法洛四联症(TOF)合并体肺动脉侧支(APC)是一种复杂的先天性心脏病,外科治疗是重要手段,但APC的处理是外科治疗的难题,手术难度大,风险高,术后并发症多且较严重。上世纪70年代开始通过介入方式进行侧支血管栓塞治疗,经过技术的不断进步和经验的不断积累,实践证明栓塞治疗可显著降低外科手术风险,提高手术效果,是TOF合并APC的重要治疗手段之一,现就其目前的研究进展作一综述。
引用本文: 张海宏, 曾智. 体肺动脉侧支栓塞在法洛四联症治疗中的作用. 华西医学, 2015, 30(1): 168-170. doi: 10.7507/1002-0179.20150051 复制
法洛四联症(TOF)合并体肺动脉侧支(APC)是一种复杂的先天性心脏病,病死率高,手术风险大,是临床难题之一。上世纪70年代APC栓塞治疗的出现,及后来的“杂交治疗”,将介入治疗与外科手术联合实施,降低了手术风险,提高了手术效果。现就APC栓塞在TOF治疗中的作用及其研究进展作一综述。
1 TOF合并APC的病理生理机制
TOF约占先天性心脏病的3.9%,5.0%~10.0%合并肺动脉闭锁、室间隔缺损,其中2/3合并巨大APC,如不手术治疗1岁时生存率为50.0%,10岁时仅8.0%[1]。除TOF外,APC还可见于肺动脉闭锁合并室间隔缺损、功能性单心室等先天性心脏病。APC是胚胎期腹侧内脏动脉的残留,在妊娠期前数周随肺动脉成熟而逐渐退化。但如肺动脉发育不良或缺失导致肺血减少,APC血管就会持续存在,并在一定程度上承担肺脏的血供,某一肺段可由单独肺动脉或侧支动脉供血,也可接收双重血供。
APC的起源、数量、大小、分布和走行变异性很大,大部分起源于降主动脉中段,也可起源于主动脉弓、腹主动脉、锁骨下动脉等部位[2-3]。从生理机制来讲,APC增加了肺循环血流量,提高了体循环血氧饱和度,通过增加肝静脉血流入肺的通路,抑制了肺动静脉畸形的发展。但与此同时,大量高压血流导致肺动脉高压,抑制肺动脉的发育,增加流动能量损失和左心室的容量负荷[4-5]。
TOF合并APC依肺血量不同,临床表现可有紫绀、充血性心力衰竭或肺动脉高压,薄壁血管破裂会引起咯血,一部分患者APC存在一定程度狭窄,肺血流量相对平衡而存活至成年[1]。
2 TOF合并APC的治疗
TOF合并APC治疗的最终目标是尽早重建独立的体、肺动脉系统,但如何处理APC是外科治疗面临的难题。由于侧支血管分布变异性大,及手术视野的限制,外科手术很难理想地结扎所有侧支血管,且有损伤膈肌、胸导管的风险,术野回血增加,视野暴露差,循环灌注压不易维持,术后易出现“灌注肺”、低心排出量综合征及充血性心力衰竭。
介入治疗简便、微创、可重复,APC栓塞治疗可减少右向左分流,防止外科术中回血,减轻左心室容量负荷,与外科手术联合实施可降低手术难度,提高手术成功率,改善患者预后[6]。APC栓塞最早由1974年Zuberbuhler等[7]完成,其在TOF患者外科手术前使用组织黏附材料栓塞APC取得较好效果,1975年Gianturco线圈开始用于血管栓塞治疗,自此,APC栓塞逐渐成为TOF治疗的重要手段,国内于1992年11月开始进行APC栓塞治疗[8],早期研究中完全栓塞率可达92%,且无严重不良事件发生[9]。
1996年Angelini等[10]首先提出“杂交治疗”,但早期介入治疗多在术前或术后进行,患者需在导管室和手术室间转运,术前介入增加缺氧的风险,术后介入延迟了肺灌注损伤的治疗。随着杂交手术室的建立和完善,“一站式”治疗得以实现[11-12]。2007年国内开始“一站式”治疗TOF合并APC,疗效满意[13]。
3 APC栓塞治疗
3.1 栓塞前评估
栓塞前应行选择性主、肺动脉造影,判断肺动脉分布,APC的起源、分布、走行、形态,确定侧支血管所对应肺段是否同时接受肺动脉血供,是否有脊髓神经根动脉来源于肋间或支气管APC。栓塞前可用球囊导管试封堵靶血管,监测血氧饱和度的变化来判定侧支血流的生理重要性,减少栓塞后缺氧的风险。除心导管检查外,术前还可借助3D心脏彩色多普勒超声、多排螺旋CT、MRI等检查显示肺动脉和APC,以指导治疗计划[14-15]。
3.2 适应证和禁忌证
拟栓塞侧支血管对应的肺段应同时接收来自肺动脉的供血(双重血供)或侧支血管支配的肺段<0.5叶。如是侧支血管单向供血,则不宜栓塞,应等待外科单源化融合治疗。一般认为直径<2 mm侧支血管栓塞难度大,且对血流动力学影响较小,可不予栓塞,术后应适当延长呼吸机的使用和随着肺动脉的成熟会逐渐闭合[16]。
3.3 栓塞治疗材料
栓塞侧支血管的材料较多,包括可拆分球囊、组织黏附材料、线圈、液态明胶、血管塞等,应根据APC解剖特点选择不同的导管和材料,一般认为线圈、球囊、血管塞用于较粗的血管,而液态明胶、颗粒用于栓塞较细和弯曲的血管[17]。目前线圈应用较多,如Gianturco线圈,植入后在局部诱发血栓形成、机化达到栓塞目的,其内皮化减轻了管腔内血液湍流,减少了晚期血栓、感染或出血风险[9]。线圈长度和形状取决于线圈与靶血管的直径比、血管的扩张性和线圈内线直径,线圈直径应比靶血管大10%~40%,理论上可栓塞血管的直径为1.8~10.0 mm[18],也有学者认为线圈内线直径比靶血管应大1/3~1/2 [19]。液态明胶生物可降解,术后有出现再通的可能,有时需要联合使用线圈。
侧支血管起源特异、弯曲可能会造成导管头端无法准确定位,但目前有各种导丝、微导管系统如TurboTracker导管较易进入迂曲的血管,释放弹性更好的铂金纤维线圈[17]。对于开口狭窄,丛状或蔓状改变的血管无法使用常规材料栓塞,可保留导丝,留待外科手术结扎。
3.4 栓塞后结果的判断
栓塞后结果的判断标准:①完全栓塞:无血流通过线圈;②次全栓塞:造影剂从栓子近端注射后清除延迟,但不能到达栓子远端血管;③部分栓塞:造影剂清除延迟,但有残余血流可到达栓子远端血管;④失败栓塞:术前术后血流无明显差别。
3.5 栓塞治疗的并发症
栓塞治疗的并发症有术中血管损伤、意外栓塞主动脉等其他血管;栓塞重要侧支血管导致缺氧加重;术后栓子移位、脑卒中、出血、感染等[18]。栓塞失败与血管过粗、血流速度较快或栓子选择不恰当有关,患者自身凝血功能异常,造成栓子的促凝效应下降也可能造成栓塞失败[6]。
3.6 临床研究进展
1989年Perry等[19]报道,36例患者发现72支APC血管,平均年龄(7.1±6.5)岁,30例为TOF。术中栓塞58支侧支血管,其中42支血管完全栓塞,14支次全栓塞,1支部分栓塞,1支失败,平均每人(2.5±1.8)支侧支血管,完全栓塞的血管较不完全栓塞的血管直径更小(P=0.025)、长度更长(P=0.029),所用线圈数量也更少(P=0.000 1),术中2例患者出现栓子异位栓塞,但未造成严重后果。其中有14支血管未栓塞,原因有生理上因素,如血管过细、侧支血管单独供血、试栓塞时需要氧疗等;也有技术上的原因,如血管损伤、近起始部旋转较大致导管无法深入血管和安全释放线圈等。1995年Sharma等[20]报道中,56例紫绀型先天性心脏病患者(包括42例TOF)心导管检查发现体肺侧支血管74支,线圈栓塞67支,其中完全栓塞51支,次全栓塞7支,部分栓塞4支,失败5支,较长的(>3 cm)和较细的(<6 mm)侧支血管越容易栓塞。有2例线圈部分进入胸主动脉,并给予取出,无异位栓塞等严重并发症,随访中也未发现线圈移位,无再通现象。还发现完全栓塞可出现特异性的动脉内压力变化波形(栓塞前衰减,栓塞后升高,并有完整的重搏切迹),而部分栓塞和栓塞失败未出现此现象。
国内陈良生等[21]2002年报道了对5例重症TOF伴APC的患者实施APC栓塞术,术中发现体肺侧支血管16支,成功栓塞12支(75%),1例术中栓子脱落至右下肢胫前动脉近端,但未造成严重后果,1例术后第2天死于低心排出量综合征,其余患者预后良好。2009年冯沅等[22]报道了27例紫绀型先天性心脏病(包括20例TOF)合并APC的患者行栓塞治疗,术中共栓塞侧支血管77支,完全栓塞66支,部分栓塞11支,术中3例出现血管被弹簧线圈刺破,未造成严重不良后果,无异位栓塞、栓子移位、肺梗死等不良事件,余患者预后良好。文中提出3种侧支栓塞策略:①静息时血氧饱和度85%以上且无缺氧发作者,导管逐支嵌入侧支血管,如指端氧饱和度≥80%或较嵌入前下降不超过10%,则对该侧支血管予以栓塞,否则留待外科结扎;②对于预测易缺氧发作者(频繁缺氧发作;静息时氧饱和度<80%;造影时肺动脉前向血流明显缓慢;侧支血管特别粗大及丰富等),则在手术当日先于导管室优先栓塞外科医生难以结扎的侧支血管,保留动脉鞘管,立即送手术室行纠正手术;③术中回血多,或术后出现疑似与侧支血管相关的“灌注肺”、心力衰竭等情况,安排补救性栓塞。张飞等[23]提出以直径4 mm作为是否术前栓塞的标准,还有待今后临床进一步研究。
“一站式”技术在TOF合并APC治疗方面与分期治疗模式相比有明显的优势。郑哲等[13]报道了,30例TOF合并APC患者接受介入和外科手术治疗,其中15例APC栓塞术于TOF根治术前、后进行(分期组),15例接受一站式治疗。结果提示两组栓塞成功率(78%、82%)、外科手术体外循环时间(P=0.126)和主动脉阻断时间(P=0.174)无明显差别,但分期组的术后并发症发生率(5/15、1/15)、住院时间(P=0.011)、住院费用(P=0.033)、ICU滞留时间(P=0.029)、气管插管时间(P=0.009)明显高于一站式治疗组。
因此,无论采用何种联合方式,栓塞治疗都应尽可能处理所有可栓塞的侧支血管,鉴于多数医院无杂交手术室,导管室和手术室应同时做好各项准备工作,距离应近,尽量缩短栓塞后距手术时间。
4 展望
随着实时成像技术和设备发展,在同一平台进行外科手术和介入治疗成为现实。我国于2004年开始出现杂交手术室,目前还未大规模推广,但其安全、有效、简便的优势,是今后标准的治疗模式,也有助于心脏内外科、介入科医生的共同协作。
法洛四联症(TOF)合并体肺动脉侧支(APC)是一种复杂的先天性心脏病,病死率高,手术风险大,是临床难题之一。上世纪70年代APC栓塞治疗的出现,及后来的“杂交治疗”,将介入治疗与外科手术联合实施,降低了手术风险,提高了手术效果。现就APC栓塞在TOF治疗中的作用及其研究进展作一综述。
1 TOF合并APC的病理生理机制
TOF约占先天性心脏病的3.9%,5.0%~10.0%合并肺动脉闭锁、室间隔缺损,其中2/3合并巨大APC,如不手术治疗1岁时生存率为50.0%,10岁时仅8.0%[1]。除TOF外,APC还可见于肺动脉闭锁合并室间隔缺损、功能性单心室等先天性心脏病。APC是胚胎期腹侧内脏动脉的残留,在妊娠期前数周随肺动脉成熟而逐渐退化。但如肺动脉发育不良或缺失导致肺血减少,APC血管就会持续存在,并在一定程度上承担肺脏的血供,某一肺段可由单独肺动脉或侧支动脉供血,也可接收双重血供。
APC的起源、数量、大小、分布和走行变异性很大,大部分起源于降主动脉中段,也可起源于主动脉弓、腹主动脉、锁骨下动脉等部位[2-3]。从生理机制来讲,APC增加了肺循环血流量,提高了体循环血氧饱和度,通过增加肝静脉血流入肺的通路,抑制了肺动静脉畸形的发展。但与此同时,大量高压血流导致肺动脉高压,抑制肺动脉的发育,增加流动能量损失和左心室的容量负荷[4-5]。
TOF合并APC依肺血量不同,临床表现可有紫绀、充血性心力衰竭或肺动脉高压,薄壁血管破裂会引起咯血,一部分患者APC存在一定程度狭窄,肺血流量相对平衡而存活至成年[1]。
2 TOF合并APC的治疗
TOF合并APC治疗的最终目标是尽早重建独立的体、肺动脉系统,但如何处理APC是外科治疗面临的难题。由于侧支血管分布变异性大,及手术视野的限制,外科手术很难理想地结扎所有侧支血管,且有损伤膈肌、胸导管的风险,术野回血增加,视野暴露差,循环灌注压不易维持,术后易出现“灌注肺”、低心排出量综合征及充血性心力衰竭。
介入治疗简便、微创、可重复,APC栓塞治疗可减少右向左分流,防止外科术中回血,减轻左心室容量负荷,与外科手术联合实施可降低手术难度,提高手术成功率,改善患者预后[6]。APC栓塞最早由1974年Zuberbuhler等[7]完成,其在TOF患者外科手术前使用组织黏附材料栓塞APC取得较好效果,1975年Gianturco线圈开始用于血管栓塞治疗,自此,APC栓塞逐渐成为TOF治疗的重要手段,国内于1992年11月开始进行APC栓塞治疗[8],早期研究中完全栓塞率可达92%,且无严重不良事件发生[9]。
1996年Angelini等[10]首先提出“杂交治疗”,但早期介入治疗多在术前或术后进行,患者需在导管室和手术室间转运,术前介入增加缺氧的风险,术后介入延迟了肺灌注损伤的治疗。随着杂交手术室的建立和完善,“一站式”治疗得以实现[11-12]。2007年国内开始“一站式”治疗TOF合并APC,疗效满意[13]。
3 APC栓塞治疗
3.1 栓塞前评估
栓塞前应行选择性主、肺动脉造影,判断肺动脉分布,APC的起源、分布、走行、形态,确定侧支血管所对应肺段是否同时接受肺动脉血供,是否有脊髓神经根动脉来源于肋间或支气管APC。栓塞前可用球囊导管试封堵靶血管,监测血氧饱和度的变化来判定侧支血流的生理重要性,减少栓塞后缺氧的风险。除心导管检查外,术前还可借助3D心脏彩色多普勒超声、多排螺旋CT、MRI等检查显示肺动脉和APC,以指导治疗计划[14-15]。
3.2 适应证和禁忌证
拟栓塞侧支血管对应的肺段应同时接收来自肺动脉的供血(双重血供)或侧支血管支配的肺段<0.5叶。如是侧支血管单向供血,则不宜栓塞,应等待外科单源化融合治疗。一般认为直径<2 mm侧支血管栓塞难度大,且对血流动力学影响较小,可不予栓塞,术后应适当延长呼吸机的使用和随着肺动脉的成熟会逐渐闭合[16]。
3.3 栓塞治疗材料
栓塞侧支血管的材料较多,包括可拆分球囊、组织黏附材料、线圈、液态明胶、血管塞等,应根据APC解剖特点选择不同的导管和材料,一般认为线圈、球囊、血管塞用于较粗的血管,而液态明胶、颗粒用于栓塞较细和弯曲的血管[17]。目前线圈应用较多,如Gianturco线圈,植入后在局部诱发血栓形成、机化达到栓塞目的,其内皮化减轻了管腔内血液湍流,减少了晚期血栓、感染或出血风险[9]。线圈长度和形状取决于线圈与靶血管的直径比、血管的扩张性和线圈内线直径,线圈直径应比靶血管大10%~40%,理论上可栓塞血管的直径为1.8~10.0 mm[18],也有学者认为线圈内线直径比靶血管应大1/3~1/2 [19]。液态明胶生物可降解,术后有出现再通的可能,有时需要联合使用线圈。
侧支血管起源特异、弯曲可能会造成导管头端无法准确定位,但目前有各种导丝、微导管系统如TurboTracker导管较易进入迂曲的血管,释放弹性更好的铂金纤维线圈[17]。对于开口狭窄,丛状或蔓状改变的血管无法使用常规材料栓塞,可保留导丝,留待外科手术结扎。
3.4 栓塞后结果的判断
栓塞后结果的判断标准:①完全栓塞:无血流通过线圈;②次全栓塞:造影剂从栓子近端注射后清除延迟,但不能到达栓子远端血管;③部分栓塞:造影剂清除延迟,但有残余血流可到达栓子远端血管;④失败栓塞:术前术后血流无明显差别。
3.5 栓塞治疗的并发症
栓塞治疗的并发症有术中血管损伤、意外栓塞主动脉等其他血管;栓塞重要侧支血管导致缺氧加重;术后栓子移位、脑卒中、出血、感染等[18]。栓塞失败与血管过粗、血流速度较快或栓子选择不恰当有关,患者自身凝血功能异常,造成栓子的促凝效应下降也可能造成栓塞失败[6]。
3.6 临床研究进展
1989年Perry等[19]报道,36例患者发现72支APC血管,平均年龄(7.1±6.5)岁,30例为TOF。术中栓塞58支侧支血管,其中42支血管完全栓塞,14支次全栓塞,1支部分栓塞,1支失败,平均每人(2.5±1.8)支侧支血管,完全栓塞的血管较不完全栓塞的血管直径更小(P=0.025)、长度更长(P=0.029),所用线圈数量也更少(P=0.000 1),术中2例患者出现栓子异位栓塞,但未造成严重后果。其中有14支血管未栓塞,原因有生理上因素,如血管过细、侧支血管单独供血、试栓塞时需要氧疗等;也有技术上的原因,如血管损伤、近起始部旋转较大致导管无法深入血管和安全释放线圈等。1995年Sharma等[20]报道中,56例紫绀型先天性心脏病患者(包括42例TOF)心导管检查发现体肺侧支血管74支,线圈栓塞67支,其中完全栓塞51支,次全栓塞7支,部分栓塞4支,失败5支,较长的(>3 cm)和较细的(<6 mm)侧支血管越容易栓塞。有2例线圈部分进入胸主动脉,并给予取出,无异位栓塞等严重并发症,随访中也未发现线圈移位,无再通现象。还发现完全栓塞可出现特异性的动脉内压力变化波形(栓塞前衰减,栓塞后升高,并有完整的重搏切迹),而部分栓塞和栓塞失败未出现此现象。
国内陈良生等[21]2002年报道了对5例重症TOF伴APC的患者实施APC栓塞术,术中发现体肺侧支血管16支,成功栓塞12支(75%),1例术中栓子脱落至右下肢胫前动脉近端,但未造成严重后果,1例术后第2天死于低心排出量综合征,其余患者预后良好。2009年冯沅等[22]报道了27例紫绀型先天性心脏病(包括20例TOF)合并APC的患者行栓塞治疗,术中共栓塞侧支血管77支,完全栓塞66支,部分栓塞11支,术中3例出现血管被弹簧线圈刺破,未造成严重不良后果,无异位栓塞、栓子移位、肺梗死等不良事件,余患者预后良好。文中提出3种侧支栓塞策略:①静息时血氧饱和度85%以上且无缺氧发作者,导管逐支嵌入侧支血管,如指端氧饱和度≥80%或较嵌入前下降不超过10%,则对该侧支血管予以栓塞,否则留待外科结扎;②对于预测易缺氧发作者(频繁缺氧发作;静息时氧饱和度<80%;造影时肺动脉前向血流明显缓慢;侧支血管特别粗大及丰富等),则在手术当日先于导管室优先栓塞外科医生难以结扎的侧支血管,保留动脉鞘管,立即送手术室行纠正手术;③术中回血多,或术后出现疑似与侧支血管相关的“灌注肺”、心力衰竭等情况,安排补救性栓塞。张飞等[23]提出以直径4 mm作为是否术前栓塞的标准,还有待今后临床进一步研究。
“一站式”技术在TOF合并APC治疗方面与分期治疗模式相比有明显的优势。郑哲等[13]报道了,30例TOF合并APC患者接受介入和外科手术治疗,其中15例APC栓塞术于TOF根治术前、后进行(分期组),15例接受一站式治疗。结果提示两组栓塞成功率(78%、82%)、外科手术体外循环时间(P=0.126)和主动脉阻断时间(P=0.174)无明显差别,但分期组的术后并发症发生率(5/15、1/15)、住院时间(P=0.011)、住院费用(P=0.033)、ICU滞留时间(P=0.029)、气管插管时间(P=0.009)明显高于一站式治疗组。
因此,无论采用何种联合方式,栓塞治疗都应尽可能处理所有可栓塞的侧支血管,鉴于多数医院无杂交手术室,导管室和手术室应同时做好各项准备工作,距离应近,尽量缩短栓塞后距手术时间。
4 展望
随着实时成像技术和设备发展,在同一平台进行外科手术和介入治疗成为现实。我国于2004年开始出现杂交手术室,目前还未大规模推广,但其安全、有效、简便的优势,是今后标准的治疗模式,也有助于心脏内外科、介入科医生的共同协作。