第三章 光学相干断层成像(OCT)
第一节 发展简史及应用现状
光学相干断层成像(optical coherence tomography,OCT)技术是继IVUS后出现的一种新的冠状动脉内成像技术,通过使用干涉仪记录不同深度生物组织的反射光,通过计算机构建能够让人简单识别的图像。OCT的最重要的特点就是其高分辨率,约为10~15μm,是血管内超声成像技术的10倍左右,同时成像速度快,可以对生物组织内部的微观结构进行高分辨率横断面层析成像。与此同时,由于其与病理组织学图像具有良好的对应性,它又被称为“光学活检”。OCT成像原理是将光源发出的光线分为两束,利用两束反射光发生干涉作用,从组织中反射回来的光信号随组织的性状而显示不同强弱。这些光信号经过计算机处理,通过比较分析反射波和参考波即可获得关于组织反射性和距离的数据,由此得到组织断层成像。1990年Fujimoto和Tanno发明OCT技术;1991年,麻省理工学院第一次发表了关于OCT的研究,阐述了OCT成像系统的基本概念,并讨论了OCT在视网膜和动脉内的应用;1996年Brezinski第一次应用OCT技术进行了体外动物研究;2001年哈佛大学的IK Jang教授首次将OCT应用于人冠状动脉内的检查。
目前OCT可以分成两类:第一代的时域OCT和第二代的频域OCT。时域OCT(Time domain OCT,TD-OCT)是把同一时间从组织中反射回来的光信号与参照反光镜反射回来的光信号叠加、干涉,然后成像的。而新一代的频域OCT(frequency domain OCT,FD-OCT)就是参考臂的参照反光镜固定不动,通过改变光源光波的频率来实现信号的干涉。2010年后,第二代OCT——频域OCT相继在美国、中国及其他国家批准上市。与第一代时域OCT相比,频域OCT是通过改变光线的频率而获得不同深度组织的成像,成像速度快,一次扫描只需要几秒钟时间,更为重要的是,它不需要阻断血流,因此,不会造成相关的缺血事件。
一直以来,冠脉造影CAG被认为是评价冠脉病变的金标准,20世纪90年代早期,IVUS开始被应用于冠脉介入诊疗,但无论是IVUS还是之后相继出现的其他成像技术(如冠脉血管内镜,血管内核磁等),由于其分辨率较低并不能提供冠脉内更多详细信息。随着医学影像学的不断发展和进步,人们一直在不断探索,试图研究一种分辨率更高的血管成像技术。OCT的出现,为我们提供了一个强有力的诊断工具,以其近乎组织学的分辨率和良好的安全性在美国、日本、韩国及欧洲等多个中心开始应用,从对不稳定斑块的评价逐渐应用于冠心病介入诊疗的多个方面,包括评价支架植入后即刻效果(支架贴壁,支架膨胀,内膜撕裂,组织脱垂)以及远期效果(晚期贴壁不良,晚期血栓,支架内膜覆盖),这些病变特征的观察对于其他影像学技术来说是不可能实现的。近几年,愈来愈多的临床研究将OCT作为主要手段用于评价生物可降解支架及其他新型药物洗脱支架的疗效。可以说OCT的出现不仅使我们对冠心病尤其是急性冠脉冠脉综合征的病理机制有了更深入的研究,对介入诊疗的理念也有了新的认识和理解,目前OCT在冠脉介入中的地位越来越受到重视,具有广阔的应用空间和很好的发展前景。