承 浩,范振敏,楊曉紅,葉 霞,鄧小燕
(1.江蘇理工學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院,江蘇 常州 213001;2.北京航空航天大學(xué) 生物與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院,北京 100191)
髂靜脈受壓綜合征(IVCS)被稱為Cockett綜合征或May-Thurner綜合征[1],主要是指左髂靜脈長(zhǎng)期遭受前方髂動(dòng)脈和后方第五腰椎的接觸和壓迫作用,使得靜脈內(nèi)出現(xiàn)炎性增生、粘連等現(xiàn)象,造成壓迫管腔部位出現(xiàn)狹窄和閉塞等特征,導(dǎo)致左下肢靜脈回流障礙[2]。該病癥引發(fā)的左下肢靜脈高壓環(huán)境和肢體靜脈回流障礙會(huì)進(jìn)一步引發(fā)下肢深靜脈血栓(DVT)和慢性靜脈功能不全,嚴(yán)重者會(huì)引發(fā)血栓后綜合征(PTS),導(dǎo)致腫脹、疼痛、皮膚色素沉著甚至皮膚難愈性潰瘍[3-4]。據(jù)報(bào)道,由髂靜脈受壓綜合征引發(fā)下肢深靜脈血栓的概率為18%~49%[5-7]。同時(shí),因?yàn)榇蠖鄶?shù)壓迫發(fā)生在左髂靜脈,因此左髂靜脈血栓發(fā)生的概率要比右髂靜脈高[8]。
當(dāng)患者髂靜脈管腔內(nèi)截面積減少超過50%時(shí),臨床上需要進(jìn)行積極手術(shù)治療。球囊擴(kuò)張和支架介入術(shù)是用于IVCS治療的最常見方案[9]。在血栓清除后,使用球囊擴(kuò)張術(shù)和支架置入術(shù)破壞靜脈腔內(nèi)的隔膜或索帶達(dá)到治療效果。近些年,該治療法因創(chuàng)傷小、恢復(fù)快、并發(fā)癥少等優(yōu)勢(shì),得到了廣泛的應(yīng)用。臨床數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析表明,受壓的左髂靜脈僅行球囊擴(kuò)張術(shù)后,由于左髂靜脈內(nèi)膜粘連和右髂動(dòng)脈脈動(dòng)持續(xù)壓迫等原因,使得血管管腔術(shù)后依然會(huì)逐漸減小,術(shù)后效果并不理想[10-12]。但是,行血管支架介入術(shù)后,在1年后的隨訪中,髂靜脈內(nèi)通暢率在81.8%~100%[13]。相比以前手術(shù)取栓及靜脈旁路的通暢率(40%~88%)而言[14],血管支架介入術(shù)的治療效果更好。因此,球囊擴(kuò)張術(shù)和支架置入術(shù)已經(jīng)成為髂靜脈受壓綜合征手術(shù)治療可行且有效的替代方法[15-20]。
盡管如此,介入治療后仍然面臨著嚴(yán)重的并發(fā)癥,例如血栓形成、支架內(nèi)再狹窄、靜脈破裂、支架移位和出血等。其中,術(shù)后支架內(nèi)狹窄最為常見。Neglén等人[21]統(tǒng)計(jì)報(bào)道,支架置入術(shù)后前3年,輕度狹窄(<50%)的發(fā)生率高達(dá)80%,重度狹窄(>50%)的發(fā)生率為17%。支架內(nèi)再狹窄在術(shù)后早期表現(xiàn)為軟性病變,具體表現(xiàn)為血栓沿支架積聚或支架置入后靜脈血管壁內(nèi)膜增生;而在術(shù)后后期一般表現(xiàn)為硬病變,例如動(dòng)脈及腰椎的外部持續(xù)壓迫或血栓后膠原增生[22]。另一種常見并發(fā)癥為血栓形成,發(fā)生率約為5%~7%[23]。血栓生成原因大致可以分為以下3類。
(1)支架未能充分?jǐn)U張。因?yàn)轺撵o脈腔內(nèi)粘連未被充分?jǐn)U張[12],就進(jìn)行了血管支架置入。髂靜脈受到右髂動(dòng)脈的持續(xù)壓迫,靜脈內(nèi)膜會(huì)發(fā)生粘連,粘連嚴(yán)重者可將髂靜脈內(nèi)腔分為多個(gè)腔室,如圖1。這種情況可造成血管支架置入不能以正常尺寸展開,或展開后仍受到靜脈粘連的影響,導(dǎo)致支架受到壓迫,誘發(fā)支架內(nèi)狹窄及支架血栓的形成[24]。
圖1 髂靜脈腔內(nèi)的粘連[6]
(2)置入支架的性能與髂靜脈內(nèi)生理環(huán)境不匹配。由于目前針對(duì)于髂靜脈的商用血管支架較少,大多處于臨床試驗(yàn)階段,所以髂靜脈支架介入治療術(shù)通常使用動(dòng)脈支架替代(約占91%),其中商用Wallstent支架使用最為廣泛,約占總65%[25]。Wallstent支架屬于編織型血管支架,柔順性良好,支架尺寸較大,可較好地適應(yīng)髂靜脈蜿蜒曲折以及大口徑的特點(diǎn),但卻面臨病變區(qū)域抗壓能力不足的問題[26]。而髂靜脈近端病變屬于密集纖維化病變,當(dāng)病變位置位于髂—腔邊界時(shí),病變兩端呈現(xiàn)圓錐或漏斗形,血管支架端部對(duì)壓迫靜脈的支持力不足[23],導(dǎo)致血管支架端部被擠壓成錐形,造成支架內(nèi)狹窄、支架滑移和尾部塌陷等現(xiàn)象[27-28],誘發(fā)髂股深靜脈內(nèi)血栓復(fù)發(fā)或支架內(nèi)血栓形成[29]。為此,臨床通常采取將血管支架延伸至下腔靜脈(IVC)錨定的策略來獲得更大徑向承受力[28]。此時(shí),血管支架的主體部分作用于血管壁,確實(shí)能夠提高對(duì)于病變位置的支撐能力[26]。但是,支架延伸至下腔靜脈后,存在誘發(fā)對(duì)側(cè)髂靜脈血栓形成的隱患。Khairy等人[30]通過臨床數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),支架延伸至下腔靜脈與對(duì)側(cè)髂靜脈血栓的形成密切相關(guān)。有學(xué)者認(rèn)為[7,31-32],是內(nèi)膜增生導(dǎo)致對(duì)側(cè)髂靜脈血栓的形成,具體過程為:支架進(jìn)入下腔靜脈后,血流從支架間隙流出,當(dāng)支架間隙形成內(nèi)膜時(shí),內(nèi)膜阻礙血流流出,血流發(fā)生紊亂,導(dǎo)致對(duì)側(cè)血栓形成。Zhang等人[33]通過體外實(shí)驗(yàn)證明了這一點(diǎn)。另一種猜測(cè)是,支架內(nèi)血栓形成妨礙了對(duì)側(cè)靜脈血液的流動(dòng),導(dǎo)致對(duì)側(cè)血栓形成[34]。但是,如果減小支架進(jìn)入IVC的長(zhǎng)度,支架就不能完全覆蓋近端病變,那么約有40%發(fā)生支架內(nèi)再狹窄的概率[35],成為支架閉塞、支架內(nèi)血栓形成和同側(cè)髂股深靜脈血栓復(fù)發(fā)的重要誘因。
(3)易栓體質(zhì)、血栓清除不完全和術(shù)后抗凝不足等也易引發(fā)血栓[23]。研究發(fā)現(xiàn),CDT(導(dǎo)管定向溶栓治療)完成時(shí)殘留血栓的數(shù)量與DVT的復(fù)發(fā)率直接相關(guān)[36]。
由此可見,盡管支架置入術(shù)已經(jīng)成為治療髂靜脈受壓綜合征的有效手段,但仍存在著支架內(nèi)狹窄和血栓等問題。針對(duì)臨床使用的血管支架多為Wallstent動(dòng)脈支架[31,37-38],且該支架與髂靜脈生理環(huán)境不匹配的弊端,有學(xué)者提出改良支架置入策略的方法,也有學(xué)者提出設(shè)計(jì)專用靜脈支架,以減少術(shù)后的并發(fā)癥。
為了解決支架延伸至下腔靜脈阻礙對(duì)側(cè)靜脈血流的問題,Raju等人[39]提出雙支架的置入策略。他們將Wallstent支架放置在髂骨匯合處的正下方,將Z支架置于Wallstent支架的頂部,并向IVC延伸約2 cm,如圖2所示;Z支架直徑要比Wallstent直徑大10%~20%,能夠在髂—腔靜脈交匯處病變的高壓力下保持足夠的內(nèi)腔,防止支架移位;同時(shí),大網(wǎng)孔的Z支架能減小對(duì)對(duì)側(cè)血流量的影響。臨床結(jié)果表明,相比與單獨(dú)的Wallstent置入術(shù),使用Z+Wallstent的介入治療確實(shí)使對(duì)側(cè)深靜脈血栓形成的概率有所降低[26,32]。Wallstent支架作為動(dòng)脈支架,能夠克服動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的負(fù)面影響,但是靜脈系統(tǒng)中主要的病理問題是動(dòng)脈搏動(dòng)、腰椎及腹股溝韌帶的卡壓,與動(dòng)脈粥樣硬化血栓斑塊無(wú)關(guān)。因此,盡管學(xué)者們已經(jīng)開發(fā)了Z支架、開窗支架和左右髂靜脈雙側(cè)支架置入等技術(shù),使動(dòng)脈支架能適應(yīng)髂靜脈受壓綜合征的治療,可是這些技術(shù)都不太理想,仍無(wú)法避免術(shù)后并發(fā)癥,如支架內(nèi)再狹窄和術(shù)后血栓的發(fā)生[40]。為此,專用髂靜脈支架的設(shè)計(jì)與改良就顯得非常必要。
圖2 Wallstents支架結(jié)合Z形支架置入模式圖
由于靜脈與動(dòng)脈生理環(huán)境和病變?cè)虿煌?,靜脈支架設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮以下問題:(1)靜脈血管支架需要的口徑更大。髂靜脈支架尺寸偏大,直徑為12~18 mm,所以針對(duì)它的支架口徑也應(yīng)在此范圍。(2)髂靜脈腔內(nèi)容易發(fā)生粘連。髂靜脈管腔直徑的恢復(fù)與動(dòng)脈血管不同,確保支架置入后能穩(wěn)定維持管腔面積,是支架置入術(shù)的關(guān)鍵。(3)髂靜脈承受單向外源性壓力持續(xù)作用。支架術(shù)后,腰椎和動(dòng)脈對(duì)病變位置的壓迫并沒有解除,這種壓力和血管支架的共同作用,可能會(huì)加大對(duì)宿主血管壁的損傷。該處受壓是單向壓迫,不同于支架作用病變動(dòng)脈時(shí)的周向壓力。因此,髂靜脈支架需要具備較好的單向抗壓性能,能夠在脊柱、動(dòng)脈及粘連的壓迫下維持足夠大的管腔面積。(4)髂靜脈走行曲折,彎曲程度較大。這要求髂靜脈支架具有良好的柔順性和抗折性,防止支架斷裂等不良事件的發(fā)生。(5)髂靜脈病變位置治療需要更精準(zhǔn)。病變位于髂—腔靜脈交匯處時(shí),由于靜脈造影技術(shù)的局限,無(wú)法精確定位。即使能準(zhǔn)確定位匯合位置,支架在置入時(shí),或者在外源性壓力的作用下,實(shí)際位置與預(yù)期位置也難免發(fā)生偏差。因此,靜脈支架需要具有定位元件,便于提高支架置入的準(zhǔn)確性。
目前,傳統(tǒng)的自膨脹鎳鈦合金靜脈支架力求在強(qiáng)度、靈活性和部署精度間尋找最佳平衡點(diǎn),但從一些臨床分析來看,并沒有完全解決術(shù)后并發(fā)癥的問題[19,40]。為此,Stuck[41]和Wang[42]對(duì)其進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。Stuck等人設(shè)計(jì)了閉環(huán)和開環(huán)相結(jié)合的復(fù)合支架結(jié)構(gòu),如圖3所示。該支架近端的閉環(huán)結(jié)構(gòu)在受到外部動(dòng)脈和腰椎持續(xù)性壓力時(shí),可以提供足夠的徑向承受力;支架中部的開環(huán)結(jié)構(gòu)能夠適應(yīng)髂靜脈蜿蜒曲折的生理環(huán)境,防止支架斷裂;支架近端端口的傾斜角度設(shè)計(jì),能夠在支架延伸至下腔靜脈過多的情況下,減少支架對(duì)對(duì)側(cè)靜脈血流的影響。但該支架缺乏定位元件,而且支架進(jìn)入下腔靜脈過多時(shí),對(duì)對(duì)側(cè)靜脈流動(dòng)的危害并沒有完全消除。
圖3 新型竇斜肌支架
Wang等人[42]仍按照支架主體作為支撐的思路設(shè)計(jì)新型髂靜脈支架,如圖4。該支架整體為開環(huán)結(jié)構(gòu),前部為相對(duì)稀疏的喇叭狀結(jié)構(gòu);支架通過進(jìn)入下腔靜脈錨定來獲得支撐力,以減少滑移的可能,而且喇叭狀端口具有更大的間隙,能減小對(duì)對(duì)側(cè)血流的阻礙。該支架整體的開環(huán)結(jié)構(gòu)雖然提高了靈活性,但是面對(duì)近端病變外部擠壓時(shí),需要進(jìn)入下腔靜脈才能獲得足夠的支撐力,因此存在損傷正常下腔靜脈的可能。
圖4 新型鎳鈦合金自膨脹髂靜脈支架
Alsheekh等人[43]通過對(duì)非血栓性髂靜脈病變患者的數(shù)據(jù)分析,提出常規(guī)的髂靜脈病變手術(shù)無(wú)須將支架延伸至下腔靜脈,只需覆蓋病變部分的想法。這樣的介入治療,既減少了對(duì)支架的額外需求和手術(shù)的輻射暴露時(shí)間,又降低了手術(shù)的費(fèi)用和術(shù)后血栓發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn),但是需要對(duì)現(xiàn)有的髂靜脈支架進(jìn)行改良。隨著新的靜脈特異性支架的開發(fā),髂靜脈支架將具有更高的徑向力、更長(zhǎng)的長(zhǎng)度及不同的形狀,以滿足支架—靜脈壁并置的需求。