冠心病学术周陆兆华OCT技术在冠状动

陆兆华

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医院心血管内科主任，是广西第一批取得冠心病介入、起搏器植入资质的医师之一...

　　光学相干断层成像（Opticalcoherencetomography，简称OCT）是一种光学信号获取与处理的方式。它可以对光学散射介质如生物组织等进行扫描，获得的三维图像分辨率可以达到微米级。光学相干断层扫描技术利用了光的干涉原理，通常采用近红外光进行拍照。由于选取的光线波长较长，可以穿过扫描介质的一定深度。光学相干断层成像可以获得透明或者不透明物质的表面以及次表面图像，图像的分辨率与小型显微镜相同。它可以认为是一种类似超声成像的光学技术，通过组织对光线的反射来提供截面图像。与其它成像技术相比，光学相干断层扫描可以提供拥有微米级分辨率的活体组织形态图像，因此，在医学界，它是一种非常具有吸引力的技术。

　　目前比较先进的一种光学相干断层成像技术为频域光学相干断层扫描，这种扫描方式的信噪比较高，获得信号的速度也比较快。商用的光学相干断层成像系统有多种应用，包括艺术品保存和诊断设备。在已经引入医学研究的无创三维成像技术中，光学相干断层成像技术与超声成像都采用了回波处理技术，因此他们的原理相似。其他的医学成像技术如计算机断层扫描、核磁共振成像以及正电子发射断层扫描都没有利用回声定位的原理。光学相干断层成像系统的局限性是仅能扫描生物组织表面下1-2毫米的深度。这是由于深度越大，光线无散射的射出表面的比例就越小，以至于无法检测到。但是在检测过程中不需要样品制备过程，成像过程也不需要接触被成像的组织。带有反馈的光学相干断层成像系统可以用于控制制造过程。由于获取速度高和其微米级的分辨率，光学断层成像技术可以在线上或者离线运行。基于光纤的光学断层扫描更加适用于各种不利环境。它们可以进入并扫描通常手段难于进入的空间内部，也可以在有害的环境中进行操作，例如放射性环境、低温高温环境等场合，更重要的是，设备产生的激光是对人眼安全的近红外线，因此几乎不会对组织造成伤害。

　　光学相干断层成像是一种已经成熟的医学成像技术。它被广泛的应用于获得视网膜和眼前段的高分辨率图像，可以提供直接评估多发性硬化中的轴突完整性的手段。最近，这种技术也被用于心脏病学的研究，研究人员试图寻找一种利用频域光学相干断层成像技术来拍摄冠状动脉的方法，以检测脆弱的富脂斑块，对冠状动脉的疾病进行诊断。

　　研究表明，导致急性心血管事件的主要原因是由于动脉粥样硬化斑块的自发破裂及继发性血栓形成。斑块是否破裂取决于斑块的易损性，将那些濒临破裂进而进展迅速的动脉粥样斑块成为易损斑块。目前对易损斑块的检查方法有实验室指标、非侵入性检查和侵入性检查，常用的影像学检查有冠状动脉造影术、血管内超声、冠状动脉内窥镜、多层CT等。各种检测方法有各自的优缺点，针对易损斑块特征的识别能力也不近相同，造成了与斑块组织形态学上的差异。

　　冠状动脉内窥镜能够直接检查血管内血栓及斑块。然而这些方法在斑块的诊断上都有明显的局限性。冠状动脉造影术的分辨率太低，导致冠状动脉造影术所显示影像常与病理解剖的实际结果有很大差异。血管内超声的分辨率有所提高，但难以鉴别相似回声特性的组织。冠状动脉内窥镜不能鉴别斑块内部结构且应用复杂。多层CT空间分辨率低。

　　光学相干断层成像技术利用参考光脉冲和检测对象的信号光脉冲序列间的光学干涉现象，来测量不同深度的样品结构，然后通过探头或样品台在纵向轴向的扫描，并将得到的信号经过计算机处理，便可得到样品的立体断层图像。光学相干断层成像这一技术应用在冠状动脉壁结构成像不仅可以获得微米量级的空间分辨率，还可以给出较高动态时间分辨图像，其成像结果与生物组织结构最为接近。光学相干断层成像能区分正常血管壁的内、中、外膜3层结构，识别斑块类型与斑块特征，区分红、白血栓及动态观察斑块演变。对光学相干断层成像仪器产生的图像进行分析，在图像获取以后，医护人员可以立即对图像进行分析，并且对病变的狭窄程度以及病变的长度进行测量，除此之外，医护人员还可以对该患者的纤维帽的厚度以及连续性进行分析，在分析的同时对图像进行观察，看其周围是否存在斑块破裂、斑块糜烂、钙化结节、血栓形成或者是其他的病变。如果发现是斑块破裂或者其他需要及时处理的情况，医护人员可以马上进行下一步治疗。光学相干断层成像有助于识别罪犯病变，并有助于了解急性冠脉综合征的病理机制并指导治疗。因此光学相干断层成像的优越性和安全性使其在诊断冠状动脉疾病中得到广泛应用。

　　近年来光学相干断层成像技术逐渐应用在冠状动脉介入疗效的评估。由于OCT利用近红外光线从组织反射回来的不同光学特征进行组织分析成像，具有分辨率高的优势，评价动脉粥样斑块特征，包括测量纤维帽厚度、罪犯斑块内巨噬细胞密度，以及支架附壁和组织覆盖，是其他成像模式无法比拟的。通过OCT检查可以获得高清晰图像，能够清晰显示血管内解剖结构，了解冠状动脉内斑块特征，同时评价支架植入后冠状动脉内情况，判断有无组织撕裂、组织脱垂及支架未贴壁等情况。不少研究者发现，可以通过OCT评估支架对内膜的影响，使用OCT检查发现的夹层、脱垂和支架贴壁不完全的情况明显高于血管内超声等其他影像学检查。因此OCT有助于评估支架植入术后血管壁情况。

　　近年来有关光学相干断层成像仪器的研究成果越来越多，OCT对患者进行检查能够对患者血管内部的情况进行比较清晰的观测，但是这种仪器还存在一定的不足之处。比如，多数时域OCT(TD-OCT)需要球囊阻断血流，心肌缺血风险较高。假如患者在检查过程中仪器的球囊出现阻断的现象，患者就可能出现心绞痛或者是心肌梗死的症状，严重者甚至影响患者的生命。另外由于OCT系统大多数穿透的组织深度为2mm左右，对于一些较大的粥样斑块和大动脉壁成像所得的信息有限。因此，多数研究者建议采用频域OCT(FD-OCT)、3D-OCT。FD-OCT无需球囊阻断血流，仅需要用乳酸林格注射液或者是对比剂清除视野中的血流，而且成像速度快，因此更加安全、有效。对于一些大病变粥样斑块，可以联合其他的技术，比如偏振光成像、多普勒技术等，弥补OCT的不足。总而言之，OCT可以协助诊断冠心病断和评估介入术后的情况，值得日后继续研究。

作者：陆兆华黄丹莹