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【领“冠”之路】结构、分类到应用!一文读懂球囊的基础知识

 小墨鱼809mwxl1 2022-05-01 发布于山东
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随着冠脉介入技术的不断发展,相关器械也在不断涌现并改进,但是直至今天,球囊仍是冠脉介入治疗中不可或缺的工具。今天我们简略的介绍球囊的结构、分类、性能以及应用中的注意事项。

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01

 球囊的结构及分类

各类球囊的总体结构基本相同,分为球囊尖端、球囊、连接段、推送杆等(图一)。目前多数球囊采用尼龙材料制造。球囊尖端的外径、硬度及长度可影响球囊通过病变的能力,现临床多为锥形设计并采用激光焊接技术连接。球囊标记为不透X线的金属焊接点,通常直径1.5mm或更小的球囊只有一个标记点,位于球囊中部,直径2.0mm及以上的球囊有两个标记点,分别位于球囊两端。球囊表面的涂层物质可以降低球囊通过病变时的摩擦力,目前多采用亲水涂层材料。连接段连接球囊及推送杆,对球囊的推送性、抗折能力有很大影响,目前所用球囊基本加入中心钢丝增强连接段支持力。推送杆目前由金属杆或高分子材料结合中心钢丝构成。

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图一 球囊结构示意图

1.1快速交换球囊

也称单轨(monorail)球囊,是目前冠脉介入治疗中应用最为广泛的球囊类型(图二)。此类球囊仅临近球囊尖端部分约15至30cm长的导管可沿着导丝同轴滑行(即导丝走形在球囊导管的中心腔内),其余推送杆没有导丝通过的内腔,配合使用标准长度的180-195cm导丝,单人即可快速简便的送入或退出球囊。其缺点为无法通过球囊导管交换导丝,以及在处理复杂病变时对导丝支撑较弱。 

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图二 快速交换球囊的结构

1.2 整体交换球囊

又称OTW(over the wire)球囊,球囊导管全程均有可以通过导丝的内腔,球囊导管全体均沿导丝滑行(图三)。其优点为可通过球囊导管中心腔交换导丝,而且在导丝通过闭塞或迂曲病变时可以为导丝提供很好地支撑。缺点为送入和退出球囊时较为不便,需要使用300cm的长导丝撤出球囊,或使用小球囊在指引导管内锚定导丝(trapping法)或使用Nanto法(用充满生理盐水的压力泵在OTW球囊尾端维持10至14atm加压)撤出球囊,单人难以操作,需要一至两名助手配合完成。OTW球囊常用于CTO病变的处理,现基本已被微导管取代。在室间隔化学消融时仍有应用。

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图三 整体交换球囊

1.3灌注球囊

在球囊远、近端有多个侧孔,球囊充气后血液仍可通过侧孔进入病变远端,常用作冠脉穿孔等并发症处理中(图四)。目前在国内很少应用。

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图四 灌注球囊示意图

1.4 切割球囊

切割球囊(cutting balloon)是一种将常规球囊与微外科的刀片有机地结合在一起的装置,该类球囊在表面装有3至4个纵向平行的刀片,球囊未扩张时刀片包裹于球囊折缝中,球囊扩张时刀片突出于球囊表面。在切割球囊扩张时,锋利的刀片暴露,沿血管壁的纵向切开动脉粥样硬化斑块和管壁,减轻环状压力,可以用最小的力量和时间最大程度地扩张靶病变,与常规PTCA相比,切割球囊可以使病变血管内膜因球囊扩张造成的损伤局限于切口处,从而较少不规则撕裂(图五)。

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图五 切割球囊作用示意图

1.5 棘突球囊

棘突球囊(NSE)主要由两部分结构组成:球囊和附在球囊表面的三条尼龙丝。设计上通过在球囊近端至远端增加3条特质尼龙棘突,使其更好形成有效的斑块嵌入,制造斑块裂缝,同时最大程度避免了球囊滑脱,从而获得了更优异的扩张效果(图六)。三个棘突之间间隔120°,棘突仅与球囊的头尾端相连接,远端连接的设计使棘突可在球囊扩张和回缩时活动。

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图六 棘突球囊扩张示意图

1.6 双导丝聚力球囊

双导丝聚力球囊是一种新型的球囊导管,其球囊外径与普通球囊类似,囊外表面有一条与球囊平行的固有钢丝(图七),导引钢丝与球囊表面的固有钢丝位于球囊两侧呈180°,低压扩张时,两条钢丝向两侧推移、挤压,对腔内粥样硬化斑块或新生内膜增生组织产生较大的纵向挤压力,使扩张后的内膜较为规则。这款球囊同时具备了切割球囊和普通球囊的优点,既在规则切开斑块组织,对内膜的损伤较小的同时,球囊的设计使其具有良好的柔顺性及通过性。

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图七 双导丝聚力球囊

1.7 药物洗脱球囊

药物洗脱球囊(DEB或DCB)是近年来出现的新型球囊,它将控制细胞增殖的紫杉醇等药物置于球囊表面,当球囊扩张后,药物可从球囊上快速转运到血管壁上,可显著降低血管成形术后的再狭窄率。药物球囊的作用不同于其它类型的球囊,从某种意义上讲,药物球囊只是将药物释放至血管壁上的载体。

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 球囊导管的性能

球囊导管的性能通常可用跟踪性、推送性、灵活性和顺应性来表示,其中前三项指标主要反映球囊克服阻力、在术者推送下通过高度狭窄病变、迂曲病变的能力,是球囊导管性能的重要指标。决定这三项指标的主要因素包括球囊头端的设计、球囊导管的外径、球囊导管材料、涂层、柔顺性、远端推送杆和连接段的设计。

这三项指标密切相关,很难截然区分开来。球囊的顺应性是指球囊随充盈压力的增加其直径相应发生变化的性能,其高低主要取决于球囊的材料,常分为高顺应性、半顺应性、非顺应性。由于高顺应性球囊随压力增加直径增加过快,可导致球囊两端过度膨胀而出现血管夹层风险,目前已很少使用,半顺应性球囊多采用尼龙材料制成,比较柔软且通过性好,多用于预扩张处理,临床常用者如美敦力公司的Sprinter系列球囊、泰尔茂公司的Tazuna球囊、波士顿科学公司的Emerge球囊等;非顺应性球囊随压力增加直径基本保持不变,可耐受很高压力的充盈,主要用于支架植入后扩张处理及钙化病变处理等,临床常用如美敦力公司的NC Sprinter球囊、波士顿科学公司的Quantum球囊等。

需要说明的是,即使是非顺应性球囊,充盈压力增加时球囊直径同样会有一定程度的增加,只是增幅小于半顺应性球囊。 每条球囊导管外包装均标示有命名压(NP)和爆破压(RBP),命名压指球囊达到包装上所示直径时所需的扩张压力,爆破压指95%的球囊不会发生破裂所能承受的最大扩张压力(图八)。半顺应性球囊的NP通常为6atm,RBP12-14atm,而非顺应性球囊的NP通常为10-12atm,RBP18-20atm。熟知常用球囊导管的命名压及爆破压可有效节省完全充盈球囊时间及提高操作安全性。

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 图八 球囊导管包装上的命名压及爆破压

03

球囊导管的选用原则

3.1 病变预处理的球囊选用原则

球囊导管扩张对病变进行预处理可为支架植入开辟通路,辅助确定支架直径和长度,减少支架贴壁不良发生,还可减少药物洗脱支架输送过程中药物涂层的损伤,尤其是处理复杂病变时,充分的球囊预处理是获得良好结果的关键因素。

3.1.1球囊直径的选择。预处理病变时建议选择小于血管直径0.5-1mm的球囊,通常不建议选用太小的球囊以避免预处理不充分给后续的操作带来困难;如果较大的球囊无法通过病变,可先使用小球囊通过并扩张病变,在更换较大直径的球囊继续扩张,直至达到满意的预处理效果。

3.1.2 半顺应性和非顺应性球囊的选择。习惯上通常把半顺应性球囊成为预扩张球囊,主要用来进行病变预处理,把非顺应性球囊称为后扩张球囊,主要用来做支架置入后的后扩张处理。但是,如果病变较硬,低压力不容易充分扩张时,可以考虑选用非顺应性球囊进行病变预处理,以避免高压力扩张时半顺应性球囊的“狗骨头效应”造成正常血管的过度损伤(图九)。

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图九 上图为半顺应性球囊的“狗骨头效应”,下图为非顺应性球囊高压扩张

3.1.3特殊球囊的选择。当非顺应性球囊也不能充分扩张病变时,就需要考虑使用双导丝聚力球囊。棘突球囊或者切割球囊了,这几类球囊的共同特点是通过突出在球囊表面的刀片、尼龙丝或导丝在用斑块局部形成裂缝,使得斑块更容易被充分扩张。其中切割球囊的效果最好,但其通过性差,难以通过严重狭窄病变或近段迂曲成角的病变,双导丝聚力球囊及棘突球囊切割效果略逊,但胜在通过性良好,术者可根据病变的具体情况选用不同类型的特殊球囊。这些球囊使用中共同的注意事项是:球囊的直径不能大于血管直径以避免血管穿孔,扩张球囊时要缓慢增加压力,使得表面的刀片或导丝有时间充分“切割”斑块。

3.1.4不同品牌球囊的选择。随着材料及设计的改进,目前常用球囊的各方面性能相差不大,即多数病变可以选择任何品牌的球囊都能满足预处理病变的需求。但在通过慢性闭塞病变或高度狭窄病变时,作者个人体会泰尔茂公司的Tazuna1.25mm的球囊最值得信赖。

3.2后扩张处理的球囊导管的选择

后扩张的目的是为了让支架充分膨胀并完全贴到血管壁上。理论上讲,在支架置入后有两种情况需要进行后扩张,第一种是支架的直径略小于血管直径,需要要更大直径的球囊将支架进一步膨胀,这种情况常见于长支架置入后,远端的支架和血管贴壁良好,但近端支架略小于血管直径;第二种情况是由于病变很硬,支架膨胀不良,需要用更耐高压力的球囊来使支架充分膨胀。这两种情况在选择球囊的直径时有所不同,如果是第一种情况,需要根据近端血管的直径来选择较大直径的球囊进行后扩张,使近端支架的直径增大直至和近端血管直径相吻合,如果血管直径落差过大,甚至可能需要选择两个不同直径的非顺应性球囊进行后扩张。

如果是第二种情况,应当选用与支架相同直径的球囊甚至稍小直径的球囊以尽可能高的压力进行扩张,在使得膨胀不良部位被充分扩张的前提下尽量避免“狗骨头效应”使病变两端被过度扩张。部分术者不区分两种情况,习惯常规选用较大直径的球囊进行高压力后扩张,增加了冠脉穿孔破裂的可能性,应当引以为戒。

04

总结

(一)半顺应性球囊通常用于预扩张,非顺应性球囊通常用于后扩张,病变较硬时可以使用非顺应性球囊进行预扩张。

(二)很硬的纤维斑块需要使用切割球囊、双导丝聚力球囊或棘突球囊进行扩张。

(三)后扩张时要区分两种情况,根据情况选择不同直径的球囊进行后扩张。

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