葛均波:泛血管疾病研究进展

2019年5月10日,由浙江省医学会、中国心血管健康联盟、浙江大学医学院附属邵逸夫医院举办的第二届“西子心血管联席会议”在杭州胜利召开。会议期间,大会名誉主席、复旦大学附属中山医院葛均波院士从多方面对“泛血管疾病研究进展”进行汇报,内容新颖,指明了心血管领域今后的发展方向,为临床工作者带来了很大的启发。

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葛均波院士精彩演讲


泛血管疾病的概念与特征

泛血管疾病的概念于2002年正式提出,与“血管树”以及“血管网络”的概念一脉相承,核心观念是将整个血管作为一个系统来看待。泛血管疾病是指一组以动脉硬化为主要特征的血管系统疾病,具有共同的危险因素和病理特征,严重危害心、脑、肾等重要脏器和四肢。

高危斑块是泛血管疾病的研究重点,其评价对患者治疗方式的选择和预后的判断十分重要,但是传统的方法无法对高危斑块进行全面的评估。近年来关于高危斑块评估的研究有很多,包括PROSPECT研究、ATHEROREMO IVUS研究、PREDICTION研究以及ATHEROREMO NIRS研究等,对比了IVUS、IVUS-VH、ESS以及NIRS等技术对高危斑块进行评估,发现这些方法阴性预测值较好,但是阳性预测值较低,判断的高危斑块准确性不足。

多模态成像结合CMR、ECHO、SPECT、FFR、TAG、CTA、CTP等,可以为我们提供更多有效的信息。从出生、成年到中年出现临床症状,经历了一系列的过程,抽烟、糖尿病、高血压、高胆固醇血症等一开始并不会引发临床症状,但是单核细胞聚集、蛋白质水解、胶质细胞凋亡和血管内再生到斑块的形成、破裂出血一个循序渐进的过程。出现临床症状和心电图异常已经是疾病发展的晚期。我们是否能够从分子影像、功能影像、结构影像等方面在患者出现症状前就进行干预,是疾病防治的重点。虽然分子影像、功能影像、结构影像还无法应用于所有患者,但是以后肯定会像超声一样普及,使更多患者获益。

近年来,高危斑块预测的方法有很多。表面增强拉曼光谱仪成像(SERS)是一项新技术,通过静脉注射靶向炎症分子的纳米粒子,从纳米粒子标记拉曼光谱仪可检测的荧光物质,从而检测是否动脉斑块炎症反应,预测是否会发生斑块破裂。我们研究小组正在研究结合IVUS高穿透性和OCT的高分辨率方法,来预测斑块进展。

FLIm-IVUS融合导管是荧光寿命成像和IVUS结合的一种新技术,可以直观判断斑块内是否存在斑块浸润。此外,吲哚氰绿成像等新的成像技术与IVUS结合,可以标测斑块内巨噬细胞、脂质、斑块内出血等。


泛血管疾病的诊断评估进展

目前,光学成像结合造影剂技术在泛血管疾病中获得了迅猛的发展。采用不同的显像剂和PET结合,可以提供所需要的临床信息,目前已有13N-Ammonia PET评估灌注、18F-FDG PET评估活性/斑块炎症、18F-NaF PET评估斑块稳定性等。

PET-CT/PET-MR融合显像可以同时检测管腔狭窄程度和血管壁病变程度,全身PET可见18F-FDG摄取,通过全身动脉CTA/MR融合成像可以定位摄取增加部位,可以判断该部位主动脉夹层或斑块破裂风险较高。

此外,还包括MPO-Gd磁共振分子成像、MPO-Gold OCT分子成像等,均是泛血管疾病检测的新技术。

人工智能在泛血管疾病中的应用也是目前的研究热点,基于机器学习的CT-FFR具有准确率高、速度快、实时等优点,可以实现实时得到CT-FFR结果的目的。

IVUS影像自动分析可以采用分割标注的方法,从定量分析、定性分析以及组分分析三个方面提供病变部位的详细数据,判断其狭窄程度和斑块组分,评估斑块破裂出血风险。

冠脉造影AI血管识别分割训练通过深度学习自动分割,自动提取管腔中心线,按照像素计算管腔狭窄面积,通过计算参考段血管直径确定最大管腔狭窄部位,通过XA自动测量SYNTAX评分。


泛血管疾病的风险预测进展

力学组学在泛血管疾病的风险预测十分重要。生物力学等在高危斑块的形成和破裂中发挥了重要的作用,斑块肩部内皮低剪切力和血脂异常等高危因素促进内皮功能障碍以及局部炎症的产生;单核细胞被招募进入斑块内,转化为M1型巨噬细胞,产生基质蛋白酶,会使斑块纤维帽变薄;同时存在高剪切力和薄纤维帽(狭窄斑块上游或者非狭窄斑块内部)时,会导致斑块破裂。

不良斑块特征和不良血流动力学特征可以准确预测ACS。不良斑块特征包括低衰减斑块、正性重构、点状钙化、餐巾环征等;不良血流动力学特征包括低FFRCT、高ΔFFRCT、高剪切力、高轴向应力等。同时具备不良斑块特征和不良血流动力学特征的斑块引发ACS的风险最高(HR11.75,95% CI 2.85,48.51)。

轴向应力、周向应力、剪切力由脉动血流动力学的重要成分。轴向应力来自于血管长轴方向牵拉,正常血管在心动周期中的轴向应力应很小,比较稳定;狭窄血管中,轴向应力随心动周期集中于狭窄段或者狭窄段附近。周向应力来自于心动周期血管的径向扩张和回缩,在正常血管中,周向应力均匀分布于血管壁,粥样硬化时集中于斑块肩部。剪切力来源于血流对血管壁的摩擦力,粥样硬化时剪切力显著增加。不仅管腔狭窄程度和管腔内容物会对斑块结局产生影响,血管周围组织也会产生一定影响。血管周围脂肪衰减指数(FAI)对心血管事件也会产生一定影响。正常动脉中FAI非常低,在出现炎症反应的血管中,FAI会显著升高。

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会议现场


总结

在泛血管疾病中,血管腔、血管壁以及血管周围组织同样重要。我们要将患者作为整体看待,在未来对疾病的诊断和治疗会有很大的价值。同时,要结合人口学特征、临床表现、生物标志组学、影像组学、功能组学、力学组学方法,结合人工智能机器学习,为患者提供综合的治疗方法。

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