引用本文: 王深明, 姚陳. 下肢動脈硬化閉塞癥的血管腔內治療. 中國普外基礎與臨床雜志, 2015, 22(8): 901-903. doi: 10.7507/1007-9424.20150235 復制
下肢動脈硬化閉塞癥是由于動脈硬化、下肢動脈管腔進行性狹窄甚至出現閉塞的慢性動脈疾病,是全身動脈硬化病變在下肢的表現。下肢動脈硬化閉塞癥的患病率較高,有文獻[1]報道,在65歲以上的美國人群中,其患病率高達10%~20%。下肢動脈硬化閉塞癥患者出現了嚴重的間歇性跛行或者靜息痛癥狀之后往往需要外科干預。外科干預的方式包括傳統的開放手術及血管腔內治療。傳統的開放手術創傷大,圍手術期并發癥多,并不適用于伴有嚴重并發癥的患者。而腔內治療以其創傷小、圍手術期并發癥少等優點,越來越受到重視。在泛大西洋協作組(The Trans-Atlantic Inter-Society Consensus Working Group,TASC)公布的指南中,對于TASC-Ⅱ分類A級和B級的患者將腔內治療作為首選,而對于TASC-Ⅱ分類為C級和D級的患者則將開放手術作為首選[2]。然而,越來越多的臨床研究[3-4]表明,腔內治療能夠達到與開放手術類似的效果,可能進一步擴大了其適應證。為了更好地實施個體化的治療,以及聯合多種腔內技術對復雜病變進行治療,有必要熟悉并掌握各種血管腔內技術。
1 經皮腔內血管成形術及其衍生技術
1.1 經皮腔內血管成形術
經皮腔內血管成形術的基本原理是利用加壓的氣囊壓迫動脈粥樣斑塊而擴張管腔,管腔擴張后依賴于增強的血流對管壁的壓力,從而維持擴張狀態。使用普通球囊進行的經皮腔內血管成形術是最經典的腔內治療術式,也是發展其他腔內技術的基礎。
1.2 內膜下血管成形術
內膜下血管成形術是利用導絲和導管,于動脈閉塞部位的近端進入內膜下,制造動脈夾層,并逐漸推進至動脈閉塞遠端,再進入動脈真腔,使得動脈夾層形成新的“動脈管腔”,此后再進行經皮腔內血管成形術或者支架置入術。內膜下血管成形術比較適用于長段阻塞或者高度鈣化的病變。由于不在血管腔內直接干預病變,內膜下血管成形術很少引起斑塊脫落而導致遠端的血管栓塞。內膜下血管成形術的局限性在于:可能會封閉已經存在的側支循環或者潛在的血流通道;從技術層面來說,導絲進入內膜下后,重新回到真腔需要克服諸多技術難題。Met等[5]系統評估了23個隊列研究共1 549例次的內膜下血管成形術的應用情況,結果提示,內膜下血管成形術的技術成功率可達50%~70%,隨訪1年,首次成功率約50%,保肢率可達80%~90%。
2 球囊、支架血管成形術
2.1 球囊
2.1.1 切割球囊(cutting balloon)
與普通球囊相比,切割球囊最大的特征是其外部縱向固定有外科顯微刀片,當球囊擴張時,外科顯微刀片可以切斷病變組織的連續性,從而減少擴張所需的壓力,減少彈性回縮、氣壓傷和夾層的發生。切割球囊不僅能夠減少血管壁的炎癥反應,減少血管平滑肌細胞的病態增生,而且通過減少對內膜的損害而促進內膜的愈合,因此能夠減少再狹窄,提高預期通暢率。然而,切割球囊更容易引致血管破裂,故在操作和選擇球囊大小時務必謹慎,在技術層面上,切割球囊的體積較大,運送相對困難。在臨床上,切割球囊比較適用于血管分支部位或者抵抗性較大的大血管病變。
2.1.2 冷凍球囊(cryoplasty)
通過在裝置中置入液氮,利用液氮氣化帶走大量的熱量而降低球囊擴張血管時與球囊表面的溫度,從而在擴張血管的同時,對局部產生冷凍效果。通常局部溫度可低至-10℃。有體外實驗[6]的結果表明,血管平滑肌細胞對于冷凍誘導的凋亡更加敏感,可能為其作用機理。在理論上,冷凍療法不僅保留了經皮腔內血管成形術所具有的治療效果,而且能夠通過降低血管壁對于球囊擴張的反應性和誘導血管平滑肌細胞的凋亡,減少內膜的病態增生和血管負性重構,最終達到提高遠期通暢率的目的。臨床試驗[7-8]結果表明,冷凍球囊在技術成功率方面與經皮腔內血管成形術相當,但在首次通暢率方面劣于經皮腔內血管成形術。
2.1.3 藥物洗脫球囊(drug eluting balloon)
在對病變血管進行球囊擴張時局部釋放抗增殖藥物并滲入到病變血管,從而抑制球囊擴張導致的血管平滑肌細胞的增生,減輕內膜的病態增生。與經皮腔內血管成形術相比,藥物洗脫球囊能通過減輕內膜增生提高遠期通暢率[9];與藥物洗脫支架相比,釋放的藥物濃度分布更加均勻,不需要留置,可減少對治療血管再狹窄的刺激,且不需要長期抗凝,沒有支架斷裂的擔憂。但藥物洗脫球囊擴張后仍會出現動脈管壁彈性回縮的現象,這時仍然需要支架置入處理。
2.2 支架
支架在血管腔內治療中的作用主要有兩個方面,一方面是支撐作用,抵抗動脈的彈性回縮;另一方面是作為載體,或承載生物膜,或承載藥物。利用其支撐作用,可作為球囊血管成形術后的補救措施;而利用其承載作用,則發展了覆膜支架和藥物洗脫支架。然而,支架置入后,血栓形成的風險會增加,需要長期服用抗凝藥物,在活動較多和表淺的部位,支架容易折斷造成不良后果。
2.2.1 金屬裸支架(bare metal stent)
是目前臨床上最常用的支架。隨著技術的發展和制作工藝的提高,金屬裸支架在靈活性、增加徑向抵抗力、減少脆性、提高組織相容性等方面不斷提高。目前使用的金屬裸支架已經具有良好的機械性能。金屬裸支架包括球囊擴張支架(balloon expandable stent)和自主擴張支架(self expanding stent)兩大類。與球囊擴張支架相比,自主擴張支架能夠抵抗一定的阻力,并且有彈性回復的性能,長期使用不會回縮,特別適用于受外在壓迫、經常需要彎曲和可放置支架的血管長度較短的部位,如脛前動脈和脛后動脈的下1/3段端。一般認為,若球囊血管成形術后出現了次優的臨床效果、殘余的狹窄大于30%、治療動脈段的血壓梯度超過5~10 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)或者動脈出現夾層和破裂時,適用于支架置入。近年來,越來越多的研究[10]成果表明,在股腘動脈長于5 cm的病變,金屬裸支架的療效要優于普通球囊血管成形術。這種療效的轉變,主要是有賴于金屬裸支架使用材質的改變。但在膝下動脈,金屬裸支架和球囊血管成形術的療效并沒有差別[11]。
2.2.2 生物可吸收支架(bioabsorbable stent)
是指可以在血液中溶解或者被血管組織吸收的支架。一般認為,普通支架僅在血管的急性修復期發生作用(通常是1個月),其后支架對于血管壁的機械應力及其引起的慢性炎癥反應可能是導致血管壁負性重構、血栓形成的重要原因。由此,生物可吸收支架應運而生。生物可吸收支架的優點是顯而易見的,減少負性重構、吸收可騰出空間,從某種意義上實現了管腔“二次擴張”。某些材料制作的可吸收支架可以在MRI中置入,從而減少患者對X射線的暴露[12]。然而實際應用中,可吸收支架的療效并不理想。在Bosiers等[13]的試驗中,共納入117例患者,其隨訪6個月的結果顯示,可吸收支架治療的血管通暢率甚至低于金屬裸支架治療。
2.2.3 藥物洗脫支架(drug eluting stent)
是指承載有藥物并按照一定速率釋放的支架,旨在支撐病變管腔的同時,通過承載的藥物在局部發揮抗炎或者抗增殖的作用。近年的隨機對照試驗結果[14-16]顯示,藥物洗脫支架在提高血管遠期通暢率和挽救下肢率方面要優于經皮腔內血管成形術或金屬裸支架。關于下肢動脈藥物洗脫支架成形術后并發血栓形成的報道比較少,可能與下肢動脈管徑較大、血栓導致下肢完全閉塞的可能性不大相關,但是這并不代表我們不需要引起重視。支架內血栓形成后血栓脫落會導致遠端動脈的栓塞,同樣會導致比較嚴重的后果[17]。
2.2.4 覆膜支架(covered stent)
是指表面覆蓋有生物性聚合物膜的金屬支架。覆膜支架能通過膜的機械性阻隔和生物性聚合物膜上附帶物質產生藥理作用,可以防治血栓形成和內膜過度增生。在臨床實踐中,覆膜支架主要適用于動脈穿孔、夾層及動脈瘤的阻隔,而其應用于股淺動脈長段閉塞的病變也表現出了不俗的療效。一項納入197例患者的多中心隨機對照試驗[18]結果表明,與經皮腔內血管成形術相比,覆膜支架置入的技術成功率和首次通暢率均較高。然而覆膜支架價格較昂貴,容易形成血栓,從而限制了其在臨床上的應用。此外,仍然有學者[19]擔心使用覆膜支架會覆蓋已經形成的側支循環。
3 斑塊消除技術
斑塊消除技術根據原理的不同可以分為斑塊旋切和斑塊消融兩類。從理論上來說,斑塊消除技術能夠準確地清除斑塊組織,避免過度擴張血管引起的血管破裂、夾層形成甚至穿孔,以及減少血管壁損傷導致的內膜病態增生和再狹窄的發生。從技術層面來說,斑塊消除技術使用的鞘管更小,可以減少腹股溝入口處的并發癥,并且更加適用于遠端的病灶。裝置的操作比較簡便,能夠減少操作時間。然而,一項納入了287例患者的薈萃分析結果[20]顯示,斑塊消除技術在技術成功率、首次通暢率方面與經皮腔內血管成形術并無差異,而遠端栓塞則更為常見。
3.1 定向斑塊旋切裝置
3.1.1 Silverhawk和TurboHawk經皮腔內斑塊旋切裝置
通過高速旋轉的切割刀片對硬化斑塊進行切割,是較為常用的旋切裝置。其中,TurboHawk采用特殊的切割刀片,使其比Silverhawk更加適用于鈣化嚴重的病變。
3.1.2 Jetstream經皮腔內斑塊旋切裝置
最大的特點是附帶有負壓吸引系統,能夠吸附脫落的血栓或者斑塊組織,特別適用于出現了附壁血栓的病變。Jetstream旋切裝置裝備的優點:裝備可以擴張的切割刀片,適用于各種直徑的血管;具備比較靈活的切割方式,適用于各種形態的病變。
3.2 斑塊消融裝置
準分子激光斑塊消融裝置(excimer laser system)利用電磁能量的光催化反應,使斑塊組織內分子的化學鍵斷裂,從而達到對斑塊組織和血栓進行消融的目的。對于一些長段、支架內再狹窄或者閉塞病變,斑塊消融能夠為后續腔內治療器材通過病變提供通道。
3.3 軌道斑塊旋切裝置(orbital atherectomy system)
利用圍繞中軸呈軌道旋轉金剛石涂層的轉子,對病變組織進行旋磨,從而擴大病變的內腔。通常旋磨產生的微粒平均尺寸2μm,足以通過正常的網狀內皮系統,不至于引起末梢動脈的栓塞。該裝置采用軌道旋切的方式,能夠最大化地擴大管腔。
總之,目前在腔內技術中,并沒有單一的可以適用于所有部位及病變特征的技術。下肢動脈硬化閉塞癥的腔內治療,需要多種腔內技術靈活搭配,仍然是控制血壓、血糖、戒煙、鍛煉等綜合治療的一部分,需要結合患者的具體情況給予個體化治療。各種腔內技術的療效,特別是斑塊消除技術,仍然需要大樣本的隨機對照試驗來進行評估。展望未來腔內技術的發展、提高遠期通暢率和下肢挽救率以及擴展適用范圍是發展的主要方向。
下肢動脈硬化閉塞癥是由于動脈硬化、下肢動脈管腔進行性狹窄甚至出現閉塞的慢性動脈疾病,是全身動脈硬化病變在下肢的表現。下肢動脈硬化閉塞癥的患病率較高,有文獻[1]報道,在65歲以上的美國人群中,其患病率高達10%~20%。下肢動脈硬化閉塞癥患者出現了嚴重的間歇性跛行或者靜息痛癥狀之后往往需要外科干預。外科干預的方式包括傳統的開放手術及血管腔內治療。傳統的開放手術創傷大,圍手術期并發癥多,并不適用于伴有嚴重并發癥的患者。而腔內治療以其創傷小、圍手術期并發癥少等優點,越來越受到重視。在泛大西洋協作組(The Trans-Atlantic Inter-Society Consensus Working Group,TASC)公布的指南中,對于TASC-Ⅱ分類A級和B級的患者將腔內治療作為首選,而對于TASC-Ⅱ分類為C級和D級的患者則將開放手術作為首選[2]。然而,越來越多的臨床研究[3-4]表明,腔內治療能夠達到與開放手術類似的效果,可能進一步擴大了其適應證。為了更好地實施個體化的治療,以及聯合多種腔內技術對復雜病變進行治療,有必要熟悉并掌握各種血管腔內技術。
1 經皮腔內血管成形術及其衍生技術
1.1 經皮腔內血管成形術
經皮腔內血管成形術的基本原理是利用加壓的氣囊壓迫動脈粥樣斑塊而擴張管腔,管腔擴張后依賴于增強的血流對管壁的壓力,從而維持擴張狀態。使用普通球囊進行的經皮腔內血管成形術是最經典的腔內治療術式,也是發展其他腔內技術的基礎。
1.2 內膜下血管成形術
內膜下血管成形術是利用導絲和導管,于動脈閉塞部位的近端進入內膜下,制造動脈夾層,并逐漸推進至動脈閉塞遠端,再進入動脈真腔,使得動脈夾層形成新的“動脈管腔”,此后再進行經皮腔內血管成形術或者支架置入術。內膜下血管成形術比較適用于長段阻塞或者高度鈣化的病變。由于不在血管腔內直接干預病變,內膜下血管成形術很少引起斑塊脫落而導致遠端的血管栓塞。內膜下血管成形術的局限性在于:可能會封閉已經存在的側支循環或者潛在的血流通道;從技術層面來說,導絲進入內膜下后,重新回到真腔需要克服諸多技術難題。Met等[5]系統評估了23個隊列研究共1 549例次的內膜下血管成形術的應用情況,結果提示,內膜下血管成形術的技術成功率可達50%~70%,隨訪1年,首次成功率約50%,保肢率可達80%~90%。
2 球囊、支架血管成形術
2.1 球囊
2.1.1 切割球囊(cutting balloon)
與普通球囊相比,切割球囊最大的特征是其外部縱向固定有外科顯微刀片,當球囊擴張時,外科顯微刀片可以切斷病變組織的連續性,從而減少擴張所需的壓力,減少彈性回縮、氣壓傷和夾層的發生。切割球囊不僅能夠減少血管壁的炎癥反應,減少血管平滑肌細胞的病態增生,而且通過減少對內膜的損害而促進內膜的愈合,因此能夠減少再狹窄,提高預期通暢率。然而,切割球囊更容易引致血管破裂,故在操作和選擇球囊大小時務必謹慎,在技術層面上,切割球囊的體積較大,運送相對困難。在臨床上,切割球囊比較適用于血管分支部位或者抵抗性較大的大血管病變。
2.1.2 冷凍球囊(cryoplasty)
通過在裝置中置入液氮,利用液氮氣化帶走大量的熱量而降低球囊擴張血管時與球囊表面的溫度,從而在擴張血管的同時,對局部產生冷凍效果。通常局部溫度可低至-10℃。有體外實驗[6]的結果表明,血管平滑肌細胞對于冷凍誘導的凋亡更加敏感,可能為其作用機理。在理論上,冷凍療法不僅保留了經皮腔內血管成形術所具有的治療效果,而且能夠通過降低血管壁對于球囊擴張的反應性和誘導血管平滑肌細胞的凋亡,減少內膜的病態增生和血管負性重構,最終達到提高遠期通暢率的目的。臨床試驗[7-8]結果表明,冷凍球囊在技術成功率方面與經皮腔內血管成形術相當,但在首次通暢率方面劣于經皮腔內血管成形術。
2.1.3 藥物洗脫球囊(drug eluting balloon)
在對病變血管進行球囊擴張時局部釋放抗增殖藥物并滲入到病變血管,從而抑制球囊擴張導致的血管平滑肌細胞的增生,減輕內膜的病態增生。與經皮腔內血管成形術相比,藥物洗脫球囊能通過減輕內膜增生提高遠期通暢率[9];與藥物洗脫支架相比,釋放的藥物濃度分布更加均勻,不需要留置,可減少對治療血管再狹窄的刺激,且不需要長期抗凝,沒有支架斷裂的擔憂。但藥物洗脫球囊擴張后仍會出現動脈管壁彈性回縮的現象,這時仍然需要支架置入處理。
2.2 支架
支架在血管腔內治療中的作用主要有兩個方面,一方面是支撐作用,抵抗動脈的彈性回縮;另一方面是作為載體,或承載生物膜,或承載藥物。利用其支撐作用,可作為球囊血管成形術后的補救措施;而利用其承載作用,則發展了覆膜支架和藥物洗脫支架。然而,支架置入后,血栓形成的風險會增加,需要長期服用抗凝藥物,在活動較多和表淺的部位,支架容易折斷造成不良后果。
2.2.1 金屬裸支架(bare metal stent)
是目前臨床上最常用的支架。隨著技術的發展和制作工藝的提高,金屬裸支架在靈活性、增加徑向抵抗力、減少脆性、提高組織相容性等方面不斷提高。目前使用的金屬裸支架已經具有良好的機械性能。金屬裸支架包括球囊擴張支架(balloon expandable stent)和自主擴張支架(self expanding stent)兩大類。與球囊擴張支架相比,自主擴張支架能夠抵抗一定的阻力,并且有彈性回復的性能,長期使用不會回縮,特別適用于受外在壓迫、經常需要彎曲和可放置支架的血管長度較短的部位,如脛前動脈和脛后動脈的下1/3段端。一般認為,若球囊血管成形術后出現了次優的臨床效果、殘余的狹窄大于30%、治療動脈段的血壓梯度超過5~10 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)或者動脈出現夾層和破裂時,適用于支架置入。近年來,越來越多的研究[10]成果表明,在股腘動脈長于5 cm的病變,金屬裸支架的療效要優于普通球囊血管成形術。這種療效的轉變,主要是有賴于金屬裸支架使用材質的改變。但在膝下動脈,金屬裸支架和球囊血管成形術的療效并沒有差別[11]。
2.2.2 生物可吸收支架(bioabsorbable stent)
是指可以在血液中溶解或者被血管組織吸收的支架。一般認為,普通支架僅在血管的急性修復期發生作用(通常是1個月),其后支架對于血管壁的機械應力及其引起的慢性炎癥反應可能是導致血管壁負性重構、血栓形成的重要原因。由此,生物可吸收支架應運而生。生物可吸收支架的優點是顯而易見的,減少負性重構、吸收可騰出空間,從某種意義上實現了管腔“二次擴張”。某些材料制作的可吸收支架可以在MRI中置入,從而減少患者對X射線的暴露[12]。然而實際應用中,可吸收支架的療效并不理想。在Bosiers等[13]的試驗中,共納入117例患者,其隨訪6個月的結果顯示,可吸收支架治療的血管通暢率甚至低于金屬裸支架治療。
2.2.3 藥物洗脫支架(drug eluting stent)
是指承載有藥物并按照一定速率釋放的支架,旨在支撐病變管腔的同時,通過承載的藥物在局部發揮抗炎或者抗增殖的作用。近年的隨機對照試驗結果[14-16]顯示,藥物洗脫支架在提高血管遠期通暢率和挽救下肢率方面要優于經皮腔內血管成形術或金屬裸支架。關于下肢動脈藥物洗脫支架成形術后并發血栓形成的報道比較少,可能與下肢動脈管徑較大、血栓導致下肢完全閉塞的可能性不大相關,但是這并不代表我們不需要引起重視。支架內血栓形成后血栓脫落會導致遠端動脈的栓塞,同樣會導致比較嚴重的后果[17]。
2.2.4 覆膜支架(covered stent)
是指表面覆蓋有生物性聚合物膜的金屬支架。覆膜支架能通過膜的機械性阻隔和生物性聚合物膜上附帶物質產生藥理作用,可以防治血栓形成和內膜過度增生。在臨床實踐中,覆膜支架主要適用于動脈穿孔、夾層及動脈瘤的阻隔,而其應用于股淺動脈長段閉塞的病變也表現出了不俗的療效。一項納入197例患者的多中心隨機對照試驗[18]結果表明,與經皮腔內血管成形術相比,覆膜支架置入的技術成功率和首次通暢率均較高。然而覆膜支架價格較昂貴,容易形成血栓,從而限制了其在臨床上的應用。此外,仍然有學者[19]擔心使用覆膜支架會覆蓋已經形成的側支循環。
3 斑塊消除技術
斑塊消除技術根據原理的不同可以分為斑塊旋切和斑塊消融兩類。從理論上來說,斑塊消除技術能夠準確地清除斑塊組織,避免過度擴張血管引起的血管破裂、夾層形成甚至穿孔,以及減少血管壁損傷導致的內膜病態增生和再狹窄的發生。從技術層面來說,斑塊消除技術使用的鞘管更小,可以減少腹股溝入口處的并發癥,并且更加適用于遠端的病灶。裝置的操作比較簡便,能夠減少操作時間。然而,一項納入了287例患者的薈萃分析結果[20]顯示,斑塊消除技術在技術成功率、首次通暢率方面與經皮腔內血管成形術并無差異,而遠端栓塞則更為常見。
3.1 定向斑塊旋切裝置
3.1.1 Silverhawk和TurboHawk經皮腔內斑塊旋切裝置
通過高速旋轉的切割刀片對硬化斑塊進行切割,是較為常用的旋切裝置。其中,TurboHawk采用特殊的切割刀片,使其比Silverhawk更加適用于鈣化嚴重的病變。
3.1.2 Jetstream經皮腔內斑塊旋切裝置
最大的特點是附帶有負壓吸引系統,能夠吸附脫落的血栓或者斑塊組織,特別適用于出現了附壁血栓的病變。Jetstream旋切裝置裝備的優點:裝備可以擴張的切割刀片,適用于各種直徑的血管;具備比較靈活的切割方式,適用于各種形態的病變。
3.2 斑塊消融裝置
準分子激光斑塊消融裝置(excimer laser system)利用電磁能量的光催化反應,使斑塊組織內分子的化學鍵斷裂,從而達到對斑塊組織和血栓進行消融的目的。對于一些長段、支架內再狹窄或者閉塞病變,斑塊消融能夠為后續腔內治療器材通過病變提供通道。
3.3 軌道斑塊旋切裝置(orbital atherectomy system)
利用圍繞中軸呈軌道旋轉金剛石涂層的轉子,對病變組織進行旋磨,從而擴大病變的內腔。通常旋磨產生的微粒平均尺寸2μm,足以通過正常的網狀內皮系統,不至于引起末梢動脈的栓塞。該裝置采用軌道旋切的方式,能夠最大化地擴大管腔。
總之,目前在腔內技術中,并沒有單一的可以適用于所有部位及病變特征的技術。下肢動脈硬化閉塞癥的腔內治療,需要多種腔內技術靈活搭配,仍然是控制血壓、血糖、戒煙、鍛煉等綜合治療的一部分,需要結合患者的具體情況給予個體化治療。各種腔內技術的療效,特別是斑塊消除技術,仍然需要大樣本的隨機對照試驗來進行評估。展望未來腔內技術的發展、提高遠期通暢率和下肢挽救率以及擴展適用范圍是發展的主要方向。