承 浩,范振敏,楊曉紅,葉 霞,鄧小燕
(1.江蘇理工學院 機械工程學院,江蘇 常州 213001;2.北京航空航天大學 生物與醫(yī)學工程學院,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期遭受前方髂動脈和后方第五腰椎的接觸和壓迫作用,使得靜脈內出現(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進一步引發(fā)下肢深靜脈血栓(DVT)和慢性靜脈功能不全,嚴重者會引發(fā)血栓后綜合征(PTS),導致腫脹、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,因為大多數(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]。
當患者髂靜脈管腔內截面積減少超過50%時,臨床上需要進行積極手術治療。球囊擴張和支架介入術是用于IVCS治療的最常見方案[9]。在血栓清除后,使用球囊擴張術和支架置入術破壞靜脈腔內的隔膜或索帶達到治療效果。近些年,該治療法因創(chuàng)傷小、恢復快、并發(fā)癥少等優(yōu)勢,得到了廣泛的應用。臨床數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析表明,受壓的左髂靜脈僅行球囊擴張術后,由于左髂靜脈內膜粘連和右髂動脈脈動持續(xù)壓迫等原因,使得血管管腔術后依然會逐漸減小,術后效果并不理想[10-12]。但是,行血管支架介入術后,在1年后的隨訪中,髂靜脈內通暢率在81.8%~100%[13]。相比以前手術取栓及靜脈旁路的通暢率(40%~88%)而言[14],血管支架介入術的治療效果更好。因此,球囊擴張術和支架置入術已經成為髂靜脈受壓綜合征手術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重的并發(fā)癥,例如血栓形成、支架內再狹窄、靜脈破裂、支架移位和出血等。其中,術后支架內狹窄最為常見。Neglén等人[21]統(tǒng)計報道,支架置入術后前3年,輕度狹窄(<50%)的發(fā)生率高達80%,重度狹窄(>50%)的發(fā)生率為17%。支架內再狹窄在術后早期表現(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膜增生;而在術后后期一般表現(xiàn)為硬病變,例如動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)支架未能充分擴張。因為髂靜脈腔內粘連未被充分擴張[12],就進行了血管支架置入。髂靜脈受到右髂動脈的持續(xù)壓迫,靜脈內膜會發(fā)生粘連,粘連嚴重者可將髂靜脈內腔分為多個腔室,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,導致支架受到壓迫,誘發(fā)支架內狹窄及支架血栓的形成[24]。
圖1 髂靜脈腔內的粘連[6]
(2)置入支架的性能與髂靜脈內生理環(huán)境不匹配。由于目前針對于髂靜脈的商用血管支架較少,大多處于臨床試驗階段,所以髂靜脈支架介入治療術通常使用動脈支架替代(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,可較好地適應髂靜脈蜿蜒曲折以及大口徑的特點,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,當病變位置位于髂—腔邊界時,病變兩端呈現(xiàn)圓錐或漏斗形,血管支架端部對壓迫靜脈的支持力不足[23],導致血管支架端部被擠壓成錐形,造成支架內狹窄、支架滑移和尾部塌陷等現(xiàn)象[27-28],誘發(fā)髂股深靜脈內血栓復發(fā)或支架內血栓形成[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,血管支架的主體部分作用于血管壁,確實能夠提高對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)對側髂靜脈血栓形成的隱患。Khairy等人[30]通過臨床數(shù)據(jù)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),支架延伸至下腔靜脈與對側髂靜脈血栓的形成密切相關。有學者認為[7,31-32],是內膜增生導致對側髂靜脈血栓的形成,具體過程為:支架進入下腔靜脈后,血流從支架間隙流出,當支架間隙形成內膜時,內膜阻礙血流流出,血流發(fā)生紊亂,導致對側血栓形成。Zhang等人[33]通過體外實驗證明了這一點。另一種猜測是,支架內血栓形成妨礙了對側靜脈血液的流動,導致對側血栓形成[34]。但是,如果減小支架進入IVC的長度,支架就不能完全覆蓋近端病變,那么約有40%發(fā)生支架內再狹窄的概率[35],成為支架閉塞、支架內血栓形成和同側髂股深靜脈血栓復發(fā)的重要誘因。
(3)易栓體質、血栓清除不完全和術后抗凝不足等也易引發(fā)血栓[23]。研究發(fā)現(xiàn),CDT(導管定向溶栓治療)完成時殘留血栓的數(shù)量與DVT的復發(fā)率直接相關[36]。
由此可見,盡管支架置入術已經成為治療髂靜脈受壓綜合征的有效手段,但仍存在著支架內狹窄和血栓等問題。針對臨床使用的血管支架多為Wallstent動脈支架[31,37-38],且該支架與髂靜脈生理環(huán)境不匹配的弊端,有學者提出改良支架置入策略的方法,也有學者提出設計專用靜脈支架,以減少術后的并發(fā)癥。
為了解決支架延伸至下腔靜脈阻礙對側靜脈血流的問題,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腔,防止支架移位;同時,大網孔的Z支架能減小對對側血流量的影響。臨床結果表明,相比與單獨的Wallstent置入術,使用Z+Wallstent的介入治療確實使對側深靜脈血栓形成的概率有所降低[26,32]。Wallstent支架作為動脈支架,能夠克服動脈粥樣硬化斑塊的負面影響,但是靜脈系統(tǒng)中主要的病理問題是動脈搏動、腰椎及腹股溝韌帶的卡壓,與動脈粥樣硬化血栓斑塊無關。因此,盡管學者們已經開發(fā)了Z支架、開窗支架和左右髂靜脈雙側支架置入等技術,使動脈支架能適應髂靜脈受壓綜合征的治療,可是這些技術都不太理想,仍無法避免術后并發(fā)癥,如支架內再狹窄和術后血栓的發(fā)生[40]。為此,專用髂靜脈支架的設計與改良就顯得非常必要。
圖2 Wallstents支架結合Z形支架置入模式圖
由于靜脈與動脈生理環(huán)境和病變原因不同,靜脈支架設計時需要考慮以下問題:(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,所以針對它的支架口徑也應在此范圍。(2)髂靜脈腔內容易發(fā)生粘連。髂靜脈管腔直徑的恢復與動脈血管不同,確保支架置入后能穩(wěn)定維持管腔面積,是支架置入術的關鍵。(3)髂靜脈承受單向外源性壓力持續(xù)作用。支架術后,腰椎和動脈對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,可能會加大對宿主血管壁的損傷。該處受壓是單向壓迫,不同于支架作用病變動脈時的周向壓力。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。病變位于髂—腔靜脈交匯處時,由于靜脈造影技術的局限,無法精確定位。即使能準確定位匯合位置,支架在置入時,或者在外源性壓力的作用下,實際位置與預期位置也難免發(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確性。
目前,傳統(tǒng)的自膨脹鎳鈦合金靜脈支架力求在強度、靈活性和部署精度間尋找最佳平衡點,但從一些臨床分析來看,并沒有完全解決術后并發(fā)癥的問題[19,40]。為此,Stuck[41]和Wang[42]對其進行了優(yōu)化設計。Stuck等人設計了閉環(huán)和開環(huán)相結合的復合支架結構,如圖3所示。該支架近端的閉環(huán)結構在受到外部動脈和腰椎持續(xù)性壓力時,可以提供足夠的徑向承受力;支架中部的開環(huán)結構能夠適應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計,能夠在支架延伸至下腔靜脈過多的情況下,減少支架對對側靜脈血流的影響。但該支架缺乏定位元件,而且支架進入下腔靜脈過多時,對對側靜脈流動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計新型髂靜脈支架,如圖4。該支架整體為開環(huán)結構,前部為相對稀疏的喇叭狀結構;支架通過進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,能減小對對側血流的阻礙。該支架整體的開環(huán)結構雖然提高了靈活性,但是面對近端病變外部擠壓時,需要進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)的髂靜脈病變手術無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,既減少了對支架的額外需求和手術的輻射暴露時間,又降低了手術的費用和術后血栓發(fā)生的風險,但是需要對現(xiàn)有的髂靜脈支架進行改良。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、更長的長度及不同的形狀,以滿足支架—靜脈壁并置的需求。