第一章 冠状动脉斑块旋磨术的历史与进展
近年来，随着我国人口年龄结构、人们生活方式的改变，冠状动脉粥样硬化性心脏病（冠心病）的发病率和死亡率呈现逐年上升的趋势。冠心病的病理基础是冠状动脉粥样硬化斑块的形成，动脉粥样硬化斑块的形成是血管内皮细胞损伤、脂质沉着和炎症细胞浸润等多种因素所致。冠状动脉钙化（coronary artery calcification，CAC）是冠状动脉粥样硬化发展到一定阶段的产物。动脉粥样硬化斑块的钙化主要发生于冠状动脉血管内膜下，于脂质条纹形成后不久就已经开始形成，是以羟磷灰钙为主要成分的钙盐在冠状动脉血管壁的异位沉积。钙化与冠状动脉粥样硬化程度、病变范围成正比，但并不反映冠状动脉狭窄的严重程度。冠状动脉钙化是冠状动脉粥样硬化病变的重要阶段性标志，冠状动脉钙化的发病率因应用的影像学评估方法不同而有差异，冠状动脉造影显示约1/3的冠状动脉病变中可见中/重度钙化。
既往认为动脉粥样硬化斑块的钙化是被动、静止的过程，但近来研究表明，钙化是动态进展的过程，反映了机体的广泛炎症状态，尤其多见于代谢综合征、糖尿病或慢性肾脏病患者。冠状动脉钙化通常与更大的斑块负荷及更重的复杂病变，如分叉病变、慢性完全闭塞（chronic total occlusion，CTO）病变等有关。另外，特殊类型冠状动脉钙化病变，如钙化结节、冠状动脉微钙化等，与斑块不稳定及易损性有关，可引起血小板活性增加及有血栓形成倾向。因此，冠状动脉钙化病变若预处理不充分可带来更高的再血管化失败（如器械通过困难、球囊膨胀不良、支架脱载、膨胀不全或断裂，且可能导致药物支架涂层损坏等）及经皮冠状动脉介入术（percutaneous coronary intervention，PCI）术中并发症（如无复流、冠状动脉夹层、穿孔等）风险，从而使患者近期及远期预后死亡风险增加。ACUITY（Acute Catheterization and UrgentIntervention Triage StrategY）研究及HORIZONS-AMI（Harmonizing Outcomes with Revascularization and Stentsin Acute Myocardial Infarction）研究显示，中/重度钙化病变的急性冠脉综合征（acute coronary syndrome，ACS）患者PCI支架内血栓风险、缺血靶病变PCI干预失败风险较对照组分别升高62%和44%。临床研究数据显示，冠状动脉钙化与更高的心血管不良事件发生的风险呈高度正相关，是预测心血管不良事件的独立危险因素。钙化病变是PCI的一大挑战，是当之无愧的“硬骨头”。
因此，针对存在严重钙化病变的冠心病患者，为提升PCI成功率、减少并发症并改善预后，通常需要对钙化病变进行预处理，以改善其顺应性，临床常用手段包括切割及棘突球囊扩张、冠状动脉斑块旋磨术、准分子激光冠状动脉斑块销蚀术，以及新近开展的冠状动脉轨道旋磨术、冠状动脉内超声碎石术等。
近年来，冠状动脉斑块旋磨术（rotational atherectomy，RA）是最常用于PCI术前预处理钙化病变的措施，被认为是钙化病变安全、有效的处理手段，其原理是基于“差异切割”“选择性切割”“垂直移动摩擦”，利用带有钻石颗粒的橄榄形旋磨头高速旋转（可达22万转/分），以物理方法将钙化内膜或斑块磨成直径小于10μm的微颗粒碎屑，随血液流向远端微循环，最终被吞噬细胞吞噬。冠状动脉斑块旋磨术能够在真正意义上减容动脉粥样硬化斑块，即刻扩大病变血管管腔并提供光滑的内皮表面，便于支架及球囊等器械通过，提高手术成功率。
本章结合既往文献报道，在国内外专家共识及临床实践的基础上，阐述了冠状动脉斑块旋磨术的历史，以及冠状动脉斑块旋磨术的临床研究进展，旨在为读者了解冠状动脉斑块旋磨技术的发展沿革，以及今后在临床实践中为冠心病患者选择适宜的治疗策略提供参考。
第一节 冠状动脉斑块旋磨术的历史
最初，冠状动脉斑块旋磨术主要是用于替代血管球囊成形术、选择性销蚀钙化组织，但早期研究发现冠状动脉斑块旋磨术未能减少金属裸支架（baremetalstent，BMS）植入术后冠状动脉支架内再狭窄的发生率，但在药物洗脱支架（drug-elutingstent，DES）时代，有证据表明冠状动脉斑块旋磨术通过对钙化病变进行斑块修饰，联合新一代药物涂层支架植入可以安全、有效地治疗严重钙化病变，提高手术成功率，改善患者预后。
《冠状动脉内旋磨术中国专家共识》中也提出冠状动脉斑块旋磨术作为PCI中的一项重要技术，经历了一个由先热阶段［冠状动脉球囊扩张术（plain old balloon angioplasty，POBA）时代］到后冷阶段（BMS时代），再到再热阶段（DES时代）的过程。
一、先热阶段（POBA时代）
冠状动脉斑块旋磨术最早由DavidC.Auth在20世纪80年代初发明。1988年JeanL.Fourrier等首次将冠状动脉斑块旋磨术应用于冠心病的介入治疗，为10例冠心病患者成功完成旋磨介入治疗，其中5例患者单独进行了旋磨手术，另外5例患者在旋磨术后还进一步接受了POBA，这次尝试取得了较好的效果，所有接受旋磨手术的患者冠状动脉管腔的狭窄显著减轻，管腔光滑而规则，并且没有出现与手术相关的并发症，在手术后2～3天，所有患者均无症状并顺利出院。
随后在20世纪90年代初，冠状动脉斑块旋磨术顺利获得美国食品药品监督管理局（Food and Drug Administration，FDA）的批准。在早期POBA时代，冠状动脉斑块旋磨术是POBA之外不可替代的斑块销蚀技术，可减少术后斑块的弹性回缩。但POBA时代的COBRA（Comparison of Balloonvs Rotational Angioplasty）研究和ERBAC（the ExcimerLaser，Rotational Atherectomy，and Balloon Angioplasty Comparison）研究显示，冠状动脉斑块旋磨术后再狭窄率＞37%，与球囊扩张术后再狭窄率相当。
二、后冷阶段（BMS时代）
随后冠状动脉斑块旋磨术在临床上得到进一步的发展，并在预处理复杂病变（尤其是严重钙化病变）行支架植入时显示出较好的效果。合理有效的旋磨可以使纤维化和钙化斑块的形态学发生改变，销蚀掉严重钙化的斑块，获得相对平滑的血管腔，利于器械通过，有助于支架充分膨胀，减少贴壁不良的发生率。
然而，冠状动脉斑块旋磨术也同时带来一些其他并发症的风险，如穿孔、慢血流/无复流等。在以球囊扩张及BMS为主的介入治疗时代，旋磨后的支架内再狭窄率高达30%～40%，因此在BMS时代，由于无法解决术后支架内再狭窄、支架内血栓形成发生率较高的问题，对患者的远期治疗效果也并没有获得明显的益处，所以限制了冠状动脉斑块旋磨术的发展，在很长一段时间内未普遍应用。
三、再热阶段（DES时代）
在DES时代，由于血管内膜增生被显著抑制，不论是否钙化病变，其PCI术后再狭窄率及靶病变再次血运重建率显著下降。伴随着人口老龄化、糖尿病发病率增高，冠心病患者伴有复杂病变、钙化病变的比例也明显增加，流行病学资料显示，钙化病变在40～49岁人群中的发生率约为50%，在60～60岁人群中的发生率约为80%。在CT检查中，狭窄程度＞75%的冠状动脉节段中54%存在冠状动脉钙化。中重度钙化病变单纯采用球囊扩张和支架植入难以获得满意的效果，甚至导致各类并发症，DES植入术后早期和晚期支架内血栓形成的发生率亦较高。随着DES的发展，冠状动脉斑块旋磨术被重新定义为严重冠状动脉钙化病变斑块修饰的重要方法。斑块修饰强调通过旋磨头打磨钙化斑块之后形成新的通道，以便后续球囊扩张及支架植入过程顺利进行。尽管在BMS时代及DES时代，随机临床试验结果提示冠状动脉斑块旋磨术未能降低远期缺血事件，但在严重钙化病变中，合理使用冠状动脉斑块旋磨术可提高PCI治疗的成功率，其中旋磨联合DES植入术的手术成功率高达98%～100%。应用旋磨比非旋磨策略的优势：一方面，旋磨策略可获得即刻更大的血管直径、更大的管腔横截面积，方便后续治疗器械通过；另一方面，旋磨能有效修饰钙化病变，改变钙化斑块顺应性以利于支架扩张和贴壁，并减少钙化病变对DES上药物的剐蹭，从而减少支架术后剩余狭窄及获得更高的手术成功率和更低的远期支架内再狭窄率。
我国2019年旋磨术数据于2020年5月发布（图1-1），表明近年来全国旋磨术病例数呈上升趋势，从2015年的2271例增加至2019年的8655例，2019年较2018年增长39.84%。虽然旋磨术病例数呈逐年上升趋势，但与英国、法国等国家相比，旋磨术比例仍然较低，2019年仅为0.83%。北京大学人民医院心脏中心有丰富的旋磨术经验，2019年中心的旋磨术比例高达5.1%。
总之，冠状动脉斑块旋磨术对于冠状动脉钙化或纤维化病变、球囊不能通过或无法扩张的病变具有重要价值，既可作为严重钙化病变首选处理方法，亦可作为球囊扩张失败后的次选措施。虽然目前研究结果显示旋磨治疗并不一定能改善患者远期预后，但是可提高即刻成功率，在某些情况下能够使PCI介入操作更为简便快捷（平均减少手术时间19分钟）。而且，随着旋磨术经验的积累和装置的改善，冠状动脉斑块旋磨术的特定适应证范围也在扩大和充实。
图1-1 2015～2019年全国冠状动脉斑块旋磨术病例数趋势图
第二节 冠状动脉斑块旋磨术的进展
2015年欧洲经皮心血管介入学会（EAPCI）发表《欧洲冠状动脉斑块旋磨术专家共识》，2019年美国介入专家和工业设备专家在经过四轮会议讨论基础上发表了《北美专家旋磨述评》，对旋磨实践进行了总结和评述。我国在2014年和2017年先后发表了《冠状动脉钙化病变诊治中国专家共识》和《冠状动脉内旋磨术中国专家共识》，指导中国心血管介入医生规范临床应用旋磨技术。近年来，冠状动脉斑块旋磨术在旋磨理念、技术和策略方面有所更新，本节就近年来旋磨领域的新进展做简要介绍。
（一）旋磨理念更新
旋磨的理念从最初的斑块销蚀转变为目前的斑块修饰，早期冠状动脉斑块旋磨术主要用于销蚀粥样硬化斑块，辅助球囊扩张或支架植入，但高的再狭窄率和对血管壁的损伤限制了其临床广泛应用。随着DES的发展，旋磨理念被重新定义为斑块修饰，这一理念的转变源于SDRATAS（the Study to Determine Rotablator and Transluminal Angioplasty Strategy）研究和CARAT（Coronary Angioplasty and Rotablator Atherectomy Trial）研究结果，研究表明以斑块销蚀为目的的旋磨策略（大旋磨头，旋磨头/血管直径比＞0.7），血管并发症风险、靶病变再血管化及围术期心肌肌酸激酶（CK-MB）升高风险更高。应用以斑块修饰为目的的旋磨策略（小旋磨头，旋磨头/血管直径比≤0.7），并发症风险更低，且在减少血管损伤风险的同时能够有效修饰斑块，获得平滑管腔，利于PCI器械通过，并能获得更满意的PCI效果。斑块修饰强调通过旋磨头打磨钙化斑块之后形成新的通道。一方面，旋磨开通的管腔方便后续治疗器械通过；另一方面，旋磨能有效修饰钙化病变，平滑管腔内壁、破坏血管壁内环形钙化带，有利于后续球囊扩张成功，改善DES的膨胀和贴壁。
（二）腔内影像学指导旋磨治疗
冠状动脉造影是诊断冠心病的金标准，但其诊断钙化的敏感度较低，也无法准确辨别钙化与管腔的关系。而腔内影像技术，包括血管内超声（intravenousultrasound，IVUS）、光学相干断层成像（opticalcoherencetomography，OCT）
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