第一章 OCT概述
一、OCT发展简史
光学相干断层成像（optical coherence tomography,OCT）技术是近年来迅速发展起来的一种新的光学诊断技术。它经由一种非接触、高分辨率层析和生物显微镜成像设备,应用近红外光干涉成像,通过使用干涉仪接收并记录不同深度生物组织成分的反射光,再经计算机系统处理而得到生物组织断层图像。OCT的分辨率可达10μm,能够清楚观察到组织内部细微结构,因其结果与病理检查高度一致,在医学界被称为“光学活检”。
1991年,麻省理工学院Fujimoto的工作小组首次在《科学》杂志上报道了OCT成像系统的基本原理以及其在视网膜和动脉内的应用。1996年,Brezinski第一次进行了动物血管的体外OCT成像研究。2001年,第一台用于人体冠状动脉血管内成像的时域OCT（time domain OCT,TD-OCT）面世,并由哈佛医学院麻省总医院的IK Jang首次将其应用于人体冠状动脉的检测（图1-1）。自2001年国外首次报道在人体冠状动脉内应用OCT获得高清晰图像以来,OCT在冠状动脉粥样硬化性心脏病（简称冠心病）介入领域中发挥着越来越重要的作用。
与血管内超声（intravascular ultrasound,IVUS）相比,OCT具有极高的分辨率,其图像更易解读,因此在世界范围内迅速得到普及,广泛应用于在体评估斑块稳定性、指导冠状动脉介入治疗、评价支架植入后即刻效果（支架小梁贴壁、组织脱垂、支架内血栓、血管夹层、残存斑块）及支架远期效果（晚期贴壁不良、晚期血栓、支架内膜覆盖、新生动脉粥样硬化、支架再狭窄等）,开创了冠状动脉内影像学检查的新里程,应用OCT有许多重要的新发现,更新了临床对冠心病的认识。
图1-1 第一台用于人体检测冠状动脉的OCT机器
近十年来,OCT先后经历了多次技术更新和升级（图1-2）：①2004年第一代M2成像系统于欧洲上市,2005年获批进入中国,哈尔滨医科大学附属第二医院在国内率先引进第一台OCT机器。因近红外光无法穿透血管中红细胞,这使得M2-OCT进行OCT相关检查时需要暂时阻断血管管腔中的血流以获得清晰的图像。②2007年第二代M3系统将成像速度从15帧/s提高到20帧/s,但球囊阻断技术操作较为烦琐,某些并发症（胸痛、ST-T改变、血压下降等）发生的比率,一定程度上影响了OCT的广泛推广,也导致TD-OCT在冠状动脉中的应用未获得美国食品药品监督管理局（FDA）的批准。第二代频域OCT（frequency domain OCT,FD-OCT）技术攻克了球囊阻断血流这一难题,与第一代TD-OCT相比,FD-OCT成像质量更高,成像速度更快,不需要球囊阻断血流,这使得OCT无论在心血管研究领域还是在临床应用方面都取得了进一步的发展。③2010年第二代FD-OCT在美国经FDA批准上市,第三代C7 XRTM系统采用频域检测技术使成像速度提高达10倍（100帧/s）,且不需要阻断血流即可进行快速成像。C7在纵向分辨率不变的基础上,横向分辨率更高,图像质量更高,动态伪影明显减少,最大视野范围增至10mm,使其在冠心病介入诊疗领域应用迅速推广。④最近发布的新一代ILUMIENTM和ILUMIENTMOPTISTM系统将成像速度进一步提高到180帧/s,单次扫描的血管段长度可达75mm,同时整合了血流储备分数（fractional flow reserve,FFR）功能,兼备形态学和功能学评估功能,使OCT的应用指征进一步拓展。
图1-2 心血管OCT发展重要历史事件
随着OCT的发展及推广,J Am Coll Cardiol及Eur Heart J等重要心血管杂志相继发表冠状动脉内OCT相关的专家共识,这标志着OCT的发展进入了一个新的阶段,同时也促进了OCT的进一步推广［1,2］。2014年,欧洲心脏病学会（ESC）/欧洲心胸外科协会（EACTS）心肌血运重建指南中,将OCT对优化经皮冠状动脉介入治疗（percutaneous coronary intervention,PCI）的推荐等级从2013年Ⅱb类推荐（证据水平为B）提升到Ⅱa类推荐［3］。2015年发表的ILUMIEN Ⅰ研究表明PCI术前和/或术后行OCT检查,可影响术者的介入治疗策略达50%以上（包括不必要支架,支架直径、长度的变化,支架贴壁不良及膨胀不良的后扩张,更多的支架等）。ILUMIEN Ⅱ研究结果表明OCT在指导支架膨胀方面不劣于IVUS。ILUMIEN Ⅲ研究纳入全球8个国家29个中心450例患者,以1∶1∶1随机分入OCT指导组、IVUS指导组和单纯造影指导组,随访结果显示OCT指导组最小支架面积为5.79mm2（四分位间距：4.54～7.34）,IVUS指导组5.89mm2（四分位间距：4.67～7.80）,单纯造影指导组为5.49mm2（四分位间距：4.39～6.59）,OCT指导组的效果不劣于IVUS指导组,但也不优于IVUS指导组（P=0.42）和单纯造影指导组（P=0.12）,主要心血管不良事件（major adverse cardiovascular events,MACE）发生率三组间无明显差异［4］。但ILUMIEN Ⅲ研究中OCT对于支架边缘夹层、支架贴壁及组织脱垂等检出率更高。ILUMIEN Ⅲ研究主要是针对简单病变的评估,近期开展的ILUMIEN Ⅳ研究将进一步针对腔内影像学优化指导作用更强的复杂病变,比较OCT指导组与单纯造影指导组MACE发生率的差异,相信研究结果有可能会改变现有证据等级。