.5±0.6（激光后），2.8±0.4（p<0.01）（支架植入后）。仅11%患者出现无复流，1例出现明显夹层，无死亡病例，6个月无事件生存率（EFS）为95%，左室重构的发生率8%。（从结果上看出激光后配合支架植入更有利于TIMI血流等级的提升。）

2.钙化及球囊失败的复杂病变

（1）ELCA的作用：对于钙化的消蚀作用不大，主要通过消蚀钙化里较软的组织成分（削减整体阻力）及通过声波压对破坏钙化结构而协助球囊通过或扩张。

（2）临床研究

①LEONARDO study

入组来自4个中心的80名患者，100处病变，激光共计处理96处病变。
结果：激光成功率93.7%，操作成功率（procedural success）91.7%，临床成功率（clinical success）90.6%。穿孔率极低，未出现影响操作成功的夹层、边支闭塞、痉挛、无复流、急性血管堵塞。

②LAVA回顾性分析

2008-2016年，美国3家中心的116名患者，激光共计处理130处病变。
结果：证实激光处理复杂病变的有效性，ELCA可提高技术和操作成功率，降低MACE事件发生率。

3.慢性完全闭塞病变CTO

（1）ELCA的作用：辅助器械通过病变；激光的消蚀效果可以弱化CTO组成成分的分子键作用；激光在治疗CTO的成功率可达86%-90%

（2）临床研究

多中心研究：

4845处CTO病变，其中15.5%球囊无法通过或扩张。
结果：证实激光处理CTO病变技术和操作成功率高，并发症发生率低。

从技术层面，激光处理CTO病变通常不使用盐水灌注法，一是因为在治疗CTO时，需尽量避免顺行注射，以免扩大夹层，二是对于CTO病变，也很难使得盐水达到病变位置。

4.支架膨胀不全

（1）ELCA的作用：支架扩张不良是支架内血栓形成的重要危险因素。ELCA通过将能量传递到支架的外腔表面来改变潜在的抗性粥样班块，而不会破坏支架结构。ELCA对支架没有影响，但会破坏支架后面的钙化斑块，减少整体阻力，从而使支架随后完全扩张。

在不使用盐水灌注下的激光处理方式会更容易实现支架的完全扩张（减少整体阻力），其中使用0.9mm导管、高参数设定--80mj/mm²-80Hz、注射造影剂，似乎可以放大激光的工作效果（有支架会减少并发症的发生）。

（2）临床研究

ELLEMENT研究：

入组28名患者。
结果：操作成功率可达96.4%，MACE事件发生率低。

激光辅助下处理支架膨胀不全：

5.支架内再狭窄

（1）ELCA的作用：支架内再狭窄发生率10%-50%。激光可以安全有效消蚀斑块，而不对支架产生影响。（新的证实不对支架有影响的实验：5种不同锈钢支架接收1000脉冲的2.0偏心ELCA的冲击未发生材质消损。）

（2）临床研究

①98名患者，107处支架内再狭窄。

结果：相比于单纯的球囊扩张，ELCA后IVUS显示获得更大的管腔面积，内膜增生得到更大程度的消蚀，6个月再次血运重建（TLR）率更低（21% vs 38%；p=0.083）。

②DERIST多中心研究

评估80名ELCA+DES患者9个月的随访结果。
结果：激光的长期训临床成功率可达91%，再次血运重建（TLR）率仅2%。

③回顾性分析

81名患者，通过OCT影像，对比术前术后病变特征。
结果：相比于未行激光的患者，激光治疗后，患者获得更大的最小管腔面积和支架内面积（尤其在注射造影剂的情况下），并且会出现更多的钙化碎裂。

6.桥血管病变SVG

桥血管往往存在斑块弥漫性分布，且伴有血栓，所以在做SVG-PCI时一般会考虑使用远端保护装置，以免栓子脱落导致远端栓塞。一旦保护装置不足以通过病变送到远端，那么ELCA是可以安全替代的工具，如果保护装置能输送到远端，那ELCA是常规处理以外依然有效的附加治疗手段。

激光消蚀发生远端栓塞的概率仅1%-5%，但是OCT影像结果显示激光消蚀后病变位置依然会有残留碎片，所以行SVG-ELCA时仍然建议使用远端保护装置。

六

激光临床应用病例

1.STEMI清除血栓

激光清除血栓，对于血栓负荷比较大的患者可以起到很好的减容作用。

2.激光病例“一石三鸟”

该病例是一个带膜支架患者，膜支架里出现了大量的增生组织，组织的增生造成严重的狭窄，远端钙化病变里有一个明显的支架膨胀不全，回旋支有一个球囊难以通过的病变，三个病变都出现在同一个病人身上，我们选择激光导管分别对三种病变进行处理。

激光处理后效果非常好，通过OCT来检验三个地方不同的效应，支架内再狭窄是通过对整个组织增生，进行了很大程度上的减容，然后用药物球囊来处理这个病变。对支架膨胀不全的环形钙化，通过使用激光，对周围的钙化发生了两个明显的断裂点，其中在上面很厚的钙化地方发生了一个很深、很宽的断裂，这样支架就能够充分地膨胀开。对于钙化小节的地方，同样也通过激光把钙化打断，在钙化区域出现了断裂，然后就能够更好地把钙化小节推移开，从而完成这个地方的支架植入和膨胀。

结语

准分子激光在复杂冠脉病变中的作用：Crossing——CTO、Debulking——软斑块、血栓、增生内膜；Modification——坚硬斑块。2022激光的立场文件指出：盐水、血液、造影剂可带来不同的冲击强度；对于经验丰富的术者，通过0.9mm导管“爆破技术”可安全有效处理重度钙化、支架扩张不全支架内再狭窄病变。