不同固定方式對兔肝動(dòng)脈介入插管的影響

馮建防，莊一平，馮國棟，席 瑋，裘海濤，陳仕林，于 強(qiáng)，夏 菁，陳 駿

肝動(dòng)脈灌注化療栓塞術(shù)是目前介入治療中晚期肝癌最主要方式之一[1-2]。兔VX2原位肝癌模型是廣泛應(yīng)用于介入相關(guān)實(shí)驗(yàn)的動(dòng)物模型[3-4]。但由于缺乏專用于兔的血管介入器械，兔肝動(dòng)脈插管需要操作者具有較熟練的技巧和經(jīng)驗(yàn)[5-7]。本實(shí)驗(yàn)采用3D打印技術(shù)設(shè)計(jì)制作一種專用于兔肝動(dòng)脈插管的手術(shù)平臺，該平臺能改變兔腹腔干與腹主動(dòng)脈的夾角，方便微導(dǎo)絲和導(dǎo)管超選，從而降低手術(shù)難度和相關(guān)并發(fā)癥發(fā)生概率，縮短手術(shù)操作時(shí)間，提高手術(shù)成功率。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和主要實(shí)驗(yàn)器材

30只新西蘭大白兔，雌雄不限，體重2.5～3 kg，由東南大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供（許可證號：SYXK蘇2010-0004）。

主要實(shí)驗(yàn)器材包括自制木質(zhì)手術(shù)臺（300 mm×450 mm×3 mm）、2.5 F微導(dǎo)管、股動(dòng)脈穿刺針套件（日本Terumo公司）、戊巴比妥鈉（北京百奧博來科技公司）、肝素鈉（1.25 U/支，江蘇萬邦生化醫(yī)藥公司）、碘佛醇（50 mL/瓶，江蘇恒瑞醫(yī)藥公司）、3D打印兔支撐平臺（江蘇捷生凱爾醫(yī)學(xué)增材制造研究院），以及BV Pulsera型移動(dòng)式C形臂X射線機(jī)（荷蘭Philips公司）、DiscoveryCT 750HD型多排螺旋CT機(jī)（美國通用公司）。

1.2 改良手術(shù)臺設(shè)計(jì)

取10只實(shí)驗(yàn)兔，耳緣靜脈麻醉，仰臥位固定于自制木質(zhì)平板手術(shù)臺上，于平對兔胸10椎體層面放置一長條形水囊，逐步向水囊注射液體，兔軀干與水平面夾角每次增加10°（最大至50°），均置于CT掃描床行CT增強(qiáng)掃描（管電壓80 kV，管電流120 mA，總劑量按1.5 mL/kg，流量為0.5 mL/s，延遲控制為13 s），獲得DICOM格式原始數(shù)據(jù)，采用RadiAnt DICOM Viewer軟件進(jìn)行多曲面重建圖像分析，獲取不同固定方式下兔腹腔干和腹主動(dòng)脈切面層圖像，并測量2支血管間夾角。記錄不同軀干彎曲角度下兔腹腔干與腹主動(dòng)脈間夾角變化情況，分析兔軀干最佳彎曲度。測量軀干處于最佳彎曲度時(shí)平對腹腔干處水囊的平均高度等作為支撐平臺的主要參數(shù)，并模擬水囊包裹形態(tài)設(shè)計(jì)，采用3D打印技術(shù)制作支撐平臺。

1.3 動(dòng)脈期掃描和多曲面重建夾角測量

30只實(shí)驗(yàn)兔于掃描前禁食24 h，耳緣靜脈按1 mL/kg推注2%戊巴比妥麻醉，兔仰臥位固定于自制木質(zhì)平板上行動(dòng)脈期掃描（掃描條件同前）；采用改良方式將實(shí)驗(yàn)兔固定于木板上，20 min后再次依據(jù)同樣參數(shù)行動(dòng)脈期掃描，獲得原始DICOM文件；采用RadiAnt DICOM Viewer軟件進(jìn)行多曲面重建圖像分析，獲取不同固定方式下兔腹腔干和腹主動(dòng)脈切面層面圖像，測量2支血管間夾角；分析比較兩組不同固定方式下2支血管夾角間差異。

1.4 股動(dòng)脈穿刺肝動(dòng)脈插管

隨機(jī)將30只實(shí)驗(yàn)兔分為實(shí)驗(yàn)組和對照組，實(shí)驗(yàn)組兔以改良固定方式仰臥位固定于木質(zhì)手術(shù)臺上，對照組兔以傳統(tǒng)方式固定于平板手術(shù)臺上，兩組兔均于右側(cè)股骨處備皮，采用外科無菌操作方式暴露右側(cè)股動(dòng)脈主干并置入股穿針鞘作為股動(dòng)脈鞘管；3名具100例次以上兔肝動(dòng)脈插管相關(guān)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)的介入科醫(yī)師行DSA透視導(dǎo)引下肝動(dòng)脈插管；記錄兩組手術(shù)成功率、股動(dòng)脈置管完畢至肝動(dòng)脈插管成功時(shí)間（手術(shù)操作時(shí)間）和夾層發(fā)生率。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS 20.0軟件對數(shù)據(jù)作統(tǒng)計(jì)分析。采用Pearson相關(guān)系數(shù)分析兔動(dòng)脈夾角度數(shù)與軀干彎曲程度相關(guān)性，一元線性回歸法統(tǒng)計(jì)計(jì)算兩者回歸方程。血管夾角、手術(shù)操作時(shí)間以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)作比較。手術(shù)成功率和夾層發(fā)生率以百分比（%）表示，卡方檢驗(yàn)作比較。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 軀干彎曲度與血管夾角間相關(guān)性及平臺制作

實(shí)驗(yàn)測得兔腹腔干與腹主動(dòng)脈間夾角度數(shù)隨軀干彎曲度增大而增大，兩者呈正相關(guān)（圖1），其回歸方程為Y=112.08+0.73X（r=0.84，P=0）。兔支撐平臺按照軀干彎曲40°角進(jìn)行設(shè)置制作，以水囊高度等為主要參數(shù)，模擬水囊包裹軀干形態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)打印（圖2①②③）。制作出的支撐模板平臺能高度還原水囊包裹支撐形態(tài)，并能穩(wěn)定地固定實(shí)驗(yàn)兔（圖2④）。

圖1 兔腹腔干和腹主動(dòng)脈夾角隨軀干彎曲角度變化趨勢圖

圖2 支撐平臺主要參數(shù)及兔改良固定方式

①兔肝動(dòng)脈插管，微導(dǎo)管位于肝動(dòng)脈中的自然狀態(tài)，可見導(dǎo)管頭端與導(dǎo)管主干角度較大成鈍角；②③兔固定于平板手術(shù)臺上行增強(qiáng)掃描和重建，可見腹腔干與其下腹主動(dòng)脈主干角度較小幾成直角；④⑤兔固定于改良手術(shù)平臺上行增強(qiáng)掃描和重建，可見腹腔干與其下的腹主動(dòng)脈間角度增大成鈍角，更接近于微導(dǎo)管于腹腔干中的形態(tài)

表1 不同固定方式下兔血管夾角和肝動(dòng)脈插管比較

2.2 不同固定方式下血管夾角情況

兔血管CT重建影像精確還原了不同固定方式下兔腹腔干與腹主動(dòng)脈間夾角的異同，可見改良固定方式下兔腹腔干與腹主動(dòng)脈間夾角形態(tài)更加接近于微導(dǎo)管系統(tǒng)在腹腔干中的自然形態(tài)（圖3）。傳統(tǒng)平板固定方式下測得實(shí)驗(yàn)兔腹腔干和腹主動(dòng)脈間夾角為117.93°±13.42°，改良固定方式下測得夾角為144.40°±14.76°，兩組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）（表1）。

2.3 肝動(dòng)脈插管手術(shù)操作情況

對照組15只兔中4只出現(xiàn)動(dòng)脈夾層，1只反復(fù)操作均無法成功進(jìn)入腹腔干而手術(shù)失敗，整體成功率為66.7%（10/15），實(shí)驗(yàn)組為100%（15/15），兩組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；血管夾層發(fā)生率在對照組為26.7%（4/15），實(shí)驗(yàn)組均未發(fā)生，兩組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；對照組平均手術(shù)操作時(shí)間為（504.40±47.25） s，實(shí)驗(yàn)組為（88.87±14.99） s，兩組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見表1。

3 討論

兔肝動(dòng)脈解剖近似人類，肝動(dòng)脈多由腹腔干發(fā)出[8]。兔肝動(dòng)脈插管通常模擬臨床操作，先暴露兔股動(dòng)脈主干，穿刺股動(dòng)脈使微導(dǎo)管直接超選至肝動(dòng)脈分支[9-10]。孔健等[11]報(bào)道的實(shí)驗(yàn)中股動(dòng)脈入路行肝動(dòng)脈插管平均手術(shù)時(shí)間為（44.3±10.7） min；劉文貴等[12]實(shí)驗(yàn)中股動(dòng)脈入路行肝動(dòng)脈插管平均手術(shù)時(shí)間為（9.4±2.7） min；武貝等[6]報(bào)道股動(dòng)脈入路肝動(dòng)脈插管平均手術(shù)時(shí)間為（230.5±86.0） s，耳動(dòng)脈入路平均手術(shù)時(shí)間為（257.0±82.0） s；Hu等[7]實(shí)驗(yàn)中耳動(dòng)脈入路行肝動(dòng)脈插管平均操作時(shí)間為（7.2±3.1） min。以上結(jié)果均提示，肝動(dòng)脈插管具有一定的操作技術(shù)難度。如何降低手術(shù)難度，提高兔動(dòng)脈插管成功率，目前所見相關(guān)報(bào)道不多。

目標(biāo)血管與血管主干之間夾角情況，是影響微導(dǎo)管超選難度的關(guān)鍵之一。本中心在多年介入臨床操作中發(fā)現(xiàn)，體表擠壓目標(biāo)血管區(qū)域可一定程度上改變目標(biāo)血管與毗鄰血管間夾角，從而協(xié)助微導(dǎo)管進(jìn)入一些原本角度較為刁鉆的血管。因此，推測體位變化也能一定程度影響血管間夾角。本研究在預(yù)實(shí)驗(yàn)中檢測分析出，兔腹腔干與腹主動(dòng)脈間夾角在一定范圍內(nèi)與軀干彎曲度呈正相關(guān)，但當(dāng)兔軀干彎曲50°時(shí)幾乎已達(dá)到仰臥位拉伸極限，對兔骨骼系統(tǒng)存在潛在損傷，故采用兔軀干彎曲40°進(jìn)行進(jìn)一步探索。

隨著技術(shù)不斷完善和成熟，3D打印已部分應(yīng)用于臨床實(shí)踐[13-14]。本實(shí)驗(yàn)前期探索過程中采用3D打印技術(shù)充分還原了水囊高度等關(guān)鍵參數(shù)及其穩(wěn)定包裹兔后背部場景，制作出能較好貼合、穩(wěn)定固定兔的支撐平臺，可方便后續(xù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行，提高實(shí)驗(yàn)精確性和可重復(fù)性；采用傳統(tǒng)方式將兔固定于水平木板上測得的兔腹腔干和腹主動(dòng)脈間夾角為117.93°±13.42°，改良方式固定的實(shí)驗(yàn)兔測得的腹腔干和腹主動(dòng)脈間夾角為144.40°±14.76°，提示采用不同固定方式的確能在一定范圍內(nèi)改變血管間夾角。

兔腹腔干較為纖細(xì)，臨床所用的2.5 F微導(dǎo)管在兔腹主動(dòng)脈分支中可塑空間較小，導(dǎo)絲頭端與導(dǎo)絲主干基本無法塑性成銳角。本研究分析正是因?yàn)楦牧脊潭ǚ绞礁淖兞送酶骨桓膳c腹主動(dòng)脈分支間角度，使腹腔干走行更接近于導(dǎo)絲形態(tài)，利于導(dǎo)絲導(dǎo)管進(jìn)入。本研究中實(shí)驗(yàn)組平均手術(shù)操作時(shí)間為（88.87±14.99） s，手術(shù)成功率為100%，而對照組手術(shù)操作時(shí)間為（504.40±47.25） s，手術(shù)成功率為66.7%，兩組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。血管反復(fù)刺激是造成其痙攣、夾層，甚至破裂的主要原因之一，本實(shí)驗(yàn)采用改良方式固定實(shí)驗(yàn)兔，肝動(dòng)脈插管均為一次成功，從而降低了實(shí)驗(yàn)過程中兔血管意外的風(fēng)險(xiǎn)；實(shí)驗(yàn)組血管夾層發(fā)生率為零，對照組血管夾層發(fā)生率為26.7%，兩組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說明改良固定方式能降低手術(shù)操作難度，降低術(shù)中并發(fā)癥發(fā)生率，從而提高手術(shù)成功率。

本實(shí)驗(yàn)存在一定局限性，如支撐平臺依據(jù)體重2.5～3 kg實(shí)驗(yàn)兔設(shè)計(jì)，不能判斷是否適用于其他體重實(shí)驗(yàn)兔；平板僅設(shè)計(jì)模擬某一固定角度和高度下對實(shí)驗(yàn)兔血管夾角及兔肝動(dòng)脈插管的影響，未判斷其他軀干彎曲角度是否更方便兔肝動(dòng)脈插管，這也是后續(xù)實(shí)驗(yàn)需要完善補(bǔ)足之處。