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准分子激光技术在经桡动脉介入治疗中的应用
作者:周玉杰[1] 于一[1] 
单位:首都医科大学附属北京安贞医院[1]  
文章号:W113868  
2016-7-21 10:34:47    
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  准分子激光技术的原理   目前的准分子激光技术全称为准分子激光冠状动脉斑块消融术(Excimer laser coronary atherectomy, ELCA),ELCA主要通过以下三种作用发挥其治疗效果:高频紫外光脉冲的光化学作用、光热作用产热和光机械作用产生动能。其中高频的紫外光可以被血管内组织和血栓吸收,使吸收组织的分子键断裂、破坏其细胞结构。激光产生的热能可以升高细胞内的水温,进而产生水蒸气促使细胞破裂。同时激光导管头端产生的水蒸气团泡也可以分解动脉粥样硬化组织。
  准分子激光技术的原理 365医学网 转载请注明
  目前的准分子激光技术全称为准分子激光冠状动脉斑块消融术(Excimer laser coronary atherectomy, ELCA),ELCA主要通过以下三种作用发挥其治疗效果:高频紫外光脉冲的光化学作用、光热作用产热和光机械作用产生动能。其中高频的紫外光可以被血管内组织和血栓吸收,使吸收组织的分子键断裂、破坏其细胞结构。激光产生的热能可以升高细胞内的水温,进而产生水蒸气促使细胞破裂。同时激光导管头端产生的水蒸气团泡也可以分解动脉粥样硬化组织。而水蒸气团泡破裂产生的动能可以进一步的破坏动脉粥硬化组织,同时促进更多的团泡破裂产生更大的动能。 365医学网 转载请注明
  不同于早期激光设备连续光波照射的原理,ELCA中采用的准分子激光是一种脉冲光波系统,采用的波长接近紫外线,约308nm,光子能量高、组织吸收强,为一种冷激光,能够通过发出高能量脉冲,在非常高的能量密度及短暂的作用时间下引起的化学键的断裂,释放的能量进而将细胞内液态水汽化产生蒸气水泡,通过迅速膨胀和收缩导致组织的崩解,汽化阻塞性粥样斑块物质,达到改善冠脉血流的效果。在此过程中由于准分子激光束具有很小的穿透度和极短暂的反复脉冲,吸收深度仅仅为50μm,且每次脉冲中激光的实际作用时间(分子键断裂、产热及动能)极短,约占整个脉冲周期的1.3%-4%,因此可保证每个脉冲周期都有足够的冷却时间,避免邻近组织的热损伤,从而使激光对血管内膜及外膜造成的非靶病变的伤害达到最小化,对组织所造成的热损害几乎是微不足道的。ELCA所产生的大部分碎片颗粒直径都小于10μm,可以轻松的被微循环的网状内皮系统滤过,因此引起远端栓塞或无复流的风险极低。 365医学网 转载请注明
  ELCA在TRI中的临床应用指征 365医学网 转载请注明
1.急性冠脉综合征和急性心肌梗死
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  ELCA应用于STEMI时可以有效清除形成的血栓、促进纤溶作用、抑制血小板聚集、同时消融斑块。CARMEL研究为多中心的注册研究,共纳入来自美国、加拿大和德国的8家临床中心的151例AMI患者接受ELCA治疗,65%的患者其梗死相关血管有较大的血栓负荷,52%的患者应用了IIb/IIIa糖蛋白受体拮抗剂,在应用ELCA后,罪犯血管TIMI血流明显改善,由平均1.2±1.1级升至平均2.8±0.5级(p<0.001),病变的狭窄程度明显减轻,由平均狭窄83±17% 降至平均狭窄52%±15%(p<0.001),MACE事件发生率为8.6%(其中3%为冠脉夹层、仅有0.6%为远端栓塞及无复流),同时研究发现对于血栓负荷越重的病变,ELCA的获益越大。该研究证实了ELCA在应用于血栓负荷重的病变时是安全有效的。其后的研究显示ELCA可以清除AMI梗死相关血管中80%的血栓负荷。另外两项小型注册研究相继证实与常规血栓抽吸术相比,ELCA可以更好的改善ACS患者冠脉的TIMI血流分级和心肌染色分级。另一项单中心的随机研究:Laser AMI研究共纳入27例患者,随机分成常规治疗组和激光治疗组,研究结果发现ELCA是安全有效的。 365医学网 转载请注明
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2.球囊失败(球囊无法通过或无法扩张的病变) 365医学网 转载请注明
  随着接受PCI治疗高龄患者的增加,球囊无法通过或者通过后无法充分扩张的病变明显增加,这些情况统称为球囊失败。当使用TRI处理这类病变时,往往0.014英寸的导丝很容易通过,但是即使是外径很小的球囊却无法通过,或者是勉强通过后无法完全膨胀扩张,而ELCA可以用于解决上述复杂情况。研究报道,当使用X80激光导管行ELCA时,其成功率高达90%。有研究发现冠脉钙化是影响ELCA效果的独立预测因素,当上述病变合并钙化时,成功率下降到79%,明显低于不合并钙化时的病变(79%vs96%, p<0.05)。 365医学网 转载请注明
  在实际的临床操作中,对于球囊失败的病变,大部分PCI术者默认选择的技术仍然是冠脉旋磨术。即使时ELCA使用经验十分丰富的术者,在面对严重的钙化病变时,也会优先考虑使用冠脉旋磨术。冠脉旋磨术需要将0.009英寸的导丝(Rotawire)送至冠脉远端,这种导丝很难操控,因此在病变严重狭窄或严重钙化时,很难单独或通过微导管交换系统将导丝送至血管远端,这时可首先应用ELCA技术对病变进行修饰,创造出导丝可以通过的通道,进而进行下一步的旋磨术。John Rawlins等首次将ELCA和RA这两种技术结合起来,并将这一新技术命名为RASER技术。国外研究者发现这种结合的技术对于球囊无法通过或膨胀的严重钙化病变有非常好的效果,并且由有经验的术者操作可以保证很低的并发症发生率。 365医学网 转载请注明
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3.慢性闭塞病变(CTO) 365医学网 转载请注明
  随着CTO技术的不断进步(包括夹层穿越技术和逆向开通技术等),经桡动脉途径开通CTO的成功率也不断提高。ELCA在CTO中主要应用于在导丝通过闭塞病变到达远端后球囊、支架等器械无法通过严重狭窄闭塞段的情况。相比于单纯的使用小球囊反复尝试通过或进行冠脉旋磨术,使用ELCA可能会获得更好的效果。ELCA的消融作用可以破坏CTO病变各个组分之间的连接,使器械更容易传送。除此之外,ELCA抗栓和抑制血小板的作用会降低消融过程中血栓的发生风险。国外研究报道,ELCA在处理CTO病变的成功率高达86-90%。 365医学网 转载请注明
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4.支架膨胀不良 365医学网 转载请注明
  支架膨胀不良会显著增加支架内血栓和心脏不良事件的发生率。当遇到支架膨胀不良的情况时,术者往往都是通过使用更大外径的球囊和更高的压力扩张来使支架膨胀,但是上述解决方法并不能处理所有病变,经常会出现失败的情况。出现支架膨胀不良主要是由于支架植入前对斑块的预处理不足所致,因此为使支架完全膨胀必须对其周围的斑块进行再次修饰。冠脉旋磨术可以对周围的斑块进行再次修饰,但在旋磨的过程中有很大的风险磨损支架结构形成支架碎片进而造成远端血管栓塞,因此不宜作为处理手段使用。相比于旋磨术,ELCA在兼顾有效性的同时最大程度的确保了其安全性。但是目前ELCA在DES膨胀不良的应用还较少,其对DES的聚合物载体和药物涂层的影响也尚不清楚,还需要临床试验加以验证。 365医学网 转载请注明
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5.支架内再狭窄(In Stent Restenosis, ISR) 365医学网 转载请注明
  研究证实,ELCA在治疗ISR时是安全有效的。一项纳入98例患者共107例再狭窄病变的研究结果显示,与单纯球囊扩张相比,ELCA在治疗ISR时可以获得更大的管腔横截面积和直径,同时去除更多的增生内膜,使支架更容易膨胀释放,术后6个月随访显示,ELCA组的靶血管再次血运重建率更低,但没有达到明显的统计学差异(21%vs38% p=0.083)。 365医学网 转载请注明
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6.大隐静脉桥血管(saphenous vein grafts,SVG) 365医学网 转载请注明
  闭塞的SVG中往往含有弥漫的或多部位的粥样硬化斑块,甚至常常包含血栓。因此,在处理这类病变时,很容易发生远端血管栓塞导致微循环阻塞和无复流的发生,进而出现不良预后。尽管在处理SVG时常规应用远端血管保护装置(distal protection devices,DPD),但对于严重狭窄的病变,DPD往往不容易通过,同时由于病变易碎的性质,在输送DPD的过程中就可能造成斑块碎裂引起远端血管栓塞。基于此,ELCA可作为更安全的替代方法,使用ELCA处理SVG病变时,即使是发生AMI的含有较重血栓负荷的病变,其仍然可以对斑块进行充足有效的消融。国外研究显示,在使用ELCA处理SVG病变时,在不使用DPD的情况下,远端血管栓塞的发生率很低(1%-5%)。然而在OCT下显示,经过ELCA处理的病变仍然残存易碎组织,仍有引起远端的栓塞和无复流的风险。因此对于ELCA的使用更建议用于DPD无法通过的病变,使用ELCA创造通道便于DPD通过。除此之外,在植入支架前,可以使用直径较大的激光导管对病变进行充分的消融,事实上,对经过ELCA处理后的SVG病变不植入支架也是个合理的选择。 365医学网 转载请注明
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  ELCA应用于TRI的注意事项 365医学网 转载请注明
  当使用桡动脉入路进行激光治疗时,需要特别注意以下几点: 365医学网 转载请注明
  1.桥血管病变:对于常规的冠状动脉原位血管病变,经右桡动脉入路时指引导管可以获得很好的支撑力,很容易进行ELCA操作。但是对于桥血管病变,指引导管通过右桡动脉入路往往不能获得良好的支撑力,从而造成ELCA操作困难进而影响其效果。因此对于桥血管病变,建议从左桡动脉入路进行激光治疗,保证充足的导管支撑力,降低ELCA操作难度,以获得更好的效果。 365医学网 转载请注明
  2.激光导管的大小:在ELCA的实际操作过程中,术者需要根据使用的激光导管直径的大小选择合适的大小的指引导管。对于直径为0.9mm和1.4mm的激光导管,完全可以使用6F的指引导管进行操作,但是对于1.7mm和2.0mm的激光导管,需要使用7F甚至8F的指引导管进行操作。 365医学网 转载请注明
  3.指引导管的选择:对于ELCA而言,指引导管需要提供足够的支撑力,同时要保证与冠脉口的同轴性,以确保操作时生理盐水能够充分缓慢的注入,从而确保其安全性。对于需要使用ELCA处理的复杂病变,建议由TRI经验丰富的术者选择最适合的指引导管进行操作。 365医学网 转载请注明
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  总结 365医学网 转载请注明
  随着ELCA设备和技术的不断改进,其在现代介入治疗中的应用范围正在逐渐拓宽。同时基于冠脉介入导管等器械的不断更新,ELCA已经完全可以处理经桡动脉的复杂病变,其目前所有的临床应用指征均可以通过桡动脉入路进行操作。鉴于ELCA目前的使用经验,在实际的临床应用过程中,正确的选择合适的病例,正确的操作ELCA才能最大程度的确保其安全性和有效性。相信随着更多更大型的ELCA相关研究的开展,其有效性和安全性会得到更有力的临床证据支持。希望ELCA在未来可以成为介入医师手中的一把利器,用于解决更多的复杂病变和更多的介入难题。 365医学网 转载请注明
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作者简介
周玉杰
单位:首都医科大学附属北京安贞医院
简介:  首都医科大学附属北京安贞医院副院长、北京市心肺血管疾病研究所常务副所长。主任医师、教授、博士生导
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