血管内超声在冠心病诊断中的临床应用进展

杨青苗 吕树铮

    自20世纪90年代，由于血管内超声（intravascular ultrasound，IVUS）具有良好的血管穿透性，已经发展成为传统冠状动脉造影（coronary angiography，CAG）非常重要的辅助工具。虽然CAG仍是诊断冠状动脉病变有价值的一线工具，是用于指导介入治疗的主要方法，但其在冠状动脉病变的定性和定量判断方面的准确性受到了质疑，而冠状动脉IVUS是迄今为止从形态学方面诊断血管病变的最理想的方法，已经成为精确定量冠状动脉粥样硬化斑块的金标准^[1] ，不仅可以对血管径线和血管腔的面积进行精确测量，而且还可以发现早期冠状动脉粥样硬化斑块，并可显示粥样硬化斑块的形态、结构和组织学特征。本文就IVUS在冠心病诊断中的临床应用进展作一综述。

    1.IVUS分析与定量冠状动脉造影分析（QCA）评价冠心病的比较

    影响QCA，评估冠状动脉病变的准确性及可重复性的原因除了观察者的主观因素外，CAG技术本身亦存在局限性。多个研究提示，对造影结果的解释在不同观察者之间以及同一观察者之间有较大的差异；造影提示的病变严重性与尸解检查结果之间存在重大的分歧；与多普勒血流测定技术的生理性狭窄也存在着重大的分歧。

    Berry等^[2]进行了IVUS与QCA评价冠心病进展的比较，对525例患者同时对比了QCA和IVUS的相关性，和432例患者随访情况，通过统计分析得出基线相应节段的QCA的冠状动脉积分和IVUS得出的管腔体积及总的血管体积高度相关。QCA累积的冠状动脉狭窄积分和斑块容积百分比在同一时间点高度相关。在随访中的QCA和IVUS在斑块变化之间的关系，以及QCA累积的冠状动脉狭窄积分和IVUS测量的斑块体积百分比变化之间的关系差异有明显统计学意义，但相关性弱。虽然斑块容积百分比（同时考虑到斑块负荷和重塑的一个指标）的变化和QCA的变化只具有弱的相关性，但是QCA一旦病变有进展，IVUS测量的斑块体积表现为明显增大，QCA没有变化时也可见IVUS测量的斑块体积变大。

    2.IVUS评价冠状动脉病变和危险因素的相关性

    10年前的研究一致认为，吸烟与冠状动脉的负性重构密切相关。研究显示，胰岛素治疗的糖尿病患者更多表现为负性重构，而高脂血症患者更多表现为jE性重构；年龄可预测冠状动脉重构的类型，老年患者（＞60岁）主要表现为负性重构，相对年轻的患者（＜60岁）则主要表现为正性重构；负性重构在高血压患者中也更多见；高水平的高密度脂蛋白胆固醇提示正性重构。此外，正性重构在冠状动脉症状不稳定的患者中占优势，负性重构则在冠状动脉症状稳定的患者中占优势。

    近5年来，有学者进行了一些冠心病危险因素对血管内超声得出的形态学指标的影响的研究。Kahlon等^[3]评价传统的冠心病危险因素（年龄、性别、经常吸烟、肾功能衰竭、糖尿病、高血压和高胆固醇血症）与斑块负荷、重构指数、钙化弧度和管腔的面积狭窄率的相互关系，得出管腔的面积狭窄率与其它的3个参数不相关，与考虑的冠心病危险因素也无关。与此对照，重塑指数与斑块负荷正相关（r=0.22，P＜0.001），与钙化弧度呈负相关（r=-0.13，P=0.01）。IVUS斑块负荷与男性（P＜0.001）、糖尿病（P=0.003）明显相关。在多变量分析中，包括年龄，性别和冠心病的危险因素，斑块负荷与年龄，男性和糖尿病明显相关，与慢性肾衰，高血压或高血脂无关。多变量模型提示钙化弧度与男性和年龄明显相关，这些表明传统的冠心病危险因素与斑块负荷关系密切而不是管腔的面积狭窄率。

    Hart等^[4]对早期冠状动脉粥样硬化患者进行了斑块负荷和内皮功能方面性别差异的研究，对142例早期冠心病患者（53例男性与89例女性）同时进行了血管内超声和冠状动脉内皮功能评估的研究，发现在左主干和左前降支近端男性的斑块负荷明显高于女性（23.0% vs 14.1%，P =0.002；40.1％ % vs 29.3%，P =0.001），在左前降支近段斑块男性的偏心性高于女性（0.89 vs 0.80，P=0.04），男性比女性内皮功能不良的冠状动脉节段的长度更长（中位数39.2 mm vs 11.1 mm，P=0.002）。相比之下，最大的冠状动脉血流储备是女性显著低于男性（2.80 vs 3.30，P＜0.001）。多元分析得出性别是一个独立预测的左主干和左前降支近端的动脉粥样硬化负荷的因素。从而得出男性与女性相比，动脉粥样硬化的斑块负荷更大，更偏心及更弥散，外膜血管内皮功能减低，即使是在早期动脉粥样硬化阶段，这可能会导致男性比女性有较高的急性冠状动脉综合征（acute coronary sydrome，ACS）的发病率。

    Jensen等^[5]通过对比IVUS和CAG来评价血管壁的动脉粥样硬化，得出IVUS利用容积来评价斑块具有重复性高和变异性低的特点。Nicholls等^[6]进行了心血管危险因素与冠状动脉粥样硬化斑块程度关系的研究，得出在单因素分析中，糖尿病、男性、血运重建史或卒中与动脉粥样硬化体积百分比之间关系密切。高血压或陈旧心肌梗死也是预测斑块严重程度的因素。低密度脂蛋白胆固醇和C反应蛋白无显著预测意义。在多因素分析中，糖尿病、男性及既往介入手术病史仍然是强烈推断动脉粥样硬化斑块体积增加的预测因子；卒中史、非白人种族及目前吸烟也是明显的预测因子。糖尿病 vs 非糖尿病患者，尽管IVUS测量的病变负荷显示糖尿病组更严重，但是造影狭窄的严重程度2者并没有差别。结论：男性、糖尿病和血运重建病史是冠心病患者强有力的独立预测动脉粥样硬化负荷的因子。还有很多危险因素并没有预测血管疾病严重程度，这表明不同的机制驱动狭窄动脉粥样硬化的积累和发展。Kaneda等^[7]进行了冠状动脉危险因素是否可预测冠状动脉狭窄严重节段（≥50％ 的直径狭窄）的斑块负荷的研究，通过斑块体积狭窄百分比的指标，得出糖尿病或高血压病可以预测更为严重的冠状动脉疾病。而利用平均斑块面积这一指标，得出男性或糖尿病可以预测更为严重的冠状动脉疾病。从而得出对于冠状动脉疾病患者，男性、高血压和糖尿病也是强有力的独立预测动脉粥样硬化斑块负荷的因素。

    Schukro等^[8]对88例糖尿病患者104处明显的冠状动脉病变进行了IVUS检测，得出由于比较长的血管节段具有大量斑块负荷和缺乏无斑块参考节段的结果，从而歪曲了糖尿病患者的冠状动脉造影诊断。这种歪曲是由于参考血管直径对QCA分析的影响较明显，然而IVUS容积影像说明冠状动脉的空间结构更加准确，同时观察到使用胰岛素治疗的2型糖尿病患者的限制性的动脉重塑更常见。国内王冬梅等^[9]进行了血管内超声探及到的冠状动脉病变与冠心病危险因素的相关性，得出冠心病随着危险因素种类越多，病变长度越长，脂质性斑块越多；随着危险因素减少，纤维性斑块和钙化性斑块增多；血管重构主要与斑块的形态有明确关系，偏心性斑块血管重构明显，而后者多见于1～2种危险因素的患者。

    3.IVUS评价冠状动脉临界病变

    对CAG显示狭窄﹤70%的临界病变或临床上有心绞痛症状或心电图改变的患者是否行介入治疗一直存在争议^[10] ，IVUS对评价临界病变进而指导临床治疗方法的选择有较高价值，但目前尚无IVUS评价冠状动脉临界病变的统一标准。陈训民等^[11]研究表明，IVUS测定的指标与冠状动脉血流储备分数之间有很好的相关性，CAG中度狭窄病变患者的冠状动脉血流储备分数均有一定程度的下降，表明中度狭窄患者不仅存在解剖上的狭窄，而且存在功能上的狭窄，30%的病变达到界限值﹤0.75需行介入治疗。以IVUS测定的面积狭窄率≥65%、最小管腔面积≤4.0 mm²为截断点，能较准确地判断中度狭窄病变的功能意义。金泽宁等^[12]研究表明如IVUS检出软斑块且位于重要血管的近端，不论病变狭窄程度或检查发现任何斑块加正性血管重构和最小管腔面积≤4.0 mm²，为ACS患者易损斑块，需尽早介入干预。

    病理检查发现，ACS多发生于冠状动脉病变较为严重处，但CAG结果显示，斑块破裂多发生于冠状动脉轻度狭窄的血管中，分析可能是由于存在血管重构而低估病情所致。研究认为，超过50％ 的ACS的患者是由于狭窄﹤50%的不稳定斑块造成的。因此，对于造影狭窄﹤50%的临界病变，由于造影有可能低估病变的狭窄程度，且无法正确判定斑块的性质，而斑块形态学上的不稳定的病变常可发生急性心脏事件。韩志华等^[13]对临床拟诊冠心病者，经CAG发现无明显狭窄（直径狭窄率﹤50%）者22例行IVUS检查，根据CAG结果对罪犯血管行IVUS检查，分析血管面积与斑块面积之间、管腔面积与斑块面积之间的相关性。结果示：（1）血管面积随斑块面积的增加而增加，成线性相关；（2）当斑块面积狭窄﹤50%时，管腔面积与斑块面积成线性正相关（r=0.47，P﹤0.01），当斑块面积狭窄＞50%时，管腔面积与斑块大小不相关。这说明CAG无明显狭窄患者，冠状动脉血管面积、管腔面积与斑块面积存在一定相关性。斑块面积大小对血管重构具有一定的影响，这显示了在冠心病形成的早期阶段，血管存在着一定的代偿现象，这首先是Glagov^[14]在人左主干尸检组织学检查证明血管重构的存在，他发现粥样硬化斑块处血管多呈偏心性扩大，当斑块狭窄不超过有效横截面积的40%时，血管常发生正性重塑以维持正常的管腔面积，故血管造影难以发现这部分病变。同时许多血管造影显示病变远段或近段参考血管完全正常，但IVUS却发现存在不同程度的内膜增生甚至有动脉粥样硬化斑块存在且有斑块活动，这可能就是造影常低估病变狭窄程度的原因之一。

    4.IVUS评价左主干病变

    Hermiller等^[15]提出，CAG显示正常的左主干有89%者IVUS显示异常结果，造成这一惊人差别的主要原因有：（1）左主干弥散性病变时CAG缺乏正常参照血管，（2）左主干极短，（3）某些左主干病变的几何构形特点使CAG不易检出，（4）观察者之间判断上的主观差别。一些临床研究结果也证实IVUS比常规CAG检测左主干病变的敏感性高。故目前认为，对左主干病变介入治疗适应证确定则只需要符合下列2个条件中的1个：（1）IVUS显示左主干最小管径横截面积﹤6.0 mm²。（2）IVUS或CAG显示狭窄程度>50%（病变血管与正常参照血管比较）。Abizaid等^[16]经多元分析发现，左主干病变1年不良心脏事件独立预测因素包括IVUS测定的左主干最小管腔直径、糖尿病和其他主要冠状动脉狭窄（≥50%），其中最主要的独立预测因素是左主干最小管腔直径。

    5.IVUS评价钙化病变

    钙化是人类动脉共有的表现，IVUS对钙化病变诊断的敏感性和特异性均明显高于CAG，且可判断钙化在病变中的部位（表浅或深层）和程度，从而指导介入治疗。Nicholls等^[17]对钙化进行了分级：0=无钙化，1=钙化弧度﹤90°，2=钙化弧度＞90°，得出高的钙化指数的患者高龄、男性及高血压的可能性大。

    Ehara等^[18]对178例患者进行了IVUS影像学检查，分为3组：其中6l例为急性心肌梗死（AMI），70例为不稳定性心绞痛（UAP），47例为稳定性心绞痛（SAP），3组患者罪犯病变处﹤90°钙化沉积在所有钙化沉积中发生的频率是明显不同的（P﹤0.0001），而且每一患者﹤90°弧度钙化沉积的平均数AMI组明昆高于SAP组（P﹤0.0005；AMI 1.4±1.3，SAP 0.5±0.8）。与此相反，SAP患者的钙化沉积明显长于AMI组和UAP组[P﹤0.0001；AMI（2.2±1.6）mm，UAP（1.9±1.8）mm，SAP（4.3±3.2）mm]。AMI组的患者是典型的点状钙化，与纤维脂肪斑块和正性重构相关联。ACS的患者表现为负性重构，最常见的表现是无钙化。相反，SAP有较高的广泛钙化的发生。得出IVUS可识别冠状动脉的易损斑块，不仅通过识别纤维脂肪斑块和正性重构，还可通过识别点状钙化的类型。沉积于冠状动脉管壁的钙化是动脉粥样硬化的代生物标记物，它在冠状动脉的出现反映了冠状动脉病变的严重性，可预测临床转归。

    6.IVUS与易损斑块

    病理上，易损斑块的主要特征包括：（1）薄的纤维帽，（2）斑块内含有丰富的脂质，（3）巨噬细胞的含量丰富，代表病变内炎症反应过程。近年来研究发现，ACS等严重不良心血管事件的发生，与易损斑块的稳定性密切相关，而不是冠状动脉狭窄的程度。70%为易损斑块破裂（50%为非狭窄病变，20%为狭窄病变），30%为未破的易损斑块（包括糜烂、其他类型的斑块）。Ge等^[19]的研究认为，易损斑块的IVUS表现主要为脂核面积超过1.0 mm²，或者脂核占斑块面积20%以 ，纤维帽的厚度﹤0.7 mm，斑块易破裂，多发生在斑块的边缘区。

    Gilard等^[20]对65例进行了CAG，224处斑块（包括破裂和非破裂的）进行相应的IVUS检测，任何伴有溃疡、扁平或瘤样的不规则破损造影影像，就可疑斑块破裂，IVUS检测到的105处非罪犯的斑块破裂中，49处造影可疑斑块破裂，以IVUS作为诊断斑块破裂的金标准，CAG对斑块破裂的诊断特异性高，敏感性低。冠状动脉近端、斑块部位管腔较大和逆流破裂足造影诊断正确的强烈预测因子 Birgelen等^[21]用IVUS比较ACS患者同一血管段中的破裂与非破裂斑块，发现前者具有较大的偏心性，血管呈现明显的正性重构。陈纪言等^[22]报道通过IVUS可测定斑块纤维帽厚度、脂核面积等来评价斑块稳定性，其敏感性和特异性分别为81.4%和75.0%，是评价不稳定斑块的良好手段。

    7.局限性和安全性

    IVUS的应用还存在一些问题：（1）超声导管造价较高使此项技术的应用受到了一定限制；（2）延长手术时间使得部分患者难以承受；（3）该技术对术者经验有较高要求；（4）超声导管仍无法通过严重狭窄的管腔，通过已置入支架的血管有很大难度。CAG可显示冠状动脉病变全貌，而IVUS只能对某段病变血管进行精确测量，故IVUS不可能代替CAG，两种技术应该互补，从而达到全面评价冠状动脉的目的。

    对IVUS检测无移植，无介入，冠状动脉粥样硬化的长期安全性的研究[23]入选了525例进行了CAG和1支冠状动脉的IVUS检查的患者，进行了18～24个月的CAG随访，重点是用QCA分析IVUS相关的冠状动脉和非IVUS相关的冠状动脉，新病变在2组的发生率分别是3.6%和3.9% （P=0.84），得出IVUS并没有加速冠状动脉粥样硬化的进程，可以安全的用于评价临床中的斑块特点。

    参考文献（略）

    文章来源：《心肺血管病杂志》2010年1月第29卷第1期