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| 血管内超声在易损斑块诊断中的价值 |
| 时间：2008-2-23 点击： 次 |
血管内超声(IVUS)这种新兴诊疗技术在冠心病临床诊断和介入治疗中的重要性正在日益显现出来。为普及和推广IVUS知识及技术,本报特请上海复旦大学附属中山医院心内科、上海市心血管病研究所葛均波教授组稿,邀请国内血管内超声研究及应用领域的数位专家对该技术进行系统介绍,内容涉及IVUS发展历程及其在易损斑块、心肌桥、冠心病临界病变、心脏X综合征和微循环障碍、冠状动脉瘤样扩张和血流缓慢综合征等病变中的诊疗价值,并对IVUS成像与冠状动脉造影进行比较。
随着微型导管超声换能器和声学成像技术的飞速进步,血管内超声(intravascular ultrasound,IVUS)检查已由实验研究阶段逐步发展成为冠心病临床诊断和介入治疗中具有重要价值的新方法。IVUS利用安装在心导管顶端的微型超声换能器,在血管内发射和接收高频超声信号,实时显示血管的切面图像,能清晰显示管壁结构的厚度、管腔大小和形态等,甚至可以辨认钙化、纤维化和脂质池等病变。本文拟就IVUS的发展历程、应用现状和发展前景作一简略论述。
早期工作
在超声医学发展的早期阶段,就已有人对腔内超声进行了研究。IVUS就是其中的一个分支,是腔内超声显像在血管内检查方面的应用。1960年,Cieszynski研制了一种用于心内超声测量的导管。研究显示,用该超声导管可以在实验模型上获得软组织回声。进一步研究表明,该超声导管可以获得左右心室内膜及肺动脉的超声反射。1967年,Stegall等首次应用安装在心导管尖端的连续多普勒探头记录了主动脉的血流速度。1969年,Benchimol 等应用安装连续多普勒探头的导管,在主动脉根部检测人冠状动脉的血流信号。1972年,Bom发明了32晶体、3.2 mm直径的相控阵超声探头,与9F导管结合可以提供心血管的实时二维图像,为IVUS的临床应用打下了基础。1983年,Marcus等研制成功冠状动脉内多普勒导管。最早的临床应用研究发表于1988年(Hodgson、 Pandian和Yock等),应用此法可显示动脉壁结构和粥样硬化成分的细致变化,并揭示血管造影的不足之处。1990年,Doucette等首先应用多普勒导丝测量冠状动脉血流。导丝可插入严重狭窄的冠状动脉,能在介入性治疗的同时测量流速。20世纪80年代末到90年代初,冠心病介入治疗技术迅速发展,而冠状动脉造影不能满足临床需要,为了能精确地了解冠状动脉病变的性质与程度,人们加速了IVUS显像技术尤其是冠状动脉内显像技术的临床应用。
探头的类型及特点
目前常用的IVUS探头有机械旋转型和电子相控阵型两种。两种探头各有优缺点。机械性探头导管通过导管近端的马达驱动轴旋转超声换能器获取图像。如果该探头位于弯曲的血管段,可能会由于驱动轴旋转不均匀而产生图像变形。电子相控阵型导管虽然没有旋转部件,但由于它由相控阵型环状排列的多晶体换能器所组成,因此不但可显示血管断面的灰阶实时图像,而且还具有提供冠状动脉内血流信息的功能。但是后者的单图像分辨率较机械性探头稍差,导管周边存在超声盲区。随着导管技术的发展,IVUS已由原来的3~5 F、10~30 MHz发展到现在的2.6~3.5 F(可以通过6 F指引导管进入冠状动脉内)、20~50 MHz,可以随导丝进入冠状动脉系统的各个分支,其轴向分辨率也得到了进一步提高。
临床应用现状
在临床应用的早期,主要是对IVUS的准确性和安全性进行评价,并建立冠状动脉IVUS下的正常值等参考指标。另外,在早期的临床应用中发现血管IVUS的图像显示为三层结构,并被认为其代表了血管壁的三层结构。但在其后的实验中却发现,IVUS所显示的三层结构是由不同界面的超声波反射引起,并不代表内膜、肌层和外膜。这对于人们正确理解三层结构以及介入治疗的评价提供了重要的参考价值。
随后10多年应用经验的积累使该技术的临床应用日趋成熟,而且在国际上已经得到广泛应用。IVUS不仅可以提供管腔和管壁的精确信息,而且结合冠状动脉内多普勒还可以评价冠状动脉的功能,尤其是对于冠状动脉造影正常的病人,IVUS检查可以发现存在的粥样病变,这是由于动脉粥样硬化早期冠状动脉会发生代偿性扩大,或者因为弥漫性病变的存在会降低造影对于冠心病诊断的准确性。另外,IVUS对斑块类型的识别有很高的敏感性和特异性。借助IVUS可以充分了解斑块的成分,发现斑块内脂质成分的多少及其钙化情况。由于它可以提供良好的血管横断面信息,因此它在一些大规模临床试验中被用来作为评价斑块进展和消退的重要参考指标,并可以用其来评价危险因素对于斑块进展的影响。对于临界病变,IVUS可以进一步明确病变的严重程度,帮助选择治疗措施。
虽然病理学家Glagov通过病理解剖研究发现了冠状动脉重构现象,但一直未能在体内观察中得到证实,而IVUS的临床应用不仅可以观察到血管重构现象,而且可以在体内观察血管重构的动态过程。斑块破裂和血栓形成是急性冠状动脉综合征的主要发病机制,IVUS不仅可以发现易损斑块的血管内形态、特点和部位,而且通过研究可以检测出易损斑块和已经破裂的斑块,通过进一步研究可以发现高危病人,从而指导早期进行干预治疗。
IVUS在冠心病介入治疗中也有非常重要的作用。在早期使用球囊扩张的年代,IVUS可以准确测量血管直径和病变的长度,指导球囊的选择,在球囊扩张之后还可以用IVUS观察是否存在术后并发症,比如严重的夹层等,还可以决定是否需要进一步置入支架等。在裸支架时代,由于支架释放后在X线下不容易得到精确观察,而IVUS则能够观察支架是否完全覆盖粥样病变以及贴壁效果,了解侧枝闭塞的原因等。应用IVUS可以指导在裸支架内用高压球囊进一步扩张狭窄部位,以达到支架释放的最佳效果,明显降低亚急性血栓发生率和有症状的再狭窄发生率。同样,它也可以观察支架置入术后造影时未发现的并发症,指导治疗的选择。对于裸支架,IVUS发现术后内膜增生是裸支架再狭窄的主要原因,并可以指导对再狭窄的部位进行精确定位和治疗。随着药物支架时代的到来,支架再狭窄有望被征服,IVUS在大多数的药物支架的观察中对于评价不同药物支架的效果时有非常重要的价值。观察发现,药物支架术后仍有一部分病人远期随访时发生再狭窄,其主要原因是由于扩张不充分所致。另外,IVUS可以指导旋磨和旋切治疗的整个过程,评价旋磨或旋切治疗的即刻效果和远期疗效。
除此之外,IVUS也已经被用来指导冠状动脉造影正常的冠心病X综合征的分型,这部分病人用IVUS检查时大多可以发现斑块的存在。在心肌桥诊断中,IVUS具有更高的敏感性,可以使心肌桥诊断率大大提高,同时有助于研究心肌桥的病理生理特征,指导心肌桥的治疗。
我国学者的贡献
我国IVUS的开展始于20世纪90年代初,上海中山医院、山东齐鲁医院、北京协和医院、北京军区总医院以及西安、武汉和广州等地区的多家医院进行了大量卓有成效的基础研究和临床应用,使这一技术在我国得到应用和推广。中山医院葛均波教授早年曾在德国Essen大学从事IVUS研究,学成归国后进一步开展研究,是国内外最早从事IVUS的学者之一,对冠状动脉的病理生理特征及诊治方法进行了系统研究,在血管内超声应用的初期参与了IVUS安全性、准确性和可行性的评价以及正常值的建立工作。他深入研究了三层结构的成像特征;提出了不稳定斑块的量化指标;探讨了粥样斑块导致血管发生重构的规律;发现了心肌桥的特异性诊断指标“半月现象”,并将这一技术应用到冠状动脉疾病的诊治过程中,在Circulation、European Heart Journal和Heart等国际著名杂志上发表了许多具有创见性的论文,其文章被引用500余次,得到了国际同仁的认可,并有力地推动了这一技术在国内的推广。当前,IVUS已成为国内心导管室介入治疗的有效手段,在指导介入治疗病例的选择、疗效的观察方面发挥着重要作用,每年完成的病例数正在迅速增加。
发展前景
回顾IVUS的发展历程,可以看出它的发展与冠状动脉介入治疗的发展是互相平行的,并有力的促进了后者的发展,增进了广大医师对冠状动脉疾病病理生理特征的认识,提高了冠状动脉疾病的诊治水平,有效地指导了冠状动脉疾病的介入治疗及预防。
超声发射频率和成像帧频率的增加,使IVUS具有更高的分辨率,并可以更好地识别组织学特征以及辨别粥样斑块性质。通过马达回拉IVUS导管是标准测量方法,它可以进行容积性测量,尤其对研究斑块的进展与改变具有很大价值。此外,通过计算可以进行三维重建或者二维及长轴成像,从而精确在体测量整个血管壁、管腔和斑块的大小及比邻关系。将来,通过分析IVUS射频信号的背向散射积分有可能会进一步提高对斑块性质的认识,尤其是发现那些可能即将破裂的不稳定斑块。随着超声技术的进展,血管内超声可作为一种治疗方法,用来消融动脉粥样硬化斑块。今后如能将成像系统进一步微型化,与介入装置一体化,发展血管内实时超声三维成像,并与血管造影相结合,将会在全面准确地评价、诊断和治疗心血管疾病方面发挥更大作用。
虽然如此,IVUS检查仍有很多问题需要进一步解决,比如IVUS较高的费用限制了它的进一步普及推广,包括易损斑块的早期识别等在内的技术问题也尚需进一步探讨。相信在广大同仁的努力下,随着我国经济的发展和医疗技术水平的提高,IVUS应用会日益广泛,技术不断提高,使越来越多的患者受益。
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