球囊導(dǎo)管和球囊擴(kuò)張導(dǎo)管

1、For per s onal use only in study and resear ch; not for commercial use球囊導(dǎo)管和球囊擴(kuò)張導(dǎo)管(2012-11-5球囊導(dǎo)管分為球囊擴(kuò)張導(dǎo)管、球囊阻塞導(dǎo)管以及球囊整覆導(dǎo)管一、球囊擴(kuò)張導(dǎo)管球囊擴(kuò)張導(dǎo)管：是一種頭端帶有可膨脹球囊的軟性導(dǎo)管，用于在影像引導(dǎo)下擴(kuò)張人體內(nèi)狹窄的空腔臟器，如血管，消化道，泌尿道等。在不膨脹的情況下，球囊導(dǎo)管進(jìn)入靶病變部位， 治療成功后可以回縮球囊以便撤出球囊導(dǎo)管到體外。血管擴(kuò)張球囊的幾個(gè)基本特性如下： 球囊順應(yīng)性和擴(kuò)張力從最嚴(yán)格的角度來說，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(duì)絕大多數(shù)PTA球囊導(dǎo)

2、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。德國醫(yī)生Gruentzig最開始使用的球囊和所有早期的PTA球囊都是PVC材質(zhì)的，而PVC相對(duì)于今天的標(biāo)準(zhǔn)來說是比較有順應(yīng)性的球囊材料。這些球囊在施壓時(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。PTA時(shí)的結(jié)果往往是球囊直徑明顯大于制造商所標(biāo)稱的數(shù)值。Abele非常好的描述了隨著在嚴(yán)重狹窄部位施力的增加，順應(yīng)性球囊是如何導(dǎo)致（1 ）難以預(yù)料的球囊直徑；（2 ）非病變毗鄰部位（例如，接觸正常血管壁的部分）的球囊 材料過度伸展；（3）附近正常血管段的過度伸展和可能的破裂；（4）很差的病變觸感；以及（5）病變

3、部位減弱的擴(kuò)張力。PVC球囊在破裂前容易擴(kuò)張，不單是由于壓強(qiáng)增加，還可以是因?yàn)榉磸?fù)的擴(kuò)張。這種球囊的過度擴(kuò)張導(dǎo)致臨床血管成形術(shù)中發(fā)生血管破裂。自從引入PTA球囊后，多聚物科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展導(dǎo)致薄壁、順應(yīng)性較小材料的球囊產(chǎn)生，這些材料包括聚乙烯（PE）、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）、尼龍和聚氨酯。這些材料順應(yīng)性 比PVC小，一般來說較為適用于 PTA雖然聚氨酯是其中最柔順的材料。|在達(dá)到破裂點(diǎn)前，無順應(yīng)性球囊直徑的增加很少。因此選擇匹配血管大小合適的球囊?guī)缀跄鼙ＷC血管擴(kuò)張成 形時(shí)不會(huì)發(fā)生血管破裂（透壁撕裂）|。球囊本身在超出張力極限時(shí)可能破裂，而血管可以保 持完整。各種不同球囊材料的不同，順應(yīng)性

4、也不同。除了這些特殊的球囊材料，與順應(yīng)性和破裂有關(guān)的因素還包括溫度、擴(kuò)張次數(shù)和球囊直徑。圓周應(yīng)力球囊擴(kuò)張時(shí)施加于球囊圓周表面的非放射狀力稱為圓周應(yīng)力。因?yàn)閴簭?qiáng)等于單位面積上的壓力，在壓強(qiáng)一定時(shí)，表面大的球囊比表面小的球囊受到更大的圓周應(yīng)力。圓周應(yīng)力T等于壓強(qiáng)P和球囊直徑 D的乘機(jī)：T=PXD對(duì)給定的球囊材料和膨脹壓來說，球囊直徑越大，其表 面受到的圓周應(yīng)力越大。因此，相同的材質(zhì)，大球囊會(huì)在較小的壓強(qiáng)下破裂。換一種說法，選擇相同材料制造的不同大小球囊，每個(gè)球囊在受到相同的圓周應(yīng)力時(shí)破裂。但是，由于上面提到的關(guān)系，對(duì)一個(gè)給定的圓周應(yīng)力來說，壓強(qiáng)和球囊直徑成反比。因此，對(duì)大球囊來說，要達(dá)到破裂的圓周

5、應(yīng)力所需要的壓強(qiáng)相對(duì)較小。結(jié)果，最大的球囊有最小的破裂壓強(qiáng)值。現(xiàn)有能承受20個(gè)大氣壓的 高壓球囊”（但是廠家說明最大膨脹壓是10-16個(gè)大氣壓）用于臨床經(jīng)皮血管成形術(shù)（PTA）o血管成形術(shù)時(shí)血管破裂最重要的原因是血管過度擴(kuò)張。防止這種過度擴(kuò)張的發(fā)生，并保證能對(duì)病變部位施加最大擴(kuò)張力最簡單的方法是選擇適當(dāng)直徑的無順應(yīng)性球囊。使用無順應(yīng)性的球囊行PTA擴(kuò)張力隨著膨脹壓線性增加。最后，除了理想的無順應(yīng)性 PTA球囊，還可以選擇順應(yīng)性有限的導(dǎo)管。 某些尼龍球囊制造商 使用這種方法，他們生產(chǎn)的PTA球囊必須同時(shí)配合一個(gè)壓力檢測(cè)裝置同時(shí)使用。因?yàn)檫@種球 囊的順應(yīng)性曲線是精確的和可重復(fù)的，選擇一個(gè)球囊擴(kuò)張壓

6、值，就可預(yù)測(cè)球囊直徑是多少。 利用這種系統(tǒng)，可以通過選擇想要的球囊直徑相對(duì)應(yīng)的正確壓力值，來擴(kuò)張 8.0mm 直徑的 球囊到 7.5 或者 8.5mm （或者需要的這兩個(gè)極限值間的任意直徑） 。球囊截面積截面積可以想像成是 PTA導(dǎo)管最大橫斷面積或者直徑，使用的是F單位。一個(gè)球囊截面積稍微增加的5F PTA導(dǎo)管可能實(shí)際上是 5.7F的。絕大多數(shù)施行 PTA時(shí)都使用帶有止血閥門和側(cè) 口的血管造影鞘。5.7F的截面需要使用6F的鞘。使用球囊位置比其導(dǎo)管部分明顯大的球囊 導(dǎo)管時(shí)，不用血管造影鞘容易產(chǎn)生插入部位滲血。小截面產(chǎn)生兩個(gè)實(shí)際好處： 較小的動(dòng)脈鞘 （以及較少局部穿刺并發(fā)癥產(chǎn)生） 和穿越病變部位

7、 的能力。后者指導(dǎo)管的球囊部分穿過目標(biāo)病變使PTA能夠施行的能力。除了截面，另外一個(gè)跟穿過病變相關(guān)的因素是病變表面和球囊表面的摩擦力。 一些制造商通過給球囊表面增加親 水涂層來減少這種摩擦力。早期的PTA導(dǎo)管為9F的導(dǎo)管。再給導(dǎo)管軸包被上球囊， 常常使截面達(dá)到10F到11F的范圍。 這種大得嚇人的導(dǎo)管絕對(duì)不可能循著彎曲血管中的導(dǎo)絲進(jìn)行內(nèi)臟或者冠狀動(dòng)脈血管成形。為了減少 PTA 導(dǎo)管截面積，制造商使用更好的導(dǎo)管材料和現(xiàn)代沖壓技術(shù)來減少導(dǎo)管軸總體大 小，減少球囊下導(dǎo)管軸直徑， 使用非常薄但無順應(yīng)性的球囊材料以及完善球囊包被工藝多種 手段。特殊的球囊導(dǎo)管設(shè)計(jì)（共軸、雙腔、球囊導(dǎo)線）是截面的另外一個(gè)決

8、定因素。5F的導(dǎo)管上所有常用直徑的球囊都可以獲得。至少有兩家制造商生產(chǎn) 5F軸上的直徑最大到12mm的球囊。更有兩家生產(chǎn) 5F軸的高壓球囊。包括球囊套層，這些 12mm球囊導(dǎo)管的截 面大約是7F。因此，使用時(shí)需要 8F的鞘。追蹤力追蹤力是指PTA導(dǎo)管循著導(dǎo)絲通過彎曲路徑到達(dá)病變部位而不使導(dǎo)絲移位的能力。在任何一種情況下，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)管是否能到達(dá)目的部位。 早期行腓淺血管與逆行髂血管成形術(shù)時(shí)， 追蹤力不是一個(gè)必須考慮的因素。 因 此相對(duì)較大而硬的 PTA導(dǎo)管是完全可以接受的。正是由于這些硬質(zhì)導(dǎo)管容易推進(jìn)，它們可以穿過并擴(kuò)張絕大多數(shù)病變。但是為了行跨

9、越髂動(dòng)脈到對(duì)側(cè)股動(dòng)脈的PTA腎動(dòng)脈和內(nèi)臟動(dòng)脈PTA這樣的導(dǎo)管顯然不合要求，這就對(duì)制造商提出了新的要求。為了術(shù)者能順利完成操作， 導(dǎo)管的設(shè)計(jì)上需要有足夠的柔韌性。 導(dǎo)管的柔韌性很大程度上是 通過制造商減小導(dǎo)管和球囊的截面積來實(shí)現(xiàn)的。 而為了減小截面， 主要是通過生產(chǎn)薄壁導(dǎo)管 這樣的手段。 但是這樣就不得不付出導(dǎo)管更容易彎折和可推進(jìn)性減弱的代價(jià)。為此需配合各種導(dǎo)絲聯(lián)合應(yīng)用以增加 PTA導(dǎo)管追蹤力。使操作者通過病變部位的理想的導(dǎo)絲，尖部柔軟靈活可控、不透X光，其體部較硬以增加和引導(dǎo)導(dǎo)管前行。目前市場(chǎng)上 0.0140.035英寸的導(dǎo) 絲都具有良好的可控性， 比較容易穿過狹窄甚至是阻塞的動(dòng)脈病變。 一旦

10、導(dǎo)管穿過病變， 撤 出引導(dǎo)導(dǎo)絲，通過導(dǎo)管注射造影劑，確定了在血管腔內(nèi)的位置正確后，用交換導(dǎo)絲置換PTA球囊導(dǎo)管，并使PTA導(dǎo)管循導(dǎo)絲穿過狹窄部位。追蹤力差的球囊導(dǎo)管會(huì)把替換導(dǎo)絲從目標(biāo)血 管拉出到主動(dòng)脈或者上一級(jí)動(dòng)脈中，這樣先前的選擇性插管的努力全都白費(fèi)了?？拐坌郧蚰覍?dǎo)管要通過嚴(yán)重迂曲的血管和嚴(yán)重狹窄部位， 常常導(dǎo)致球囊導(dǎo)管彎折， 導(dǎo)致充盈球囊的 造影劑不能通過導(dǎo)管充盈球囊。 理想情況下要使導(dǎo)管通過半徑較小的彎曲， 導(dǎo)管應(yīng)不會(huì)彎折。 過去PTA時(shí)，操作者為了在行 PTA的同時(shí)行診斷性造影，可能常常會(huì)遇見這種彎折的情況。比如，行通過跨越髂動(dòng)脈分叉處的對(duì)側(cè)股淺動(dòng)脈（SFA PTA操作者可能需要把導(dǎo)絲

11、臨時(shí)抽出來，通過導(dǎo)絲腔注射造影劑，進(jìn)行PTA術(shù)后動(dòng)脈造影時(shí)。當(dāng)導(dǎo)絲抽出時(shí)，導(dǎo)管軸（包括球囊腔、導(dǎo)絲腔）最容易彎折。PTCA（冠狀動(dòng)脈擴(kuò)張術(shù)）時(shí)由于使用了引導(dǎo)導(dǎo)管，也不用PTCA 球囊導(dǎo)管來注射造影劑， 彎折的問題則不那么明顯。 現(xiàn)代周圍動(dòng)脈血管擴(kuò)張術(shù)和支撐架架植 入術(shù)目前也廣泛使用引導(dǎo)導(dǎo)管，通過鞘管注射造影劑避免了通過球囊導(dǎo)管導(dǎo)絲腔的注射。當(dāng)PTA球囊導(dǎo)管發(fā)生彎折后，有時(shí)可以再插入導(dǎo)絲的同時(shí)稍微將導(dǎo)管稍退出一點(diǎn)來解決這個(gè) 問題。 但有時(shí)需將導(dǎo)管拔出重新插管。 有數(shù)種方法可以避免這種情況的發(fā)生。 一種方法是通 過球囊導(dǎo)管的導(dǎo)絲腔，在狹窄遠(yuǎn)端放置一根較硬的軟頭0.018英寸導(dǎo)絲，并用 Y形閥連接在

12、PTA球囊導(dǎo)管的注射口。然后沿著這根導(dǎo)絲將PTA球囊導(dǎo)管前行到覆蓋病變的位置上，通過Y形閥連接器的側(cè)口可以注射造影劑、硝酸甘油、鹽水或其他液體，因?yàn)?.018導(dǎo)絲明顯比球囊導(dǎo)管內(nèi)腔 0.038 英寸的直徑小， 留有空隙用于注射。 第二種方法是使用不同外徑的血管 鞘（翻山鞘或過山鞘）來擴(kuò)寬這個(gè)轉(zhuǎn)彎（增加轉(zhuǎn)彎的半徑） ，這樣或許可以避免彎折的發(fā)生， 但是失去了插入導(dǎo)管穿刺部位的小截面優(yōu)勢(shì)。實(shí)際上導(dǎo)管壁太薄的時(shí)候所有的材料都很容易彎折。 但是當(dāng)導(dǎo)管壁厚度一定的時(shí)候， 不同的 材料有不同的抗折性能。編織導(dǎo)管抗折性能可能最強(qiáng)，但是截面較大。5F 的編織導(dǎo)管加上PTA球囊腔后截面遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 5F。所以，雖然

13、一些鞘、引導(dǎo)導(dǎo)管和許多選擇性導(dǎo)管是編織狀的， 球囊PTA導(dǎo)管桿一般不用編織方式?？傊?，用非常薄的材料生產(chǎn)的小截面球囊導(dǎo)管容易彎折， 特別是在通過小半徑轉(zhuǎn)彎和導(dǎo)絲被 抽出的時(shí)候。目前尚無完全抗折、 小截面的PTA導(dǎo)管。最好的防止彎折的方法是使用上面描 述的技巧?？赏苿?dòng)性雖然在跨髂動(dòng)脈對(duì)側(cè)股腘動(dòng)脈的PTA脛動(dòng)脈的 PTA以及腎動(dòng)脈和內(nèi)臟 PTA甚至顱內(nèi)動(dòng)脈PTA中都存在可推動(dòng)性的問題。但是這個(gè)問題最早提出可能是在PTCA而不是PTA截面非常小的PTCA導(dǎo)管或許不存在到達(dá)嚴(yán)重狹窄部位的困難，但是如果導(dǎo)管可推動(dòng)性很差， 或許到達(dá)病變部位并不意味著能夠通過狹窄。 為了解決這個(gè)問題， 制造商現(xiàn)在已經(jīng)生產(chǎn)出

14、了 球囊頭 （引導(dǎo)頭）非常軟而導(dǎo)管軸相對(duì)較硬的導(dǎo)管，使末端能夠沿導(dǎo)絲容易地被推動(dòng)。硬質(zhì)部分與軟質(zhì)部分間的移行區(qū)越長越光滑，導(dǎo)管越不容易彎折。PTA球囊導(dǎo)管的可推動(dòng)性改變了跨髂動(dòng)脈操作以及外周 PTA 時(shí)遇到的大多數(shù)情況。這樣，術(shù)者就能夠利用導(dǎo)絲的硬質(zhì)部 分來支撐導(dǎo)管， 并推動(dòng)導(dǎo)管通過病變。 即使是在這種情況下， 使用有逐漸變細(xì)的尖端和小截 面血管成形球囊導(dǎo)管也是有幫助的。 要想推動(dòng)導(dǎo)管通過病變區(qū)， 支撐導(dǎo)絲是非常重要的， 這 在再通慢性閉塞性髂動(dòng)脈和支架放置PTA術(shù)中的推進(jìn)技術(shù)有很典型的體現(xiàn)。球囊導(dǎo)管頭球囊導(dǎo)管頭應(yīng)該逐漸變細(xì)來適應(yīng)導(dǎo)絲有助于穿過狹窄病變處。直徑過大或者不好的頭部形態(tài)設(shè)計(jì)使導(dǎo)管即

15、使是有硬導(dǎo)絲引導(dǎo)也難以穿過嚴(yán)重狹窄部位。形態(tài)不好的頭部和推進(jìn)性差的軸組裝起來的導(dǎo)管特別不利于穿越病變的操作。 球囊導(dǎo)管頭的長度也是問題的另一面。 在許多 操作中，比如髂總動(dòng)脈的逆性球囊PTA導(dǎo)管頭或許可能不是問題。但是在那些有遠(yuǎn)端分枝血管容易被導(dǎo)管頭損傷（對(duì)腎動(dòng)脈和脛動(dòng)脈進(jìn)行操作）時(shí)，所以需要使用短的球囊導(dǎo)管頭。球囊膨脹縮復(fù)次數(shù)縮復(fù)是指擴(kuò)張或收縮球囊所需要的時(shí)間。雖然PTA導(dǎo)管膨脹縮復(fù)過程中流經(jīng)球囊的稀釋造影劑“流量 ”不是層流，將它想像為層流有助于我們理解影響實(shí)際觀察到的膨脹縮復(fù)次數(shù)的因素?，F(xiàn)代PTA導(dǎo)管截面小，有相應(yīng)的小直徑球囊或通道。液體 流量”與通道半徑的4次方成正比，與導(dǎo)管長度成反比

16、。因此，如果我們比較兩根PTA球囊導(dǎo)管，球囊直徑均為 12mm，而長度一根為40cm，根為80cm，我們可以發(fā)現(xiàn) 80cm長的導(dǎo)管復(fù)縮所需時(shí)間大約是40cm長導(dǎo)管的兩倍。球囊PTA導(dǎo)管的其他功能近年來， 血管成形術(shù)后再狹窄發(fā)生率高， 治療再狹窄增加經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)， 以及隨后病人行血管再 通術(shù)的各種風(fēng)險(xiǎn)增加， 引起研究者對(duì)減少和消除這些問題的基礎(chǔ)和臨床研究的興趣。研究方法包括工程學(xué)（支架、腔內(nèi)斑塊旋切術(shù)）、藥理學(xué)甚至遺傳學(xué)?，F(xiàn)在的理論認(rèn)為PTA術(shù)后生長因子使動(dòng)脈中層平滑肌細(xì)胞（SMC）發(fā)生性質(zhì)改變，由原來的收縮細(xì)胞表型轉(zhuǎn)化為合成細(xì) 胞表型。這些轉(zhuǎn)化了的平滑肌細(xì)胞移行到內(nèi)膜層，合成的基質(zhì)構(gòu)成了內(nèi)膜新生組

17、織體積的 90。后者是多數(shù)再狹窄發(fā)生的原因。已經(jīng)研究的細(xì)胞毒性藥物以及其他能夠抗增殖的物質(zhì)能夠防止再狹窄，但是由于這些藥物大劑量對(duì)病人的毒副作用太大， 許多不能夠靜脈注射。 包括寡肽、 寡核苷酸等的多種其他藥物 會(huì)被消化酶消化，以及胃和腸道多種不同 pH 值的影響，不能口服。所以，研究者將興趣放 在了在行PTA同時(shí)直接將藥物送達(dá)目的位置。自然我們會(huì)考慮將 PTA球囊作為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的載體。 這類實(shí)驗(yàn)使用了能夠作為藥物載體的水凝膠包被的血管成形球囊。另外一些研究者在實(shí)驗(yàn)中使用多種微孔球囊導(dǎo)管來把藥物送達(dá)血管壁。也可能利用血管成形導(dǎo)管對(duì)血管壁釋放能量來防止或者抑制再狹窄。有人使用特殊改造的血管成形

18、導(dǎo)管釋放射頻能量來封閉PTA導(dǎo)致的血管夾層，并用它來重塑血管壁又不產(chǎn)生血管夾層。通過光纖維釋放激光的方法也被用來減少再狹窄。最后，也有人提出通過球囊運(yùn)送在血管內(nèi)會(huì)凝固的液體多聚物并鋪平” PT損傷的血管壁，然后將血管壁和周圍的生長因子以及其他可能導(dǎo)致再狹窄的物質(zhì)隔離。同時(shí)， “鋪平”血管壁能夠防止PTA引起血管夾層后導(dǎo)致血管閉合。這些多聚物包括聚乳酸和其他人體能夠降解的 物質(zhì)。雖然這些物質(zhì)的力學(xué)性質(zhì)給放置支架增加了難度， 但是它們卻提供了一個(gè)臨時(shí)的支撐 結(jié)構(gòu)而不必取出。目前球囊導(dǎo)管的新進(jìn)展主要圍繞，開發(fā)新的球囊技術(shù)以防止血管內(nèi)介入治療的慢性并發(fā)癥： 血管夾層、血栓形成、遠(yuǎn)端栓塞以及再狹窄。這些

19、技術(shù)包括低溫球囊和切割血管成形球囊。低溫球囊除了具有其他導(dǎo)管的機(jī)械血管塑形作用，還能夠把附近組織溫度降至-10 C。實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明這種低溫可以誘導(dǎo)組織凋亡或者程序性細(xì)胞死亡，進(jìn)而減少狹窄。 這種技術(shù)對(duì)治療透析移植血管頑固性反復(fù)狹窄有預(yù)防作用。切割球囊血管成形術(shù)， 在冠狀動(dòng)脈和外周循環(huán)動(dòng)脈中均可使用， 用于血管內(nèi)近距離治療后血 管頑固性狹窄或者透析用動(dòng)靜脈瘺反復(fù)狹窄病人的治療。關(guān)于術(shù)語所有的介入學(xué)專家在臨床描述、 學(xué)術(shù)報(bào)告、 操作或口頭演講中與同事或者助手交流都需要能 夠描述球囊導(dǎo)管的各個(gè)部分。 在進(jìn)行關(guān)鍵操作步驟時(shí)介入操作者都不可避免地需要描述球囊 導(dǎo)管的近端和遠(yuǎn)端。 而且操作者會(huì)覺得難以確定球

20、囊的哪一端是近遠(yuǎn)端。 例如， 為治療布加 綜合征，在下腔靜脈和右心房連接部進(jìn)行PTA操作，如果球囊是通過股靜脈插入的，球囊有部分穿過腔靜脈和心房連接部， 部分在右心房內(nèi)， 還有部分在下腔靜脈內(nèi)， 那么球囊哪一端 才是近端呢？如果說在下腔靜脈內(nèi)的部分是近端， 那么會(huì)把最靠近操作者的球囊端認(rèn)為是近 端。但是， 事實(shí)上沒有解剖學(xué)參考點(diǎn)近端這個(gè)詞是沒有意義的。選擇了參考點(diǎn)后，近端通常是指最中央的部分； 因此， 近端應(yīng)該指的是右心房內(nèi)的那一端。 問題是導(dǎo)管本身不是解剖學(xué) 部位，不可能有近端或者遠(yuǎn)端。應(yīng)該放棄使用近端和遠(yuǎn)端這樣的詞，而使用實(shí)際操作中大家都能認(rèn)同的詞，應(yīng)該用“頭”和“尾”。任何需要描述使用的導(dǎo)管時(shí)候或者關(guān)于它的一部分的時(shí)候，用頭尾端較為簡單。 例如，在剛才提及的