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动脉粥样硬化参考血管对以血管内超声静态方法研究急性冠脉综合征病变进展和重构过程的影响

祝庆  
【摘要】:研究背景 组织学研究表明,随着动脉粥样硬化斑块的增长,人类冠状动脉可能有所扩张。动脉壁存在适应性重构,并以此种方式保持稳定血流及管壁张力。Glagov等认为,当斑块面积小于动脉截面积(CSA)40%时,正性重构有助于保持管腔面积。相反,负性重构致病变段内弹力层(IEL)下面积缩小。应用血管内超声的在体研究也证实了此动脉重构过程,此概念正扩展至对心血管事件的认识中。正性重构被认为是不稳定病变,特征为高脂质含量及高巨噬细胞计数,更容易导致斑块破裂。 然而,由于缺乏在体的完整的动态研究方法,我们尚不能完全理解动脉重构的自然过程。以IVUS或其他非侵入性方法可能无法完成对动脉重构的定性及定量研究。事实上,IVUS无法识别IEM及内膜,而且由于参考段可能存在重构,以IVUS静态方法研究重构指数是有所限制的。依照指南2001,正重构被界定为增大的外弹性膜(EEM),而缩小的EEM被界定为负重构。基于Glagov现象,正重构几乎可以补偿受损管壁导致的管腔面积丢失。虽然血管造影更普遍也更简单,但管腔造影无法评估动脉重构。在多项临床研究中,斑块负荷、外弹力膜(EEM)、管腔三者的相互关系,仍然存在争议。本研究的目的旨在: 目的 1.本研究以择期IVUS静态方法研究103名急性冠脉综合征患者的冠状动脉粥样硬化的严重病变段。 2.本研究对冠状动脉粥样硬化病变段的参考段血管的动脉粥样瘤负荷进行研究,有助于对动脉粥样硬化进展和重构过程的理解。 方法 1.患者 本研究是从2005年6月到2008年5月期间进行的前瞻性、单中心、非随机研究。本研究获当地医学伦理委员会批准,并获得所有患者及其亲戚的知情同意。招募入组的103名急性冠脉综合征患者均接受择期冠状动脉造影及血管内超声检查。急性心肌梗死(AMI)定义为:至少一种阳性生物标记物水平升高(CK,CK-MB,肌钙蛋白T或I),特征性的心电图改变,以及长期的发作性的胸部、上腹部、颈部、下颌以及手臂部位的疼痛病史。不稳定型心绞痛(UA)定义为进行性加重的心绞痛或静息状态下发作的心绞痛。所有的患者均接受阿斯匹林、硝酸甘油、肝素和钙或p受体阻滞剂等药物治疗。接受溶栓治疗的患者不得入组。 2. IVUS影像 患者在经皮冠状动脉介入治疗(PCI)前接受IVUS检查。冠状动脉病变点的位置由image-in-image系统(西门子Angiostar,德国)确定,并选取并分析1-3个存在狭窄病变的冠脉节段,并进一步观察距靶病变20mm以外的非靶病变斑块。本研究选用VOLCANO公司所产IVUS系统(Volcano Corporation, version 4.2,USA)。简言之,冠脉内应用0.2mg硝酸甘油后,将带有20MHz旋转探头及2.9F外鞘的传感器置入目标动脉。为到达目标病变,在进行球囊扩张前,IVUS导管定位于靶病变远段或近段至少10mm处,由传感器电动回撤系统牵引(0.5mm/s),直至主动脉口交界处。在传感器回撤过程中,以高分辨率S-VHS录像带记录影像供术后分析使用。 2.1 IVUS结果分析 IVUS影像通过Medvision-2.06工作站进行分析。EEM和斑块截面积(EEM CSA管腔CSA)的测量方法如前所述。重塑指数(R1)的定义为病变段EEMCSA除以参照段平均EEM CSA。RI≥1的病变段被定义为正性重构,而RI1则被定义为负性重构。斑块负荷以(斑块CSA/EEM CSA)×100%方法计算。斑块内超过75%的组织密度低于动脉外膜,即被归类为软斑块。钙化斑块密度高于动脉外膜,且伴有声影,而弧状钙化可由管腔中心的回撤探头进行测量。 2.2统计方法 本研究以SPSS11.5统计软件(芝加哥SPSS公司开发并适用微软Windows系统)进行分析,连续数据以mean±SD记录。以Student's t test方法对两组重构病变进行比较分析。应用Paired t test(配对t检验)比较远近端参考段之间及病变段与参考段之间的区别。两组变异数间的相关性应用线性回归分析进行比较。以多变量逻辑回归分析来识别独立因素对动脉重构的影响。双向比值的P0.05被认为具有统计学意义。 结果 1.临床特点 本研究对103例临床患者的103处目标斑块进行了分析。患者按照重构指数(RI)被分为两组:RI≥1组(67例)与RI1组(36例)。两组间在年龄、性别和高血压病史及糖尿病史方面存在显著差异。此外,单支血管病变多见于RI≥1组,而三支血管病变的发生率在RI1组更高。吸烟状态、心梗指数、斑块破裂及软斑块率在两组间未见明显差异(表1)。多变量线性回归分析发现,年龄是RI的独立预测因子(Bate -0.37,95% CI 0.93-1.08, P=0.04)。 斑块形态学及重构指数(RI)除一例患者例外,几乎所有患者的冠脉病变参考段均存在弥漫性动脉粥样硬化损害。在被分析的103处病变段及102处参考段这两组之间,斑块负荷、斑块CSA、管腔CSA以及病变段EEM CSA均未见显著差异(表2)。计算管腔/平均管腔CSA未见明显变化(0.50±0.16 at RI≥1 vs 0.39±0.16 at RI1,P=0.76)。 2.远端及近端参考段 参考段间的比较结果表明,远端斑块负荷(39.76±12.54%vs.32.38±13.97%,P0.001)和斑块CSA (6.14±3.20mm2 vs.4.75±3.07mm2, P=0.001均大于近端上述两项参数。远端参考段EEM CSA小于近端数值一个(14.99±4.12 mm2 vs. 28.37±4.48mm2, P0.001)。除EEM CSA外,上述各参数在远端及近端参考段间呈正相关(表3)。 3.病变段与参考段间的比较 因为一例患者参考段未发现斑块,本研究对102例患者进行了分析。与参考段相比,病变段管腔面积均有缩小(71.76±9.17%,39.76±12.54%,32.38±13.9,respectively, P0.001),病变段斑块负荷大于参考段(3.81±1.09mm2,8.91±2.43 mm2,9.03±2.16 mm2, P0.001)。相比于近端参考段,病变段EEM CSA显著增加,但与远端参考段无统计学差异(314.71±2.89mm2*,14.99±4.12mm2, 28.37±4.48mm2*,respectively, P0.001)。(图4)4.缩小管腔与扩大EEM间的关系 相比于近端参考段,病变段EEM CSA明显增加(14.71±2.89mm2vs. 28.37±4.48mm2, P0.001,配对t test),但病变段与远端参考段间EEM CSA未见统计学差异。在5例患者中,病变段与参考段管腔相同,而在其他患者中病变段管腔相比于参考段有所减小(3.81±1.09mm2,P0.001,以配对t test与参考段比较)。管腔/平均管腔CSA与RI间无显著相关性(r=0.38,P=0.07)。斑块负荷相关于RI(r=-0.84, P0.001),相关于EEM CSA(r=0.64, P0.001),相关于管腔CSA (r=-0.74, P0.001)(图1)。管腔/平均管腔CSA同时相关于斑块负荷及管腔(respectively, r=-0.85, P0.001; r=-0.72, P=0.004)。RI与其他参数间无统计学相关性(表4)。 结论 1)ACS患者的冠脉参考段存在严重的弥漫性动脉粥样硬化损害,可能使冠脉重构过程的评估变的更为复杂。静态方法或许无法反映重构反应的动态过程。 2)参考段的病变可能是早期的动脉粥样硬化,而扩大的EEM CSA与该病变过程及斑块负荷相关。 3)EEM及管腔CSA均相关于病变段的斑块负荷,但重构指数与病变段斑块负荷、EEM CSA及管腔CSA并无相关。狭窄比率相关于斑块负荷及管腔CSA。 4)病变段的管腔CSA/参考段平均管腔CSA的比值可能成为斑块依赖性动脉重构的重要指标。 研究背景 相关研究表明,相比于单纯冠心病(CHD),冠心病合并糖尿病患者(DM-CHD)的冠脉粥样斑块病变程度更为严重,具有明显的自身组织学及影像学特性,这与患者的临床表现及转归发展有着密切的内在联系。糖化白蛋白(GA)是反映患者糖脂代谢过程中短期血糖控制状况的较好指标,并且发现其具有可能的促动脉粥样硬化作用,所以推测其可能成为评估DM-CHD患者冠状动脉病变严重程度的一项敏感指标。因此,深入认识GA与糖尿病患者冠脉斑块特征性改变的可能内在相关性,以便早期有效识别冠脉易损斑块,预防和减少急性心肌梗塞及猝死的发生,是目前研究的热点方向。IVUS虚拟组织(intravascular ultrasound-virtual histology, IVUS-VH)技术是近年来在IVUS的基础上发展起来的一项新技术,该技术能够对冠脉粥样斑块形态学进行深入分析。本研究对DM-CHD及单纯CHD患者进行冠脉介入治疗的过程中进行IVUS-VH检查,分析不同患者的IVUS-VH影像特点及斑块组织学表现,并进一步探讨其与GA、HbAlc水平的可能内在相关性。 目的 通过血管内超声-虚拟组织学(intravascular ultrasound-virtual histology, IVUS-VH)技术探讨冠心病合并糖尿病患者冠状动脉病变的组织学特点,及其与糖化血红蛋白、糖化血清蛋白的可能相关性。 对象与方法 1.研究对象 本研究入选2008年9月—2010年9月我院心血管内科收治的102例冠心病住院患者(均通过选择性冠状动脉造影检查确诊),其中男48例,女54例,平均年龄(53士10)岁。入组排除标准包括:①慢性完全闭塞病变,②PCI术后再狭窄病变,③钙化病变影响到血管外膜的识别,④弥漫性病变,⑤风湿性心脏病、心内膜炎、心肌炎、心肌病、肿瘤、结缔组织病等疾病者。入组患者根据临床症状及实验室检查是否确诊为DM,分为DM-CHD组及CHD组,其中DM-CHD组53例,CHD组49例,DM-CHD组与CHD组临床资料比较见表1。 2.检查方法 2.1冠脉造影检查:以配有冠状动脉形态学定量分析软件的Siemens Axiom Artis和PHILIPS CV数字血管造影机进行检查。术中穿刺股动脉,常规经鞘管内注入肝素3000 IU,以Judkins造影导管分别行左、右冠状动脉选择性冠状动脉造影(CAG)检查,常规多体位曝光投照,并同步记录CAG连续影像。 2.2 IVUS-VH检查:使用Volcano公司生产的采用2.9 F相控阵式探头的In-vision-Gold型血管内超声诊断仪观察靶病变斑块。本研究将冠状动脉分为数个长度为10mm的片段进行评估,以评价易损斑块沿冠状动脉的空间分布。具体步骤为,冠脉造影操作后,鞘管内追加肝素3000 IU,并经导管于靶血管内应用硝酸甘油0.2mg,采用常规冠状动脉导管介入操作技术进行IVUS检查:由导引钢丝导入超声探头并去除自身伪影后,将超声探头沿导丝推送通过靶病变送至血管远端,以1mm/s的自动回撤方式回撤至病变近端,同时连续记录IVUS影像,之后以专用软件将超声数据重建为血管内超声图像。本研究中,主要关注区域(region of interest, ROI)为从冠状动脉开口至远端的冠状动脉长度。 2.3 IVUS图像的定量测量 斑块形态由至少二位研究者采用盲法分别进行操作和分析处理。 通过IVUS-VH所获影像,将动脉粥样斑块成分分为4种:①黄色标记为纤维脂质成分(fibro-fatty, FF);②绿色标记为纤维成分(fibrous tissue, FT);③红色标记为坏死成分(necrotic core, NC);④白色标记为钙化成分(dense calcium, DC)。 2.3.1 P-CSA(斑块面积,plaque-CSA):经由外弹力膜面积(EEM-CSA)-血管管腔面积(L-CSA)计算获得。 2.3.2 PB(斑块负荷,plaque burden):为斑块面积除以外弹力膜面积乘以100%,它不同于管腔狭窄率。 2.3.3 EEM-CSA(血管外弹力膜横断面积):手工描记外膜内边缘,由仪器自身的测量系统测得的。 2.3.4 L-CSA(lumen-CSA):是指血管腔的横断面积,手工描记内膜的内边缘,由仪器自身的测量系统测得。当斑块包绕探头时,推测管腔的大小等于探头的大小。 2.3.5 EI(斑块偏心指数,plaque eccentricity index)定义为最小斑块厚度/最大斑块厚度。 2.3.6 RI(血管重构指数,remodeling index)指病变处血管外弹力膜面积(EEM-CSA)/参考部位近端与远端血管外弹力膜面积,RI1.05为正性重构,RI0.95为负性重构,RI在0.95~1.05为无重构。 2.3.7 PAV(血管斑块面积百分比,Percent atheroma volume)定义为:外弹力膜面积(EEM CSA)-内腔面积(L-CSA)/外弹力膜面积×100。 2.3.8易损斑块诊断标准:坏死核心≥10%且无纤维组织存在、大脂质池上有薄的纤维帽、血管正性重塑、PAV≥40%。 2.4参照北京大学糖尿病中心研究结果,我国糖耐量正常的人群中,酶法测定的GA (Lucica@GA-L)参考范围是11.89%~16.87%。以上述酶法测定(Lucica@GA-L)DM-CHD组及单纯CHD组患者的GA水平。所有入组患者均采用放射免疫法测定HbA]c。 结果 1. DM-CHD组与CHD组IVUS-VH(?)险查结果 DM-CHD组患者53例,入组斑块共143处,其中易损斑块57处,占39.9%;CHD组患者49例,入组斑块71处,其中易损斑块18处,占25.8%。研究结果显示,①DM-CHD组易损斑块发生率明显高于CHD组,2组比较差异有统计学意义(P0.01);②正性重塑部位的斑块脂质核心百分比明显大于负性重塑和无重塑部位(P=0.001)。③脂质核心和重塑指数呈显著正相关(r=0.553,P=0.002)。 在斑块成分组成上,CHD组以绿色标记的纤维成分和白色标记的钙化成分为主,DM-CHD组以黄色标记的纤维脂肪成分和红色标记的坏死成分为主,稳定斑块和易损斑块特征性影像表现见(图1)所示。 2. DM-CHD组与CHD组血浆GA. HbAlc水平测定结果DM-CHD组患者GA. HbAlc水平均高于CHD组患者(P0.05),易损斑块组患者GA水平显著高于稳定斑块组患者(P0.01),但两组患者HbAlc水平未见显著差异(P0.05)。 3. DM-CHD组与CHD组血浆GA与脂质核心面积及重塑指数相关性 两组患者GA水平与脂质核心面积呈正相关(r=0.404, P=0.027; r=0.422,P=0.020)(图3、5),GA水平与重塑指数呈显著正相关(r=0.472, P=0.008: r=0.525, P=0.003)(图4、6)。但HbAlc水平与脂质核心面积及重塑指数均未见明显相关性(P0.05)。 结论 1.DM-CHD患者易损斑块发生率明显高于CHD患者,且斑块成分不同。 2.糖化白蛋白(GA)与冠状动脉粥样硬化斑块性质可能相关。


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