PCI球囊實際破裂壓體外研究

李小龍 張萌 董鵬 靳維華 曲濤 王斌

在以植入藥物洗脫支架(DES)治療為主的冠脈介入治療年代，為了降低支架內再狹窄及血栓發生率，常常需要在支架釋放后進行高壓擴張，以達到支架的充分膨脹和貼壁。在臨床上，我們有時采用非順應性球囊進行后擴張。由于后擴張的球囊(包括非順應性球囊和支架球囊)所標識的爆破壓(Rated Burst Pressure RBP)多≤20atm，而實際介入手術中擴張的壓力常常大于此數值。出于經濟問題考慮，一些介入醫師有時用支架囊進行高壓后擴張。在超出RBP多大范圍是安全的，目前國內外鮮有研究。為明確PCI球囊高壓擴張的安全性，我們在體外將常用品牌PCI球囊打破，觀察不同PCI球囊在體外的RRP，了解不同PCI球囊體外破裂特點，研究其與支架長度、直徑、擴張次數、最大擴張時間及最大擴張壓力等因素的相關性。

1 資料與方法

1.1 入選的PCI球囊 2010年2月至2010年10月共入選279枚PCI球囊，其中半順應性支架囊232枚:Cypher(美國強生)49枚，Taxus(美國波科)34枚，Endeavor(美國美敦力)14枚，XienceV(美國雅培)13枚，Partner(北京樂普)108枚，Excel(山東吉威)10枚，Firebird(上海微創)4枚。半順應性非支架球囊29枚:Voyager(美國雅培)12枚，Sprinter(美國美敦力)8枚，Sun(北京福基陽光)球囊9枚。非順應性球囊16枚:Durastar(美國強生)6枚，NC Sprinter(美國美敦力)8枚，Quantum(美國波科)4枚。已在體內擴張過嚴重鈣化病變的球囊排除入選。

1.2 PCI球囊體內釋放的基本信息 球囊直徑從2.25～4.5mm，平均2.94mm;長度8～38mm，平均24.12mm;在體內的擴張壓力8～24個大氣壓(atm)，其中超過20atm釋放的球囊為37個，占總數的13.9%，平均23.15atm;擴張次數1～9次，平均2.52次;擴張時間10～30 s(s)，平均13.96s。不同球囊的詳細參數詳見表1。

表1 不同球囊的物理參數和體內釋放參數

1.3 PCI球囊體外擴張 將完成體內釋放的PCI球囊在24 h以內，在室溫下以每秒增加4～6大氣壓的速度用以生理鹽水1∶1稀釋的泛影葡胺將PCI球囊在體外打破，記錄PCI球囊體外的RRP，觀察不同 PCI球囊之間RRP(Real Rupture Pressure RRP)的差異。

2 結果

2.1 常用類型及品牌PCI球囊在體外RRP詳見表2。在幾種支架囊中，體外平均RRP排序為:Taxus＞Cypher＞Excel＞XienceV＞Partner＞Endeavor＞Firebird。體外最小實際破裂壓(Minimal Real Rupture Pressure MRRP)由大至小的順序為:Taxus＞XienceV，Excel＞Cypher＞Endeavor＞Firebird＞Partner。Taxus支架囊(Liberte)組在體外釋放的平均RRP和MRRP均最高，≥32atm，而Partner支架囊組的MRRP在體外最低，為 24atm。Firebird球囊的平均 RRP最低，25atm。在半順應性的非支架囊中，國產的Sun球囊的MRRP≥32atm，與Taxus支架囊相當，明顯高于另外兩種進口球囊:Voyager及 Sprinter球囊(23atm)。

將半順應性球囊體外最小RRP分為兩組:MRRP≤25atm為低壓組，包括 Partner、Firebird、Voyager及 Sprinter球囊;MRR P ＞25atm 為高壓組，包括 Excel、Cypher、Taxus、Endeavor、XienceV以及Sun球囊;其中Sun球囊和Taxus支架囊最高。

2.2 比較球囊體外破裂壓的變異性可以看出，Partner支架囊和Cypher支架囊組的RRP變異最大，而美敦力公司的支架球囊(Endeavor)、Sprinter球囊(半順應性非支架囊)、NcSprinter(非順應性球囊)三種球囊的RRP變異均很小。國產的半順應性Sun球囊組在體外釋放的最小RRP最高且變異最小。按照球囊平均RRP的標準差，≤1atm的球囊包括Endeavor、XienceV、Firebird、Sun、Sprinter、NcSprinter。 ＞ 1atm 的球囊有Cypher、Taxus、Partner、Excel、Voyager。而 ＞2atm 的球囊有 Cypher和 Partner。

2.3 用體外的MRRP減去RBP得出最小容許加壓值(Minimal Tolerance Pressure，MTP)，代表球囊擴張的安全范圍。所有球囊后的的MTP數值在7～15atm之間(表2)。在支架囊組中，MTP最大的球囊組為Taxus及XienceV，最小的為Firebird;在半順應性非支架囊中，MTP最大的球囊組為Sun，最小的為Sprinter。MTP≥10atm的半順應性球囊為(由高到低):≤1atm 的球囊包括 Sun、Taxus、XienceV、Excel、Cypher、Endeavor。非順應性球囊MTP均超過12atm，其中最大的為NC Sprinter組，為15atm。

2.4 影響球囊RRP的因素。由于入選球囊品牌較多，同時涉及半順應性支架囊、半順應性非支架囊及非順應性球囊，其中有些品牌球囊入選數量偏少，故我們選取其中Partner支架囊組(n=108)作統計學分析，以球囊體外RRP作為因變量，將球囊長度、直徑、擴張時間、擴張次數及體內最大擴張壓力作為自變量作多元線性回歸。結果顯示球囊直徑對于體外RRP的影響具有顯著統計學意義(P=0.0001)，球囊直徑與RRP之間具有顯著相關性(偏相關系數為-0.777)，見圖1。而支架長度、擴張時間、擴張次數及體內最大擴張壓力對于球囊體外RRP沒有明顯影響。

圖1 Partner支架囊組直徑與體外RRP關系

2.5 體內球囊破裂情況。近兩年來，共有5枚PCI球囊在體內擴張時發生破裂(表3)，分別見于5種球囊，占同期球囊擴張總數的0.23%。從球囊種類看，分布于不同的品牌。多數與鈣化病變有關，其次是支架內擴張，非順應性球囊未見體內破裂。

表2 PCI球囊標注各種壓力及體外測試數據

表3 體內破裂球囊相關參數

3 討論

在DES時代，支架內血栓形成以及再狹窄的發生與支架貼壁不良有很大關系［1］，多項研究［2，3］也證明支架充分擴張貼壁能顯著減少支架內血栓及再狹窄的發生。因此，臨床上，在支架置入后，越來越多的醫師采用后擴張來使支架達到充分的貼壁，使支架直徑與正常參考血管直徑之比為1～1.1∶1［3-5］。

在我國，PCI手術耗材仍較昂貴，一部分患者經濟承受能力較弱，介入醫生在進行冠心病介入治療的同時，常常要考慮患者的經濟狀況，并因此使用支架球囊進行后擴張。但是，球囊所標示的RBP常常低于20atm，即使標注的最大壓力，也很少超過20atm(表2)。而實際工作中，擴張的壓力常常會大于20atm。因此，過高壓力的球囊擴張的安全性如何，尚缺乏系統的研究。

根據順應性，PCI球囊分為半順應性球囊及非順應性球囊。半順應性球囊具有較寬的適用范圍，在一定范圍內，隨著擴張壓力的增加，球囊尺寸會有一定程度增加，多用作支架囊和用于預擴張。非順應性球囊指球囊在到達預置尺寸后，即使增加至較高的壓力，但球囊直徑保持相對不變或增加不明顯，對于血管的適應性弱，多用于后擴張。在壓力順應性表中，每個球囊都會標示各球囊命名壓(Nominal Pressure NP)、爆破壓(Rated burst pressure RBP)及擴張壓力與球囊外徑之間的關系(詳見表2)。命名壓指需要獲得標簽標識的充氣球囊直徑所需要的壓力。爆破壓是指反復充盈球囊40次，在此壓力下99%的球囊不會破裂。

本研究結果顯示所有的PCI球囊均能耐受壓力順應性表所示的最大壓力，支架囊均能耐受24atm以內的壓力，半順應性非支架囊均能耐受23atm以內的壓力，而非順應性球囊均能耐受32atm以內的壓力。因此，半順應性球囊打至20atm、非順應性球囊打至30atm是安全的，為球囊在體內大于RBP的高壓后擴張提供一定的理論依據。在臨床上，我們用支架球囊后擴張，偶爾將壓力打到22～24atm。有時，支架選擇型號偏小，需要用支架球囊高壓擴張，能夠獲得更大的支架直徑。

在體內球囊擴張時與體外仍有差異。如Partner支架球囊在體外都能擴張到24atm而不破裂，但在體內擴張支架時，有一例在22atm破裂。Quantum球囊標注也很清楚，一般情況下擴張的RBP為20atm，而在支架內擴張的RBP為18atm。一般來說，非順應性球囊擴張時耐受的高壓要大得多。一例支架置入后膨脹不良，用Quantum球囊在支架內曾兩次用32atm高壓后擴張而未發生破裂，方才把鈣化段支架擴張滿意。這與我們體外試驗的結果相符。需注意的是，在擴張鈣化病變時，半順應性球囊以低壓擴張即可發生破裂，如表3所示。鈣化病變形成時，堅硬的鈣化物突出管腔，在低壓力擴張時球囊即可能被突出的鈣化物刺破。但支架擴張時低壓力破裂罕見，這可能與支架本身的保護作用有關。表3示支架囊體內破裂的兩例均發生在較高壓力擴張時(大于RBP)。在纖維硬化性病變時，球囊以大于RBP擴張是安全的。

研究也顯示，球囊的RRP與支架直徑呈負相關，即直徑小的球囊能耐受更高的壓力而不破裂，表3所示體內發生的兩例支架囊破裂直徑均≥3.5mm，亦支持此結論。球囊的RRP與擴張次數、擴張時間、球囊長度及最大擴張壓無明顯相關性，國外也有類似報道［6］。在表2中也可見到非順應性球囊有類似的趨勢，即球囊直徑越大，RBP越小，平均體外RRP越小。但由于樣本量小，未對本次入選的非順應性球囊作統計學分析。

需要注意的是，球囊/支架系統在病變處的瞬時非均勻膨脹，即狗骨頭效應(Dogboning Effect)，能造成支架端部急性管壁損傷，尤其用半順應性球囊擴張鈣化病變，此時一味加大擴張壓力無法使病變部位有效擴張，但球囊兩端由于過度膨脹而造成血管內膜撕裂。此時我們應區分支架擴張不充分是由于支架貼壁不良還是支架膨脹不全引起的。支架貼壁不良是指支架柱與血管壁未緊密結合，IVUS可見中間有血流通過，可用半順應性球囊作高壓后擴張調整支架直徑，更好的與血管壁貼合;支架膨脹不全是指支架貼壁雖然良好，但由于鈣化嚴重致支架膨脹不全，支架內腔未能呈正圓形，此時應該使用非順應性球囊作高壓后擴張。本研究表明，體外試驗非順應性球囊均能耐受32atm以下的壓力而不破裂。因此，在使用非順應性球囊以低于RBP擴張時，如病變未能充分擴張，以大于RBP擴張是安全的。

由于儀器設備所限，本研究未能對球囊的外徑進行測量，因此擴張至順應性表最大壓力以上時球囊外徑數據不得而知;另外，半順應性非支架囊及非順應性球囊入選量較少，應進一步完善相關研究。

［1］Fitzgerald PJ，Oshima A，Hayase M，et al.Final results of the can routine ultrasonic influence stent expansion(CRUISE)study.Circulation，2000，102:523-530.

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［4］Glasgov GS，Weisenberg E，Zarius CK，et al.Compensatory enlargement of human atherosclerosis coronary arteries.N Engl J Med，1987，316:1371-1375.

［5］Gibbons GH，Dzau VJ.The emerging concept of vascular remodeling.N Engl J Med，1994，330:1431-1438.

［6］Dübel HP，Gliech V，Bunk G，et al.Rupture of PTCA balloons-an in vitro study.Z Kardiol，1997，86(12):968-74.