國產(chǎn)左心耳封堵器LAMaxTM動物實驗研究

吳曉霞，黃偉，馬東星，孟越之，陳亦龍，沈葉佳

作者單位：100039 北京市，中國武警總醫(yī)院 超聲科（吳曉霞），心內(nèi)科（馬東星、孟越之、沈葉佳）；中華人民共和國香港特別行政區(qū)，香港科技大學(xué)機(jī)械和航空航天工程系（黃偉）；深圳市科奕頓生物醫(yī)療科技有限公司，深圳心血管藥物與器械開發(fā)工程實驗室（陳亦龍）

心房顫動（房顫）患者發(fā)生腦卒中的風(fēng)險比非房顫患者高5倍，對于非瓣膜性房顫，90%的血栓來源于左心耳[1，2]。經(jīng)皮左心耳封堵治療作為預(yù)防房顫腦卒中的一項新技術(shù)，其安全性、有效性在PROTECT AF 、PREVAIL、ASAP、EWOLUTION 研究等多個循征醫(yī)學(xué)試驗中被證實[2-5]。

目前已經(jīng)有多種安全有效的介入和外科左心耳封堵器械，如WATCHMAN（WM，波士頓科學(xué)，美國）、AMPLATZER ACP（圣猶達(dá)，美國）、LAmbre（先健科技，中國），每個產(chǎn)品在設(shè)計理念、構(gòu)型及型號上各具優(yōu)勢。WATCHMAN設(shè)計理念及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)都是“瓶塞式”設(shè)計，通過封堵傘“塞”在左心耳的開口，封堵傘直徑與長度呈正比；AMPLATZER ACP、LAmbre為“瓶蓋式”設(shè)計，ACP由葉、盤和可活動的連接腰組成，呈雙蝶樣，蝶形盤置于左心耳內(nèi)，蝶形葉封住左心耳開口部。

本研究旨在實驗犬中探討國產(chǎn)左心耳封堵器（LAMaxTM）封堵左心耳的早期有效性及安全性。

1 材料與方法

實驗動物：健康雜交犬30只，雌性7只，雄性23 只，體重 24.5～36.0 kg，平均（27.8±3.7）kg，由北京市平谷區(qū)實驗動物中心提供，心電圖示30只均為竇性心律。

儀器、器械與試劑： 彩色多普勒超聲診斷儀（GE公司Vivid E9Xdclear，美國），6VT經(jīng)食道探頭，頻率為 2～7 MHz；INFX-8000F 血管造影機(jī)（TOSHIBA，日本）；LAMaxTM及LAMaxTMplus左心耳封堵器及輸送鞘管（9～10 F） （深圳市科奕頓生物醫(yī)療科技有限公司） ；豬尾導(dǎo)管（5 F，TERUMO，日本）；房間隔穿刺鞘管（8.0～8.5 F，SL1）及房間隔穿刺針（St. Jude Medical，美國）。泛影葡胺注射液（上海旭東海普藥業(yè)有限公司）。

術(shù)前準(zhǔn)備及經(jīng)食管超聲心動圖（TEE）檢查：實驗犬術(shù)前12 h開始禁食，術(shù)前30 min以鹽酸賽拉嗪注射液0.1 mg/kg肌肉注射麻醉后仰臥固定于手術(shù)臺上，剃凈雙側(cè)腹股溝區(qū)及四肢體毛，予以心電監(jiān)護(hù)、氣管插管并連接呼吸機(jī)機(jī)械通氣，行胸部透視檢查，于左后肢建立靜脈通道，以丙泊酚注射液靜滴維持麻醉。全麻后，連接心電圖，通過撐口器將探頭置入食管內(nèi)50～60 cm，觀察犬心臟位置及心功能，分別從 0°、45°～60°、80°～90°、120°～135°等不同角度顯示左心耳形態(tài)、分葉。TEE對左心耳分葉辨別依照Veinot等[6]對分葉的定義和Yamamoto等[7]及本研究組積累的經(jīng)驗[8，9]，左心耳分葉直徑為≥2 mm。 測量左心耳開口直徑、深度以及左上肺靜脈開口至二尖瓣環(huán)距離等參數(shù)，超聲心動圖顯示肺靜脈及二尖瓣過瓣血流，并采集3～5個心動周期圖像。經(jīng)TEE及胸部透視檢查，如出現(xiàn)下列情況之一更換實驗犬：（1）右位心；（2）心臟擴(kuò)大且左心室射血分?jǐn)?shù)低于30%；（3）心臟先天異常及解剖變異。

左心耳封堵術(shù)：經(jīng)右側(cè)股靜脈途徑行房間隔穿刺，隨后送入豬尾導(dǎo)管行左心耳造影，觀察左心耳形態(tài)、分葉，測量左心耳開口直徑、深度及LAMaxTM工作軸線（圖1A～1D，圖2）、不同分葉內(nèi)徑。根據(jù)造影和超聲測量對比選擇LAMaxTM型號及類型，將封堵器固定于推送桿頭端，充分排氣后在豬尾導(dǎo)管指引下將封堵器調(diào)整至左心耳目標(biāo)葉內(nèi)，深度大于10 mm的錨定區(qū)，封堵器送至鞘管，并整體前送1～2 mm，依次打開錨定盤及封堵盤，使封堵盤呈弧形，行牽拉試驗確定封堵器是否固定牢固，術(shù)后即刻復(fù)查左心耳造影及TEE，如封堵器位置合適、固定牢固、TEE示殘余分流束＜5 mm則釋放。

圖1 LAMaxTM實物細(xì)節(jié)圖

圖2 左心耳造影測量LAMaxTM工作軸線，包括左心耳開口、深度、錨定盤錨定區(qū)（距左心耳開口10 mm）內(nèi)徑等

LAMaxTM及LAMaxTMplus封堵器的選擇原則：根據(jù)TEE和左心耳造影結(jié)果，綜合左心耳開口徑、深度、不同分葉內(nèi)徑、二尖瓣環(huán)至肺靜脈開口距離及LAMaxTM工作軸線測量的參數(shù)，選擇LAMaxTM的基本原則為：（1）封堵盤直徑大于左心耳開口直徑2～6 mm，且≤二尖瓣環(huán)至肺靜脈開口距離；（2）錨定盤直徑大于左心耳錨定區(qū)直徑20%～50%；（3）“兔耳” （Bunny Ear）型左心耳（圖3）的封堵器選擇：根據(jù)TEE及左心耳造影，無占主導(dǎo)地位的主葉，雙葉左心耳內(nèi)分嵴較高，兩分葉內(nèi)徑相差不超過20%，形態(tài)類似兔耳形狀的雙葉左心耳，本研究中定義為“兔耳”型雙葉，針對此型可選擇LAMaxTMplus放置于其中一葉內(nèi)。

圖3 “兔耳”型左心耳的封堵器選擇

LAMaxTM及LAMaxTMplus封堵器的釋放原則：COVER原則：“C”指封堵盤拉入左心耳開口呈新月形；“O”指錨定盤壓縮比在20%～50%；“V”指確認(rèn)封堵傘位置、形態(tài)及對周邊組織影響；“E”指牽拉試驗確認(rèn)封堵傘穩(wěn)定性；“R”指觀察有無殘余分流。

統(tǒng)計學(xué)處理：采用SPSS 21.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，正態(tài)分布方差齊者兩兩比較采用配對t檢驗，方差不齊兩個獨立樣本間采用秩和檢驗，相關(guān)性分析采用Pearson相關(guān)分析。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

左心耳開口徑、深度及分葉的測量：30只犬TEE測量左心耳開口為（16.6±2.8） mm，深度為（24.0±4.1） mm；左心耳造影開口為（18.9±2.9） mm、深度為（26.4±5.8） mm。TEE與左心耳造影測量的開口及深度的差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），TEE與左心耳造影測量開口的相關(guān)系數(shù)（r）為0.68，深度的r值為0.48。TEE測量二尖瓣環(huán)至左上肺靜脈開口距離為（25.9±2.9）mm。TEE檢查結(jié)果顯示，單葉13只，雙葉15只，多葉2只，分別占比43.3%、50.0%、6.7%；左心耳造影示單葉16只、雙葉12只、多葉2只，分別占比53.3%、40.0%、6.7%。其中左心耳造影“兔耳”型雙葉為4例。

手術(shù)效果：30只犬均完成左心耳造影并成功封堵，其中27只應(yīng)用LAMaxTM，3只應(yīng)用LAMaxTMplus，即刻封堵成功率100%；28只為一次性封堵成功，2只更換封堵傘，一次性封堵成功率為93.3%。LAMaxTM錨定盤壓縮比在10%～50%。左心耳造影顯示26只封堵完全，4只可見少量殘余分流；TEE顯示5只可見殘余分流。4只“兔耳”型左心耳，第1只選用LAMaxTM，左心耳造影和TEE均顯示有殘余分流，TEE示殘余分流束約5 mm，直接釋放；第2只先選擇LAMaxTM不能完全封堵，更換為LAMaxTMplus，封堵成功，左心耳造影及TEE未見殘余分流；第3、4只應(yīng)用LAMaxTMplus，一次性封堵成功。30只犬中1只術(shù)后因麻醉意外未蘇醒，6 h后放棄，29只健康存活。

術(shù)后即刻TEE檢查：30只封堵器形態(tài)良好；5只有殘余分流（1只分流束寬度約5 mm， 4只均＜3 mm）；3只有少量心包積液（均為穿刺房間隔時造成，術(shù)后未見增加）；4只封堵盤對二尖瓣環(huán)有壓迫（圖4），僅1只壓迫二尖瓣環(huán)致二尖瓣反流量增加并遮擋肺靜脈開口。

圖4 LAMaxTM封堵盤壓迫二尖瓣環(huán)

3 討論

左心耳的分葉、形態(tài)各異，按解剖分為開口、頸部、分葉3個部分。一般而言人類與犬左心耳均為狹長管狀、傾斜附著于左心室基底部并鄰近肺動脈根部，與二尖瓣環(huán)、左上肺靜脈開口及冠狀動脈回旋支的位置關(guān)系一致[10]，因此左心耳封堵器的植入實驗常選擇犬作為實驗對象。

隨著經(jīng)皮左心耳封堵術(shù)在臨床的逐步開展，針對左心耳的不同形態(tài)出現(xiàn)不同設(shè)計的封堵器械。以WATCHMAN為代表的“瓶塞式”封堵器，直徑與長度呈正比，適合具有足夠深度的左心耳，而放置在開口大、深度短小或多個分葉而無主葉的左心耳時具有一定難度；另一方面，左心耳開口常呈橢圓形，為保證完全封堵，減少殘余分流的發(fā)生，WATCHMAN器械壓縮的同時對冠狀動脈回旋支也造成壓迫。以AMPLATZER ACP為代表的“瓶蓋式”封堵器，對左心耳深度依賴減小，只需大于10 mm，置入要求左心耳開口小于35 mm，需要測量左心耳開口及距開口10 mm左右蝶形盤放置區(qū)的直徑；因蝶形盤類似輪胎樣結(jié)構(gòu)，置入時需要考慮左心耳容積，避免容積過大對左心耳的張力影響，同時蝶形盤至少1/2～2/3放在回旋支內(nèi)側(cè)以避免對其壓迫；雙蝶前、后盤要求同軸性。對于“瓶蓋式”封堵器需要注意封堵盤對周圍組織的影響（如左上肺靜脈開口及二尖瓣環(huán)）。

本研究采用“瓶蓋式”國產(chǎn)新型LAMaxTM封堵器[11]，由封堵盤、錨定盤及一腰部連接桿組成，封堵盤與錨定盤之間距離為10 mm。封堵盤由鎳鈦絲編織盤及被覆其上的阻流膜組成，其心房面經(jīng)過嫁接負(fù)電荷，使得表面負(fù)離子化，降低封堵盤心房面表面的血小板粘附，同時提升阻流膜的親水性和生物相容性，降低封堵器相關(guān)血栓形成的風(fēng)險。錨定盤包括阻流膜及九根交錯排布的固定倒鉤，形成盤狀結(jié)構(gòu)（圖1A-D）。LAMaxTM的封堵盤比固定盤直徑大6 mm，適用于常見解剖形態(tài)的左心耳；LAMaxTMplus（圖1D）的封堵盤比固定盤大12 mm，是針對雙葉左心耳特點設(shè)計。LAMaxTM封堵盤及錨定盤均可回收，如封堵盤位置或形態(tài)不佳，可在同一個輸送鞘反復(fù)多次回收，再次釋放，節(jié)省醫(yī)療成本。LAMaxTM適用于開口大、深度短小的左心耳，對左心耳內(nèi)部結(jié)構(gòu)及深度的依賴性減低。其次，錨定盤設(shè)計小巧，避免對左心耳容積的要求。人類左心耳分葉以兩葉為主[6-10]，如“兔耳”型左心耳兩葉間的分嵴部較大，“瓶塞式”封堵器只能將其置入一個分葉內(nèi)，如此另一葉不能完全覆蓋，出現(xiàn)殘余分流可能性增大；如放置于左心耳開口部則可能出現(xiàn)傘尾部在分葉中伸展不開。LAMaxTMplus針對雙葉或多葉左心耳設(shè)計，封堵盤比錨定盤大12 mm，可選擇將錨定盤置于一個分葉內(nèi)，而較大的封堵盤可以完全覆蓋雙葉左心耳的開口[11]。本組中有1只“兔耳”型雙葉左心耳選擇常規(guī)LAMaxTM時，錨定盤固定較好，但左心耳開口未能完全覆蓋，殘余分流較多，更換LAMaxTMplus后，錨定盤置于左心耳一個分葉內(nèi)，封堵盤將開口完全覆蓋，且對二尖瓣環(huán)及肺靜脈均無影響。

LAMaxTM為“瓶蓋式”設(shè)計，此類封堵器應(yīng)注意封堵傘盤是否影響周圍組織，如二尖瓣瓣環(huán)及左上肺靜脈開口。本研究中術(shù)前經(jīng)TEE對左心耳及其周邊結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)測量；同時結(jié)合TEE、左心耳造影測量的LAMaxTM工作軸線，選擇封堵傘大小及型號，避免因封堵盤過小而封堵不完全及錨定盤壓縮比過大造成左心耳壁的穿孔，保證了封堵傘置入的有效及安全。本研究經(jīng)初步探索，制定LAMaxTM封堵器的釋放原則—“COVER”原則，按照“COVER”原則，LAMaxTM手術(shù)成功率提高，并發(fā)癥減少。

本研究中術(shù)后即刻TEE檢查顯示有4例傘盤對二尖瓣環(huán)壓迫，為研究早期為避免殘余分流的發(fā)生選擇封堵器的型號偏大，后期均選擇最小型號后對二尖瓣環(huán)的壓迫明顯減少，基于此種現(xiàn)象，此類型封堵器需經(jīng)TEE測量的二尖瓣環(huán)距左上肺靜脈的距離。本研究選用的犬均為竇性心律，而房顫時左心耳相應(yīng)擴(kuò)大，而真實世界中人類的體重及身高明顯大于犬，因此LAMaxTM用于房顫患者時發(fā)生封堵盤對左心耳周圍組織影響的機(jī)率會相應(yīng)降低。30只犬置入LAMaxTM后經(jīng)TEE證實5只出現(xiàn)殘余分流，造影顯示4只出現(xiàn)殘余分流?？紤]與以下因素有關(guān)：（1）封堵盤未拉入左心耳呈新月形；（2）封堵盤與錨定盤同軸性欠佳，導(dǎo)致封堵盤一側(cè)拉入左心耳較多，另一側(cè)翹起；（3）錨定盤放置于左心耳的一個分葉中，至另一分葉封堵不完全；（4）左心耳頸部大于開口致錨定盤置入過淺，封堵盤呈懸空狀態(tài)，此種形態(tài)左心耳如深度足夠應(yīng)考慮置入WATCHMAN。

人類心尖指向胸腔的左下，房間隔走形呈“右上-左下”型，房間隔穿刺針與房間隔為接近90°，易于穿刺。而犬類心臟不同于人類，于手術(shù)體位后心尖可指向脊柱的右下、正中及左下，本研究中有5例心尖指向右下，此時房間隔與穿刺針的角度小于45°甚至接近平行，穿刺風(fēng)險增加。本組中4只是在這種情況下，穿刺針從右心房頂部穿出致心包積液，其后術(shù)中及術(shù)后心包積液未見增加。30只均未出現(xiàn)因錨定盤倒鉤引起左心耳壁破裂、穿孔出現(xiàn)大量心包積液，由此提示LAMaxTM封堵器較為安全。

LAMaxTM置入全程經(jīng)TEE監(jiān)護(hù)，術(shù)前觀察左心耳分葉、開口、周邊組織關(guān)系及參數(shù)測量；保證輸送鞘、封堵器與左心耳的同軸性；確認(rèn)輸送鞘到達(dá)封堵傘置入的目標(biāo)分葉；觀察封堵器的錨定與釋放；評價封堵器對周圍組織的影響；評估封堵器形態(tài)及殘余分流。但TEE測量左心耳開口與深度與左心耳造影測量相關(guān)性不高，考慮與犬心臟位置、左心耳造影角度等相關(guān)。

本研究應(yīng)用 TEE、左心耳血管造影術(shù)對國產(chǎn)新型LAMaxTM封堵器進(jìn)行術(shù)前、術(shù)中及術(shù)后即刻的觀察，對封堵器的選擇原則及操作技巧進(jìn)行了初步探索；證實了LAMaxTM封堵犬左心耳早期的有效性及安全性。通過本研究對左心耳結(jié)構(gòu)及不同類型封堵器的分析提出：針對左心耳不同形態(tài)選擇不同類型封堵器。