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溫故而知新——球囊導(dǎo)管的結(jié)構(gòu)與特性
????????1964年1月16日,Dotter及Judkins應(yīng)用球囊導(dǎo)管為一位老年女患進(jìn)行了世界上首例下肢血管成形術(shù)。 13年后,Gruentzig應(yīng)用球囊導(dǎo)管進(jìn)行了世界首例冠狀動(dòng)脈成形術(shù)。時(shí)至今日,球囊擴(kuò)張導(dǎo)管已廣泛用于心血管疾病的診斷、治療,溫故而知新,回顧球囊擴(kuò)張導(dǎo)管技術(shù)的發(fā)展歷程,對我們現(xiàn)在及以后的工作依然有很多啟迪。
????????目前球囊擴(kuò)張導(dǎo)管基本分為快速交換型、整體交換型、固定導(dǎo)絲球囊、灌注球囊四大類型。另外還有特殊類型的球囊擴(kuò)張導(dǎo)管,如雙導(dǎo)絲球囊、切割球囊、藥物球囊等等。根據(jù)功能特點(diǎn)分為高順應(yīng)性球囊、半順應(yīng)性球囊、低順應(yīng)性球囊和非順應(yīng)性球囊擴(kuò)張導(dǎo)管。以下就球囊擴(kuò)張導(dǎo)管的部分內(nèi)容做一介紹。
????????一、球囊導(dǎo)管類型
????????1、快速交換型球囊擴(kuò)張導(dǎo)管
????????快速交換型球囊擴(kuò)張導(dǎo)管是目前PCI中應(yīng)用最廣泛的球囊擴(kuò)張導(dǎo)管。該導(dǎo)管在距球囊頂端25cm處有一側(cè)孔,導(dǎo)絲尾端經(jīng)球囊頂端插入而從該側(cè)孔穿出,更換球囊擴(kuò)張導(dǎo)管時(shí)不用延長導(dǎo)絲。其設(shè)計(jì)特點(diǎn)極大地方便了術(shù)者操作,節(jié)省時(shí)間??焖俳粨Q球囊的結(jié)構(gòu)與其他類型球囊的區(qū)別還在于,快速交換球囊包括一個(gè)球囊與推送桿的連接段,偶爾有斷裂情況的發(fā)生。球囊和導(dǎo)絲均由術(shù)者一人操作,顯影效果理想。 而該類型球囊缺點(diǎn)是如不退出整套球囊系統(tǒng),就無法更換導(dǎo)絲,如不使用延長導(dǎo)絲,就不能更換成OTW球囊,推送力有所降低,跟蹤性稍差。
????????2、OTW球囊擴(kuò)張導(dǎo)管
????????OTW球囊擴(kuò)張導(dǎo)管(over the wire,OTW)即整體交換型球囊,1982年始用于PTCA。CTO病變或需要交換導(dǎo)絲的情形下或室間隔化學(xué)消融及經(jīng)中心腔測壓、取血時(shí)可選用,目前臨床上OTW球囊較少使用。OTW球囊擴(kuò)張導(dǎo)管具有易于交換導(dǎo)絲和跟蹤性好等優(yōu)點(diǎn)。在導(dǎo)絲難以通過閉塞病變時(shí)可利用OTW球囊提供額外的支持力,類似于微導(dǎo)管的作用,如果導(dǎo)絲仍無法通過病變,可將OTW球囊擴(kuò)張導(dǎo)管作為傳輸導(dǎo)管交換其他導(dǎo)絲。在導(dǎo)絲通過病變后,還可利用OTW球囊擴(kuò)張導(dǎo)管進(jìn)行遠(yuǎn)端造影以利于判斷導(dǎo)絲是否位于真腔。因此OTW球囊擴(kuò)張導(dǎo)管在處理CTO病變時(shí)仍具有一定的優(yōu)勢。 該類型球囊缺點(diǎn)為球囊尺寸稍大,鋼絲長度 300 cm,要求兩位術(shù)者配合。
????????3、固定導(dǎo)絲球囊擴(kuò)張導(dǎo)管
????????球囊擴(kuò)張導(dǎo)管頂端固定有一段長2 cm的可塑型軟導(dǎo)絲,在目前常用的球囊擴(kuò)張導(dǎo)管中其外形最小,因而病變跨越率增高,顯影效果理想,只需單人操作。但導(dǎo)管進(jìn)入靶血管時(shí)需在雙向旋轉(zhuǎn)的同時(shí)推進(jìn)使導(dǎo)管較易折損,且不能單獨(dú)運(yùn)動(dòng),不能交換導(dǎo)絲,目前臨床上基本不再使用。
????????4、灌注球囊擴(kuò)張導(dǎo)管
????????灌注球囊擴(kuò)張導(dǎo)管在其近遠(yuǎn)端具有多個(gè)側(cè)孔,因此在球囊充氣時(shí),血流仍可通過球囊進(jìn)入病變遠(yuǎn)端。當(dāng)平均主動(dòng)脈壓為80 mmHg時(shí),其遠(yuǎn)端血流仍可達(dá)40-60 ml/min。在處理冠脈穿孔等并發(fā)癥需要應(yīng)用球囊持續(xù)加壓時(shí),選用灌注球囊擴(kuò)張導(dǎo)管具有一定的優(yōu)勢。 主要缺點(diǎn)是導(dǎo)管相對較粗,跨越病變能力較差。
????????5、特殊類型球囊擴(kuò)張導(dǎo)管
????????目前臨床上所使用的特殊類型球囊主要包括雙導(dǎo)絲球囊、切割球囊、藥物洗脫球囊等,本質(zhì)上這三種球囊屬于快速交換球囊擴(kuò)張導(dǎo)管,但因其又具備特殊功能而異于常規(guī)意義上的快速交換球囊。雙導(dǎo)絲球囊外徑與普通球囊類似,在球囊末端有供導(dǎo)引導(dǎo)絲走形的內(nèi)腔,此外在球囊表面還有一段固有鋼絲,與導(dǎo)引導(dǎo)絲分別位于球囊兩側(cè)180°角的位置。雙導(dǎo)絲球囊擴(kuò)張時(shí)可規(guī)則的切開斑塊組織,對內(nèi)膜損傷小,同時(shí)能保證球囊不移位。切割球囊是將微切割技術(shù)和球囊擴(kuò)張結(jié)合的產(chǎn)物,目前臨床應(yīng)用的切割球囊主要為第三代產(chǎn)品,具有通過性更好,較低的壓力就可獲得充分?jǐn)U張,血管內(nèi)膜不規(guī)則撕裂小,遠(yuǎn)期再狹窄率低等優(yōu)點(diǎn)。藥物洗脫球囊是將傳統(tǒng)的球囊擴(kuò)張技術(shù)與藥物洗脫技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物,作為支架術(shù)的一種有效補(bǔ)充正逐漸顯現(xiàn)出其優(yōu)越性,藥物洗脫球囊可以避免由金屬支架及聚合物載體造成的副作用,并可將藥物涂抹于特定病變區(qū)域的血管壁上,用于控制再狹窄。
????????二、球囊擴(kuò)張導(dǎo)管的結(jié)構(gòu)和性能
????????以臨床上常用的快速交換型球囊擴(kuò)張導(dǎo)管為例,簡介球囊擴(kuò)張導(dǎo)管的基本結(jié)構(gòu)和性能。
????????1、球囊擴(kuò)張導(dǎo)管的基本結(jié)構(gòu)
????????(1)球囊擴(kuò)張導(dǎo)管尖端
????????導(dǎo)管尖端的外徑、硬度及長度均可影響球囊通過病變的能力。錐形的尖端設(shè)計(jì)有利于減小球囊尖端的外徑,提高導(dǎo)管的跟蹤性。激光焊接等技術(shù)的應(yīng)用,有利于進(jìn)一步縮小球囊擴(kuò)張導(dǎo)管尖端外徑。通常來講,短且硬頭的球囊擴(kuò)張導(dǎo)管更容易通過嚴(yán)重狹窄病變,而長軟頭的球囊擴(kuò)張導(dǎo)管則更適用于迂曲病變的處理。
????????(2)球囊段材料及折疊方式:球囊材料很大程度上決定了球囊的順應(yīng)性,如PET(polyethylene terephthalate)材料的球囊順應(yīng)性較小,而POC(Polyolefin copolymer)材料的球囊順應(yīng)性較大。目前臨床上常用的半順應(yīng)性球囊多采用尼龍材料,另外球囊材料也是影響球囊通過能力和回卷性的重要因素。球囊回卷性是決定球囊再次通過病變能力的重要指標(biāo)。
????????球囊的折疊方式是影響球囊通過外徑的重要因素。低折疊球囊的通過外徑較小,如1.5mm Sprinter球囊采用雙折疊的方式,通過外徑僅為0.021"。球囊表面的涂層材料可以降低球囊通過病變時(shí)的摩擦力,增強(qiáng)球囊通過病變的能力?,F(xiàn)在球囊表面所采用的多為親水涂層材料,如Aqua T3采用親水Aqua SLX涂層,提高了球囊通過病變的能力。
????????(3)連接段:作為聯(lián)系球囊和推送桿之間的移行區(qū)域,在很大程度上決定了球囊的推送性和抗折能力。目前多數(shù)球囊的連接段均加入了中心鋼絲以增強(qiáng)支持力,使球囊具有更出色的推送性和抗折能力。
????????(4)推送桿:日前常用的球囊擴(kuò)張導(dǎo)管推送桿材料有兩種類型:采用金屬推送桿,球囊擴(kuò)張導(dǎo)管的推送性較好,但摩擦力較大;采用高分子材料外殼結(jié)合中心鋼絲,球囊推送桿的摩擦力較小,但推送性較差。在需要同時(shí)送入2支球囊擴(kuò)張導(dǎo)管處理病變,如分叉病變時(shí),還應(yīng)考慮球囊推送桿外徑與導(dǎo)引導(dǎo)管內(nèi)徑之間的關(guān)系,常規(guī)應(yīng)使用7F導(dǎo)引導(dǎo)管,以提高手術(shù)成功率。
????????2、球囊擴(kuò)張導(dǎo)管的常用參數(shù)
????????(1)球囊大小(size):球囊直徑一般從1.25~4.0 mm不等,以0.25 mm遞增,長度一般為0.8-2.0 cm,適用于多數(shù)病變。長度3.0cm以上的球囊稱長球囊,用于長度<2.0 cm的病變。長度1.5 cm以下的球囊稱短球囊,用于長度>5 mm的病變、冠狀動(dòng)脈口病變和無法保護(hù)分支的血管分叉處病變。直徑1.5和2.0 mm的球囊常用于高度狹窄病變的預(yù)擴(kuò)張。
????????(2)球囊外徑(profile):球囊外徑包括多項(xiàng)指標(biāo),如:球囊的通過外徑、推送桿外徑(shaft profile)、球囊的尖端外徑(tip profile)以及尖端病變?nèi)肟谕鈴?tip entry profile)等等。其中球囊的通過外徑是評價(jià)球囊性能的常用指標(biāo),通常是指在球囊末擴(kuò)張狀態(tài)下測量球囊標(biāo)記部位的外徑。球囊通過外徑的大小與球囊的材質(zhì)、制作工藝、球囊的折疊方式以及標(biāo)記技術(shù)等均有一定的關(guān)系。球囊的折疊層數(shù)越少,球囊的通過外徑越小,而嵌入式的標(biāo)記技術(shù)有利于降低球囊的通過外徑,如1.5 mm Sprinter球囊的通過外徑為0.021",Maverick球囊的通過外徑僅為0.017"。因此對于一般的冠脈病變,多數(shù)球囊的通過外徑均足以滿足通過病變的需求,但對于嚴(yán)重狹窄、鈣化病變,應(yīng)選擇通過外徑小的單標(biāo)記球囊,更容易通過病變。
????????(3)導(dǎo)管桿外徑:導(dǎo)管桿外徑小,則球囊推送容易,但顯影效果差;導(dǎo)管桿外徑大,則球囊推送難,但顯影效果好。
????????(4)球囊的命名壓(nominal pressure)和爆破壓(rated burst pressure):命名壓指球囊達(dá)到預(yù)定直徑時(shí)的壓力。爆破壓指球囊被充盈破裂時(shí)的壓力,球囊爆破壓是根據(jù)體外測試的結(jié)果,最少99.9%的球囊(95%的可信區(qū)間)不會(huì)發(fā)生破裂的最大壓力。球囊命名壓和球囊爆破壓是反映球囊性能的重要參數(shù),決定了球囊擴(kuò)張時(shí)的安全壓力范圍。
????????3、球囊擴(kuò)張導(dǎo)管的性能
????????(1)球囊的順應(yīng)性(compliance):順應(yīng)性是指在每改變一個(gè)單位壓強(qiáng)時(shí)體積的變化值。對絕大多數(shù)PTCA球囊導(dǎo)管來說,增加壓強(qiáng)長度并不發(fā)生變化。因此,體積的變化主要體現(xiàn)在球囊直徑的變化上。球囊的順應(yīng)性主要取決于球囊的材料。順應(yīng)性球囊在施壓時(shí)容易變形,并且在達(dá)到可拉伸強(qiáng)度極限(破裂)前直徑明顯增加,容易引發(fā)支架兩端出現(xiàn)夾層,現(xiàn)已很少使用。伴隨多聚物科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展,薄壁、順應(yīng)性較小材料的球囊應(yīng)運(yùn)而生,這些球囊材料包括聚乙烯(PE)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、尼龍和聚氨酯。目前臨床上常用的是用尼龍材料制成的半順應(yīng)性球囊。非順應(yīng)性球囊指的是實(shí)際直徑隨充盈壓增高而變化不大的球囊,主要用于支架植入后擴(kuò)張和鈣化病變的處理。
????????(2)球囊擴(kuò)張導(dǎo)管跟蹤性(trackability):是指球囊擴(kuò)張導(dǎo)管循導(dǎo)絲通過彎曲路徑到達(dá)病變部位的能力。一般情況下,特殊的解剖結(jié)構(gòu)、操作者的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)以及導(dǎo)絲-導(dǎo)管組合都影響導(dǎo)管是否到位。針對球囊導(dǎo)管而言影響跟蹤性的因素主要有球囊擴(kuò)張導(dǎo)管的材料、柔順性、遠(yuǎn)端推送桿外徑和親水涂層等。
????????(3)球囊擴(kuò)張導(dǎo)管推送性(pushability):是指球囊擴(kuò)張導(dǎo)管推送球囊前行的能力。推送性能越大越好,球囊的推送性主要取決于球囊頭端設(shè)計(jì)、推送桿的材料以及移行區(qū)設(shè)計(jì),如Maverick球囊的推送桿采用金屬桿,有利于增強(qiáng)球囊擴(kuò)張導(dǎo)管的推送力,另外,連接段加入中心導(dǎo)絲的設(shè)計(jì)進(jìn)一步提高了球囊擴(kuò)張導(dǎo)管的推送力。
????????(4)球囊擴(kuò)張導(dǎo)管靈活性(flexibility):球囊擴(kuò)張導(dǎo)管的靈活性主要體現(xiàn)在球囊擴(kuò)張導(dǎo)管順應(yīng)彎曲血管的能力,遠(yuǎn)端導(dǎo)管的材料、外徑和連接段的設(shè)計(jì)在很大程度上決定了球囊擴(kuò)張導(dǎo)管的靈活性。
????????另外,球囊擴(kuò)張導(dǎo)管的擴(kuò)張集中及再通過能力也是評價(jià)其性能的重要指標(biāo)。
????????總結(jié)
????????在實(shí)際的PCI過程中,球囊擴(kuò)張導(dǎo)管的選擇似乎遠(yuǎn)不如導(dǎo)引導(dǎo)管和導(dǎo)引導(dǎo)絲復(fù)雜和重要。但是,如果不了解球囊的結(jié)構(gòu)、特性等指標(biāo),在選擇不當(dāng)時(shí)會(huì)造成使用失誤,輕則損傷血管內(nèi)膜,重則形成血管血腫、夾層、破裂,引起嚴(yán)重后果,因而充分認(rèn)識球囊導(dǎo)管的結(jié)構(gòu)及性能特點(diǎn),并正確選擇球囊擴(kuò)張導(dǎo)管仍然非常重要。