吴艳教授:脑静脉血栓(CVT)取栓装置研发进展

神时经 2025-01-03 20:42:34

脑静脉血栓(CVT)是一种以青壮年为主要发病人群的脑静脉血管病变,国际脑静脉及静脉窦血栓形成研究(ISCVT)资料显示,78%的患者年龄小于50岁,对社会、家庭和个人影响巨大。相对于动脉系统血栓,CVT发病隐匿,临床表现具有多样性,常见症状包括头痛、视物模糊、精神异常等非特异性症状,导致误诊率较高。抗凝治疗在部分患者中效果差,病情仍进展加重。同时,由于颅内静脉窦解剖结构复杂,走形迂曲、血栓负荷量巨大、血管内治疗(EVT)难度大,再通率低。目前临床中尚无有效方法为患者迅速开通血管恢复静脉窦正常回流状态,造成患者颅内静脉性梗死、出血、昏迷甚至死亡。因此,重症CVT的治疗极具挑战性。

01、血管内取栓治疗(EVT)的现状

EVT在CVT的治疗中面临的挑战如下:①颅内静脉系统解剖结构复杂;②CVT的成分和结构多样化,使得治疗的有效性受到限制;③可获益亚组患者、干预时机和预后评价系统不明确;④现有的取栓器械不适用静脉窦血栓,取栓效率低。

静脉窦及静脉窦血栓特点

静脉窦由两层硬脑膜组成,坚韧无弹性、无瓣膜,可发生逆流。管腔呈扁平或类三角状,直径大,走形迂曲,腔内组织结构复杂。脑静脉系统变异大,个体之间存在较大差异。产生血栓后不易进行治疗。

图1 静脉窦特点

越来越多的临床和基础研究证据揭示了免疫炎症、凝血系统在脑静脉血栓形成之间复杂而重要的相互作用。静脉窦中由炎症诱导形成的血栓通常与血管黏附作用强,血栓延展导致负荷量大,形成纤维性胶原致密结构,导致药物及血管内再通治疗失败。

图2 静脉窦血栓特点

再通与临床结局相关性研究

近年来,针对脑静脉血栓的研究不断深入,研究结果表明,急性期迅速再通可缓解高颅压及脑组织持续损伤,避免脑疝和颅内出血。同时,血管内再通对于改善临床症状和预防重要神经系统并发症至关重要。静脉完全再通,可能获得更良好临床结局。

EVT治疗装置

现有脑静脉血栓EVT治疗存在装置操作复杂、操作时间长、亚急性血栓血管开通效果差、风险高以及费用高等问题,后期需要不断进行研究探索。

图3 EVT治疗装置研究路径

02、取栓装置的研发进展

EVT治疗装置研究

取栓装置的设计与开发经历了多个阶段,现今市场上的主流取栓方式主要包括:导管直接抽吸、支架取栓、药物溶栓、AngioJet碎栓、球囊取栓等。目前常采用联合技术进行再通治疗,包括:球囊取栓+导管抽吸、支架取栓+导管抽吸、机械取栓+药物局部溶栓、球囊扩张成形术+支架植入术。

图4 常见EVT方法

1.取栓支架

动脉取栓支架在CVT治疗中的应用虽有报道,但其设计初衷是针对动脉系统的血栓清除,因此在静脉窦血栓治疗中存在明显的缺陷和局限性。

解剖适应性不足:静脉窦由两层硬脑膜组成,且缺乏动脉的弹性特性,管腔大,血栓成分复杂且负荷量远远超过动脉血栓,腔内存在很多特殊结构,应用动脉取栓装置取栓作用微弱,操作复杂困难,多次抓取栓或抽吸很难清除静脉窦内血栓,导致再通失败。

操作技术限制:静脉窦血栓通常累及范围广泛,解剖区域(如横窦、直窦、乙状窦)血管走形迂曲,取栓装置到位困难,取栓装置在这些部位的释放和回收可能受到限制。静脉窦中的血栓较硬且黏附性强,动脉取栓装置捕获和拉取血栓的能力在静脉系统中效率低。

并发症风险:动脉取栓支架的释放和拉拽可能对静脉窦壁和腔内组织造成损伤,操作中可能引发局部出血,特别是存在抗凝背景的患者。

器械设计限制:静脉窦的管径和解剖结构较动脉而言具有较大差异,现有支架的尺寸和结构设计可能无法完全覆盖血栓区域。动脉支架的径向支撑力在捕获和拉栓操作中可能不足以提供足够的压迫力。

动脉取栓支架在静脉窦血栓治疗中的应用存在明显缺陷,其不足主要表现在解剖适应性、操作难度和并发症风险等方面。针对静脉窦特点的创新器械和优化策略将是该领域的关键发展方向。

2.大孔径抽吸导管

尽管目前大孔径抽吸导管在静脉窦血栓的EVT中已有应用报道,但其在治疗中仍存在一定的不足。

血栓清除率的局限性:静脉窦中的血栓通常黏附于血管壁,单纯依靠抽吸可能难以清除,特别是陈旧性血栓。导管抽吸的能力不足以清除大体积或长段血栓,需要其他取栓器械的配合。

并发症风险:导管直径较大,操作中容易损伤静脉窦壁,特别是在狭窄或解剖异常的区域。抽吸过程中由于导管直径和静脉窦直径差异较大,可能导致血栓进入远端静脉,引发继发性栓塞。静脉窦血栓患者可能合并高颅压或颅内出血,抽吸过程中可能加重出血风险。

导管操作难度:静脉窦的解剖结构复杂,尤其是在横窦、乙状窦等弯曲部位更是容易弯折而导致无法移动。大孔径导管可能不易到达目标位置。

导管设计的限制:市场上可供选择的大孔径导管在设计上尚未完全针对静脉窦血栓进行优化,现有负压装置的吸力可能不足以有效处理大量或高密度血栓。

适用范围有限:大孔径抽吸导管适用于急性期和部分特殊病例,但对于陈旧性血栓、伴有严重颅内出血或不可逆神经损伤的患者,其效果有限。

临床数据有限:尽管个案报告和小规模研究显示效果较好,但尚缺乏大规模随机对照试验支持。关于大孔径抽吸导管治疗静脉窦血栓的远期疗效和复发率,目前研究并未取得较好效果。

3.联合装置取栓

联合装置在CVT取栓治疗中通常指多种介入器械(如大孔径抽吸导管、支架取栓器、球囊导管、保护伞等)进行血栓清除的操作方式。这种策略旨在弥补单一装置的不足,但同时也存在一些明显的缺陷。

手术复杂性增加:联合使用多种器械需要协调配合,包括装置的使用顺序和定位,操作复杂且耗时较长。介入医生团队需要具有丰富的经验和技术,操作失误的风险也随之增加。

器械兼容性问题:不同装置的尺寸和设计可能无法完全匹配,尤其在静脉窦中操作时,导管、导丝和取栓装置的组合可能影响操作效率。各种装置在同一血管内操作可能导致相互干扰,增加失败概率或引发并发症。

并发症风险升高:联合装置操作增加了机械性损伤静脉窦壁和腔内组织的可能性,尤其在反复插入、取出和调整装置时。操作的复杂性和机械性干扰的增加可能引发局部或远端出血,特别是在有抗凝治疗背景的患者中。

成本与资源问题:多种器械的联合使用显著增加了手术成本,可能给患者和医疗系统带来经济负担。需要配备多种高端设备,并依赖先进的影像引导系统,许多基层医疗机构可能难以满足条件。

效果不确定性:联合装置的操作尚未形成明确的标准和指南,装置的组合方式和使用顺序可能因操作者经验而异,导致疗效不一致。尽管联合装置弥补了单一装置的不足,但如果血栓本身具有高黏附性、陈旧性或分布范围广,效果仍可能不理想。

手术时间延长:多次更换或组合器械可能延长手术时间,增加对血管通路的依赖和操作难度。可能导致患者暴露于更长时间的麻醉和辐射风险中,尤其是在危重症患者中。

表1 取栓装置特点小结

EVT相关研究

TO-ACT研究是荷兰、中国和葡萄牙联合进行的一项针对CVT高风险患者EVT有效性和安全性的研究,由于病例数量限制,EVT与抗凝治疗效果无明显统计学差异,试验提前终止。其研究结论中给出的主要原因中提到:(1)主要研究终点(12个月时mRS)没有反应循环功能障碍的评价指标;(2)实现CVT患者最佳再通的可用技术和器械并不理想,缺乏静脉专属器械,部分研究中心缺乏较好的操作经验,需要对专用的静脉窦取栓装置进行研发;(3)没有对从发病到血管内治疗的时间窗(血栓分期)进行规定。

血管内治疗相关指南:

2011年AHA/ASA脑静脉血栓形成诊断和管理指南

在充分抗凝治疗下病情仍恶化的患者,可以考虑血管内介入治疗(IIb级推荐;C级证据)

2017年欧洲脑静脉血栓形成诊断和管理指南

没有推荐

2018年神经介入外科学会标准指南委员会指南

尽管抗凝治疗,但临床仍恶化的患者,或严重神经功能缺损或昏迷的患者,可以考虑血管内治疗(IIb级推荐;C级证据)

临床研究

1.新型静脉窦取栓装置

针对CVT的治疗需求,研究者们正在研发新型的专用取栓装置,该装置具有以下优势。

①精确性:能够适应不同直径的静脉系统,器械直径可调节。

②有效性:采用双支架结构,工作面积大,通过多种机械作用(支撑、破碎、捕获、抽吸)有效清除血栓。

③操作安全:设计旨在减少对皮层静脉的损伤,降低并发症风险。

图5 研发取栓装置

在动物实验中,装置显示出良好的柔韧性和顺应性,能够有效降低血管壁刺激和损伤的风险。初步临床研究表明,新型静脉实取栓装置在即刻和远期完全再通率方面显著优于传统的Angioguard+Stering球囊取栓方法。此外,该装置还能够缩短手术时间,降低术后头痛的严重程度和频率。

表2 Efficacy and Safety of a Dedicated Device for Cerebral Venous Thrombectomy: A Pilot Randomized Clinical Trial

2.脑静脉导管

导管作用于输送脑静脉取栓装置和支架,需要通过不同节段,提高导管的可操控和柔韧性,能够帮助通过迂曲血管达到血栓部位并建立稳定的通道,便于取栓装置进行取栓。

研发装置采用复合材料加工成型,具有较高的弯曲顺应性、高抗折性、良好的生物兼容性。同时通过特殊设计的远端开口,减少导管远端在移动过程中对血管壁的损伤。

图6 静脉导管

3.脑静脉支架

静脉窦支架主要应用于静脉窦腔内病变导致狭窄,出现高颅压水肿压迫导致静脉窦塌陷,支架支撑有助于保持血流通畅,适用于特发性高颅压伴静脉窦狭窄及颈静脉狭窄治疗。

研究过程中,为贴合静脉解剖特点,选用镍钛金属丝编织,使装置具有较高的顺应性和贴壁性,同时具备合适径向支撑力,能够准确定位。网状结构设计减少对血液流影响,两端口闭环设计减少端口对血管壁的刺激。

图7 静脉支架

03、研究困境与未来方向

目前EVT的适应证包括:(1)抗凝治疗失败的补救治疗;(2)早期识别重症CVT及预测病情进展。取栓前进行磁共振黑血血栓成像检查,有效判断血栓成分,从而帮助选择合适的血管内治疗。但是,研发过程中仍然存在困境与挑战。

1.不同直径血管、复杂腔内结构,路径迂曲

编织结构改造使装置可操作性、顺应性及柔韧性更好。可调节直径的取栓装置能够更好地适配静脉窦直径,支撑管腔快速调节。根据不同手术入路,研发不同规格的取栓装置,进一步研发配套导管,建立稳定的通路及更有效抽吸血栓。

2.血栓特性多样性,负荷量大

取栓装置有破碎、捕获和抽吸多功能,需要考虑取栓装置的有效工作面积。同时,术前影像学与血栓类型研究,能够辅助选择更合适的取栓策略。机械取栓与药物溶栓联合治疗,提高再通效果。

3.并发症风险

常见取栓后并发症有窦壁损伤、穿破出血或栓子脱落导致远端栓塞等。优化装置柔顺性,避免操作对窦壁及皮层静脉损伤。同时,需要具备栓子捕获功能,防止栓子脱落在成的栓塞。取栓操作流程简化,配合导管血栓抽吸能够缩短手术时间,从而降低并发症风险。

未来,针对CVT的血管内治疗需要进一步的前瞻性比较研究,以评估新型取栓装置的有效性和安全性。同时,通过大量病例数据统计分析,总结CVT血管内治疗最佳启动时机并进行血治疗效果预测;病史、检验指标以及影像学评估,对CVT分期,以便选择具有针对性的治疗方案;优化和完善更加准确和有效的评分系统,早期识别重症CVT及预测病情进展具有深远的意义。因此,研发专门用于静脉窦血栓的机械再通装置是具有重要临床意义的一步。

吴艳 教授 首都医科大学北京宣武医院

北京宣武医院副主任医师。

中国卒中学会脑静脉病变分会委员,国际血管联盟中国分部脑血管疾病专家委员会常务委员。

师从吉训明教授,长期从事神经科疾病诊治,尤其在脑卒中疾病、脑静脉疾病、特发性颅高压介入诊断治疗方面研究。

审稿专家|吴艳

编辑|易飞扬

审核|于丽水

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