研究背景及意义冠状动脉慢性闭塞病变(chronic total occlusion, CTO)是指正常冠状动脉阻塞大于三个月或冠状动脉造影检查证实完全闭塞且没有前向血流[心肌梗塞溶栓(thrombolysis in myocardial infarction, TIMI)分级0或1级]超过三个月。CTO在所有进行冠状动脉造影检查的患者中的发生率约为15%一23%。目前CTO仍然是心血管介入手术治疗中最富有挑战性的一道难关,它的成功率仅为55%-80%,明显低于非CTO病变的介入手术成功率。虽然CTO病灶手术成功率低,并发症率高,手术操作时间较长；且再通后远端血管会出现短期内的血管舒缩功能不良,从而可能导致支架大小的低估。尽管如此,CTO病变的成功再通能明显改善患者的症状,提高左心室功能及生存率,所以经皮冠状动脉介入治疗(Percutaneous Coronary Interventions, PCI)仍然是目前CTO病变的治疗选择之一。近年来随着术者经验的积累、操作技术的提高以及器械设备的改进,例如旋磨技术等,CTO病变的介入手术成功率逐年升高。病程长的病变粥样斑块多已机化,通常需要多次的PCI尝试才能达到再通,但是长期如此病变血管也会因为多次手术而损伤,随之而来的是炎性反应渗出,纤维化形成,最终瘢痕形成。所以,有研究表明,有过PCI手术失败的患者再次PCI治疗时,有更高的并发症发生率和更低的PCI手术成功率。因此对于CTO病人,应尽可能在一次PCI手术完成血管再通。虽然冠状动脉造影检查不能直接对CTO闭塞段的解剖进行显示,但其仍然是CTO病变诊断的“金标准”。造影检查能够很好的显示出病灶的血流和侧枝血管,并且能够很好的找到导丝可以通过的“旁路”；所以欧洲CTO病变协会通过根据技术难度及危险性,对CTO病变提出“AB”分级。他们认为造影图像上显示病灶钙化、病变血管扭曲成角、病变为开口病变或分支病变、闭塞处桥血管形成等形态学特征可能会降低PCI手术的成功率。另外Olivari和Morino等的研究表明造影图像上观察的病变端平直、开口病变或分支病变及病变长度等形态学特征会影响PCI手术的结果。近些年来,随着冠状动脉计算机断层扫描血管成像技术(Coronary Computed Tomography Angiography, CCTA)的飞速发展,不仅为冠状动脉病变无创检查提供了一个很好的平台,而且其在观察钙化斑块及其他形态学特征方面的优势也越来越凸显。Rolf等人的研究对比了术前进行CCTA检查的患者和术前未做CCTA检查的患者的PCI结果,发现术前进行CCTA检查的患者其PCI手术成功率明显高于未做CCTA检查的患者。所以许多学者针对病变的形态学特征做了许多关于预测PCI手术结果的研究。其中大多数学者认为钙化斑块是影响PCI手术结果的一个重要因素,例如Victoria等人的研究认为CCTA上观察到的病变出现弧形钙化是预测PCI结果的独立的预测因子。但是也有一些学者认为其他一些形态学特征才是影响PCI结果的预测因子,例如李明华等发现了病灶内可以出现一些点/线状的强化,他们认为是CTO病变中的微通道,并且他们认为这是预测PCI结果的一个重要因子。但是所有的这些预测因子到目前为止均没有统一的认识。目的：本研究的目的旨在通过回顾性分析术前CCTA及造影检查图像,寻找能够预测冠状动脉慢性闭塞病变前向PCI手术失败的病理解剖征象,同时对合适病例建议及早启动逆向PCI,以最少次数及最小损伤完成血管再通。材料与方法：回顾性收集我院自2012年1月至2013年12月期间诊断为慢性闭塞病变并在我院进行PCI手术的患者(不包括支架内再闭塞患者)。在手术之前一个月内进行了CCTA检查及造影检查；且术前的CCTA检查及造影检查之间的间隔时间在1天-1个月之间。所有住院患者CCTA检查前后及PCI术前后均接受静脉滴注1 ml/kg/h的生理盐水。排除标准：对对比剂过敏以致无法进行检查或手术的患者；有过冠状动脉旁路移植术(coronary artery bypass grafting, CABG)的患者；近一个月内有过急性心肌梗死病史的患者；已经参与其他临床实验研究的患者。所有的CTO病灶视为独立的研究对象,所有的研究对象分成两组：前向PCI(Antegrade Percutaneous Coronary Interventions, A-PCI)成功组,A-PCI失败组。所有患者均自愿进行手术及相关检查,并签署知情同意书,本研究通过广东省人民医院伦理委员会审核。CTO病灶的病程依据患者三支主要冠状动脉或其中之一供应区域出现心肌梗死(Myocardial Infarction,MI)的典型症状或者是造影检查证实。术前CCTA的禁忌症包括：对对比剂过敏不能进行检查,存在急性或慢性肾功能不全(血清肌酐>1.5g/dL [132.6mmol/L]),存在房颤或其他心律失常,存在无法控制的甲状腺机能亢进或多发骨髓瘤。患者进行PCI的适应症包括：患者CTO病变血管支配区域出现心肌缺血或心肌梗死症状的患者；负荷状态下心电图或核素显像提示仍然保持一定的存活心肌；不存在心功能不全或肾功能不全；临床医生对患者能够PCI治疗成功且不发生重大心血管事件较有把握(高于60%)；患者无高凝血或高出血风险。PCI手术成功标准：支架植入病变处经充分扩张后,术后管腔残余狭窄≤20%,心肌梗死溶栓试验(TIMI)3级血流,无血管夹层、撕裂、急性再闭塞,且无主要心血管事件(死亡、心肌梗死、急诊冠状动脉旁路移植术)发生。1.CCTA扫描方法及参数所有患者采用256层螺旋CT扫描仪(Brilliance iCT,Philips Healthcare, Cleceland, Ohio, USA)进行CCTA扫描。如果患者心率高于70次／分,则舌下含服倍它洛克25-50mg。通过18号针管经肘前静脉使用高压注射器(BolusPro, Philips)注入非离子对比剂(优维显,370mgI/ml) 1.5ml/每公斤体重,注射流率为5m1/s,之后再用30m1生理盐水以同样速率冲管。采用对比剂示踪法(bolus-tracking),在降主动脉气管分叉层面选择感兴趣区监测CT值,当感兴趣区内CT值达到180HU时,延迟5s自动触发进行扫描。心电门控CCTA扫描参数：管电压120kV；管电流120mAs；准直128×0.625mm；旋转时间270ms；螺距0.18;FOV250mm。扫描范围自气管分叉层面以下1cm到左膈顶水平以下2cm。前瞻性门控扫描,心率在70次/分以下的患者在心动周期的70-80%进行原始数据采集,并在70%、75%、80%时相进行重建；心率高于70次/分的患者在心动周期的40-50%进行原始数据采集,并在40%、45%、50%时相进行重建。所有重建后的图像传至飞利浦外置工作站(Extended Brilliance Workspace)进行图像分析及后处理。后处理重组包括容积再现(volume-rendered,VR)、最大密度投影(maximum-intensity projection,MIP)、多平面重组(multiplanar reformatted, MPR)和曲面重组(curved planar reconstruction CPR)。2.造影检查使用Allura FD10飞利浦心血管造影系统,每名患者均由经验丰富的介入医生进行造影检查。患者采取仰卧位,经桡动脉或股动脉穿刺进行造影。造影的投射角度及方案由心血管医生决定。左冠状动脉至少在5个体位造影,右侧冠状动脉至少在2个体位造影,部分患者采用双侧冠状动脉同时造影。采集速度均为15帧/s。3.图像评价指标以下指标将同时在CCTA及造影图像上观察：病变的位置(左前降支/右冠状动脉/左旋支/左主干)、病变的钙化程度(CCTA上评价为三个等级,无钙化/轻度钙化/严重钙化：表示钙化面积分别为0%/<50%/≥50%)、病变端形态(尖角/平直)、病变长度(mm)、开口病变或分支病变(是/否)、病变血管弯曲成角(≥45°/<45°)、微通道的形成(CCTA上显示为病变部分可见点/线状的异常强化影/造影上显示为细条血流通过)、桥血管(存在/不存在)、闭塞远端血管显示情况(好/不好：血管腔内对比剂充盈良好,且不存在≥50%的狭窄/血管腔内对比剂充盈不良或存在≥50%的狭窄)及侧枝血管评分(好/不好：CCTA上存在/不存在,造影检查上Rentrop评分3分/Rentrop评分0-2分)。由于造影检查不能观察闭塞段血管外径,所以仅能在CCTA上评价血管重塑类型：通过测量病变血管的外径(Do)及邻近正常血管的外径(DN)得出血管重塑类型(正性重塑/负性重塑：Do/DN≥1/Do/DN<1)。所有的评价指标盲法由两名经验丰富的心血管影像诊断医师进行评价。4.PCI手术所有的CCTA联合造影检查指导下的PCI手术均为术前或者术中将CCTA和造影图像放在一起对比来看。所有的CCTA图像由经验丰富的影像科医生用后处理软件处理,使其显示的角度和方位尽量与造影检查的相似。如果辐射计量或者是对比剂量超过患者最大承受量,或者患者发生了例如冠状动脉穿孔、夹层形成且治疗后不能缓解时则停止手术。所有的手术均由经验丰富的介入医生进行(每年至少500例PCI手术)。5.统计方法所有的CTO病变均视为统计分析中计算的独立观察的病变。统计学运算使用SPSS13.0专业统计分析软件进行。连续变量使用X±s或者中位数(四分位间距)表示。使用数值(百分数)及Kappa值来表示观察者之间及观察者自身的评价的分类变量。服从正态分布的连续变量使用两样本t检验,不服从正态分布的连续变量使用Mann-Whitney U检验；分类变量使用卡方检验。使用配对样本t检验、Mann-Whitney U检验及卡方检验比较CCTA与造影图像上观察的指标的差异。每个观察指标先分别带入单因素logistic回归观察CCTA及造影图像上的各观察指标哪些与A-PCI的失败相关。再将有意义的指标(P<0.05)带入多因素回归分析找出可以预测A-PCI失败的因素。多因素回归分析中,连续变量通过画出ROC曲线找出Youdan指数来确定分界点使其成为分类变量。P<0.05视为有统计学意义。结果：我院自2012年1月至2013年12月期间共有658名患者的702条主要血管存在CTO病变,其中做了术前CCTA的103例患者存在108个CTO病变纳入我们的研究(103个患者做术前CCTA的原因：55例患者是术前怀疑为冠心病；34例患者是已确认为CTO,但因为没有足够的信心完成PCI希望借助术前CCTA的帮助；另外14名患者是PCI失败后想再次PCI而做CCTA)。108个CTO病灶的总的手术成功率较未入组病灶总的手术成功率明显提高(94/108(87.0%)vs454/594(76.4%),P=0.016)；但这108个CTO病灶的A-PCI成功率及逆向PCI成功率与未入组病灶之间未达到统计学差异(80/108(74.0%)vs 401/594(67.5%),P=0.215；14/15(93.3%)vs 53/61(86.9%),P=0.678)。这108个CTO病灶中80例入选为A-PCI成功组,28例入选为A-PCI失败组；28例失败病例中有15例病例尝试逆向PCI(13例未尝试逆向PCI的原因：3例因为出现并发症,4例侧枝发育不良,2例远端血管显影不良,2例身体状况不良不足以耐受手术),其中1例病例失败。A-PCI成功组病例的病程、手术时间及手术次数与A-PCI失败组病例明显不同(P<0.05)。其余的基本资料两组之间没有统计学差异。ROC曲线算得的CTO病程的分界点为6.5个月。所有的患者中有5例病例出现冠状动脉穿孔,1例病例出现冠状动脉夹层,还有1例病例出现心脏骤停。所有的这些并发症在治疗后完全消失。1.CCTA观察指标A-PCI失败组(18/28)闭塞端形态表现为平直的、树根样较A-PCI成功组病灶更多(33/80,P=0.048)。CCTA测得的CTO闭塞长度中位值为23.62mm,A-PCI失败组CTO病变长度(28.37mm(15.88,49.30))明显较A-PCI成功组病变长度更长(22.77 mm (14.66,30.54), P=0.025)。ROC曲线得出的CTO闭塞长度分界值为31.89mm。闭塞段弯曲成角出现在A-PCI失败组(6/28)较A-PCI成功组更多(4/80,P=0.018)。在A-PCI失败组有14例(50%)可观察到负性重塑,明显较A-PCI成功组更常见(P<0.001)。14例A-PCI失败病灶中有5例尝试进一步逆向PCI,其中仅1例失败了,而且这例失败的CTO病变负性重塑程度(Do/DN)<0.5,而其他4例逆向PCI成功的病例负性重塑程度在0.5-1之间。本组CTO病灶出现的钙化多为偏心、散在或是夹心饼干样钙化,没有360°的钙化。本组病例仅有4例极严重钙化(钙化面积>90%),且其中3例的A-PCI手术均成功。A-PCI成功组与A-PCI失败组两组之间的其他各项观察指标没有统计学差异(P=0.060-0.809)。2.造影检查观察指标A-PCI失败组(22/28)闭塞端形态表现为平直的、树根样较A-PCI成功组病灶更多(39/80,P=0.008)。开口病变或分支病变在A-PCI失败组(17/28)较A-PCI成功组明显较多(18/80,P<0.001)。造影检查上测得的CTO闭塞段长度中位值为26.80mm,A-PCI失败组CTO病变长度(33.65mm(18.40,84.80))明显较A-PCI成功组病变长度更长(25.30 mm(4.63,114.5),P=0.005)。闭塞段血管弯曲成角出现在A-PCI失败组(14/28)较A-PCI成功组更多(19/80,P=0.016)。A-PCI成功组与A-PCI失败组两组之间的其他各项观察指标没有统计学差异(P=0.340～0.915)。15例尝试逆向PCI的病例在造影检查上显示远端血管显影良好(14/15)并且有良好的侧枝血管(14例为Rentrop评分3分,1例为2分)3.多元回归分析在单因素logistic回归分析中,当造影检查与CCTA的相同的评价指标在预测A-PCI失败均有意义时,只有一个(更准确的一个：例如闭塞端形态在造影检查上观察的更准确,而闭塞段弯曲成角及病变长度在CCTA上能够直接观察或者测量)将会放入多元回归模型。在多元回归模型中,造影检查中显示病变为开口病变或分支病变(OR=8.02; 95%CI=1.90,35.36; P=0.005)及CCTA中显示病变为负性重塑(OR:137.82；95%CI:11.69,1624.36；P<0.001)及病变长于31.89mm(OR=7.04；95％CI=1.72,28.86；P=0.007)这三个因素为A-PCI失败的独立的预测因子。而造影检查或者CCTA上的闭塞端平直,闭塞段血管弯曲成角以及病程大于6.5个月在多元回归分析中不是独立的预测因子(P>0.05)。除去负性重塑的病例,A-PCI的成功率为85%(79/93),而总的PCI的成功率为96.8%(90/93)。有2-3个危险因素的病变与仅有1个或没有危险因素的病变对比,其A-PCI成功率明显更低(4/20(20.0%)vs.76/88(86.4%),P<0.001)。结论：预测A-PCI失败的因素包括CCTA图像上观察到闭塞段负性重塑、闭塞段长度大于31.89mm,以及造影图像上观察到闭塞位于开口或分支部位。在A-PCI手术失败时,对于适当的病例,如在造影图像上闭塞远段血管显示良好并且有良好的侧枝血管(Rentrop评分3分),则建议可尽早选择尝试逆向PCI。另外,对于存在2个以上危险因素的患者可能可以考虑首次尝试逆向PCI而不是A-PCI。