慢性胸腹主動脈夾層動脈瘤的手術治療被稱為血管外科技術領域的最具有挑戰性的手術之一。近60年來,以人工血管置換為主的開放修復術一直是慢性胸腹主動脈夾層動脈瘤的首選治療方式。隨著血管微創腔內技術的發展,產生了兩種新的手術方式:全腔內覆膜支架修復術和逆向去分支內臟動脈重建聯合腔內覆膜支架修復雜交手術(簡稱雜交手術)。盡管全腔內覆膜支架修復術創傷小、恢復快,但由于對主動脈解剖形態要求高、費用高昂、缺乏通用腔內覆膜支架產品等問題,在臨床應用方面仍存在一定局限性。雜交手術結合了主動脈腔內修復微創的治療理念與內臟動脈區去分支重建技術,逐漸成為治療胸腹主動脈瘤的重要術式之一,尤其針對不能承受開放手術和由于主動脈扭曲、夾層真腔狹小等解剖形態不適合全腔內治療的慢性胸腹主動脈夾層動脈瘤。近年根據雜交手術血流動力學分析不斷優化內臟動脈重建策略,以及探索分期及同期手術的優劣。
引用本文: 趙紀春, 王家嶸. 慢性胸腹主動脈夾層動脈瘤雜交手術進展. 中國普外基礎與臨床雜志, 2024, 31(6): 645-648. doi: 10.7507/1007-9424.202405088 復制
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慢性胸腹主動脈夾層動脈瘤通常由慢性B型主動脈夾層進展而來,是胸腹主動脈瘤中一種特殊的亞型,在需要手術治療的胸腹主動脈瘤中占30%~40%[1]。慢性胸腹主動脈夾層動脈瘤的病因主要包括高血壓、遺傳性胸主動脈疾病、動脈粥樣硬化、外傷等。以Marfan綜合征為代表的遺傳性胸主動脈疾病是導致年齡小于50歲中青年慢性胸腹主動脈夾層動脈瘤的主要原因[2],而高血壓是引發中老年患者急性夾層和慢性期夾層進展至動脈瘤形成的最重要的風險因素[3]。慢性胸腹主動脈夾層動脈瘤的危害主要源于夾層的進展及其相關并發癥,如主動脈破裂引發失血性休克,血流動力學異常導致內臟器官缺血及血栓栓塞等并發癥,嚴重威脅患者的生命。因此,合適的手術干預對于降低慢性胸腹主動脈夾層動脈瘤的危害至關重要,筆者將重點討論雜交手術的發展歷程和技術相關優化。
1 慢性胸腹主動脈夾層動脈瘤雜交手術發展歷程
慢性胸腹主動脈夾層動脈瘤雜交手術指的是利用人工血管或自體血管通過解剖外路徑逆向重建內臟動脈,并聯合近端胸腹主動脈腔內覆膜支架植入完成胸腹主動脈瘤腔內修復隔絕。世界上第1例雜交手術最早是在1999年由美國的Qui?ones-Baldrich等[4]報道,患者是一62歲老年男性,既往曾行破裂腹主動脈瘤開放修復術,因為累及腹腔干動脈、腸系膜上動脈及雙腎動脈的Ⅳ型胸腹主動脈瘤再次就診。Qui?ones-Baldrich手術團隊選擇腹部正中切口,以原有的分叉型人工血管右側髂支作為內臟動脈解剖外重建的入流血管,采用自制四分叉人工血管順序和雙腎動脈、腸系膜上動脈及腹腔干動脈完成搭橋,再經股動脈于胸主動脈放置1枚覆膜支架隔絕近端胸腹主動脈瘤。相比與傳統的胸腹聯合切口全開放修復術,雜交手術的優勢在于避免開胸及單肺通氣,大幅度縮短了主動脈阻斷時間,緩解術中內臟對缺血耐受時長[5-7]。
理論上,雜交手術具有上述優點應比開放手術效果更佳,然而在早期實踐中,雜交手術的臨床應用與推廣同樣充滿了困難。對于缺少經驗和手術量較少的中心,雜交手術后的嚴重并發癥率和死亡率仍然較高,導致許多中心主要將其作為無法行開放手術患者的替代治療選擇[8]。2012年,Moulakakis等[9]發表了1篇納入了14項研究的胸腹主動脈瘤雜交手術的meta分析,研究包含了528例患者,結果發現雜交術后死亡率高達14.3%,脊髓缺血并發癥率為7.0%,腸系膜缺血為4.5%,永久性腎功能衰竭為7.0%。在實際臨床實踐中,雜交手術的內臟動脈重建是影響手術成敗的重要因素,也是限制主刀醫生學習曲線的最重要因素。有文獻[8, 10]指出,雜交手術后的腸道缺血和腎功能損傷是一個值得關注的問題,發生率從17%~40%不等,與主刀醫生術中內臟動脈重建策略有極大關系。關于這一點,Chiesa等[11]報道稱,腸系膜上動脈旁路移植物的嚴重彎曲是這些缺血并發癥的重要影響因素,而這往往與外科醫生術中橋血管的空間擺放位置及吻合角度息息相關。
2 基于血流動力學的雜交手術內臟動脈重建策略優化
前文提到內臟動脈重建對于雜交手術患者中遠期預后的影響,隨著近年來血流動力學分析在血管外科領域的應用,雜交手術術中內臟動脈重建策略也有了顯著改進。筆者所在華西醫院血管外科中心與四川大學鄭庭輝教授組成的醫工結合團隊針對雜交手術后主動脈及內臟動脈血流重分布、內臟動脈吻合角度分析及基于血流動力學的術中規劃進行了深入研究[12-15]。首先在流體模型選擇方面,筆者所在研究團隊發現在逆向重建區域中,無論是在牛頓流體還是非牛頓流體黏度模型下,吻合口區域內均可觀察到紊流和不利的壁面剪應力分布。盡管非牛頓性血液模型對流動模式和壓降影響微乎其微,但在脈動流條件下,局部標準螺旋度和壁面剪應力分布的定量和定性均具有顯著差異。在考慮了非牛頓性血液黏度后,不利的壁面剪切力指標分布與雜交術后患者隨訪情況更加匹配。總之,使用牛頓性血液模型是獲得穩態流條件下流場的一種合理近似模擬。若要研究脈動流條件下逆行重建橋血管的血液動力學參數,非牛頓性模型可能更為適用[13]。
由于雜交手術術中對內臟動脈重建改變了原有生理性解剖結構,因此這種方法在應用初期仍然存在爭議。筆者研究團隊通過數值模擬來研究逆向重建對腹主動脈血液動力學的影響,結果表明入流血管的選擇對血液動力學性能有很大影響[14]。當入流血管來自腹主動脈遠端時,內臟動脈區的灌注是充足的,但雙側髂總動脈血流通量顯著減少,并且在腹主動脈遠端存在復雜的紊流場,需要遠期隨訪關注是否存在瘤樣擴張風險。當入流血管來自單側髂總動脈時,腹主動脈并未受到低壁面剪應力或紊流的困擾,但內臟動脈區的灌注可減少40%,同時入流髂總動脈和移植物主體處出現了低壁面剪應力和低流速流場,可能增加移植物狹窄和入流髂總動脈瘤樣擴張的風險。
在具體角度選擇方面,筆者所在研究團[15]隊還利用血流動力學分析探索了主體橋血管與入流血管之間45°、60° 和90° 3種吻合角度的差異,結果發現,盡管較小的吻合角度可能會降低髂總動脈的通暢率,但它可以改善心臟周期內的臟器灌注;更重要的是,具有最小吻合角的入流血管在吻合區域擁有最小的低時間平均壁面剪應力、高振蕩剪切指數和相對停留時間,而更大的吻合角可能會在移植物主干引入更多不利的壁面剪應力。此外,在上述3種角度模型的移植物主干的近端觀察到了螺旋流模式,這種流動形態的存在可以改善局部流場環境并提升遠期預后,進一步證實了雜交手術的內臟動脈逆向重建從理論上是科學可行的。
3 同期與分期雜交手術選擇
對于胸腹主動脈瘤而言,無論是傳統開放修復術,還是全腔內覆膜支架修復術,術后脊髓缺血始終是一個不可回避的話題,特別是對于瘤體累及范圍較廣的Ⅱ型胸腹主動脈瘤。 Etz等[16]在回顧分析有主動脈瘤手術史的再發胸腹主動脈瘤患者時發現,此類患者脊髓缺血風險顯著低于同期行胸腹主動脈瘤雜交手術的患者,但由于該研究中分期間隔時間長達5年,因此對實際臨床操作指導意義有限。筆者所在研究團隊[17]針對這一問題,開展了一項系統評價和meta分析,在總結了37項雜交手術相關研究后,結果發現同期雜交和分期雜交手術相比,脊髓缺血事件及永久截癱風險無顯著差異;但由于分期雜交手術后30 d死亡率、不良心血管事件風險和腸道并發癥風險更低,同時兩者中遠期結果相似,因此分期雜交手術可能對于破裂風險可控的胸腹主動脈瘤患者來說是更好的選擇。
4 總結
總體而言,慢性胸腹主動脈夾層動脈瘤的雜交手術相比于傳統開放修復術,在避免開胸縮小創口的同時縮短了主動脈阻斷時間,內臟動脈重建時間更加充裕。基于血流動力學角度輔助優化可改善術后遠期效果,此外分期雜交手術可降低術后30 d死亡率、不良心血管事件風險和腸道并發癥風險。但需要注意的是,逆向重建內臟動脈仍具有較高的技術難度,存在較長的學習曲線,需要主刀醫生接受長時間的訓練。在經驗豐富的血管外科中心,雜交手術或可成為慢性胸腹主動脈夾層動脈瘤的治療優選。
重要聲明
利益沖突聲明:本文全體作者閱讀并理解了《中國普外基礎與臨床雜志》的政策聲明,我們沒有相互競爭的利益。
作者貢獻聲明:文稿寫作:王家嶸和趙紀春;文稿修改:趙紀春。
慢性胸腹主動脈夾層動脈瘤通常由慢性B型主動脈夾層進展而來,是胸腹主動脈瘤中一種特殊的亞型,在需要手術治療的胸腹主動脈瘤中占30%~40%[1]。慢性胸腹主動脈夾層動脈瘤的病因主要包括高血壓、遺傳性胸主動脈疾病、動脈粥樣硬化、外傷等。以Marfan綜合征為代表的遺傳性胸主動脈疾病是導致年齡小于50歲中青年慢性胸腹主動脈夾層動脈瘤的主要原因[2],而高血壓是引發中老年患者急性夾層和慢性期夾層進展至動脈瘤形成的最重要的風險因素[3]。慢性胸腹主動脈夾層動脈瘤的危害主要源于夾層的進展及其相關并發癥,如主動脈破裂引發失血性休克,血流動力學異常導致內臟器官缺血及血栓栓塞等并發癥,嚴重威脅患者的生命。因此,合適的手術干預對于降低慢性胸腹主動脈夾層動脈瘤的危害至關重要,筆者將重點討論雜交手術的發展歷程和技術相關優化。
1 慢性胸腹主動脈夾層動脈瘤雜交手術發展歷程
慢性胸腹主動脈夾層動脈瘤雜交手術指的是利用人工血管或自體血管通過解剖外路徑逆向重建內臟動脈,并聯合近端胸腹主動脈腔內覆膜支架植入完成胸腹主動脈瘤腔內修復隔絕。世界上第1例雜交手術最早是在1999年由美國的Qui?ones-Baldrich等[4]報道,患者是一62歲老年男性,既往曾行破裂腹主動脈瘤開放修復術,因為累及腹腔干動脈、腸系膜上動脈及雙腎動脈的Ⅳ型胸腹主動脈瘤再次就診。Qui?ones-Baldrich手術團隊選擇腹部正中切口,以原有的分叉型人工血管右側髂支作為內臟動脈解剖外重建的入流血管,采用自制四分叉人工血管順序和雙腎動脈、腸系膜上動脈及腹腔干動脈完成搭橋,再經股動脈于胸主動脈放置1枚覆膜支架隔絕近端胸腹主動脈瘤。相比與傳統的胸腹聯合切口全開放修復術,雜交手術的優勢在于避免開胸及單肺通氣,大幅度縮短了主動脈阻斷時間,緩解術中內臟對缺血耐受時長[5-7]。
理論上,雜交手術具有上述優點應比開放手術效果更佳,然而在早期實踐中,雜交手術的臨床應用與推廣同樣充滿了困難。對于缺少經驗和手術量較少的中心,雜交手術后的嚴重并發癥率和死亡率仍然較高,導致許多中心主要將其作為無法行開放手術患者的替代治療選擇[8]。2012年,Moulakakis等[9]發表了1篇納入了14項研究的胸腹主動脈瘤雜交手術的meta分析,研究包含了528例患者,結果發現雜交術后死亡率高達14.3%,脊髓缺血并發癥率為7.0%,腸系膜缺血為4.5%,永久性腎功能衰竭為7.0%。在實際臨床實踐中,雜交手術的內臟動脈重建是影響手術成敗的重要因素,也是限制主刀醫生學習曲線的最重要因素。有文獻[8, 10]指出,雜交手術后的腸道缺血和腎功能損傷是一個值得關注的問題,發生率從17%~40%不等,與主刀醫生術中內臟動脈重建策略有極大關系。關于這一點,Chiesa等[11]報道稱,腸系膜上動脈旁路移植物的嚴重彎曲是這些缺血并發癥的重要影響因素,而這往往與外科醫生術中橋血管的空間擺放位置及吻合角度息息相關。
2 基于血流動力學的雜交手術內臟動脈重建策略優化
前文提到內臟動脈重建對于雜交手術患者中遠期預后的影響,隨著近年來血流動力學分析在血管外科領域的應用,雜交手術術中內臟動脈重建策略也有了顯著改進。筆者所在華西醫院血管外科中心與四川大學鄭庭輝教授組成的醫工結合團隊針對雜交手術后主動脈及內臟動脈血流重分布、內臟動脈吻合角度分析及基于血流動力學的術中規劃進行了深入研究[12-15]。首先在流體模型選擇方面,筆者所在研究團隊發現在逆向重建區域中,無論是在牛頓流體還是非牛頓流體黏度模型下,吻合口區域內均可觀察到紊流和不利的壁面剪應力分布。盡管非牛頓性血液模型對流動模式和壓降影響微乎其微,但在脈動流條件下,局部標準螺旋度和壁面剪應力分布的定量和定性均具有顯著差異。在考慮了非牛頓性血液黏度后,不利的壁面剪切力指標分布與雜交術后患者隨訪情況更加匹配。總之,使用牛頓性血液模型是獲得穩態流條件下流場的一種合理近似模擬。若要研究脈動流條件下逆行重建橋血管的血液動力學參數,非牛頓性模型可能更為適用[13]。
由于雜交手術術中對內臟動脈重建改變了原有生理性解剖結構,因此這種方法在應用初期仍然存在爭議。筆者研究團隊通過數值模擬來研究逆向重建對腹主動脈血液動力學的影響,結果表明入流血管的選擇對血液動力學性能有很大影響[14]。當入流血管來自腹主動脈遠端時,內臟動脈區的灌注是充足的,但雙側髂總動脈血流通量顯著減少,并且在腹主動脈遠端存在復雜的紊流場,需要遠期隨訪關注是否存在瘤樣擴張風險。當入流血管來自單側髂總動脈時,腹主動脈并未受到低壁面剪應力或紊流的困擾,但內臟動脈區的灌注可減少40%,同時入流髂總動脈和移植物主體處出現了低壁面剪應力和低流速流場,可能增加移植物狹窄和入流髂總動脈瘤樣擴張的風險。
在具體角度選擇方面,筆者所在研究團[15]隊還利用血流動力學分析探索了主體橋血管與入流血管之間45°、60° 和90° 3種吻合角度的差異,結果發現,盡管較小的吻合角度可能會降低髂總動脈的通暢率,但它可以改善心臟周期內的臟器灌注;更重要的是,具有最小吻合角的入流血管在吻合區域擁有最小的低時間平均壁面剪應力、高振蕩剪切指數和相對停留時間,而更大的吻合角可能會在移植物主干引入更多不利的壁面剪應力。此外,在上述3種角度模型的移植物主干的近端觀察到了螺旋流模式,這種流動形態的存在可以改善局部流場環境并提升遠期預后,進一步證實了雜交手術的內臟動脈逆向重建從理論上是科學可行的。
3 同期與分期雜交手術選擇
對于胸腹主動脈瘤而言,無論是傳統開放修復術,還是全腔內覆膜支架修復術,術后脊髓缺血始終是一個不可回避的話題,特別是對于瘤體累及范圍較廣的Ⅱ型胸腹主動脈瘤。 Etz等[16]在回顧分析有主動脈瘤手術史的再發胸腹主動脈瘤患者時發現,此類患者脊髓缺血風險顯著低于同期行胸腹主動脈瘤雜交手術的患者,但由于該研究中分期間隔時間長達5年,因此對實際臨床操作指導意義有限。筆者所在研究團隊[17]針對這一問題,開展了一項系統評價和meta分析,在總結了37項雜交手術相關研究后,結果發現同期雜交和分期雜交手術相比,脊髓缺血事件及永久截癱風險無顯著差異;但由于分期雜交手術后30 d死亡率、不良心血管事件風險和腸道并發癥風險更低,同時兩者中遠期結果相似,因此分期雜交手術可能對于破裂風險可控的胸腹主動脈瘤患者來說是更好的選擇。
4 總結
總體而言,慢性胸腹主動脈夾層動脈瘤的雜交手術相比于傳統開放修復術,在避免開胸縮小創口的同時縮短了主動脈阻斷時間,內臟動脈重建時間更加充裕。基于血流動力學角度輔助優化可改善術后遠期效果,此外分期雜交手術可降低術后30 d死亡率、不良心血管事件風險和腸道并發癥風險。但需要注意的是,逆向重建內臟動脈仍具有較高的技術難度,存在較長的學習曲線,需要主刀醫生接受長時間的訓練。在經驗豐富的血管外科中心,雜交手術或可成為慢性胸腹主動脈夾層動脈瘤的治療優選。
重要聲明
利益沖突聲明:本文全體作者閱讀并理解了《中國普外基礎與臨床雜志》的政策聲明,我們沒有相互競爭的利益。
作者貢獻聲明:文稿寫作:王家嶸和趙紀春;文稿修改:趙紀春。