血管内冲击波碎石术在冠状动脉严重钙化病变中应用的研究进展

健康   2024-10-30 16:31   北京  


张玉平  王洪浩  何国祥


作者单位:550018 贵阳,贵黔国际总医院心血管内科

通信作者:何国祥,电子信箱:heguoxiangsw@aliyun.com


引用本文:

张玉平, 王洪浩, 何国祥. 血管内冲击波碎石术在冠状动脉严重钙化病变中应用的研究进展[J]. 中国心血管杂志, 2024, 29(4): 379-381. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5410.2024.04.013.


冠状动脉钙化病变在冠心病患者中普遍存在 [1],血管严重钙化将给冠状动脉介入治疗带来巨大挑战。血管钙化的严重程度显著影响冠状动脉介入手术的成功率、生存率、心肌梗死率和靶病变血管的重建率[2-3]。在冠状动脉支架置入前,临床上常使用球囊高压后扩张、刻痕或切割球囊和冠状动脉旋磨术(rotational atherectomy,RA)等预处理方法,以保障支架置入的成功[4-8]。然而,上述操作会增加血管夹层、穿孔、闭塞,支架内血栓形成和再狭窄,以及远端血管微栓塞等并发症的发生。冠状动脉钙化病变,尤其是内膜严重钙化病变和钙化结节等,可明显增加经皮冠状动脉介入术的难度和风险[9]。近年来,血管内冲击波碎石术(intravascular lithotripsy,IVL)被证实是一种安全有效的预处理冠状动脉严重钙化病变的方法,可提高介入治疗的成功率[10-11]


01
IVL工作
IVL的工作原理区别于传统的钙化病变治疗技术(扩张、切割、旋磨钙化病变等),主要通过为冠状动脉病变局部提供未聚焦、圆周和脉冲式的机械能,对血管壁浅表与深层的钙化病变发出机械脉冲,使钙化病变破裂及血管顺应性得以改善,有利于介入操作如置入支架等顺利完成 [12-15]。冲击波球囊系统可用于治疗不同类型血管钙化病变,包括冠状动脉严重钙化病变,是近年迅速发展起来的一项新技术( 图1 )。



A:血管内冲击波碎石术(IVL)发射器(①)、连接器电缆(②)和导管(③);B:IVL发射器产生电火花,在集成球囊内产生快速膨胀的蒸汽泡,同时声压波向外呈球形辐射,可选择性地改变血管钙化灶

图1  血管内冲击波碎石术系统及工作原理示意图


治疗血管钙化时,将IVL导管置入钙化病变的血管内,冲击波发射器迅速产生脉冲式冲击波作用于中膜、内膜钙化及偏心斑块,当冲击波穿过软组织时,可选择性地作用于钙化病变,使冲击波能量聚集于病变局部,产生局部"井喷"作用,提高球囊导管对血管结构的塑形能力,同时最大限度地减少对血管壁的创伤,从而减少术后并发症的发生。临床试验证实,IVL安全有效,可降低钙化病变并发症及不良事件的发生率,有望成为冠状动脉钙化病变的"终结者" [16]


02
冠状动脉IVL的疗效及安全性

Disrupt CAD Ⅲ(Disrupt Coronary Artery Disease Ⅲ)研究是一项前瞻性、单臂、多中心研究,纳入了来自4个国家中47个中心的431例患者,研究对象均为存在血管严重钙化病变且接受经皮冠状动脉介入治疗的冠心病患者。研究者对入选患者先进行冠状动脉IVL治疗,再行球囊扩张和支架置入,将主要安全性终点定义为30 d内无不良心血管事件(包括心原性死亡、心肌梗死或靶血管重建);主要疗效终点定义为手术成功,即住院期间不发生不良心血管事件的情况下成功置入支架,且残余狭窄率<50%。研究结果表明,主要安全终点率为92.2%,95%CI下限为89.9%,高于预先定义的客观表现目标84.4%( P<0.0001);主要疗效终点率为92.4%,95%CI下限为90.2%,高于预先定义的客观表现目标83.4%( P<0.0001)。光学相干断层成像分析显示,IVL术后67.4%的病变中存在多平面和纵向钙化斑块断裂,但有钙化断裂组与无钙化断裂组相比,最小支架面积[(6.3±2.1)mm2比(6.8±2.1)mm2 P=0.26]和狭窄面积(22.4%±19.1%比20.9%±18.7%,P=0.72)均无统计学差异,支架扩张程度均良好(100.3%±29.8%比104.9%±26.9%,P=0.49)。


英国圣乔治医院心脏中心的James Spratt教授在2022年欧洲介入心脏病大会上,依据Disrupt CAD Ⅲ研究结果指出,血管钙化病变治疗终点的最终评估应是血管的生理性功能,如血管顺应性等,而不应单纯局限于管腔获得等解剖学指标。因此,血管钙化的治疗没有必要一味追求更大的管腔获得和最小的支架放置面积,而更应关注血管生理性功能的恢复,如血管顺应性、心肌梗死溶栓治疗血流情况等。IVL相关研究结果,尤其是Disrupt CAD Ⅲ研究,证实其在严重钙化病变治疗中的良好作用和令人满意的长期随访效果。在2022年欧洲介入心脏病大会上,众多专家学者对Disrupt CAD Ⅲ研究数据展开讨论,认为IVL治疗不同程度的钙化病变均有效,能够多角度修饰偏心性钙化及钙化结节,恢复血管顺应性。

冠状动脉IVL是否对心脏植入性电子器械(cardiac implantable electronic devices,CIEDs)存在干扰,以及可能会带来哪些不良影响仍未明晰。近期一项回顾性研究结果显示,起搏器或植入式除颤器的存在不是冠状动脉IVL诱导夺获或不良结果的预测因子,IVL治疗并未导致CIEDs功能改变或相关心律失常发生[17],初步表明冠状动脉IVL可安全应用于CIEDs植入患者。

综上,作为一种新的钙化病变预处理技术,IVL可安全有效地辅助冠状动脉严重钙化病变的患者进行支架置入,优化支架扩张。然而,尚需要更长期的临床随访结果来明确IVL辅助支架置入相关临床获益的持久性。


03

冠状动脉IVL的适应证、禁忌证及并发症

3.1


冠状动脉IVL的适应证




冠状动脉IVL的适应证包括:(1)冠状动脉原位中重度钙化病变、冠状动脉钙化导致的支架膨胀不全和晚期支架内血栓;(2)非顺应性球囊、切割球囊或棘突球囊无法充分扩张的钙化病变;(3)腔内影像学评估提示严重钙化病变:血管内超声检查提示Ⅳ级,钙化范围>270°,或光学相干断层成像提示钙化角度>180°、钙化长度>5 mm及钙化厚度>0.5 mm,即钙化积分达到4分为首选;(4)RA和准分子激光冠状动脉内成形术治疗失败的钙化病变,极具挑战性的钙化病变,如急性冠脉综合征、无保护左主干病变和慢性完全闭塞病变。


3.2


冠状动脉IVL的禁忌证




冠状动脉IVL的禁忌证包括:(1)导丝或IVL导管不能通过的病变;(2)冠状动脉桥血管病变;(3)单纯血栓性病变;(4)单一冠状动脉供血病变;(5)严重的冠状动脉夹层。


3.3


冠状动脉IVL的并发症




冠状动脉穿孔、心包积液或心包积血:Disrupt CAD研究显示,60例接受冠状动脉IVL治疗的患者中无1例出现冠状动脉夹层、穿孔、突然闭塞、无血流或慢血流现象[18]。尽管在冠状动脉IVL治疗过程中,低压充气(4 atm,1 atm=101.325 kPa)可使气压创伤最小化,但高强度声波仍可能导致冠状动脉穿孔,即使在获得支架支撑后仍有可能发生。冠状动脉穿孔的发生与所有介入技术类似,也可能发生在IVL过程中。Simsek等[19]在一项观察性、前瞻性、单臂、多中心、国际性、开放标签的研究中纳入160例有症状冠状动脉疾病或冠状动脉严重钙化病变的患者,这些患者接受经皮冠状动脉介入治疗,包括使用RA和IVL进行病变预处理,4例(2.5%)发生冠状动脉穿孔。总之,对于冠状动脉严重钙化病变的患者,RA后进行IVL有效且安全,无论是作为选择性策略还是补救策略,冠状动脉穿孔的发生率都非常低。

心室夺获:Disrupt CAD Ⅲ研究结果显示,接受冠状动脉IVL患者的心室夺获发生率相当高。Wilson等[20]发现,冠状动脉IVL诱发的心室夺获发生率为77.8%(42/54)。统计分析结果显示,静息心率是冠状动脉IVL诱发心室夺获风险增加的唯一独立预测因子。与IVL治疗前心率≥65次/min的患者相比,心率<65次/min的患者发生心室夺获的可能性显著增加(OR=16.3,95%CI:2.4~110.8,P=0.004)。笔者在临床实践中也观察到类似情况,48例接受冠状动脉IVL的患者中,心室夺获发生率为83.3%(40/48)。每位患者的夺获形态在很大程度上是一致的,并且似乎取决于目标病变的位置,其中前降支血管病变的患者更容易发生心室夺获,这可能与局部拉伸激活心肌细胞通道的机电耦合有关[21]。冠状动脉IVL诱导心室夺获没有发生不良临床事件,但有必要进一步研究验证。

心律失常:Curtis等[22]报道,1例72岁男性在接受经皮冠状动脉介入术治疗右冠状动脉近端钙化病变时,在IVL过程中发生心房颤动。Kechichian等[23]发现,1例72岁女性在接受经皮冠状动脉介入术治疗前降支冠状动脉近端钙化病变时,在IVL过程中出现心房扑动,经过胺碘酮治疗后,恢复了窦性心律。笔者推测脉冲能量能够引起心肌细胞去极化,因此会对心律产生影响。未来须进一步研究IVL诱发心律失常的机制以及探索脉冲能量的心电图门控技术,使冲击波与心电图上的R波同步,降低脉冲能量对心律的影响,提高IVL的安全性。


04
IVL的其他应用
除治疗冠状动脉钙化病变外,IVL在其他领域也得到了广泛应用,如易化经股动脉途径辅助完成经导管主动脉瓣置换术[24]、IVL处理肾动脉钙化病变后辅助置入支架[25]、对严重右心室流出道钙化行IVL后再行经导管肺动脉瓣置换术[26]、重度钙化症状性颈动脉狭窄行IVL后支架置入[27]。IVL治疗血管严重钙化病变往往能取得令人满意的效果,相信这种方法将会给更多血管钙化病变的患者带来福音。


05
小结
IVL被视为一种治疗血管钙化病变的创新性技术,在治疗冠状动脉中重度钙化病变方面具有成功率高和并发症发生风险低的优势,但仍需要更大规模的研究和更长期的临床数据证实其安全性和有效性,特别是对心脏传导和血管壁的影响,尚需更多高质量的随机对照临床试验予以进一步验证。



参考文献



[1] Osborne-Grinter M, Kwiecinski J , Doris M, et al. Association of coronary artery calcium score with qualitatively and quantitatively assessed adverse plaque on coronary CT angiography in the SCOT-HEART trial[J]. Eur Heart J Cardiovasc Imaging, 2022, 23(9): 1210-1221.

[2] Sreenivasan J, Reddy RK, Jamil Y, et al. Intravascular Imaging-Guided Versus Angiography-Guided Percutaneous Coronary Intervention: A Systematic Review and Meta-Analysis of Randomized Trials[J]. J Am Heart Assoc, 2024, 13(2): e031111.

[3] Kawashima H, Serruys PW, Hara H, et al. 10-Year all-cause mortality following percutaneous or surgical revascularization in patients with heavy calcifcation[J]. JACC Cardiovasc Interv, 2022, 15(2): 193-204. 

[4] Zhu ZJ, Chen LJ, Yu WJ, et al. Numerical Analysis of Stress Force on Vessel Walls in Atherosclerotic Plaque Removal through Coronary Rotational Atherectomy[J]. Micromachines (Basel), 2023, 14(12): 2148.

[5] Allali A, Toelg R, Abdel-Wahab M, et al. Combined rotational atherectomy and cutting balloon angioplasty prior to drug-eluting stent implantation in severely calcified coronary lesions: The PREPARE-CALC-COMBO study[J]. Catheter Cardiovasc Interv, 2022, 100(6): 979-989. 

[6] Sakakura K, Ito Y, Shibata Y, et al. Clinical expert consensus document on rotational atherectomy from the Japanese association of cardiovascular intervention and therapeutics: update 2023[J]. Cardiovasc Interv Ther, 2023, 38(2): 141-162.

[7] Hennessey B, Pareek N, Macaya F, et al. Contemporary percutaneous management of coronary calcification: current status and future directions[J]. Open Heart, 2023, 10(1): e002182.

[8] Abdelaziz A, Elsayed H, Hamdaalah A, et al. Safety and feasibility of rotational atherectomy (RA) versus conventional stenting in patients with chronic total occlusion (CTO) lesions: a systematic review and meta-analysis[J]. BMC Cardiovasc Disord, 2024, 24(1): 4.

[9] Kaul A, Dhalla PS,  Bapatla A, et al. Current Treatment Modalities for Calcified Coronary Artery Disease: A Review Article Comparing Novel Intravascular Lithotripsy and Traditional Rotational Atherectomy[J]. Cureus, 2020, 12(10): e10922.

[10] Gardiner R, Muradagha H, Kiernan TJ. Intravascular lithotripsy during percutaneous coronary intervention: current concepts[J]. Expert Rev Cardiovasc Ther, 2022, 20(4): 323-338.

[11] Ozdemir D, Karimi Galougahi K, Petrossian G, et al. Calcific Plaque Modification by Acoustic Shockwaves: Intravascular Lithotripsy in Cardiovascular Interventions[J]. Curr Cardiol Rep, 2022, 24(5): 519-528.

[12] Rola P, W/lodarczak A, Kulczycki JJ, et al. Efficacy and safety of shockwave intravascular lithotripsy (S-IVL) in calcified unprotected left main percutaneous coronary intervention-short-term outcomes[J]. Postepy Kardiol Interwencyjnej, 2021, 17(4): 344-348.

[13] Forero MNT, Daemen J. The coronary intravascular lithotripsy system[J]. IntervCardiol, 2019, 14(3): 174-181.

[14] Wong B, El-Jack S, Newcombe R, et al. Shockwave intravascular lithotripsy for calcified coronary lesions: frst real- world experience[J]. J Invasive Cardiol, 2019, 31(3): 46-48.

[15] Wong B, El-Jack S, Newcombe R, et al. Shockwave intravascular lithotripsy of calcified coronary lesions in ST- elevation myocardial infarction: first-in-man experience[J]. J Invasive Cardiol, 2019, 31(5): e73-e75.

[16] Lyu H, Li X, Ren Z, et al. Intravascular lithotripsy: A novel option for severe calcification of coronary artery[J]. Clin Cardiol, 2024, 47(2): e24186.

[17] van Oort MJH, Bingen BO, Al Amri I, et al. The Effect of Intravascular Lithotripsy on Cardiac Implantable Electronic Device Function[J]. JACC Cardiovasc Interv, 2023, 16(15): 1950-1952.

[18] Brinton TJ, Ali ZA, Hill JM, et al. Feasibility of shockwave coronary intravascular lithotripsy for the treatment of calcified coronary stenoses[J]. Circulation, 2019,139(6): 834-836.

[19] Simsek C, Vos J, IJsselmuiden A, et al. Coronary Artery Perforation After Shockwave Intravascular Lithotripsy[J]. JACC Case Rep, 2020, 2(2): 247-249.

[20] Wilson SJ, Spratt JC, Hill J, et al. Incidence of "shock topics" and asynchronous cardiac pacing in patients undergoing coronary intravascular lithotripsy[J]. EuroIntervention, 2020, 20, 15(16): 1429-1435.

[21] Kwok OH, Tse HF. Ventricular capture during shockwave intravascular lithotripsy[J]. JACC Cardiovasc Interv, 2019, 12(20): e175-e179.

[22] Curtis E, Khan A, El-Jack S, et al. Precipitation of de novo atrial fibrillation during Shockwave Intravascular Lithotripsy VR after pacing capture during the treatment of proximal right coronary artery disease: a case report[J]. Eur Heart J Case Rep, 2019, 3(4): 1-4.

[23] Kechichian A, Allam C, Njeim M, et al. Atrial Flutter Following Shockwave Intravascular Lithotripsy During Percutaneous Intervention of Left Anterior Descending Disease[J]. Cardiovasc Revasc Med, 2022, 40S: 205-208.

[24] Kempton H, Roy A, Watson A, et al. Using Intravascular Lithotripsy to Facilitate Transfemoral Arterial Access for Transcatheter Aortic Valve Implantation[J]. Heart Lung Circ, 2022, 31(11): e135-e139.

[25] Vancampenhout Y, Kerselaers L, Aerden D, et al. Use of Intravascular Lithotripsy in Heavily Calcified Renal Artery Stenosis: A Case Report[J]. Vasc Endovascular Surg, 2023, 57(5): 485-489.

[26] Sabbak N, Denby K, Kumar A, et al. Intravascular Lithotripsy for Severe RVOT Calcification to Optimize Transcatheter Pulmonary Valve Replacement[J]. JACC Case Rep, 2023, 19: 101926.

[27] De Toledo OF, Gutierrez-Aguirre SF, Benalia VHC, et al. Heavily Calcified Symptomatic Carotid Stenosis Treated With Off-Label Use of Lithotripsy Balloon Plus Stenting: 2-Dimensional Operative Video[J]. Oper Neurosurg (Hagerstown), 2024.


来源:中国心血管杂志

循环界
循环界,为您提供学会动态、专家采访、会议报道、会议直播等高质量的医学信息和专业知识。
 最新文章