第四节 血管成型术

一、概述

经皮经腔血管成形术（percutaneous transluminal angioplasty，PTA）是采用导管技术扩张或再通动脉粥样硬化或其他原因所致的血管狭窄或闭塞性病变的方法。由于PTA不同于外科手术血管成形术，故在血管成形术之前冠以“经皮”、“经腔”两个特定的术语，以示区别。

1974年欧洲学者Gruntzig发明了双腔球囊导管。该导管柔软，可进入内脏分支血管，利用对比剂充盈球囊的压力传达给狭窄的血管壁，致使狭窄部位管腔扩张，血流得以恢复。1977年该学者利用这种双腔球囊导管系统，成功地扩张了狭窄的冠状动脉。不久后举行了国际性会议。从此，PTA正式登上了临床治疗的舞台。很快一些技术先进国家的医疗单位纷纷用于临床，取得了令医学界瞩目的效果，成为血管狭窄-闭塞性病变的首选治疗手段。随后，不少学者就导管和球囊的材料、构形、结构进行了许多研究改进。但Gruntzig发明的双腔球囊导管，时至今日仍保持其基本结构，并从血管系统的应用扩展至非血管系统。

随着病例的增加，经验的积累和PTA技术的成熟，PTA在疗效方面暴露出一个重大弊病，即术后再狭窄的发生率较高。据统计，中等大小血管PTA后再狭窄率约30%，个别部位可高达60%以上。为此，学术界针对再狭窄问题展开了从基础到临床的多学科研究。在导管器材的改进、药物防治等方面均提出了不少方案，但球囊成形术所致再狭窄的发生率，仍居高不下。

在上述背景下，于80年代中期之后陆续出现了激光血管成形术、动脉粥样物质切除术、血管支架以及超声血管成形术等几种新技术。一则希望扩展PTA的适用范围，再则为克服PTA高的再狭窄率。经过几年的临床实践，一致认为血管支架优于其他技术，成为当前主要的血管成形术技术。随着血管内金属支架广泛、大量应用，由此也发现了它的很多不足之处。因此又有学者正在研制生物降解性支架，可能不久的将来会进入更为完美的生物支架的阶段。

二、器材与药物

（一）血管成形导管

1．Gruntzig球囊导管 1974年问世，为双腔、端孔、聚氯乙烯球囊导管。球囊呈圆柱形，有多种预制直径，可根据不同血管及不同病变选择不同直径的球囊。导管软可弯曲，可通过迂曲的血管，适用于大、中、小血管。导管头端有直形和单弯形两种（图10-7）。

图10-7

图10-7 球囊导管示意图

在内管壁上，相当于球囊两端的部位有不透X线的金属环形标记，便于透视下体内定位。导管有两腔，一腔与普通导管腔一样，从导管尾端直通导管头端，可通过导丝以引导导管，也可注入对比剂，观察病变血管情况；另一个腔与围绕导管远端的球囊相通，通过此腔注入稀释的对比剂，使球囊膨胀，从而扩张狭窄的血管。

2．新型球囊导管 这类球囊导管有两个重要特点：球囊剖面低（ultra-low-profile）和球囊能耐受高压。球囊材料由聚氯乙烯改为聚乙烯后，球囊的顺应性减少，可耐受较高的压力，球囊不易变形和破裂。但是聚乙烯球囊壁较厚，不利于制作低剖面的球囊。球囊剖面（profile）即球囊瘪缩后的剖面直径。剖面大（高），球囊较粗，不利于小血管成形。以聚乙烯对苯二甲酸酯（polyethylene terephthalate, PET）为材料制作的球囊可耐受15~20个大气压，但球囊壁厚仅为标准聚乙烯球囊的1/8~1/10，约6.35 ~10.16μm。球囊柔软，顺应性小，不变形。

（二）球囊导管的辅助器材

1．预扩张导管 当血管狭窄严重或狭窄坚固时，可用预扩张导管通过狭窄段，再换成球囊导管成形。这种导管的质地较硬，导管前段呈锥形。导管直径由细至粗，组成一套，便于逐渐扩张用。如不采用硬导管预扩张，可用小号球囊导管作预扩张。

2．球囊充胀枪 聚碳酸酯模压而成，内装10ml一次性注射器，按压枪柄，注射器内对比剂充胀球囊。应用时配用压力表。

3．球囊充胀压力表 血管成形时监测球囊内压。表上标明PSi（磅/平方寸）或atm.（大气压）或为两者。此表只作一次性使用。

4．导丝 用于血管成形术的导丝基本上类似于诊断性血管造影导丝，但其性能要求高于后者。它的主要功能是通过操纵导丝尾端，使导丝头端通过狭窄病变，并使扩张导管沿导丝顺利进入病变血管，而不进入分支或损伤血管内膜。

（三）血管内金属支架

“支架”一词源于英文“stent”，也可译为支撑器。

1．常用支架的材料与类型

（1）材料：目前用于制作支架的材料有金属钽、医用不锈钢和镍钛合金。钽丝具有很好的柔顺性和生物相容性，也是最好的生物学惰性材料。原子序数高（75），不透X线，易于透视观察。钽丝表面覆盖一薄层五氧化钽，带负电荷，阻止血小板粘附和纤维蛋白的过分沉积，防止或减轻了血栓形成。钽丝制成的支架具有磁相容性，可用MRI观察钽支架在血管内状态。

（2）类型：

① 按支架在血管内展开的方式分类 目前主要有两种，即自涨式（Self-expanding），或称为自展式和球囊扩张式（balloon expanding）。自涨式支架是用医用不锈钢丝加工成“Z”形弯曲管状（如Gianturco支架、Gianturco-Rösch支架）或编织成网眼管状（如Wallstent支架）（图10-8）

图10-8

图10-8 血管内金属支架

a．镍钛合金弹簧状支架（早期产品）；b．带裙边的Z型支架（单节）；c．球囊扩张式支架（Palmaz）；d．自涨式支架（Wallstent）

自涨式支架本身具有弹性，释放后即在血管内自行扩张。当血管弹性回缩力和扩展开后支架的残余弹力达到平衡时，支架即获得最大的扩张直径。欲置入支架展开后的管径应大于病变血管正常段的直径，这样不仅可以充分发挥其支撑作用，而且支架残余弹力使支架较牢固地附着于病变血管内。球囊扩张式支架本身不具备弹性，支架套在球囊之外，释放前充胀球囊，支架被动扩张到一定径值而贴附于血管内。由于支架展开后无残余弹力支撑在血管壁上，支架能牢固贴附于血管内壁仅依靠管壁的弹性回缩力，因此应用前选择好合适的支架极为重要。这类支架常用的有超薄型有槽不锈钢管式Palmaz支架（图10-9）。改良的两节式Palmaz-schatz支架、Gianturco-Roubin支架以及钽丝编织的网管状Strecker支架。这类支架由于本身无弹性，易受外压变形，常用于深部血管。

图10-9

图10-9 球囊扩张式Palmaz支架

② 按支架表面处理情况分类 可分为裸露型、涂层型和覆（带）膜型。裸露型金属支架表面仅作抛光处理，使其表面光滑，减少血栓形成。涂层型即在金属表面涂以肝素、氧化钛等物质，以减少血栓形成。覆（带）膜型支架即在金属支架的外表被覆可降解或不可降解的聚合物薄膜。覆（带）膜支架主要有两种构形：一种是全包被支架，即被膜完全包绕支架；另一种是被膜部分包被支架，即被膜只包绕支架的中间部分，支架的两端各有少部分裸露。其金属支架多采用Z 型、Wallstent型、Strecker型等。被膜材料种类很多，如聚四氟乙烯、聚酯、聚氨酯、硅酮、尼龙、涤纶（Dacron）或真丝织物等。覆膜支架既保留了金属支架的理化特性，又具有覆膜所带来的特殊作用，治疗动脉瘤、动静脉瘘时，覆膜带药可防止支架腔内血栓形成、肌纤维增生或内膜增生。

③ 按支架功能分类 可分为单纯支撑型和治疗型两类。所谓单纯支撑，即以支架支撑狭窄段血管或闭塞再通后的血管，以保持血流通畅，恢复远端组织器官的血供。治疗型支架除起支撑作用外，同时可为预防支架置入后再狭窄而采用的治疗性措施。目前已应用或正处在实验研究阶段的措施有两种：第一种是在金属支架外表涂带药物和利用支架外的覆膜携带治疗物质；这些物质主要有抗血栓形成药物，如肝素、t-pA；种植基因工程修饰过的内皮细胞，进行基因治疗（抗血栓、阻止平滑肌细胞增生）。第二种是放射性支架，即将支架覆盖一层放射性同位素或用放射性同位素制成支架，通过放射性同位素持续释放射线来抑制血管内膜增生。

2．应用现状 支架放置后，减少了血管弹性回缩和重塑形，保持血管腔通畅且光滑，降低了再狭窄的发生。但是支架对于血管是一种异源性物质，刺激血管引起反应性增生，使其再狭窄的机率仍然较高。

3．新进展 金属支架进入临床治疗后取得了令人瞩目的效果，使血管成形术向前跨进了一大步。但是经过十多年的应用，也逐渐暴露出金属支架的不足和弊病，主要为：具有一定的致血栓形成性；永久性存留体内；再狭窄仍较高；金属表面难以附载药物；金属支架可造成血管壁薄弱、形成动脉瘤、甚至穿孔等。针对支架的以上不足，近些年对支架材料、构形设计、制作工艺等均作了不少改进，更引人注目的是80年代末和90年代初覆膜支架的出现和生物学支架概念的提出，使血管支架研究又进入了一个新的阶段。

三、原理与方法

（一）原理

1. 球囊血管成形术机理

充胀球囊，球囊内压力传达给血管壁。血管壁内—中膜局限性撕裂、中膜组织的过度伸展以及动脉粥样硬化斑撕裂是造成血管腔扩张的主要机理。内膜损伤可出现内皮细胞脱落、内弹力膜卷曲或裂断。中膜平滑肌细胞拉长，呈螺旋状变形。中膜细胞间连接断离，弹力纤维由于过度伸展而失去波浪状或者完全断裂。因此，球囊血管成形术是一种损伤血管壁成份的机械治疗方法，只具有部分可控性，但无法预测损伤程度和性质，因此也无法估计血管损伤后愈合反应对血管开放程度的影响。

2. 球囊血管成形术后再狭窄

PTA后再狭窄总平均发生率约为30%。可分为三类：急性血管闭塞、早期再狭窄（PTA后一年以内）和晚期再狭窄（PTA后一年以后）。也可分为二类，即早期和晚期再狭窄，或急性血管闭塞和慢性再狭窄。度量再狭窄有几种评估指标。①PTA后扩张的管径，复查时减少了50%以上。②复查时狭窄的程度比PTA后即刻管径狭窄度增加了30%以上。③PTA后即刻狭窄度50%。急性血管闭塞是指操作成功，但PTA后立刻或不久发生血管闭塞。其原因主要为伴有或不伴有血栓形成的血管痉挛，伴有完全闭塞的血管壁剥离以及血管壁的弹性回缩。

早期再狭窄是指PTA后一年内发生的再狭窄，96%的病例见于8个月内。主要原因是球囊扩张部位内膜纤维增生的结果。其次是过度伸展的血管壁的紧张度恢复或回缩。晚期再狭窄是指成形术后一年以上发生的再狭窄。其原因除上述内膜纤维增生外，原有病变如动脉粥样硬化或大动脉炎病情进展或加重是其主要原因（图10-10）。

图10-10

图10-10 PTA再狭窄机理示意图

3. 血管支架扩张血管的机理

不论是自涨式或者球囊扩张式支架，球囊扩张仍然是造成狭窄血管管腔扩张的主要原因。随之以支架支撑已扩张的血管，故血管腔开放、血流恢复。支架置入后有两个重要特点：分支血管口不发生阻塞；不刺激动脉粥样斑形成。

4. 血管支架扩张后再狭窄

支架置入血管腔后的再狭窄，可归咎于两个方面的原因：球囊扩张后所致血管壁修复和血管壁对置入支架的反应及血栓形成。

5．血管成形术后再狭窄的防治

由于再狭窄的确切机制尚不清楚，因此目前尚无一套完整有效的防治方案。针对现有实验及临床资料，为防治再狭窄，提出了三大措施：抗血栓形成，抗平滑肌细胞增生（属于基因治疗）和放射治疗。

（1）抗血栓形成的治疗：血管成形术后的即刻反应为血小板粘附、聚集和/或纤维蛋白沉积，因此血栓形成是血管成形术后血管壁修复反应或再狭窄的初始阶段。有学者实验发现，内膜增生程度同血栓形成呈正比。PTA部位发生血栓形成的病例中，67%出现了再狭窄。无血栓形成者仅19%出现再狭窄。因此防止血栓形成是防治再狭窄的重要环节。现主要采用以下措施：抗凝、抑制血小板聚集、生长因子抑制剂以及抗血栓形成的基因治疗等。

（2）抗平滑肌细胞增生的基因治疗：有些学者应用反义核酸技术，如C-myc反义寡核苷酸、C-myb反义寡苷核酸、反义N-rasl基因等进行实验研究，均显示了抑制内膜增殖的效果，不幸的是临床试用其效果并不理想。而针对细胞外基质过度分泌的基因治疗更为困难。虽然资料表明平滑肌细胞增殖的阀门基因是核内癌基因C-fos、C-myc等，但真正导致再狭窄的特异性目的基因并不明确，缺乏有效的运载操作方法，基因的血管转移率低，再加之基因转变后的表达和调控难以预测，以及是否存在潜在并发症等问题的存在，致使基因治疗仍处于临床应用前期。

（3）放射治疗：由于放射线照射具有抑制结缔组织病理性增生的作用，从90年代初期即开始用内、外照射的方法预防血管成形术后血管内膜增生引起的再狭窄。资料表明，体外放射治疗效果不好，具有很多问题尚未解决，因此体内照射得到相当重视。腔内放射治疗抑制再狭窄目前仍存在较多问题，如剂量、射线源如何居中于血管内，确切机制等。但在有效性、安全性方面基本取得了一致的看法。①血管内放射治疗可以降低再狭窄率，不仅对PTA后再狭窄有效，对支架再狭窄也有效。②抑制再狭窄所需血管内照射剂量小于35Gy。此剂量无任何严重并发症，血管局部无动脉瘤形成或其他严重组织损伤，也无全身毒副作用。③放射源的选择，不论β源还是γ源或不同类型的同位素，只要达到一定剂量，均可降低再狭窄。

（二）方法

此节所叙述的操作方法是一般原则性的，对每一具体疾病的介入方法均有其特殊性。

1．球囊血管成形术

（1）血管造影：在进行介入治疗前必须根据临床需要进行诊断性血管造影。造影的顺序一般是先作非选择性造影，然后再进行选择性或超选择性造影。非选择性造影观察范围大，对病变所侵犯的部位、范围、程度可以较全面地了解。继而再作选择或超选择性造影，对病变的局部作详细了解。除注意血管形态学改变，血液动力学变化也不容忽视。

（2）选择适应证：根据血管造影所见以及临床症状、体征、实验室检查资料（特别是出凝血相关参数），甚至要参考其他影像学资料，确定该病例能否进行球囊血管成形术，有无禁忌证。

（3）术前准备：包括患者及器械准备。除全面了解、检查患者的临床资料外，还应向患者及家属解释操作过程，可能出现的并发症、疗效及操作中的配合等问题。器械准备中最重要的是根据血管造影所确定的病变部位、病变性质选择适当大小（球囊直径、长度）的导管。一般说，球囊直径应等于或稍大于（不超过1mm）狭窄血管邻近的正常段血管直径。过大或过小的球囊直径将有不利影响。球囊长度一般应长于病变段长度。但若病变段较长，可用较短球囊分段扩张病变。术前24小时开始适量口服抗凝药物，如：肠溶阿斯匹林和潘生丁等。

（4）术中：在造影的基础上，先测量狭窄段前后的血压，作为术前基线压差。经导丝引导将球囊导管置于狭窄段。此时可依患者凝血状态对其血液行肝素化（常规经导管或静脉给4000~5000单位肝素）后，以稀释对比剂充胀球囊。尽可能采用带压力表的注射器。周围血管狭窄扩张一般控制在6~8个大气压以内，每次充胀30秒钟左右，抽瘪球囊，间隔3~4分钟后，再次扩张。一般扩张2~4次即可。扩张次数过多，会严重损伤血管壁。不必要求达到正常血管口径。若残余狭窄<30%，即可达到较好的临床效果。扩张结束，测量跨狭窄段压差，并行非选择性造影。选择性造影易造成扩张段血管壁剥离等损伤。在操作中如遇年龄较大病人，需作心电监护，并注意神经系统有无异常。

（5）术后：拔管后彻底压迫止血，创口部位用无菌纱布加压包扎。回病房后，穿刺部位继续轻压4~6小时。对病人的局部和全身情况，进行临床监护。一周内，每日静脉滴入低分子右旋糖酐500~1000ml。同时口服阿司匹林和潘生丁3~6个月。术后1个月、3个月、6个月和12个月分别对患者复查，包括临床症状、体征、超声（多普勒彩色超声）、DSA等。

2．血管支架

（1）诊断性血管造影：明确病变性质、部位及程度。

（2）选择适应证：根据血管造影及临床资料选择适应证。

（3）术前准备：类似于球囊血管成形术。重要之处在于选择适当的支架，这包括类型、支架直径、长度等指标。自涨式Z型支架适用于大静脉，Wallstent支架以及球囊扩张式支架适用于动脉系统。支架直径应比病变血管邻近段正常血管直径大10~15%。支架长度应长于病变。若一个（或节）不够，可将两个重叠或采用多节式支架。

（4）术中：先行诊断造影，测量跨狭窄段压差。高龄病人行心电监护。置入球囊扩张式支架时，若带支架导管能通过狭窄段，可一次完成，即充胀球囊、支架扩展贴附于血管壁。若狭窄严重，必先行球囊扩张，再置入支架。置入支架操作中重要之处在于准确定位。其方法可用病人身体的骨骼作标志，或者在病人体表另行放置金属标记，同时应考虑病人呼吸造成的血管位置的移动。根据标记，将支架准确置于狭窄段，而且支架应覆盖病变的上下端。释放支架应经导管或静脉行全身肝素化（一般用5000单位即可）。操作结束前，先作跨狭窄段压差测量，并作造影复查。

（5）术后：同球囊血管成形术。

四、临床应用

（一）球囊血管成形术

球囊血管成形术已用于动脉系统和静脉系统。动脉系统包括外周动脉和内脏动脉，如股、月国动脉、髂股动脉、头臂动脉、肾动脉、冠状动脉、颈内动脉、大脑前动脉（A1段）、大脑中动脉（M1段）、肠系膜动脉等部位。静脉系统包括腔静脉、门静脉、透析通道、锁骨下静脉等。球囊血管成形术的最佳适应证为大、中血管的局限短段狭窄或闭塞。如病变已形成溃疡、有严重钙化或长段狭窄、闭塞，均属相对禁忌证。对小血管病变效果也不好。

（二）血管支架

支架已广泛用于动脉、静脉以及非血管性管腔。动脉系统包括周围动脉及内脏动脉，如肾动脉、冠状动脉、头臂动脉、主动脉、肠系膜动脉、肺动脉、髂、股、月国动脉等。静脉系统包括腔静脉、门静脉、股髂静脉、头臂静脉、颅内静脉窦等。Tipss（经颈静脉肝内门体静脉支架分流术）是以支架连接肝静脉与门静脉之间的通道，也可以属于静脉系统的应用。凡能行球囊成形术的部位均可置入支架治疗。从疾病性质看，主要用于治疗狭窄—闭塞性疾病，近些年来已成功地治疗了胸、腹主动脉瘤以及假性动脉瘤等扩张性动脉疾病。支架成形术由于置入支架后急性阻塞率低。血管开放率高和并发症少的特点，其疗效超过了单纯球囊成形术，也优于其他几种新技术，如激光血管成形术、旋切（磨）血管成形术。支架主要用于以下几种情况：①PTA不易成功者。②PTA技术成功后易发生再狭窄的部位和病变。③PTA后出现并发症者，如内膜剥离、严重血管痉挛等导致的急性血管闭塞。④PTA再狭窄的再次治疗。⑤动脉粥样硬化性狭窄有溃疡形成、钙化。⑥长段血管狭窄或闭塞。⑦腔静脉狭窄—闭塞性病变的治疗。⑧小血管病变。