PCI球囊實際破裂壓體外研究

李小龍 張萌 董鵬 靳維華 曲濤 王斌

在以植入藥物洗脫支架(DES)治療為主的冠脈介入治療年代，為了降低支架內(nèi)再狹窄及血栓發(fā)生率，常常需要在支架釋放后進(jìn)行高壓擴(kuò)張，以達(dá)到支架的充分膨脹和貼壁。在臨床上，我們有時采用非順應(yīng)性球囊進(jìn)行后擴(kuò)張。由于后擴(kuò)張的球囊(包括非順應(yīng)性球囊和支架球囊)所標(biāo)識的爆破壓(Rated Burst Pressure RBP)多≤20atm，而實際介入手術(shù)中擴(kuò)張的壓力常常大于此數(shù)值。出于經(jīng)濟(jì)問題考慮，一些介入醫(yī)師有時用支架囊進(jìn)行高壓后擴(kuò)張。在超出RBP多大范圍是安全的，目前國內(nèi)外鮮有研究。為明確PCI球囊高壓擴(kuò)張的安全性，我們在體外將常用品牌PCI球囊打破，觀察不同PCI球囊在體外的RRP，了解不同PCI球囊體外破裂特點，研究其與支架長度、直徑、擴(kuò)張次數(shù)、最大擴(kuò)張時間及最大擴(kuò)張壓力等因素的相關(guān)性。

1 資料與方法

1.1 入選的PCI球囊 2010年2月至2010年10月共入選279枚PCI球囊，其中半順應(yīng)性支架囊232枚:Cypher(美國強(qiáng)生)49枚，Taxus(美國波科)34枚，Endeavor(美國美敦力)14枚，XienceV(美國雅培)13枚，Partner(北京樂普)108枚，Excel(山東吉威)10枚，F(xiàn)irebird(上海微創(chuàng))4枚。半順應(yīng)性非支架球囊29枚:Voyager(美國雅培)12枚，Sprinter(美國美敦力)8枚，Sun(北京?；柟?球囊9枚。非順應(yīng)性球囊16枚:Durastar(美國強(qiáng)生)6枚，NC Sprinter(美國美敦力)8枚，Quantum(美國波科)4枚。已在體內(nèi)擴(kuò)張過嚴(yán)重鈣化病變的球囊排除入選。

1.2 PCI球囊體內(nèi)釋放的基本信息 球囊直徑從2.25～4.5mm，平均2.94mm;長度8～38mm，平均24.12mm;在體內(nèi)的擴(kuò)張壓力8～24個大氣壓(atm)，其中超過20atm釋放的球囊為37個，占總數(shù)的13.9%，平均23.15atm;擴(kuò)張次數(shù)1～9次，平均2.52次;擴(kuò)張時間10～30 s(s)，平均13.96s。不同球囊的詳細(xì)參數(shù)詳見表1。

表1 不同球囊的物理參數(shù)和體內(nèi)釋放參數(shù)

1.3 PCI球囊體外擴(kuò)張 將完成體內(nèi)釋放的PCI球囊在24 h以內(nèi)，在室溫下以每秒增加4～6大氣壓的速度用以生理鹽水1∶1稀釋的泛影葡胺將PCI球囊在體外打破，記錄PCI球囊體外的RRP，觀察不同 PCI球囊之間RRP(Real Rupture Pressure RRP)的差異。

2 結(jié)果

2.1 常用類型及品牌PCI球囊在體外RRP詳見表2。在幾種支架囊中，體外平均RRP排序為:Taxus＞Cypher＞Excel＞XienceV＞Partner＞Endeavor＞Firebird。體外最小實際破裂壓(Minimal Real Rupture Pressure MRRP)由大至小的順序為:Taxus＞XienceV，Excel＞Cypher＞Endeavor＞Firebird＞Partner。Taxus支架囊(Liberte)組在體外釋放的平均RRP和MRRP均最高，≥32atm，而Partner支架囊組的MRRP在體外最低，為 24atm。Firebird球囊的平均 RRP最低，25atm。在半順應(yīng)性的非支架囊中，國產(chǎn)的Sun球囊的MRRP≥32atm，與Taxus支架囊相當(dāng)，明顯高于另外兩種進(jìn)口球囊:Voyager及 Sprinter球囊(23atm)。

將半順應(yīng)性球囊體外最小RRP分為兩組:MRRP≤25atm為低壓組，包括 Partner、Firebird、Voyager及 Sprinter球囊;MRR P ＞25atm 為高壓組，包括 Excel、Cypher、Taxus、Endeavor、XienceV以及Sun球囊;其中Sun球囊和Taxus支架囊最高。

2.2 比較球囊體外破裂壓的變異性可以看出，Partner支架囊和Cypher支架囊組的RRP變異最大，而美敦力公司的支架球囊(Endeavor)、Sprinter球囊(半順應(yīng)性非支架囊)、NcSprinter(非順應(yīng)性球囊)三種球囊的RRP變異均很小。國產(chǎn)的半順應(yīng)性Sun球囊組在體外釋放的最小RRP最高且變異最小。按照球囊平均RRP的標(biāo)準(zhǔn)差，≤1atm的球囊包括Endeavor、XienceV、Firebird、Sun、Sprinter、NcSprinter。 ＞ 1atm 的球囊有Cypher、Taxus、Partner、Excel、Voyager。而 ＞2atm 的球囊有 Cypher和 Partner。

2.3 用體外的MRRP減去RBP得出最小容許加壓值(Minimal Tolerance Pressure，MTP)，代表球囊擴(kuò)張的安全范圍。所有球囊后的的MTP數(shù)值在7～15atm之間(表2)。在支架囊組中，MTP最大的球囊組為Taxus及XienceV，最小的為Firebird;在半順應(yīng)性非支架囊中，MTP最大的球囊組為Sun，最小的為Sprinter。MTP≥10atm的半順應(yīng)性球囊為(由高到低):≤1atm 的球囊包括 Sun、Taxus、XienceV、Excel、Cypher、Endeavor。非順應(yīng)性球囊MTP均超過12atm，其中最大的為NC Sprinter組，為15atm。

2.4 影響球囊RRP的因素。由于入選球囊品牌較多，同時涉及半順應(yīng)性支架囊、半順應(yīng)性非支架囊及非順應(yīng)性球囊，其中有些品牌球囊入選數(shù)量偏少，故我們選取其中Partner支架囊組(n=108)作統(tǒng)計學(xué)分析，以球囊體外RRP作為因變量，將球囊長度、直徑、擴(kuò)張時間、擴(kuò)張次數(shù)及體內(nèi)最大擴(kuò)張壓力作為自變量作多元線性回歸。結(jié)果顯示球囊直徑對于體外RRP的影響具有顯著統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.0001)，球囊直徑與RRP之間具有顯著相關(guān)性(偏相關(guān)系數(shù)為-0.777)，見圖1。而支架長度、擴(kuò)張時間、擴(kuò)張次數(shù)及體內(nèi)最大擴(kuò)張壓力對于球囊體外RRP沒有明顯影響。

圖1 Partner支架囊組直徑與體外RRP關(guān)系

2.5 體內(nèi)球囊破裂情況。近兩年來，共有5枚PCI球囊在體內(nèi)擴(kuò)張時發(fā)生破裂(表3)，分別見于5種球囊，占同期球囊擴(kuò)張總數(shù)的0.23%。從球囊種類看，分布于不同的品牌。多數(shù)與鈣化病變有關(guān)，其次是支架內(nèi)擴(kuò)張，非順應(yīng)性球囊未見體內(nèi)破裂。

表2 PCI球囊標(biāo)注各種壓力及體外測試數(shù)據(jù)

表3 體內(nèi)破裂球囊相關(guān)參數(shù)

3 討論

在DES時代，支架內(nèi)血栓形成以及再狹窄的發(fā)生與支架貼壁不良有很大關(guān)系［1］，多項研究［2，3］也證明支架充分?jǐn)U張貼壁能顯著減少支架內(nèi)血栓及再狹窄的發(fā)生。因此，臨床上，在支架置入后，越來越多的醫(yī)師采用后擴(kuò)張來使支架達(dá)到充分的貼壁，使支架直徑與正常參考血管直徑之比為1～1.1∶1［3-5］。

在我國，PCI手術(shù)耗材仍較昂貴，一部分患者經(jīng)濟(jì)承受能力較弱，介入醫(yī)生在進(jìn)行冠心病介入治療的同時，常常要考慮患者的經(jīng)濟(jì)狀況，并因此使用支架球囊進(jìn)行后擴(kuò)張。但是，球囊所標(biāo)示的RBP常常低于20atm，即使標(biāo)注的最大壓力，也很少超過20atm(表2)。而實際工作中，擴(kuò)張的壓力常常會大于20atm。因此，過高壓力的球囊擴(kuò)張的安全性如何，尚缺乏系統(tǒng)的研究。

根據(jù)順應(yīng)性，PCI球囊分為半順應(yīng)性球囊及非順應(yīng)性球囊。半順應(yīng)性球囊具有較寬的適用范圍，在一定范圍內(nèi)，隨著擴(kuò)張壓力的增加，球囊尺寸會有一定程度增加，多用作支架囊和用于預(yù)擴(kuò)張。非順應(yīng)性球囊指球囊在到達(dá)預(yù)置尺寸后，即使增加至較高的壓力，但球囊直徑保持相對不變或增加不明顯，對于血管的適應(yīng)性弱，多用于后擴(kuò)張。在壓力順應(yīng)性表中，每個球囊都會標(biāo)示各球囊命名壓(Nominal Pressure NP)、爆破壓(Rated burst pressure RBP)及擴(kuò)張壓力與球囊外徑之間的關(guān)系(詳見表2)。命名壓指需要獲得標(biāo)簽標(biāo)識的充氣球囊直徑所需要的壓力。爆破壓是指反復(fù)充盈球囊40次，在此壓力下99%的球囊不會破裂。

本研究結(jié)果顯示所有的PCI球囊均能耐受壓力順應(yīng)性表所示的最大壓力，支架囊均能耐受24atm以內(nèi)的壓力，半順應(yīng)性非支架囊均能耐受23atm以內(nèi)的壓力，而非順應(yīng)性球囊均能耐受32atm以內(nèi)的壓力。因此，半順應(yīng)性球囊打至20atm、非順應(yīng)性球囊打至30atm是安全的，為球囊在體內(nèi)大于RBP的高壓后擴(kuò)張?zhí)峁┮欢ǖ睦碚撘罁?jù)。在臨床上，我們用支架球囊后擴(kuò)張，偶爾將壓力打到22～24atm。有時，支架選擇型號偏小，需要用支架球囊高壓擴(kuò)張，能夠獲得更大的支架直徑。

在體內(nèi)球囊擴(kuò)張時與體外仍有差異。如Partner支架球囊在體外都能擴(kuò)張到24atm而不破裂，但在體內(nèi)擴(kuò)張支架時，有一例在22atm破裂。Quantum球囊標(biāo)注也很清楚，一般情況下擴(kuò)張的RBP為20atm，而在支架內(nèi)擴(kuò)張的RBP為18atm。一般來說，非順應(yīng)性球囊擴(kuò)張時耐受的高壓要大得多。一例支架置入后膨脹不良，用Quantum球囊在支架內(nèi)曾兩次用32atm高壓后擴(kuò)張而未發(fā)生破裂，方才把鈣化段支架擴(kuò)張滿意。這與我們體外試驗的結(jié)果相符。需注意的是，在擴(kuò)張鈣化病變時，半順應(yīng)性球囊以低壓擴(kuò)張即可發(fā)生破裂，如表3所示。鈣化病變形成時，堅硬的鈣化物突出管腔，在低壓力擴(kuò)張時球囊即可能被突出的鈣化物刺破。但支架擴(kuò)張時低壓力破裂罕見，這可能與支架本身的保護(hù)作用有關(guān)。表3示支架囊體內(nèi)破裂的兩例均發(fā)生在較高壓力擴(kuò)張時(大于RBP)。在纖維硬化性病變時，球囊以大于RBP擴(kuò)張是安全的。

研究也顯示，球囊的RRP與支架直徑呈負(fù)相關(guān)，即直徑小的球囊能耐受更高的壓力而不破裂，表3所示體內(nèi)發(fā)生的兩例支架囊破裂直徑均≥3.5mm，亦支持此結(jié)論。球囊的RRP與擴(kuò)張次數(shù)、擴(kuò)張時間、球囊長度及最大擴(kuò)張壓無明顯相關(guān)性，國外也有類似報道［6］。在表2中也可見到非順應(yīng)性球囊有類似的趨勢，即球囊直徑越大，RBP越小，平均體外RRP越小。但由于樣本量小，未對本次入選的非順應(yīng)性球囊作統(tǒng)計學(xué)分析。

需要注意的是，球囊/支架系統(tǒng)在病變處的瞬時非均勻膨脹，即狗骨頭效應(yīng)(Dogboning Effect)，能造成支架端部急性管壁損傷，尤其用半順應(yīng)性球囊擴(kuò)張鈣化病變，此時一味加大擴(kuò)張壓力無法使病變部位有效擴(kuò)張，但球囊兩端由于過度膨脹而造成血管內(nèi)膜撕裂。此時我們應(yīng)區(qū)分支架擴(kuò)張不充分是由于支架貼壁不良還是支架膨脹不全引起的。支架貼壁不良是指支架柱與血管壁未緊密結(jié)合，IVUS可見中間有血流通過，可用半順應(yīng)性球囊作高壓后擴(kuò)張調(diào)整支架直徑，更好的與血管壁貼合;支架膨脹不全是指支架貼壁雖然良好，但由于鈣化嚴(yán)重致支架膨脹不全，支架內(nèi)腔未能呈正圓形，此時應(yīng)該使用非順應(yīng)性球囊作高壓后擴(kuò)張。本研究表明，體外試驗非順應(yīng)性球囊均能耐受32atm以下的壓力而不破裂。因此，在使用非順應(yīng)性球囊以低于RBP擴(kuò)張時，如病變未能充分?jǐn)U張，以大于RBP擴(kuò)張是安全的。

由于儀器設(shè)備所限，本研究未能對球囊的外徑進(jìn)行測量，因此擴(kuò)張至順應(yīng)性表最大壓力以上時球囊外徑數(shù)據(jù)不得而知;另外，半順應(yīng)性非支架囊及非順應(yīng)性球囊入選量較少，應(yīng)進(jìn)一步完善相關(guān)研究。

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