严重钙化冠状动脉病变中血管内超声引导下碎石术的标准化操作规程

摘要

本方案介绍了一种标准化的血管内超声引导下血管内冲击波碎石术，用于治疗严重冠状动脉钙化。其目标是利用客观的实时成像技术精确选择球囊尺寸，确认钙化斑块的断裂情况，并优化最终支架的扩张效果，从而提高手术的安全性和有效性。

摘要

严重的冠状动脉钙化在经皮冠状动脉介入治疗期间构成临床挑战，显著增加支架扩张不全及后续不良心血管事件的风险。尽管血管内冲击波碎石术（IVL）利用声压波来修饰钙化斑块，但在缺乏精确的冠状动脉内影像引导的情况下使用，可能导致球囊尺寸选择不当和解剖学结果不可预测。本方案的主要目标是详细描述一种标准化的、分步实施的方法，利用血管内超声（IVUS）指导重度钙化冠状动脉病变患者的IVL治疗。该方案明确了基线IVUS评估的严格标准，以准确识别钙化弧大于180°的病变，并确定确切的参考血管直径，从而实现精确的1:1 IVL球囊与动脉尺寸匹配比例。后续步骤包括在4–6 atm的工作压力下靶向递送声波脉冲，随后必须进行干预后IVUS回撤成像，以直观确认多平面钙化断裂的形成，并确保支架最终贴壁良好。在一项包含44例合并症较多的真实世界患者队列中应用此标准化工作流程，实现了100%的手术成功率。定量影像学证实，最小管腔面积（MLA）从基线1.25 mm² ± 0.25 mm² 显著扩大至支架植入后的8.56 mm² ± 0.42 mm²，同时同心性钙化的严重程度分级也有所降低。此外，该方案表现出良好的围术期安全性，无严重器械相关并发症，心脏生物标志物变化稳定，且在6–18个月的延长临床随访期间主要不良心血管事件（MACE）发生率为0%。最终，遵循此IVUS引导的IVL方案可提供一种可重复、系统化的框架，以优化病变预处理并促进复杂心血管介入治疗中支架的充分植入。

引言

随着全球人口老龄化以及糖尿病、血脂异常和慢性肾病等代谢性合并症发病率的不断上升，冠状动脉钙化（CAC）的患病率也在持续增加^1,2。生理上，钙质在动脉壁内的积聚通常在40岁以后显著加快，导致血管顺应性和心血管血流动力学发生明显改变²。在介入心脏病学领域，中重度冠状动脉钙化为经皮冠状动脉介入治疗（PCI）带来了重大的临床挑战^1,3。严重钙化且缺乏弹性的斑块会机械性阻碍治疗器械的输送，损伤药物洗脱支架的保护性聚合物涂层，并干扰局部药物释放动力学^2,4。因此，若未能充分处理钙化病变，将导致支架扩张不全和支架小梁贴壁不良，这两者被普遍认为是急性支架内血栓形成和远期支架内再狭窄的主要生物力学驱动因素⁵。此外，严重钙化特征的存在是全因死亡率和主要不良心血管事件（MACE）的强有力且独立的预测因子^6,7。

传统上，介入医师在支架植入前依赖多种斑块修饰策略来治疗严重冠状动脉钙化（CAC）^1,8。高压和超高压非顺应性球囊，以及专用的刻痕球囊或切割球囊，常被使用；然而，这些基于球囊的技术通常难以断裂深层或异常增厚的钙化环，且存在引发严重气压伤、血管夹层或冠状动脉穿孔的固有风险^1,3。另一种选择是使用斑块旋切装置，如旋磨和轨道式斑块旋切术，可有效消融表层钙化^3,4。然而，这些技术操作难度较高，学习曲线陡峭，并与特定的围术期并发症相关，包括热损伤、导丝偏倚和远端碎屑栓塞，可能诱发慢血流或无复流现象^1,8。因此，在这些复杂解剖结构中，仍迫切需要更安全且高效的治疗手段，以优化经皮冠状动脉介入治疗（PCI）的效果⁸。

为了克服传统消融技术已有充分记载的局限性，冠状动脉内血管内冲击波碎石术（IVL）作为一种新型钙化修饰技术应运而生^3,9采用用于肾结石治疗的体外冲击波碎石术的基本原理，血管内冲击波碎石术（IVL）利用充满液体的球囊导管将局部化的脉冲式声压波直接传递至动脉壁3。这些声波选择性地与高密度的冠状动脉钙化灶相互作用，可在不损伤弹性良好的软性血管组织完整性的前提下，安全地在表层和深层钙化沉积物中诱导产生多平面显微骨折^3,9标志性多中心前瞻性Disrupt CAD III试验（包括其主要终点分析及后续随访）明确确立了血管内冲击波成形术（IVL）的安全性和有效性，结果显示手术即刻成功率高，且在1年和2年随访期间围术期主要不良心血管事件（MACE）发生率较低^9,10,11随后的大量荟萃分析和大规模真实世界回顾性登记研究进一步证实了这些发现，证明血管内冲击波成像（IVL）可实现显著的急性管腔增益，并在不同患者人群中均保持有效性，包括左主干冠状动脉钙化病变等高度复杂亚组^3,12,13.

尽管血管内冲击波成像（IVL）可提供改变斑块顺应性所需的机械力，但该疗法的优化在根本上依赖于精确的术前和术后影像学评估^14,15传统的冠状动脉造影缺乏足够的空间敏感性，无法准确量化钙化负荷的周向弧度、深度和纵向范围4。因此，血管内超声（IVUS）已成为评估钙化病变不可或缺的影像学手段。^15,16尽管光学相干断层扫描（OCT）在穿透成像及测量钙化厚度或钙化裂纹深度方面具有更优的轴向分辨率，本研究方案仍特别选择血管内超声（IVUS）作为主要的成像方式。IVUS无需持续使用造影剂冲洗，这一优势对于降低伴有慢性肾功能不全高发风险人群的造影剂诱导性肾病风险至关重要^4,17此外，已验证的基于血管内超声（IVUS）的钙化评分系统能够成功预测后续支架扩张不全的可能性。⁵至关重要的是，血管内超声（IVUS）在指导血管内冲击波治疗（IVL）干预中发挥关键作用，可实现IVL球囊与参考血管直径的精确1:1匹配，通过显示明确的钙化断裂情况来监测治疗效果，并最终确认支架贴壁的充分性。^5,15,18.

尽管已有强有力的个体证据支持血管内激光消融术（IVL）和血管内超声（IVUS）的应用，但将这两种技术协同用于常规治疗的标准化临床操作流程仍存在较大差异1,15。本研究的目的是系统性地提出一种以IVUS引导IVL的标准化、分步式操作方案。通过分析一个回顾性、单中心队列中患有严重且高度成角冠状动脉钙化病变的患者数据，该方法旨在明确手术的可重复性、关键的故障排除策略以及病变预处理的客观标准。预设的观察终点聚焦于实现充分的钙化斑块断裂（定义为无回声钙化带出现完整的解剖学中断）以及促进支架最终充分扩张。该操作方案在高风险患者亚群中的实际应用价值尤为显著，特别是那些患有慢性肾病、需使用零或极低造影剂剂量的患者，解剖结构高度扭曲的老年患者，或存在严重同心性钙化弧段的情况。>180°）的病变中，传统球囊介导的治疗方式容易失败。此外，该标准化工作流程为介入团队提供了一种高度可重复的、基于算法的决策树，有助于降低支架扩张不全的风险，尤其适用于缺乏斑块旋切设备的导管室。尽管这种标准化的IVUS引导方法在安全处理复杂钙化病变方面具有很高的实际应用价值，但本研究的主要局限性在于其单臂、观察性设计，缺乏对照组（如斑块旋切术组）。因此，所观察到的临床结果仅反映了在特定队列中的操作可行性，而非证明其相对优越性，更广泛的普适性有待未来随机对照试验进一步验证。

方案

临床方案的实施遵循武汉亚洲心脏病医院伦理委员会的指南。所有患者在操作前均签署了书面知情同意书。

1. 患者选择与评估

1. 选择诊断为稳定型心绞痛、不稳定型心绞痛或隐匿性冠状动脉疾病（通过无创负荷试验中记录到的无症状性心肌缺血客观定义）且需要接受经皮冠状动脉介入治疗（PCI）的患者。
2. 确保患者符合血管造影的纳入标准：存在严重钙化的de novo冠状动脉病变，参考血管直径为2.5–4.0 mm，病变长度≤40 mm（限制在此范围内以符合单根12 mm长度血管内冲击波碎石术（IVL）导管最多80次脉冲的治疗能力（参见材料表），从而避免混杂的辅助治疗）。
3. 排除患有左主干冠状动脉疾病、急性心肌梗死、血流动力学不稳定、复杂旁路移植血管病变或靶病变部位已存在夹层的患者。

2. 术前准备与血管造影

1. 根据当前血运重建指南，在手术前给予标准的双联抗血小板治疗方案（例如，300 mg 阿司匹林负荷剂量联合 300–600 mg 氯吡格雷或 180 mg 替格瑞洛）。
2. 优先选择经桡动脉途径建立血管通路。仅在存在复杂解剖变异或桡动脉途径失败的情况下，才使用股动脉通路。
3. 由操作者根据情况决定是否给予全身抗凝（例如，普通肝素 70–100 U/kg），以维持活化凝血时间（ACT）> 250 秒。
4. 采用多个正交投照体位进行基线冠状动脉造影，以初步定位和评估目标钙化病变，评估血管扭曲程度，并准确估算病变长度。
   注意：对于解剖结构不明确的病变，可在导丝通过前谨慎尝试冠状动脉内影像检查以明确解剖结构，前提是不危及血管安全。
5. 在整个手术过程中，严格遵守机构规定的生物医疗废物和锐器处理规程，妥善处理所有被污染的侵入性器械。

3. 血管内超声（IVUS）基线评估

1. 推进一根标准的0.014英寸冠状动脉导丝（参见 材料表) 跨越目标病灶。
2. 故障排除步骤：若基线IVUS导管无法通过严重钙化部位，可先使用1.0至1.5 mm半顺应性球囊进行轻柔预扩张，建立微通道，再进行首次IVUS回撤。
3. 警告：在准备、擦拭或清洁血管内超声导管和导丝时，仅可使用生理盐水擦拭物或棉球。
   注意：切勿使用酒精擦拭，因为酒精可能破坏血管内装置的亲水涂层。
4. 推进IVUS成像导管（参见 材料表) 位于目标病变远端，以0.5 mm/s的恒定速度自动回撤至指引导管。
5. 评估钙化严重程度。通过确认钙化弧大于180°（III级或IV级），验证纳入标准，以确保该方案专门适用于严重抵抗性的同心性钙化。
6. 使用IVUS控制台准确测量远端参考血管直径，以指导后续IVL球囊的选择。
7. 通过计算目标病变近端和远端5 mm范围内外观最正常的横截面管腔面积的平均值，确定参考血管面积。

4. 病变准备

1. 对钙化病变进行必要的预扩张。
2. 使用适当尺寸的半顺应性球囊、非顺应性（NC）球囊或刻痕/切割球囊（参见材料表），以建立初步通道。
3. 确保病变部位已充分准备（定义为已建立足够的通畅性，可无需施加过大推送力即可顺利输送IVL导管）。

5. 血管内冲击波治疗（IVL）操作

1. 根据血管内超声（IVUS）测得的参考血管直径，按1:1的比例选择合适尺寸的冲击波球囊导管（可选尺寸：2.5–4.0 mm）。
2. 沿导丝推送冲击波球囊导管，并在透视引导下利用球囊的不透射线标记，精确定位于钙化最严重的节段。
3. 将冲击波导管的近端连接至发生器电缆（参见材料表）。
   注意：警告：声脉冲的释放仅可通过连接电缆上的手控开关进行控制。
4. 确认操作者可方便地接触到手控开关。
   注意：该系统不使用脚踏板。
5. 将冲击波球囊充气至4 atm的亚额定压力，以实现球囊与血管壁的初步贴壁。
6. 按下手动开关以释放声脉冲。以每秒1次的频率连续释放10次脉冲（一个周期）。
7. 完成脉冲周期后，将球囊充气至额定压力（6 atm），并在透视下主动观察球囊轮廓是否完全扩张，以最大程度获得管腔扩大效果。
8. 放气球囊，以允许远端血液灌注。
9. 根据需要重复步骤5.5至5.8。若钙化节段长度超过球囊长度，应重新定位导管，使相邻治疗段纵向轻微重叠（1–2 mm），以确保连续覆盖治疗区域。
10. 继续进行额外的脉冲周期（每个导管最多80次脉冲），直至达到足够的血管顺应性。

6. 血管内激光消融术后评估与支架植入

1. 进行第二次IVUS回撤以评估IVL治疗的效果。
2. 仔细检查IVUS横截面，观察是否存在纵向或横向钙化破裂（明确定义为回声透亮钙化带的完全解剖学中断）以及最小管腔面积（MLA）是否增加。
3. 若残余狭窄仍>50%，或X线透视下球囊扩张明显不充分，可考虑追加IVL脉冲治疗或使用第二个IVL导管。
4. 确认病变预处理充分后，在目标病变处植入合适尺寸的药物洗脱支架（DES）（参见材料表）。
5. 使用非顺应性（NC）球囊在高压力（≥14 atm）下进行常规后扩张，以确保支架充分扩张。
6. 进行最终IVUS回撤，以确认支架贴壁良好、无显著边缘夹层（例如累及中膜或弧度>60°），并达到足够的最终支架扩张程度（目标值>参考血管面积的90%）。

7. 数据收集与统计分析

1. 将所有操作参数记录到标准化的电子临床数据库中，包括血管内冲击波（IVL）球囊尺寸、最高工作压力、总脉冲频率以及任何围手术期并发症（如血流减慢、夹层）。
   注：手术成功定义为成功植入支架，残余狭窄率<20%，且最终TIMI血流为3级，无严重并发症。
2. 术后采集血样，监测高敏心肌肌钙蛋白I（hs-cTNI）和肌酸激酶同工酶（CK-MB）水平。
3. 进行6–18个月的临床随访，客观评估主要不良心血管事件（MACE），严格定义为心脏性死亡、非致死性心肌梗死或靶血管再次血运重建的复合终点。
4. 在三个指定时间点进行血管内超声（IVUS）定量测量：IVL前、IVL后和支架植入后。通过手动描记显示最严重狭窄横截面的管腔边界的前沿，定量最小管腔面积（MLA）。
5. 汇总数据，并使用卡方检验或Fisher精确检验分析分类变量。
   注：三个连续手术时间点间MLA的动态定量变化必须采用重复测量方差分析（Repeated-Measures ANOVA）进行分析，以确保方法学的严谨性。统计分析应使用公认的统计分析软件进行（参见材料表）。以P.值<0.05为差异具有统计学意义。

结果

基线特征与合并症概况

本研究连续纳入了44例患有严重冠状动脉钙化的患者。队列的平均年龄为67.68岁 ± 7.68岁，其中29例患者（65.9%）为男性。临床表现以不稳定型心绞痛为主（61.4%），其次为稳定型心绞痛（31.8%）和隐匿性心绞痛（6.8%）。值得注意的是，16例患者（36.4%）同时伴有慢性肾功能不全。该队列中慢性肾脏病（CKD）的高患病率凸显了血管内超声（IVUS）在高危人群中的特殊临床价值，因其相较于光学相干断层成像（OCT）等其他成像方式，可显著减少对比剂的重复使用量。

对患者基线健康状况的分析显示，该队列具有高度复杂性和高风险特征，并存在多种合并症的重叠。如合并症网络图（图1）所示，大多数患者存在多种同时发生的危险因素，其中最显著的是高血压（81.8%）、既往卒中或短暂性脑缺血发作（TIA）（45.5%）、2型糖尿病（38.6%）以及高脂血症（18.2%）。靶病变主要位于左前降支动脉（LAD，81.8%），其次...

讨论

本研究评估了一种高度标准化的血管内超声（IVUS）引导下血管内冲击波钙化碎裂术（IVL）方案在44例伴有严重、重度钙化冠状动脉疾病的真实世界队列患者中的有效性和安全性。数据结果与斑块修饰的基本原理一致，表明在冠状动脉内影像引导下，经过精确选择和评估的靶向声压波能够安全有效地击碎致密的环形钙化，改善血管顺应性。整体手术和临床成功率均达到100%，最小管腔面积（MLA）从基线时的1.25 mm² ± 0.25 mm² 显著扩大至支架植入后的8.56 mm² ± 0.42 mm²（重复测量方差分析：F = 6490.39，p. < 0.0001），同时显著降低了狭窄率。重要的是，上述急性期血管造影和解剖学的成功并未伴随任何严重术中并发症的发生，且在6–18个月的长期临床随访中，主要不良心血管事件（MACE）发生率为0%，证实了该方案的长期安全性。该结果表明，该治疗方案在高风险、合并症较多的人群中具有可靠的临床应用价值。

将血管内影像技术（特别是血管内超声，IVUS）整合到诊疗...

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
声脉冲发生器	Shockwave Medical / Johnson & Johnson MedTech	参考文献：80001	IVL 能量发生器单元
抗血小板药物		阿司匹林（300 mg）；氯吡格雷（300–600 mg	标准双联抗血小板治疗
抗凝剂		未分馏肝素（70–100 U/kg	全身性抗凝剂
切割/刻痕球囊	波士顿科学公司	参考编号：CS-1015	斑块修饰装置
药物洗脱支架	Abbott	参考编号：DES-3012-R	金属冠状动脉支架
引导导管	Terumo	GC-6F-RB	6F/7F 桡动脉介入导管
IVL球囊导管	Shockwave Medical / Johnson &安波&强生医疗科技	参考编号：IVL-3012-C	血管内碎石导管
IVUS 导管 &和系统	飞利浦	参考编号：IVUS-PX-40	冠状动脉内超声成像设备
非顺应性球囊	波士顿科学公司	编号：NC-B-2512	高压扩张球囊
生理盐水湿巾		参考文献：SW-NON-ALC	非酒精类清洁材料
标准导丝	Asahi Intecc	参考编号：GW-014-S	0.014英寸冠状动脉导引导丝
统计分析软件	IBM	版本：SPSS 26.0 / R 4.2	数据分析与统计工具