法洛四聯癥(TOF)合并體肺動脈側支(APC)是一種復雜的先天性心臟病,外科治療是重要手段,但APC的處理是外科治療的難題,手術難度大,風險高,術后并發癥多且較嚴重。上世紀70年代開始通過介入方式進行側支血管栓塞治療,經過技術的不斷進步和經驗的不斷積累,實踐證明栓塞治療可顯著降低外科手術風險,提高手術效果,是TOF合并APC的重要治療手段之一,現就其目前的研究進展作一綜述。
引用本文: 張海宏, 曾智. 體肺動脈側支栓塞在法洛四聯癥治療中的作用. 華西醫學, 2015, 30(1): 168-170. doi: 10.7507/1002-0179.20150051 復制
法洛四聯癥(TOF)合并體肺動脈側支(APC)是一種復雜的先天性心臟病,病死率高,手術風險大,是臨床難題之一。上世紀70年代APC栓塞治療的出現,及后來的“雜交治療”,將介入治療與外科手術聯合實施,降低了手術風險,提高了手術效果。現就APC栓塞在TOF治療中的作用及其研究進展作一綜述。
1 TOF合并APC的病理生理機制
TOF約占先天性心臟病的3.9%,5.0%~10.0%合并肺動脈閉鎖、室間隔缺損,其中2/3合并巨大APC,如不手術治療1歲時生存率為50.0%,10歲時僅8.0%[1]。除TOF外,APC還可見于肺動脈閉鎖合并室間隔缺損、功能性單心室等先天性心臟病。APC是胚胎期腹側內臟動脈的殘留,在妊娠期前數周隨肺動脈成熟而逐漸退化。但如肺動脈發育不良或缺失導致肺血減少,APC血管就會持續存在,并在一定程度上承擔肺臟的血供,某一肺段可由單獨肺動脈或側支動脈供血,也可接收雙重血供。
APC的起源、數量、大小、分布和走行變異性很大,大部分起源于降主動脈中段,也可起源于主動脈弓、腹主動脈、鎖骨下動脈等部位[2-3]。從生理機制來講,APC增加了肺循環血流量,提高了體循環血氧飽和度,通過增加肝靜脈血流入肺的通路,抑制了肺動靜脈畸形的發展。但與此同時,大量高壓血流導致肺動脈高壓,抑制肺動脈的發育,增加流動能量損失和左心室的容量負荷[4-5]。
TOF合并APC依肺血量不同,臨床表現可有紫紺、充血性心力衰竭或肺動脈高壓,薄壁血管破裂會引起咯血,一部分患者APC存在一定程度狹窄,肺血流量相對平衡而存活至成年[1]。
2 TOF合并APC的治療
TOF合并APC治療的最終目標是盡早重建獨立的體、肺動脈系統,但如何處理APC是外科治療面臨的難題。由于側支血管分布變異性大,及手術視野的限制,外科手術很難理想地結扎所有側支血管,且有損傷膈肌、胸導管的風險,術野回血增加,視野暴露差,循環灌注壓不易維持,術后易出現“灌注肺”、低心排出量綜合征及充血性心力衰竭。
介入治療簡便、微創、可重復,APC栓塞治療可減少右向左分流,防止外科術中回血,減輕左心室容量負荷,與外科手術聯合實施可降低手術難度,提高手術成功率,改善患者預后[6]。APC栓塞最早由1974年Zuberbuhler等[7]完成,其在TOF患者外科手術前使用組織黏附材料栓塞APC取得較好效果,1975年Gianturco線圈開始用于血管栓塞治療,自此,APC栓塞逐漸成為TOF治療的重要手段,國內于1992年11月開始進行APC栓塞治療[8],早期研究中完全栓塞率可達92%,且無嚴重不良事件發生[9]。
1996年Angelini等[10]首先提出“雜交治療”,但早期介入治療多在術前或術后進行,患者需在導管室和手術室間轉運,術前介入增加缺氧的風險,術后介入延遲了肺灌注損傷的治療。隨著雜交手術室的建立和完善,“一站式”治療得以實現[11-12]。2007年國內開始“一站式”治療TOF合并APC,療效滿意[13]。
3 APC栓塞治療
3.1 栓塞前評估
栓塞前應行選擇性主、肺動脈造影,判斷肺動脈分布,APC的起源、分布、走行、形態,確定側支血管所對應肺段是否同時接受肺動脈血供,是否有脊髓神經根動脈來源于肋間或支氣管APC。栓塞前可用球囊導管試封堵靶血管,監測血氧飽和度的變化來判定側支血流的生理重要性,減少栓塞后缺氧的風險。除心導管檢查外,術前還可借助3D心臟彩色多普勒超聲、多排螺旋CT、MRI等檢查顯示肺動脈和APC,以指導治療計劃[14-15]。
3.2 適應證和禁忌證
擬栓塞側支血管對應的肺段應同時接收來自肺動脈的供血(雙重血供)或側支血管支配的肺段<0.5葉。如是側支血管單向供血,則不宜栓塞,應等待外科單源化融合治療。一般認為直徑<2 mm側支血管栓塞難度大,且對血流動力學影響較小,可不予栓塞,術后應適當延長呼吸機的使用和隨著肺動脈的成熟會逐漸閉合[16]。
3.3 栓塞治療材料
栓塞側支血管的材料較多,包括可拆分球囊、組織黏附材料、線圈、液態明膠、血管塞等,應根據APC解剖特點選擇不同的導管和材料,一般認為線圈、球囊、血管塞用于較粗的血管,而液態明膠、顆粒用于栓塞較細和彎曲的血管[17]。目前線圈應用較多,如Gianturco線圈,植入后在局部誘發血栓形成、機化達到栓塞目的,其內皮化減輕了管腔內血液湍流,減少了晚期血栓、感染或出血風險[9]。線圈長度和形狀取決于線圈與靶血管的直徑比、血管的擴張性和線圈內線直徑,線圈直徑應比靶血管大10%~40%,理論上可栓塞血管的直徑為1.8~10.0 mm[18],也有學者認為線圈內線直徑比靶血管應大1/3~1/2 [19]。液態明膠生物可降解,術后有出現再通的可能,有時需要聯合使用線圈。
側支血管起源特異、彎曲可能會造成導管頭端無法準確定位,但目前有各種導絲、微導管系統如TurboTracker導管較易進入迂曲的血管,釋放彈性更好的鉑金纖維線圈[17]。對于開口狹窄,叢狀或蔓狀改變的血管無法使用常規材料栓塞,可保留導絲,留待外科手術結扎。
3.4 栓塞后結果的判斷
栓塞后結果的判斷標準:①完全栓塞:無血流通過線圈;②次全栓塞:造影劑從栓子近端注射后清除延遲,但不能到達栓子遠端血管;③部分栓塞:造影劑清除延遲,但有殘余血流可到達栓子遠端血管;④失敗栓塞:術前術后血流無明顯差別。
3.5 栓塞治療的并發癥
栓塞治療的并發癥有術中血管損傷、意外栓塞主動脈等其他血管;栓塞重要側支血管導致缺氧加重;術后栓子移位、腦卒中、出血、感染等[18]。栓塞失敗與血管過粗、血流速度較快或栓子選擇不恰當有關,患者自身凝血功能異常,造成栓子的促凝效應下降也可能造成栓塞失敗[6]。
3.6 臨床研究進展
1989年Perry等[19]報道,36例患者發現72支APC血管,平均年齡(7.1±6.5)歲,30例為TOF。術中栓塞58支側支血管,其中42支血管完全栓塞,14支次全栓塞,1支部分栓塞,1支失敗,平均每人(2.5±1.8)支側支血管,完全栓塞的血管較不完全栓塞的血管直徑更小(P=0.025)、長度更長(P=0.029),所用線圈數量也更少(P=0.000 1),術中2例患者出現栓子異位栓塞,但未造成嚴重后果。其中有14支血管未栓塞,原因有生理上因素,如血管過細、側支血管單獨供血、試栓塞時需要氧療等;也有技術上的原因,如血管損傷、近起始部旋轉較大致導管無法深入血管和安全釋放線圈等。1995年Sharma等[20]報道中,56例紫紺型先天性心臟病患者(包括42例TOF)心導管檢查發現體肺側支血管74支,線圈栓塞67支,其中完全栓塞51支,次全栓塞7支,部分栓塞4支,失敗5支,較長的(>3 cm)和較細的(<6 mm)側支血管越容易栓塞。有2例線圈部分進入胸主動脈,并給予取出,無異位栓塞等嚴重并發癥,隨訪中也未發現線圈移位,無再通現象。還發現完全栓塞可出現特異性的動脈內壓力變化波形(栓塞前衰減,栓塞后升高,并有完整的重搏切跡),而部分栓塞和栓塞失敗未出現此現象。
國內陳良生等[21]2002年報道了對5例重癥TOF伴APC的患者實施APC栓塞術,術中發現體肺側支血管16支,成功栓塞12支(75%),1例術中栓子脫落至右下肢脛前動脈近端,但未造成嚴重后果,1例術后第2天死于低心排出量綜合征,其余患者預后良好。2009年馮沅等[22]報道了27例紫紺型先天性心臟病(包括20例TOF)合并APC的患者行栓塞治療,術中共栓塞側支血管77支,完全栓塞66支,部分栓塞11支,術中3例出現血管被彈簧線圈刺破,未造成嚴重不良后果,無異位栓塞、栓子移位、肺梗死等不良事件,余患者預后良好。文中提出3種側支栓塞策略:①靜息時血氧飽和度85%以上且無缺氧發作者,導管逐支嵌入側支血管,如指端氧飽和度≥80%或較嵌入前下降不超過10%,則對該側支血管予以栓塞,否則留待外科結扎;②對于預測易缺氧發作者(頻繁缺氧發作;靜息時氧飽和度<80%;造影時肺動脈前向血流明顯緩慢;側支血管特別粗大及豐富等),則在手術當日先于導管室優先栓塞外科醫生難以結扎的側支血管,保留動脈鞘管,立即送手術室行糾正手術;③術中回血多,或術后出現疑似與側支血管相關的“灌注肺”、心力衰竭等情況,安排補救性栓塞。張飛等[23]提出以直徑4 mm作為是否術前栓塞的標準,還有待今后臨床進一步研究。
“一站式”技術在TOF合并APC治療方面與分期治療模式相比有明顯的優勢。鄭哲等[13]報道了,30例TOF合并APC患者接受介入和外科手術治療,其中15例APC栓塞術于TOF根治術前、后進行(分期組),15例接受一站式治療。結果提示兩組栓塞成功率(78%、82%)、外科手術體外循環時間(P=0.126)和主動脈阻斷時間(P=0.174)無明顯差別,但分期組的術后并發癥發生率(5/15、1/15)、住院時間(P=0.011)、住院費用(P=0.033)、ICU滯留時間(P=0.029)、氣管插管時間(P=0.009)明顯高于一站式治療組。
因此,無論采用何種聯合方式,栓塞治療都應盡可能處理所有可栓塞的側支血管,鑒于多數醫院無雜交手術室,導管室和手術室應同時做好各項準備工作,距離應近,盡量縮短栓塞后距手術時間。
4 展望
隨著實時成像技術和設備發展,在同一平臺進行外科手術和介入治療成為現實。我國于2004年開始出現雜交手術室,目前還未大規模推廣,但其安全、有效、簡便的優勢,是今后標準的治療模式,也有助于心臟內外科、介入科醫生的共同協作。
法洛四聯癥(TOF)合并體肺動脈側支(APC)是一種復雜的先天性心臟病,病死率高,手術風險大,是臨床難題之一。上世紀70年代APC栓塞治療的出現,及后來的“雜交治療”,將介入治療與外科手術聯合實施,降低了手術風險,提高了手術效果。現就APC栓塞在TOF治療中的作用及其研究進展作一綜述。
1 TOF合并APC的病理生理機制
TOF約占先天性心臟病的3.9%,5.0%~10.0%合并肺動脈閉鎖、室間隔缺損,其中2/3合并巨大APC,如不手術治療1歲時生存率為50.0%,10歲時僅8.0%[1]。除TOF外,APC還可見于肺動脈閉鎖合并室間隔缺損、功能性單心室等先天性心臟病。APC是胚胎期腹側內臟動脈的殘留,在妊娠期前數周隨肺動脈成熟而逐漸退化。但如肺動脈發育不良或缺失導致肺血減少,APC血管就會持續存在,并在一定程度上承擔肺臟的血供,某一肺段可由單獨肺動脈或側支動脈供血,也可接收雙重血供。
APC的起源、數量、大小、分布和走行變異性很大,大部分起源于降主動脈中段,也可起源于主動脈弓、腹主動脈、鎖骨下動脈等部位[2-3]。從生理機制來講,APC增加了肺循環血流量,提高了體循環血氧飽和度,通過增加肝靜脈血流入肺的通路,抑制了肺動靜脈畸形的發展。但與此同時,大量高壓血流導致肺動脈高壓,抑制肺動脈的發育,增加流動能量損失和左心室的容量負荷[4-5]。
TOF合并APC依肺血量不同,臨床表現可有紫紺、充血性心力衰竭或肺動脈高壓,薄壁血管破裂會引起咯血,一部分患者APC存在一定程度狹窄,肺血流量相對平衡而存活至成年[1]。
2 TOF合并APC的治療
TOF合并APC治療的最終目標是盡早重建獨立的體、肺動脈系統,但如何處理APC是外科治療面臨的難題。由于側支血管分布變異性大,及手術視野的限制,外科手術很難理想地結扎所有側支血管,且有損傷膈肌、胸導管的風險,術野回血增加,視野暴露差,循環灌注壓不易維持,術后易出現“灌注肺”、低心排出量綜合征及充血性心力衰竭。
介入治療簡便、微創、可重復,APC栓塞治療可減少右向左分流,防止外科術中回血,減輕左心室容量負荷,與外科手術聯合實施可降低手術難度,提高手術成功率,改善患者預后[6]。APC栓塞最早由1974年Zuberbuhler等[7]完成,其在TOF患者外科手術前使用組織黏附材料栓塞APC取得較好效果,1975年Gianturco線圈開始用于血管栓塞治療,自此,APC栓塞逐漸成為TOF治療的重要手段,國內于1992年11月開始進行APC栓塞治療[8],早期研究中完全栓塞率可達92%,且無嚴重不良事件發生[9]。
1996年Angelini等[10]首先提出“雜交治療”,但早期介入治療多在術前或術后進行,患者需在導管室和手術室間轉運,術前介入增加缺氧的風險,術后介入延遲了肺灌注損傷的治療。隨著雜交手術室的建立和完善,“一站式”治療得以實現[11-12]。2007年國內開始“一站式”治療TOF合并APC,療效滿意[13]。
3 APC栓塞治療
3.1 栓塞前評估
栓塞前應行選擇性主、肺動脈造影,判斷肺動脈分布,APC的起源、分布、走行、形態,確定側支血管所對應肺段是否同時接受肺動脈血供,是否有脊髓神經根動脈來源于肋間或支氣管APC。栓塞前可用球囊導管試封堵靶血管,監測血氧飽和度的變化來判定側支血流的生理重要性,減少栓塞后缺氧的風險。除心導管檢查外,術前還可借助3D心臟彩色多普勒超聲、多排螺旋CT、MRI等檢查顯示肺動脈和APC,以指導治療計劃[14-15]。
3.2 適應證和禁忌證
擬栓塞側支血管對應的肺段應同時接收來自肺動脈的供血(雙重血供)或側支血管支配的肺段<0.5葉。如是側支血管單向供血,則不宜栓塞,應等待外科單源化融合治療。一般認為直徑<2 mm側支血管栓塞難度大,且對血流動力學影響較小,可不予栓塞,術后應適當延長呼吸機的使用和隨著肺動脈的成熟會逐漸閉合[16]。
3.3 栓塞治療材料
栓塞側支血管的材料較多,包括可拆分球囊、組織黏附材料、線圈、液態明膠、血管塞等,應根據APC解剖特點選擇不同的導管和材料,一般認為線圈、球囊、血管塞用于較粗的血管,而液態明膠、顆粒用于栓塞較細和彎曲的血管[17]。目前線圈應用較多,如Gianturco線圈,植入后在局部誘發血栓形成、機化達到栓塞目的,其內皮化減輕了管腔內血液湍流,減少了晚期血栓、感染或出血風險[9]。線圈長度和形狀取決于線圈與靶血管的直徑比、血管的擴張性和線圈內線直徑,線圈直徑應比靶血管大10%~40%,理論上可栓塞血管的直徑為1.8~10.0 mm[18],也有學者認為線圈內線直徑比靶血管應大1/3~1/2 [19]。液態明膠生物可降解,術后有出現再通的可能,有時需要聯合使用線圈。
側支血管起源特異、彎曲可能會造成導管頭端無法準確定位,但目前有各種導絲、微導管系統如TurboTracker導管較易進入迂曲的血管,釋放彈性更好的鉑金纖維線圈[17]。對于開口狹窄,叢狀或蔓狀改變的血管無法使用常規材料栓塞,可保留導絲,留待外科手術結扎。
3.4 栓塞后結果的判斷
栓塞后結果的判斷標準:①完全栓塞:無血流通過線圈;②次全栓塞:造影劑從栓子近端注射后清除延遲,但不能到達栓子遠端血管;③部分栓塞:造影劑清除延遲,但有殘余血流可到達栓子遠端血管;④失敗栓塞:術前術后血流無明顯差別。
3.5 栓塞治療的并發癥
栓塞治療的并發癥有術中血管損傷、意外栓塞主動脈等其他血管;栓塞重要側支血管導致缺氧加重;術后栓子移位、腦卒中、出血、感染等[18]。栓塞失敗與血管過粗、血流速度較快或栓子選擇不恰當有關,患者自身凝血功能異常,造成栓子的促凝效應下降也可能造成栓塞失敗[6]。
3.6 臨床研究進展
1989年Perry等[19]報道,36例患者發現72支APC血管,平均年齡(7.1±6.5)歲,30例為TOF。術中栓塞58支側支血管,其中42支血管完全栓塞,14支次全栓塞,1支部分栓塞,1支失敗,平均每人(2.5±1.8)支側支血管,完全栓塞的血管較不完全栓塞的血管直徑更小(P=0.025)、長度更長(P=0.029),所用線圈數量也更少(P=0.000 1),術中2例患者出現栓子異位栓塞,但未造成嚴重后果。其中有14支血管未栓塞,原因有生理上因素,如血管過細、側支血管單獨供血、試栓塞時需要氧療等;也有技術上的原因,如血管損傷、近起始部旋轉較大致導管無法深入血管和安全釋放線圈等。1995年Sharma等[20]報道中,56例紫紺型先天性心臟病患者(包括42例TOF)心導管檢查發現體肺側支血管74支,線圈栓塞67支,其中完全栓塞51支,次全栓塞7支,部分栓塞4支,失敗5支,較長的(>3 cm)和較細的(<6 mm)側支血管越容易栓塞。有2例線圈部分進入胸主動脈,并給予取出,無異位栓塞等嚴重并發癥,隨訪中也未發現線圈移位,無再通現象。還發現完全栓塞可出現特異性的動脈內壓力變化波形(栓塞前衰減,栓塞后升高,并有完整的重搏切跡),而部分栓塞和栓塞失敗未出現此現象。
國內陳良生等[21]2002年報道了對5例重癥TOF伴APC的患者實施APC栓塞術,術中發現體肺側支血管16支,成功栓塞12支(75%),1例術中栓子脫落至右下肢脛前動脈近端,但未造成嚴重后果,1例術后第2天死于低心排出量綜合征,其余患者預后良好。2009年馮沅等[22]報道了27例紫紺型先天性心臟病(包括20例TOF)合并APC的患者行栓塞治療,術中共栓塞側支血管77支,完全栓塞66支,部分栓塞11支,術中3例出現血管被彈簧線圈刺破,未造成嚴重不良后果,無異位栓塞、栓子移位、肺梗死等不良事件,余患者預后良好。文中提出3種側支栓塞策略:①靜息時血氧飽和度85%以上且無缺氧發作者,導管逐支嵌入側支血管,如指端氧飽和度≥80%或較嵌入前下降不超過10%,則對該側支血管予以栓塞,否則留待外科結扎;②對于預測易缺氧發作者(頻繁缺氧發作;靜息時氧飽和度<80%;造影時肺動脈前向血流明顯緩慢;側支血管特別粗大及豐富等),則在手術當日先于導管室優先栓塞外科醫生難以結扎的側支血管,保留動脈鞘管,立即送手術室行糾正手術;③術中回血多,或術后出現疑似與側支血管相關的“灌注肺”、心力衰竭等情況,安排補救性栓塞。張飛等[23]提出以直徑4 mm作為是否術前栓塞的標準,還有待今后臨床進一步研究。
“一站式”技術在TOF合并APC治療方面與分期治療模式相比有明顯的優勢。鄭哲等[13]報道了,30例TOF合并APC患者接受介入和外科手術治療,其中15例APC栓塞術于TOF根治術前、后進行(分期組),15例接受一站式治療。結果提示兩組栓塞成功率(78%、82%)、外科手術體外循環時間(P=0.126)和主動脈阻斷時間(P=0.174)無明顯差別,但分期組的術后并發癥發生率(5/15、1/15)、住院時間(P=0.011)、住院費用(P=0.033)、ICU滯留時間(P=0.029)、氣管插管時間(P=0.009)明顯高于一站式治療組。
因此,無論采用何種聯合方式,栓塞治療都應盡可能處理所有可栓塞的側支血管,鑒于多數醫院無雜交手術室,導管室和手術室應同時做好各項準備工作,距離應近,盡量縮短栓塞后距手術時間。
4 展望
隨著實時成像技術和設備發展,在同一平臺進行外科手術和介入治療成為現實。我國于2004年開始出現雜交手術室,目前還未大規模推廣,但其安全、有效、簡便的優勢,是今后標準的治療模式,也有助于心臟內外科、介入科醫生的共同協作。