準(zhǔn)分子激光冠脈斑塊消融術(shù)在復(fù)雜冠脈病變中的臨床應(yīng)用

戴心怡 丁澍

近十余年來,隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、人口的老齡化和心血管疾病危險(xiǎn)因素增多,我國(guó)冠心病發(fā)病率不斷增高,其中復(fù)雜冠心病約占總發(fā)病率的27%[1]。 對(duì)于慢性完全閉塞(chronic total occlusion,CTO)、嚴(yán)重鈣化、嚴(yán)重支架內(nèi)再狹窄(in-stent restenosis,ISR)、球囊無法通過或支架(球囊)膨脹不全、隱靜脈橋移植(saphenous vein graft,SVG)和急性血栓等復(fù)雜冠狀動(dòng)脈病變,常規(guī)經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入(percutaneous coronary intervention,PCI)治療成功率較低,預(yù)后差且治療費(fèi)用高。 激光用于治療冠脈病變起源于20 世紀(jì)80 年代,但因療效低于常規(guī)PCI 且并發(fā)癥多而被淘汰。 近十年來改良的準(zhǔn)分子激光冠狀動(dòng)脈斑塊消融術(shù)(excimer laser coronary atherectomy,ELCA)的應(yīng)用使復(fù)雜冠脈病變PCI 成功率得到明顯提高,而并發(fā)癥的發(fā)生率顯著下降。

1 準(zhǔn)分子激光冠脈斑塊消融術(shù)的發(fā)展歷程和原理

1992 年FDA 批準(zhǔn)將激光技術(shù)用于冠狀動(dòng)脈病變的治療。 早期冠脈內(nèi)激光治療使用紅外線(λ=2 090 nm),激光在冠脈內(nèi)殘余對(duì)比劑的作用下活化,產(chǎn)生大量的劇烈膨脹和爆裂的氣泡,作用于臨近的冠脈壁,有時(shí)會(huì)導(dǎo)致無法預(yù)料的血管夾層和穿孔的發(fā)生,故因并發(fā)癥多、預(yù)后不良而應(yīng)用較少,并隨著藥物洗脫支架(drug-eluting stent,DES)的出現(xiàn)逐漸被淘汰。 隨著PCI 技術(shù)的成熟和ELCA 設(shè)備的改良(低波長(zhǎng)、低脈沖能量、肝素鹽水灌注技術(shù)和多種尺寸導(dǎo)管的設(shè)計(jì)),ELCA 技術(shù)被越來越多地應(yīng)用于復(fù)雜冠狀動(dòng)脈病變的治療。 ELCA 采用脈沖式光波照射原理,以惰性體鹵化物(最常用的是氯化氙)為激光介質(zhì),釋放波長(zhǎng)約308 nm、接近于紫外線的高能量脈沖,通過光化學(xué)、光熱及光機(jī)械作用使斑塊消蝕,從而擴(kuò)大管腔面積。 光化學(xué)作用造成血管內(nèi)物質(zhì)分子鍵斷裂,光熱作用將細(xì)胞內(nèi)液汽化為蒸氣水泡,光機(jī)械作用促使蒸氣水泡快速脹縮導(dǎo)致組織崩解,從而汽化粥樣斑塊[2]。 為避免靶病變鄰近組織的熱損傷,ELCA 的每個(gè)脈沖周期都有足夠的時(shí)間間隔進(jìn)行冷卻,使激光脈沖對(duì)非靶病變組織的傷害最小化,因而對(duì)組織造成的熱損害極低;產(chǎn)生的直徑＜10 μm 碎片顆?？杀痪W(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)清除,極少引起遠(yuǎn)端栓塞,故安全性較高。 現(xiàn)代ELCA 設(shè)備主要由飛利浦公司(原Spectranetics 公司)生產(chǎn),該系統(tǒng)由一個(gè)產(chǎn)生激光束的激光裝置和一系列不同直徑的導(dǎo)管(0.9、1.4、1.7 和 2.0 mm)組成。 這些導(dǎo)管通過光纖將能量傳輸?shù)綄?dǎo)管尖端,作用于病灶,能產(chǎn)生1.6 倍導(dǎo)管直徑的管腔直徑空間。 ELCA設(shè)備由能量密度(MJ/mm2)和頻率(Hz)兩個(gè)參數(shù)控制,分別評(píng)估蒸汽水泡的大小和水泡崩解的速率。光學(xué)相干斷層掃描(optical coherence tomography,OCT)顯示,ELCA 最重要的作用是組織消蝕、促進(jìn)壓力傳遞到血管和組織壓縮。 此外,激光脈沖會(huì)削弱組織之間的連接,從而促進(jìn)組織拉伸[3-4]。

2 準(zhǔn)分子激光冠脈斑塊消融術(shù)在臨床冠脈介入中的應(yīng)用

2.1 支架內(nèi)再狹窄

經(jīng)皮冠脈支架植入術(shù)是處理嚴(yán)重冠脈病變的主要手段之一,但I(xiàn)SR 仍是介入術(shù)者揮之不去的陰影。 隨著新一代 DES 的臨床應(yīng)用,ISR 率已降至10%以下,卻依舊難以避免。 目前常用普通球囊成形術(shù)和切割球囊成形術(shù)(cutting balloon angioplasty,CBA)處理ISR,在效果不理想時(shí)可以再次植入DES或藥物涂層球囊(drug-coated balloon,DCB)。 ELCA的斑塊減容作用為避免ISR 提供了另一個(gè)選擇。Masayuki 等[5]早在2012 年分別應(yīng)用 ELCA 和 CBA技術(shù)處理了共21 例局灶性ISR 患者,手術(shù)全部成功且無主要并發(fā)癥,1 年OCT 隨訪ELCA 治療組最小管腔面積明顯大于 CBA 組[(6.5 ±0.7)mm2vs.(5.1 ±1.1)mm2,P=0.004],最小管腔內(nèi)徑亦有獲益趨勢(shì) [(2 187.8 ± 432.3) μmvs.(1 915.8 ±248.0)μm,P=0.079]。 Hirose 等[6]報(bào)道的小樣本ISR 研究顯示,相對(duì)于普通球囊組,ELCA 組PCI 術(shù)后6 個(gè)月晚期管徑丟失明顯減少[(0.7 ±0.6)mmvs.(1.3 ±0.7)mm,P=0.03],兩組靶病變重建率相似。 Ichimoto 等[7]的研究中 81 例 ISR 患者采用PCI 治療,其中23 例接受了ELCA。 術(shù)后冠脈實(shí)時(shí)定量分析顯示,經(jīng)ELCA 處理的患者管腔面積明顯增加[(1.64 ± 0.48)mm2vs.(1.26 ± 0.42)mm2,P＜0.001]。 國(guó)外亦有研究將 ELCA 與 DCB 聯(lián)合用于治療ISR,相較于普通球囊成形術(shù)有著更好的臨床和造影效果及術(shù)后更低的心肌梗死、猝死和靶病變重建發(fā)生率[8-9],但也有單中心研究顯示ELCA +DCB 治療ISR 相比單純DCB 治療并未帶來更多獲益[10]。 國(guó)內(nèi)北京大學(xué)人民醫(yī)院在2017 年至2018年亦進(jìn)行了單中心回顧性研究[11-12],證實(shí)ELCA 用于ISR(尤其是反復(fù)再狹窄)、球囊無法通過或無法充分?jǐn)U張的嚴(yán)重狹窄、無法進(jìn)行導(dǎo)絲交換的嚴(yán)重鈣化以及SVG 病變,可以為其他器械通過及支架植入創(chuàng)造條件,提高此類病變的手術(shù)成功率,且嚴(yán)重并發(fā)癥少見。 ELCA 能對(duì)支架內(nèi)外的病變進(jìn)行消融且不損傷支架,有效改善ISR,如聯(lián)合使用DCB,將產(chǎn)生 1 +1 ＞2 的效果[2]。

2.2 慢性完全閉塞病變

CTO 病變占冠脈造影病例的10% ～20%,長(zhǎng)期以來介入治療的成功率多在70%以下。 近十余年來隨著介入器械和技術(shù)的提高,經(jīng)驗(yàn)豐富的心臟介入中心介入治療的成功率可超過90%,但仍有部分CTO 存在導(dǎo)絲不能通過病變部位、導(dǎo)絲通過病變部位但球囊不能通過或無法擴(kuò)張的情況而導(dǎo)致手術(shù)失敗。 對(duì)于CTO,ELCA 可消蝕病變中的機(jī)化血栓、鈣化組織和結(jié)締組織等成分,提高介入治療成功率。 Shen 等[13]觀察了15 例導(dǎo)絲通過但球囊無法通過的CTO 病變,使用ELCA 的成功率達(dá)到86.7%,且未出現(xiàn)與ELCA 操作直接相關(guān)的并發(fā)癥。 Fernandez 等[14]對(duì)18 例球囊不能通過或不能擴(kuò)張的CTO病變進(jìn)行了回顧性研究,發(fā)現(xiàn)僅使用ELCA 的治療成功率為 83.3%,無 ELCA 相關(guān)并發(fā)癥。 Badr等[15]總結(jié)了32 例不適合進(jìn)行單純球囊擴(kuò)張的CTO病變, 發(fā)現(xiàn)使用 ELCA 治療的成功率可達(dá)到93.8%。 Ben-Dor 等[16]針對(duì)冠狀動(dòng)脈旋磨術(shù)(rotational atherectomy,RA)不能開通的CTO 病變,采用ELCA 激光導(dǎo)管在內(nèi)膜下穿過長(zhǎng)期閉塞病變至閉塞遠(yuǎn)端,從而成功開通血管。 安貞醫(yī)院的劉巍等[17]在國(guó)內(nèi)首次報(bào)道了15 例冠脈復(fù)雜病變(鈣化病變及CTO)應(yīng)用ELCA,手術(shù)即刻成功率和臨床成功率達(dá)100%,隨訪期未見主要不良心臟事件及ELCA 相關(guān)并發(fā)癥。 阜外醫(yī)院的趙杰等[18]應(yīng)用 ELCA 治療3例CTO 病變?nèi)砍晒?無1 例出現(xiàn)血管夾層、穿孔、慢血流及血栓形成,隨訪3 ～9 個(gè)月無主要不良心臟事件發(fā)生,初步證實(shí)了ELCA 治療CTO 的安全性和有效性。 北京大學(xué)人民醫(yī)院對(duì)7 例導(dǎo)絲通過病變后球囊無法通過的CTO 采取ELCA 治療,其中3 例3處無法通過0.9 mm 消融導(dǎo)管、4 例4 處通過并完成手術(shù);消融導(dǎo)管無法通過的3 處病例采取ELCA 聯(lián)合CA 治療,其中1 例未能交換旋磨導(dǎo)絲而導(dǎo)致手術(shù)失敗,其余成功,手術(shù)成功率為85.7%[12]。 國(guó)內(nèi)外臨床研究和實(shí)踐表明,雖然還缺乏在CTO 干預(yù)中使用ELCA 的長(zhǎng)期療效和安全性的數(shù)據(jù),但ELCA仍然是實(shí)現(xiàn)CTO 血運(yùn)重建的有效工具。

2.3 嚴(yán)重鈣化病變

鈣化病變亦是影響PCI 成功率的重要因素。 冠狀動(dòng)脈鈣化隨年齡增長(zhǎng)發(fā)生率升高,60 ～69 歲人群可達(dá)80%。 內(nèi)膜嚴(yán)重鈣化明顯增加了PCI 的難度及風(fēng)險(xiǎn),如增加了相關(guān)介入器械通過難度、球囊難以充分?jǐn)U張或破裂、支架脫載概率升高或植入后膨脹不全、發(fā)生器械或血管并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)明顯增加等。 RA 可有效消蝕鈣化病變,提高PCI 成功率,但旋磨導(dǎo)絲常不能通過病變部位,且RA 亦有一定風(fēng)險(xiǎn)。 Bilodeau 等[19]應(yīng)用 0.9 mm 激光導(dǎo)管對(duì) 100 處冠脈復(fù)雜病變進(jìn)行ELCA 治療,其中79%的鈣化病變出現(xiàn)球囊不能順利通過或擴(kuò)張不充分的情況,而ELCA 操作總成功率為 92%。 Ambrosini 等[20]在LEONARDO 研究中對(duì)96 處病變進(jìn)行了 ELCA 治療,總操作成功率為93.7%,其中球囊不能通過的病變操作成功率為93.7%,鈣化病變的操作成功率為96.4%。 Fernandez 等[14]總結(jié)58 例球囊不能通過,特別是旋磨導(dǎo)絲不能通過的鈣化病變介入治療病例,ELCA 成功率高達(dá)91.5%。 劉巍等[21]回顧性分析2015 年3 月至2017 年12 月在安貞醫(yī)院心血管病中心采用ELCA 治療的38 例(44 處病變)復(fù)雜冠狀動(dòng)脈疾病患者的臨床資料,其中球囊不能通過或不能擴(kuò)張的鈣化病變18 處,CTO 病變10 處,ISR病變11 處,橋血管及血栓病變5 處。 該項(xiàng)研究結(jié)果中5 處因嚴(yán)重血管鈣化,激光導(dǎo)管未能成功通過;2處因血栓負(fù)荷過重,ELCA 后無復(fù)流;1 處ISR 術(shù)中發(fā)生穿孔;手術(shù)即刻成功率為81.8%(36/44)。 RA 及ELCA 都可作為支架置入前的預(yù)處理,這兩種技術(shù)也常常作為球囊失敗后的替代方法。 McKenzie[22]將這兩種技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用命名為RASER 技術(shù)。

2.4 急性冠脈綜合征

急性冠脈綜合征常有局部血栓形成。 ELCA 因可蒸發(fā)局部血栓和斑塊,很早就應(yīng)用于血栓性病變的治療。 早期的小樣本研究提示,應(yīng)用ELCA 處理急性心肌梗死可行且有效[23-24]。 相對(duì)于血栓抽吸術(shù),ELCA 可減少微栓塞、改善微循環(huán)。 有研究顯示,0.9 mm 和1.4 mm 準(zhǔn)分子激光導(dǎo)管對(duì)急性心肌梗死患者的療效相當(dāng)[25]。 而Shibata 等[26]以發(fā)病至球囊擴(kuò)張不超過6 h 且TIMI 血流0 ～1 級(jí)的急性ST 段抬高型心肌梗死患者為研究對(duì)象,對(duì)其急診PCI 后隨訪的心肌顯像數(shù)據(jù)進(jìn)行回顧性分析,發(fā)現(xiàn)輔以ELCA 處理的病例較未行ELCA 的病例心肌存活指數(shù)更好,提示ELCA 有潛在的改善心肌存活的作用。 國(guó)內(nèi)也有一些單中心研究證實(shí)ELCA 應(yīng)用于富含血栓的ST 段抬高型心肌梗死PCI 治療,可提高心外膜血流,改善心肌灌注,減少慢血流或無復(fù)流風(fēng)險(xiǎn),具有較高的即刻成功率和臨床成功率,可作為急性心肌梗死直接PCI 的輔助治療手段[27]。

2.5 隱靜脈橋血管病變

臨床常規(guī)采用遠(yuǎn)端保護(hù)裝置(distal protection device,DPD)治療SVG 病變,但存在引起斑塊破裂及遠(yuǎn)端血栓的隱患。 ELCA 產(chǎn)生的碎片小且可直接被網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)吸收,不失為一種更安全的替代療法。 隨機(jī)對(duì)照研究證實(shí),由退化的隱靜脈橋不穩(wěn)定病變引起的急性非ST 段抬高型心肌梗死的PCI 治療中,與DPD 相比,ELCA 心肌再灌注趨勢(shì)更明顯,圍手術(shù)期心肌壞死事件的發(fā)生率更低[28]。Mohandes 等[29]報(bào)道了2 例慢性完全閉塞,而且解剖學(xué)特點(diǎn)不利于冠狀動(dòng)脈再通的SVG 病例,均采用ELCA 聯(lián)合DPD 以減少遠(yuǎn)端栓塞的發(fā)生,并成功植入支架,住院期間無明顯不良事件發(fā)生。

3 總結(jié)

準(zhǔn)分子激光是一個(gè)特別的工具,以其光化學(xué)、光熱和光動(dòng)力學(xué)特性在不對(duì)組織造成重大損傷的情況下汽化血栓和修飾組織。 經(jīng)過20 世紀(jì)末一個(gè)令人失望的開端后,ELCA 經(jīng)歷了重要的改進(jìn),成功率明顯升高,并發(fā)癥明顯減少,目前在治療復(fù)雜和難治性冠脈病變方面獲得了新的地位。 對(duì)于球囊無法通過或無法擴(kuò)張的病變、急性血栓性病變、支架膨脹不全、旋磨導(dǎo)絲無法通過的嚴(yán)重鈣化、隱靜脈橋血管等復(fù)雜冠脈病變,ELCA 均可作為輔助治療手段發(fā)揮重要作用。 此外,在某些情況下,有經(jīng)驗(yàn)的操作者可以在造影劑(而不是鹽水介質(zhì))中使用ELCA,以提高其有效性,提高復(fù)雜PCI 病例的治療成功率,其臨床應(yīng)用有著光明的前景。