冠心病是导致患者死亡的重要原因。研究表明,斑块成分以及特性决定其进程并影响患者的预后[1]。目前在临床广泛应用的冠状动脉造影术仅能提供管腔大小的二维评估,无法有效检测斑块的特性。随着医疗设备的小型化、成像和数据信号处理技术的进步,血管腔内成像技术已经在临床中应用,并能评估动脉粥样硬化斑块负荷和易损性[2,3]。然而,最近的组织学以及相关研究表明,在临床应用的成像技术中,血管内超声(intravenousultrasound,IVUS)检测病变进展和评价血运重建策略的阳性预测值为41%[4]。光学相干断层成像(opticalcoherencetomography,OCT)无法探测薄的新生内膜,也无法区分纤维蛋白和血栓。在猪模型中,药物洗脱支架置入后1~3d就被纤维蛋白完全覆盖,OCT因低辨别能力产生的假覆盖率可达45%~76%[5]。
为应对传统成像方法对于动脉粥样硬化演变进程检测的局限性,新型影像技术得到快速发展,其中包括近红外光谱技术(nearinfraredfluorescence,NIRS),血管内光声成像(intravascularphotoacoustic,IVPA)、近红外荧光分子成像(nearinfraredfluorescence,NIRF)和荧光寿命成像(fluorescencelifetimeimaging,FLIM)。新型影像技术有望突破传统成像技术的局限性,能够更加精准地评估动脉粥样硬化的病理生理过程。然而,单一技术总是不能完整评估斑块的特性,因此混合成像应运而生。混合成像技术融合不同成像技术同时进行血管结构和斑块微观结构成像,从而优势互补,达到更全面的冠状动脉可视化效果[6,7]。本文就血管混合成像技术在冠状动脉疾病中的临床应用进行总结。
一、经典混合成像方法
1.CT冠状动脉成像(computedtomographycoronaryangiography,CTCA)与IVUS混合成像技术:
冠状动脉造影术与IVUS相互融合可以评估血管壁斑块的分布,在评估管腔、斑块负荷及重构、内皮细胞切应力的作用方面有良好的性能,尤其是冠状动脉分叉以及冠状动脉边支血管[6]。vanderGiessen等[8]首次将非侵入性成像技术CTCA与IVUS融合,该方法与混合X射线和腔内成像技术相似,使用同时看到的解剖标志定位管腔中心线。IVUS-CTCA混合成像倾向于研究冠状动脉分叉病变,因而更容易评估内皮细胞切应力的影响。Mortier等[9]使用IVUS-CTCA混合成像技术模拟1例81岁患者的支架置入过程,在该研究中冠状动脉分叉病变管腔和血管壁均得到重建。尽管IVUS-CTCA混合成像技术能够很好地重建冠状动脉分叉病变,但是对斑块成分的评估仍有不足,对脂质的构成、纤维帽厚度的评估性能一般,对新生血管以及斑块炎症的评估性能较差,操作较繁琐,而且不能快速检测[6]。
2.CTCA与OCT混合成像技术:
OCT与IVUS一样,也是一种二维的横断面血管成像方式。由于光学信号具有很高的频率,因此OCT的空间分辨率达到10pm级别,其提供的图像分辨率接近组织学分辨率,能够识别血管壁及管腔的形态学信息,如管腔直径、斑块情况、血管夹层、血栓和组织裂片等,与IVUS比较可提供更多的形态信息,有利于早期识别高危易破裂斑块,尤其对于斑块纤维帽和血栓的判别优于IVUS[10]。Karanasos等[11]对OCT和CTCA数据进行融合,发现可吸收支架置入后2年所产生的高内皮细胞切应力与5年后支架置入段的纤维帽的增厚相关,支架置入后内皮细胞切应力的变化可引起血管长期的愈合反应。OCT和CTCA数据融合评估斑块负荷、重构和斑块炎症性能不足,对新生血管以及脂质成分构成的评估性能一般,作为侵入性检查方法,操作有一定的技术难度,不能做到快速检测,目前仅有限地应用于斑块特征与局部血液动力学联系的研究方面[7]。
3.IVUS与OCT混合成像技术:
在现有的血管内成像方式中,临床应用最多的是IVUS与OCT成像技术。IVUS能够穿透血液,具有更深的成像深度;OCT具有更好的分辨率,能更好地对比斑块的成分,如富含脂质的区域、纤维组织和血栓等[12]。IVUS与OCT混合成像技术能够提供更理想的腔内成像以及血管壁成分的病理学信息。但是,由于导管直径的限制、成像质量以及IVUS与OCT图像相互匹配的难度,IVUS与OCT混合成像技术尚未应用于临床。目前已开发数种将两种方式相结合的探头,进行了体外和临床前体内测试。Yin等[13]首次将OCT和IVUS融合于一个7.2F探头,OCT和IVUS同时扫描相同的血管横截面,扫描角度相互垂直,但在非均匀旋转的情况下,可能不能完全匹配两幅图像。随后其创建了3.6F导管,IVUS和OCT沿导管彼此间隔2mm,并应用于兔主动脉,首次进行了临床前体内的IVUS-OCT混合成像。为进一步使设备小型化,最近推出了一种带有导丝尖端的混合IVUS-OCT技术的3F导管,其IVUS和OCT光束在同一方向发出。此设计消除了两种模式之间可能出现的旋转或纵向偏移以及因心脏运动或成像组件运动变化导致的伪像[14]。Fujii等[15]将IVUS、OCT和NIRF探头相结合,集成于3.6F直径的导管内,虽然该技术尚未应用于人体测试,但设备的进一步小型化和数据之间更精准的匹配预示着其将对斑块进展提供更准确的评估以及斑块成分更好的定量分析。Li等[16]集成IVUS-OCT导管以及成像系统,其包括集成导管、电机驱动单元和成像系统,能够同时进行IVUS和OCT成像。该设备将一个长度1.6m的柔性探头应用于3.6F导管护套内。将其应用于兔颈动脉研究,IVUS展示了通过深度穿透血液评估斑块的能力,而OCT的超细分辨率可以定义斑块表面微观结构,不仅提供来自两种模式的信息,还降低了制造成本和操作风险[16]。
二、新型血管混合成像技术
1.NIRS与IVUS混合成像技术:
IVUS检测斑块成分能力较弱,不能准确检测支架置入段以及钙化病变处的脂质成分,而NIRS可以准确和可重复地检测斑块的脂质成分。NIRS-IVUS混合成像是目前在临床中唯一应用的混合血管成像技术。Simsek等[17]使用NIRS-IVUS混合成像技术进行IBIS-3研究,评估他汀类药物对斑块成分的治疗效果。研究表明,NIRS-IVUS混合成像可识别与未来临床事件相关的斑块特征,破裂斑块病变在非ST段或ST段抬高型心肌梗死患者有特定的形态特征,提示高风险脂质斑块与急性心脏事件相关[18]。Wentzel等[19]将CTCA、IVUS和NIRS结合,建立三模态成像导管,能够定位斑块脂质丰富的位置,可对管腔几何学特征、剪切应力以及斑块成分进行更全面的分析。Di等[20]对比了NIRS-IVUS混合成像与OCT检测脂质斑块的能力,结果提示NIRS-IVUS检测脂质斑块的能力明显好于单独的OCT检查,可能是由于巨噬细胞的存在和斑块表面钙化影响了OCT的检测能力。NIRS不提供明确的脂质核心斑块深度信息,而IVUS成像信号在钙化组织或支架置入血管段丢失,故NIRS-IVUS混合成像技术仍然无法提供高分辨率的精细测量。除此之外,NIRS-IVUS混合成像技术在评估新生血管、斑块炎症和内皮细胞切应力的作用方面仍然存在不足。
2.OCT与NIRS混合成像技术:
血管的微观结构是理解冠状动脉疾病的重要信息,需要同时理解冠状动脉的化学和分子成分,以进一步理解动脉粥样硬化的病理生理学演变过程。OCT受成像深度所限,对脂质丰富的硬化斑块成分的分析有一定的局限性。如能结合一种深度检测化学和分子成分的成像技术,对OCT提升检测能力将大有帮助。Fard等[21]将NIRS与OCT相互融合,开发了一个双模式OCT-NIRS导管,通过双纤维排列方法集成上述两种模式,对OCT和NIRS的扫描采用同一波长光源。研究表明,基于同一导管的OCT-NIRS混合成像技术可提供互补的结构和化学成分数据,增强了检测纤维斑块的能力,将脂质含量和血管壁微结构特征相关联,有利于自动区分富含脂质的病变,也令非专业OCT阅片者更容易识别纤维斑块。但是,OCT-NIRS混合成像技术在评估内皮细胞切应力功能等方面存在缺陷,对于斑块负荷、重构和炎症的评估性能一般[21]。
3.OCT与NIRF混合成像技术:
分子成像或者说生物成像是一个相对较新的领域,注射显像剂后通过配套的专门成像系统,对机体各部位分子和细胞细节进行成像[7]。NIRF是一种临床上可转化的成像方法,能够实现冠状动脉生物细节的腔内成像。NIRF具有对斑块炎症相关分子的成像能力,可提高对斑块进展和并发症风险的识别能力,可与OCT的结构性成像方法相互配合。Yoo等[22]构建了双模态OCT-NIRF混合成像系统,并进行了体内验证。该系统基于独立的OCT临床平台,采用一个2.4F成像装置,能够精确联合750nm的NIRF和1320nm的OCT信号,并能准确校正NIRF信号与OCT描绘的解剖结构的量化指标。Lee等[23]开发了类似的双探头OCT-NIRF导管,该导管具有2.6F直径,可以在100帧/s的速率下自动回拉到40mm/s的最高速度采集图像,研究结果证实了在含有丰富巨噬细胞的兔动脉粥样化斑块中吲哚菁绿沉积的效果。Wang等[24]采用633nm的自体激发荧光,在700~900nm近红外光范围附近对人类尸体的斑块进行检测,经组织学鉴定发现,在坏死核心区域NIRF信号最高。联合使用OCT时,可以提高检测TCFA的能力。Verjans等[25]使用OCT-NIRF混合成像技术对8例患者已经剥离的颈动脉内膜以及3头猪颈动脉粥样硬化斑块中的吲哚菁绿荧光摄取进行了研究,结果表明,根据NIRF信号强弱发现,吲哚菁绿定位到内皮完整性受损的斑块区域,包括破裂的纤维帽及新生血管形成的区域,提示通过冠状动脉内OCT-NIRF混合成像技术对吲哚菁绿的检测,可以为冠状动脉粥样硬化的病理学研究提供一种新颖的检查方法。该方法尽管技术有所改进,但尚未应用于临床研究,且对血管斑块负荷以及重构性能较差,不能准确评估内皮细胞切应力的作用,在评估新生血管方面性能一般,但对评估管腔面积、纤维帽厚度以及炎症方面有优势。
4.IVUS与NIRF混合成像技术:
近红外光可以有效穿透血液,可以利用此特性通过冠状动脉内血液形成NIRF分子成像,而IVUS技术仍然是目前最广泛使用的血管成像方法。Jaffer等[26]将一个1.4mm(4.2F)的IVUS-NIRF混合导管在体外应用于血管成像。该研究通过混合技术,同时获得IVUS和NIRF数据,结果表明IVUS图像测量导管与血管壁之间的距离可以用来弥补因血管内NIRF感应距离可变性引起的误差,进一步精准测量斑块的组成。该导管设备尚需进一步小型化,直径3F的导管可适合冠状动脉内使用,可以更好地减少因穿过血液导致的荧光衰减。Bozhko等[27]将校正的IVUS-NIRF混合成像技术应用于猪外周动脉以及兔主动脉的动脉粥样硬化体内成像中,揭示了同时进行血管内测定斑块结构和炎症的可行性。IVUS-NIRF混合成像技术可以很好地评估斑块负荷以及重构情况,对管腔面积的评估性能较好,但目前并不能评估新生血管的生长情况以及内皮细胞切应力的生理作用,在评估纤维帽厚度以及脂质构成方面性能一般[27]。
5.IVUS与IVPA混合成像技术:
IVPA是一种分析化学诊断技术,可提供斑块组成的化学信息,可用于检测支架置入段血管显微结构,能够明确动脉粥样硬化斑块成分的特征,特别是脂类如胆固醇酯。到目前为止,IVPA尚未应用于临床,但已经提出几种IVUS-IVPA混合成像的初步模型,并进行了体外以及动物体内的实验研究[28]。早期的IVPA设计基于旋转IVUS导管,探头较大,随后的微型探针设计采用高频探头,可用于动物体内冠状动脉扫描。IVPA与IVUS混合成像技术可以用于评估斑块的脆性,评价并量化药物和生活方式等干预措施的效果[29]。VanderLaan等[30]提出一套完整的IVUS-IVPA成像系统和方法,能够实时进行IVUS-IVPA成像,实现在线数据采集、图像处理和显示IVUS和IVPA图像。集成的IVUS-IVPA导管完全包含在直径1mm的电缆中,并在模拟血管上进行了测试,但是尚未应用于体内研究[30]。然而,IVPA信号随穿过血流的时间而衰减,故需进一步改善技术参数,缩短采集时间;而且当动脉硬化斑块出现较大脂质核心时,对整体斑块脂质成分的定量能力不足[31]。
6.IVUS与FLIM混合成像技术:
荧光的寿命依赖于自身的性质及分子所处的微环境,如pH值、离子浓度、氧饱和度、蛋白质相互作用和其他影响分子尺寸的因素,与溶液的浓度和激光光强等无关,荧光寿命这些特性使得FLIM技术非常有利于进行定量的细胞或组织微环境研究。采用FLIM技术进行检查发现,病态血管内膜的荧光寿命值与细胞内以及细胞外的脂质积累相关,因此可以区分TCFA以及厚冒纤维斑块。Fatakdawala等[32]通过FLIM联合IVUS评估动脉粥样硬化斑块,发现FLIM可以通过荧光寿命值的变化来评估管腔表面的组成变化,能够检测纤维帽中的巨噬细胞、稳定的厚帽纤维粥样斑块和薄帽纤维粥样斑块特点。该研究提示,IVUS-FLIM混合成像技术作为新的血管腔内检查方法具有评估斑块的潜力。Bec等[33]报道了一种同时使用多光谱荧光寿命成像和IVUS成像技术的旋转导管,初期研发的导管直径为7F,不能进行血管内的成像。进一步改善为集成IVUS-FLIM的小型成像系统后能够兼容冠状动脉内快速成像[33]。采用IVUS-FLIM双模态导管进行健康猪冠状动脉左前降支测试,结果表明其能够区分不同斑块类型,并比单独的IVUS或FLIM具有更高的敏感度和特异度[34]。IVUS-FLIM混合成像技术可以很好地评估管腔面积、斑块负荷、重构以及纤维帽厚度,不足之处是不能评估新生血管的生长情况以及内皮细胞切应力的生理作用。目前其应用研究商处于动物实验,尚未应用于临床[7]。
三、展望
到目前为止,混合血管成像技术尚处于研发阶段,未广泛应用于临床,这可能是由于混合成像方法多为有创性,混合数据处理相对不完善,混合成像设备相对较大,且成本相对较高。另外,有创性混合血管成像技术无法描绘整个冠状动脉树,不能对冠状动脉的病理生理学提供完整的评估亦是其缺点[7]。无创性成像技术之间的混合已进入临床应用阶段。心肌灌注断层显像(myocardialperfusionimaging,MPI)与CTCA的混合成像技术已被应用到临床。Gaemperli等[35]采用单光子发射计算机断层成像术(single-photonemissioncomputedtomography,SPECT)-MPI及CTCA技术混合成像,对38例患者进行冠状动脉病变检测,结果显示SPECT-CTCA混合成像对小血管病变更为敏感,可以更好地评估冠状动脉血液动力学特点。Rogers等[36]使用正电子发射断层扫描(PET)联合CTCA检查方法,对10例急性冠状动脉综合征以及15例稳定性心绞痛患者进行升主动脉和冠状动脉左主干氟脱氧葡萄糖摄取量的测定。结果显示,最近患有急性冠状动脉综合征的患者中,罪犯血管病变、升主动脉和冠状动脉左主干中氟脱氧葡萄糖的蓄积量明显增加,提示急性冠状动脉综合征患者动脉粥样硬化斑块内存在炎症活动。无创性混合成像技术可以使临床筛查更加便利,而有创性检查方法可以评估无创性检查方法的检测可靠性。
随着分子生物学的发展、图像和信号处理技术的进步以及医疗设备的小型化,已经初步建立了多探头血管内成像导管技术,可以更好地综合评估冠状动脉疾病的病理学及分子机制。目前的一些临床前及临床研究展示了其乐观的应用前景,血管混合成像技术可以综合评估动脉硬化斑块生长的病理生理学机制,并能够对高危脆弱病变的检测提供更准确的检查方法[15]。OCT具有高分辨率,而IVUS具有较高的穿透深度,IVUS-OCT混合设备的功能已通过离体和体内成像的动物验证,并用于人体外动脉,但尚未应用于人体内研究。在该双模态成像应用于临床之前,技术方面仍然需要改进。目前集成导管的刚性尖端长度为5mm左右,而临床广泛应用的IVUS导丝刚性探头为2mm,这可能会导致导管难以通过明显弯曲的狭窄病变。刚性尖端的长度主要受OCT探针中多个光学部件的限制,未来需要设计更短的刚性探头。相关研究表明,可能可以通过基于球透镜的设计来替换OCT探头,或许可以将尖端长度减小到2~3mm[7,16]。TRFS对脂质、胶原和斑块中的炎症相关分子敏感,IVPA能检测脂质及其在斑块中的位置,而NIRS检测脂质比较敏感。结合TRFS、IVPA和NIRS成像方式的导管技术正在研发当中[15,19],未来结合4种或以上方式的导管也会出现,在评估冠状动脉结构和微观组成时可以优势互补。
四、结论
近年来,冠心病的研究主要集中于动脉粥样硬化方面,旨在明确其发生和发展机制。将冠状动脉解剖结构和分子机制可视化,可尽早预测罪犯病变部位,起到早期预警的效果。混合血管成像技术是先进的数据融合方法,能够快速进行冠状动脉重建,准确评估血管的几何学解剖结构、斑块成分以及脆性斑块的分布,虽然有一定的局限性,但是预计在未来几年将克服现有设计的不足,使其在实验研究和临床实践中能够广泛应用。
血液净化疗法:
对高血压、高血脂、高血糖、风湿、肿瘤体制、慢性炎症、过敏体质等有非常好的治疗作用。血液净化后,达到身体内外环境平衡。
血液净化疗法是什么?
全国目前约有1.1亿人患有高血脂,8000万人患有高血压,6000万人为冠心病患者,7000万人患有脑中风及中风后遗症。我国心脑血管疾病死亡率占疾病总死亡率的51%!在中国,每天有7000人、每12秒钟就有1人,因心脑血管疾病死亡。血液净化是将采集的血液分离出血浆,再净化血浆后重新与细胞成分融合后回输到人体内,以达到治疗疾病的目的。
血液净化的治疗方式包括:血浆置换疗法(PE/PA/DFPP)、血液透析(HD)、血液灌流(HP)等。
血液净化疗法的优势
◆预约制服务,严格体检后根据客户的身体情况和体检报告,以处方形式一对一设定过滤膜。
◆高精密度+高安全度
◆治疗效果显著,副作用少。效果亲眼可见,从而更容易提高对生活习惯改善的积极性。
◆在心肌梗塞和脑梗塞的预防方面,成为了生活习惯指导和药物治疗以外的新型治疗手段。
◆作为针对糖尿病等引起的足坏疽・下肢截肢的早期对策效果显著。
◆目前,在日本能做这种净化的仪器有5台,其中只有3台对外开放,而与我们多睦健康独家合作的日本midtown医院就具有血液净化的资质。。
◆血液净化技术在日本已有30年的历史,而国内血液净化近两年刚刚引入市场测试,技术成熟水平远远低于日本。
血液净化疗法适宜人群
○有高血压、高血脂、高血糖及胆固醇偏高的人群
○有脑梗塞、心肌梗塞风险的情况
○血常规和血压虽正常,但却有动脉硬化性变化;
没有适合的药物治疗,希望积极采取对策的
○接受过常规治疗,但还是患有脑梗塞和心肌梗塞等的患者
400-852-0285