不同特点斑块对粥样硬化冠状动脉代偿性扩张的影响——在体血管内超声检测
作者：徐泽昌 田军 李鲁光 徐少平 张树林 肖竞 张桂珍 崔吉君
单位：100700 北京军区总医院心内科
关键词：介入性超声描记术；冠状动脉；粥样硬化
中华超声影像学杂志980504 摘 要 以血管内超声检测冠状动脉左主干11支、 左前降支11支及左旋支3支， 随机捕捉具粥样硬化斑块的血管段图像共30帧。 测量血管总面积， 管腔面积， 管腔最大、 最小径， 血管环病变范围， 记录狭窄呈偏心或同心性， 计算斑块面积及管腔狭窄程度。 结果： 血管总面积随斑块面积扩大而增加。 狭窄程度<50%者斑块面积每增加1mm2， 血管总面积扩大2.09mm2。 血管总面积与血管环病变范围呈正相关。 偏心性狭窄者血管总面积与斑块面积呈明显正相关， 同心性狭窄者两面积无相关。 结论： 冠状动脉随粥样硬化发生代偿性扩张； 早期较轻狭窄、 病变侵犯血管环范围大及斑块呈偏心生长则动脉代偿性扩张明显， 否则扩张不明显； 某些情况下(如早期较轻狭窄)动脉发生过度代偿性扩张。
, 百拇医药
Influence of Plaques with Different Characteristics on the Compensatory Enlargement of Atherosclerotic Coronary ArteriesMeasured with in vivo Intravascular Ultrasound Imaging Xu Zechang,Tian Jun,Li Luguang, et al. Cardiovascular Department, General Hospital of Beijing Command 100700
Abstract The compensatory enlargement of atherosclerotic human coronary arteries was validated by pathohistologic study, high-frequency ultrasonography to epicardial coronary arteries and intravascular ultrasound imaging. But there were few reports on the relationship between the growth pattern of plaques, the range of the lesion or the percent stenosis of the lumen and the compensatory enlargement. Method: Intravascular ultrasound imaging was done to 11 patients with coronary heart disease. Eleven left main, 11 left anterior descending and 3 left circumflex coronary arteries were measured. Thirty images of the vessel segments having atherosclerotic plaques but not neighboring were caught using echo-image analyzer. Then, total vessel area (TVA), lumen area(LA), maximal and minimal diameter of the lumen, and the arc-length (degree) of the atherosclerotic lesions (ArcL) were measured, Plaque area(PA) and percent lumen stenosis(PLS) were then calculated. Results: TVA increased as PA expanded(r=0.68, P=0.004). TVA of arteries with less than 50% stenosis had a significant corredlation to PA (n=18, r=0.96, P<0.00001), in addition, TVA increased 2.09 mm2 for every 1 mm2 increase in PA. A significant positive correlation was found between TVA and ArcL (r=0.53, P=0.003).In arteries with eccentric stenesis, TVA had significant positive correlation to PA (n=17, r=0.68, P=0.003), but no significant correlation was found in arteries with concentric stenosis. Conclusions: 1. Atheroscolerotic coronary arteries underwent compensatory enlargement. 2. The compensatory enlargement was more obvious in arteries with less stenosis, longer involvement in the vessel ring and eccentric stenosis. 3. Coronary arteries may over-compensate in such situations as early,less stenosis.
, 百拇医药
Key words interventional ultrasonography coronary artery atherosclerosis
人冠状动脉因粥样硬化发生代偿性扩张已为病理组织学[1]及开胸手术时冠状动脉外高频超声和血管内超声等研究证实[2～4]， 但其代偿机制及影响代偿的因素很少见诸报道。 我们的研究显示： 具软、 硬斑块的冠状动脉代偿性扩张程度不同[4]， 其他作者指出有早期狭窄的动脉， 代偿性扩张较晚期者明显[1～3]。本研究采用在体血管内超声技术， 探讨斑块增长方式、 病变范围及管腔狭窄程度等与冠状动脉代偿性扩张的关系。
资 料 与 方 法
一、 病例选择
拟行经皮冠状动脉腔内成形术的冠心病(心绞痛4人， 陈旧性心肌梗塞7人)患者11人， 其中男9人， 女2人， 年龄57±8岁， 范围43～70岁， 先行血管内超声检查， 共检测左主干11支， 左前降支11支， 左旋支3支。
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二、 血管内超声检查
仪器由血管内超声影像处理仪和带超声探头的导管(Dornier公司， 德国及EndoSonics公司， 美国)组成， 超声导管探头为电子相控阵式， 频率为20 MHz， 大小为3.5 F.。 冠状动脉造影完成后， 将超声导管沿导引钢丝送向冠状动脉远端， 直到不能前送为止。 然后边缓慢撤导管边进行超声检测， 影像记录在Super-VHS录像带上以备后续分析。
三、 超声图像分析(典型图像见图1～3)
将血管内超声图像送至超声图像处理仪(ImageVue, Nova MicroSonics, 美国)， 由后者随机捕捉具有粥样硬化斑块且又不相邻的血管段图像共30帧， 存入硬盘以备处理。 每帧图像测量或记录： ①血管总面积： 中、 外膜交界线所环绕的血管横断面面积。 由于正常血管内、 中膜厚度小于500μm， 故正常血管管腔面积与此血管总面积基本一致[5]， 即代表着粥样硬化血管“潜在”最大管腔面积； ②管腔面积： 管腔的横断面面积； ③管腔最大、 最小径； ④血管环病变范围： 斑块延及中、 外膜交界环的弧度； ⑤记录狭窄呈偏心或同心性。
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根据以上测量计算： ①斑块面积=血管总面积-管腔面积； ②管腔狭窄程度(%)=(斑块面积/血管总面积)×100%。
四、 统计学处理
变量以均数±标准差表示。 以直线回归观察变量间相关与回归关系。
图1 正常血管内超声图像
图2 同心性狭窄血管内超声图像
图3 偏心性狭窄血管内超声图像
结 果
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30个血管段总体的血管总面积为20.71±5.53 mm2， 管腔面积为10.70±4.08 mm2， 斑块面积为10.00±3.81 mm2， 狭窄程度为48±14%， 管腔最大径为3.86±0.78 mm， 最小径为3.42±0.73 mm。 血管总面积随斑块面积扩大而增加(r=0.68， P值=0.00004)， 回归系数b为0.98， 提示斑块面积每增加1 mm2， 血管总面积扩大0.98 mm2(图4)。
图4 血客总面积与斑块面积的关系(总体：Y=0.98X+10.91， 狭窄<50%：Y=2.09X+4.22, 偏心性狭窄： Y=1.00X+10.21)
狭窄程度<50%的血管段血管总面积与斑块面积呈明显正相关(n=18, r=0.96， P值<0.00001， 图4)。 而且， 斑块面积每增加1 mm2， 血管总面积扩大2.09 mm2。 管腔面积亦随斑块面积的增加而扩大(r=0.68， P值=0.000005， b=1.09， 图5)； 狭窄程度≥50%者两面积无相关(n=12， r=0.32， P值=0.3)。 观察狭窄程度与管腔面积的关系发现： 狭窄<50%者两者无相关(r=-0.01， P值=0.9)， ≥50%者呈明显负相关(r=-0.84， P值=0.0006， b=-0.27， 图6)。
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血管总面积与血管环病变范围呈正相关(r=0.53， P值=0.003， b=0.05， 图7)， 斑块侵犯管壁弧长每增加10度， 血管总面积扩大1.53 mm2。 管腔面积与血管环病变范围无明显相关(r=0.13， P值=0.5)。
偏心性狭窄者血管总面积与斑块面积呈明显正相关(n=17， r=0.68， P值=0.003， b=1.00， 图4)， 同心性狭窄者两面积无相关(n=13， r=0.38， P值=0.6)。 无论偏心还是同心狭窄， 管腔面积与斑块面积无明显相关(r=0.003及-0.24; P值=1.0及0.4)。 观察管腔面积与狭窄程度的关系可见： 狭窄程度每增加10%， 偏心性狭窄者管腔面积减小1.6 mm2(r=-0.60， P值=0.01)， 同心性狭窄者减小2.9 mm2(r=-0.83， P值=0.0004， 图8)。
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图5 狭窄<50%动脉管腔面积与斑块面积
图6 不同狭窄程度与管腔面积的关系
图7 血管总面积与血管环病变范围
图8 同心(Y=-0.29X+27.01)及偏心性狭窄(Y=-0.16+17.25)的管腔面积与狭窄程度的关系
讨 论
本研究中， 狭窄程度较轻者(小于50%)血管总面积呈过度代偿性扩大， 造成管腔面积亦随斑块面积增加而扩大(斑块面积每增加1 mm2， 管腔面积扩大1.09 mm2)。 狭窄程度较重者无此变化关系， 随狭窄的加重， 管腔面积明显缩小(狭窄程度每增加10%， 管腔面积减小2.7 mm2)。 可见， 随粥样斑块增长动脉发生扩张， 从而保证管腔不缩小， 反而有所扩大， 但当斑块增加到一定程度时， 动脉的代偿性扩张量抵不过斑块的增加量， 管腔逐渐变小。
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偏心性狭窄者随斑块增大，动脉代偿性扩张明显，斑块增大的面积与血管代偿性扩大的面积基本相等；同心性狭窄者动脉代偿性扩张不明显。结果，同心性狭窄者随狭窄程度加重，管腔面积的减小量约2倍于偏心性狭窄者。
总之， 不同特点的斑块预示着动脉不同的代偿扩张程度。 早期较轻狭窄、 病变侵犯血管环范围大、 斑块呈偏心生长及软斑块[4]者， 动脉代偿性扩张明显， 管腔大小在一定时期内可能保持原状。 某些情况下， 如早期较轻狭窄、 软斑块[4]， 动脉出现过度代偿， 管腔随斑块增长不但不缩小， 反而扩大。 斑块的一些特性并非相互独立的， 早期狭窄多为偏心性、 软斑块， 同心狭窄者病变侵犯血管环范围肯定比偏心性者大， 那么， 斑块的每一独立特性及多种特性综合存在时， 对代偿作用的影响及其机制， 尚需深入研究。 动脉代偿性扩张作用是机体自我保护的一种机制， 在一定程度上保证了病变血管有效血供， 使缺血推迟发生。 因此， 进一步研究代偿性扩张的机制和影响因素， 从而采取措施保护代偿作用， 延迟失代偿出现， 将为动脉粥硬化的防治开拓出新的领域。
, 百拇医药
参 考 文 献
1 Glagov S, Weisenberg E, Zanns CK, et al. Compensatory enlargement of human atherosclerotic coronary arteries. N Eng1 J Med,1987,316∶1371.
2 McPherson DD, Sima SJ, Hiratzka LF, et al. Coronary arterial remodeling studied by highfrequency epicardial echocardiography: an early compensatory mechanism in patients with obstructive coronary atherosclerosis. JACC,1991,17∶79.
3 Hermiller JB, Tenaglia AN, Kisslo KB, et al. In vivo validation of compensatory enlargement of atherosclerotic coronary arteries. Am J Cordial,1993,71∶665.
4 徐泽昌，田军，李鲁光，等.血管内超声检测在体粥样硬化冠状动脉的代偿性扩张及其与斑块性质的关系.中国超声医学杂志，1997，13(10)∶42.
(收稿 1997-01-15 修回 1998-01-15)
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关键词：介入性超声描记术；冠状动脉；粥样硬化
中华超声影像学杂志980504 摘 要 以血管内超声检测冠状动脉左主干11支、 左前降支11支及左旋支3支， 随机捕捉具粥样硬化斑块的血管段图像共30帧。 测量血管总面积， 管腔面积， 管腔最大、 最小径， 血管环病变范围， 记录狭窄呈偏心或同心性， 计算斑块面积及管腔狭窄程度。 结果： 血管总面积随斑块面积扩大而增加。 狭窄程度<50%者斑块面积每增加1mm2， 血管总面积扩大2.09mm2。 血管总面积与血管环病变范围呈正相关。 偏心性狭窄者血管总面积与斑块面积呈明显正相关， 同心性狭窄者两面积无相关。 结论： 冠状动脉随粥样硬化发生代偿性扩张； 早期较轻狭窄、 病变侵犯血管环范围大及斑块呈偏心生长则动脉代偿性扩张明显， 否则扩张不明显； 某些情况下(如早期较轻狭窄)动脉发生过度代偿性扩张。
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Abstract The compensatory enlargement of atherosclerotic human coronary arteries was validated by pathohistologic study, high-frequency ultrasonography to epicardial coronary arteries and intravascular ultrasound imaging. But there were few reports on the relationship between the growth pattern of plaques, the range of the lesion or the percent stenosis of the lumen and the compensatory enlargement. Method: Intravascular ultrasound imaging was done to 11 patients with coronary heart disease. Eleven left main, 11 left anterior descending and 3 left circumflex coronary arteries were measured. Thirty images of the vessel segments having atherosclerotic plaques but not neighboring were caught using echo-image analyzer. Then, total vessel area (TVA), lumen area(LA), maximal and minimal diameter of the lumen, and the arc-length (degree) of the atherosclerotic lesions (ArcL) were measured, Plaque area(PA) and percent lumen stenosis(PLS) were then calculated. Results: TVA increased as PA expanded(r=0.68, P=0.004). TVA of arteries with less than 50% stenosis had a significant corredlation to PA (n=18, r=0.96, P<0.00001), in addition, TVA increased 2.09 mm2 for every 1 mm2 increase in PA. A significant positive correlation was found between TVA and ArcL (r=0.53, P=0.003).In arteries with eccentric stenesis, TVA had significant positive correlation to PA (n=17, r=0.68, P=0.003), but no significant correlation was found in arteries with concentric stenosis. Conclusions: 1. Atheroscolerotic coronary arteries underwent compensatory enlargement. 2. The compensatory enlargement was more obvious in arteries with less stenosis, longer involvement in the vessel ring and eccentric stenosis. 3. Coronary arteries may over-compensate in such situations as early,less stenosis.
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Key words interventional ultrasonography coronary artery atherosclerosis
人冠状动脉因粥样硬化发生代偿性扩张已为病理组织学[1]及开胸手术时冠状动脉外高频超声和血管内超声等研究证实[2～4]， 但其代偿机制及影响代偿的因素很少见诸报道。 我们的研究显示： 具软、 硬斑块的冠状动脉代偿性扩张程度不同[4]， 其他作者指出有早期狭窄的动脉， 代偿性扩张较晚期者明显[1～3]。本研究采用在体血管内超声技术， 探讨斑块增长方式、 病变范围及管腔狭窄程度等与冠状动脉代偿性扩张的关系。
资 料 与 方 法
一、 病例选择
拟行经皮冠状动脉腔内成形术的冠心病(心绞痛4人， 陈旧性心肌梗塞7人)患者11人， 其中男9人， 女2人， 年龄57±8岁， 范围43～70岁， 先行血管内超声检查， 共检测左主干11支， 左前降支11支， 左旋支3支。
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二、 血管内超声检查
仪器由血管内超声影像处理仪和带超声探头的导管(Dornier公司， 德国及EndoSonics公司， 美国)组成， 超声导管探头为电子相控阵式， 频率为20 MHz， 大小为3.5 F.。 冠状动脉造影完成后， 将超声导管沿导引钢丝送向冠状动脉远端， 直到不能前送为止。 然后边缓慢撤导管边进行超声检测， 影像记录在Super-VHS录像带上以备后续分析。
三、 超声图像分析(典型图像见图1～3)
将血管内超声图像送至超声图像处理仪(ImageVue, Nova MicroSonics, 美国)， 由后者随机捕捉具有粥样硬化斑块且又不相邻的血管段图像共30帧， 存入硬盘以备处理。 每帧图像测量或记录： ①血管总面积： 中、 外膜交界线所环绕的血管横断面面积。 由于正常血管内、 中膜厚度小于500μm， 故正常血管管腔面积与此血管总面积基本一致[5]， 即代表着粥样硬化血管“潜在”最大管腔面积； ②管腔面积： 管腔的横断面面积； ③管腔最大、 最小径； ④血管环病变范围： 斑块延及中、 外膜交界环的弧度； ⑤记录狭窄呈偏心或同心性。
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根据以上测量计算： ①斑块面积=血管总面积-管腔面积； ②管腔狭窄程度(%)=(斑块面积/血管总面积)×100%。
四、 统计学处理
变量以均数±标准差表示。 以直线回归观察变量间相关与回归关系。
图1 正常血管内超声图像
图2 同心性狭窄血管内超声图像
图3 偏心性狭窄血管内超声图像
结 果
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30个血管段总体的血管总面积为20.71±5.53 mm2， 管腔面积为10.70±4.08 mm2， 斑块面积为10.00±3.81 mm2， 狭窄程度为48±14%， 管腔最大径为3.86±0.78 mm， 最小径为3.42±0.73 mm。 血管总面积随斑块面积扩大而增加(r=0.68， P值=0.00004)， 回归系数b为0.98， 提示斑块面积每增加1 mm2， 血管总面积扩大0.98 mm2(图4)。
图4 血客总面积与斑块面积的关系(总体：Y=0.98X+10.91， 狭窄<50%：Y=2.09X+4.22, 偏心性狭窄： Y=1.00X+10.21)
狭窄程度<50%的血管段血管总面积与斑块面积呈明显正相关(n=18, r=0.96， P值<0.00001， 图4)。 而且， 斑块面积每增加1 mm2， 血管总面积扩大2.09 mm2。 管腔面积亦随斑块面积的增加而扩大(r=0.68， P值=0.000005， b=1.09， 图5)； 狭窄程度≥50%者两面积无相关(n=12， r=0.32， P值=0.3)。 观察狭窄程度与管腔面积的关系发现： 狭窄<50%者两者无相关(r=-0.01， P值=0.9)， ≥50%者呈明显负相关(r=-0.84， P值=0.0006， b=-0.27， 图6)。
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血管总面积与血管环病变范围呈正相关(r=0.53， P值=0.003， b=0.05， 图7)， 斑块侵犯管壁弧长每增加10度， 血管总面积扩大1.53 mm2。 管腔面积与血管环病变范围无明显相关(r=0.13， P值=0.5)。
偏心性狭窄者血管总面积与斑块面积呈明显正相关(n=17， r=0.68， P值=0.003， b=1.00， 图4)， 同心性狭窄者两面积无相关(n=13， r=0.38， P值=0.6)。 无论偏心还是同心狭窄， 管腔面积与斑块面积无明显相关(r=0.003及-0.24; P值=1.0及0.4)。 观察管腔面积与狭窄程度的关系可见： 狭窄程度每增加10%， 偏心性狭窄者管腔面积减小1.6 mm2(r=-0.60， P值=0.01)， 同心性狭窄者减小2.9 mm2(r=-0.83， P值=0.0004， 图8)。
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图5 狭窄<50%动脉管腔面积与斑块面积
图6 不同狭窄程度与管腔面积的关系
图7 血管总面积与血管环病变范围
图8 同心(Y=-0.29X+27.01)及偏心性狭窄(Y=-0.16+17.25)的管腔面积与狭窄程度的关系
讨 论
本研究中， 狭窄程度较轻者(小于50%)血管总面积呈过度代偿性扩大， 造成管腔面积亦随斑块面积增加而扩大(斑块面积每增加1 mm2， 管腔面积扩大1.09 mm2)。 狭窄程度较重者无此变化关系， 随狭窄的加重， 管腔面积明显缩小(狭窄程度每增加10%， 管腔面积减小2.7 mm2)。 可见， 随粥样斑块增长动脉发生扩张， 从而保证管腔不缩小， 反而有所扩大， 但当斑块增加到一定程度时， 动脉的代偿性扩张量抵不过斑块的增加量， 管腔逐渐变小。
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偏心性狭窄者随斑块增大，动脉代偿性扩张明显，斑块增大的面积与血管代偿性扩大的面积基本相等；同心性狭窄者动脉代偿性扩张不明显。结果，同心性狭窄者随狭窄程度加重，管腔面积的减小量约2倍于偏心性狭窄者。
总之， 不同特点的斑块预示着动脉不同的代偿扩张程度。 早期较轻狭窄、 病变侵犯血管环范围大、 斑块呈偏心生长及软斑块[4]者， 动脉代偿性扩张明显， 管腔大小在一定时期内可能保持原状。 某些情况下， 如早期较轻狭窄、 软斑块[4]， 动脉出现过度代偿， 管腔随斑块增长不但不缩小， 反而扩大。 斑块的一些特性并非相互独立的， 早期狭窄多为偏心性、 软斑块， 同心狭窄者病变侵犯血管环范围肯定比偏心性者大， 那么， 斑块的每一独立特性及多种特性综合存在时， 对代偿作用的影响及其机制， 尚需深入研究。 动脉代偿性扩张作用是机体自我保护的一种机制， 在一定程度上保证了病变血管有效血供， 使缺血推迟发生。 因此， 进一步研究代偿性扩张的机制和影响因素， 从而采取措施保护代偿作用， 延迟失代偿出现， 将为动脉粥硬化的防治开拓出新的领域。
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参 考 文 献
1 Glagov S, Weisenberg E, Zanns CK, et al. Compensatory enlargement of human atherosclerotic coronary arteries. N Eng1 J Med,1987,316∶1371.
2 McPherson DD, Sima SJ, Hiratzka LF, et al. Coronary arterial remodeling studied by highfrequency epicardial echocardiography: an early compensatory mechanism in patients with obstructive coronary atherosclerosis. JACC,1991,17∶79.
3 Hermiller JB, Tenaglia AN, Kisslo KB, et al. In vivo validation of compensatory enlargement of atherosclerotic coronary arteries. Am J Cordial,1993,71∶665.
4 徐泽昌，田军，李鲁光，等.血管内超声检测在体粥样硬化冠状动脉的代偿性扩张及其与斑块性质的关系.中国超声医学杂志，1997，13(10)∶42.
(收稿 1997-01-15 修回 1998-01-15)
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