不同固定方式對兔肝動脈介入插管的影響

馮建防，莊一平，馮國棟，席 瑋，裘海濤，陳仕林，于 強，夏 菁，陳 駿

肝動脈灌注化療栓塞術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用于介入相關實驗的動物模型[3-4]。但由于缺乏專用于兔的血管介入器械，兔肝動脈插管需要操作者具有較熟練的技巧和經驗[5-7]。本實驗采用3D打印技術設計制作一種專用于兔肝動脈插管的手術平臺，該平臺能改變兔腹腔干與腹主動脈的夾角，方便微導絲和導管超選，從而降低手術難度和相關并發癥發生概率，縮短手術操作時間，提高手術成功率。

1 材料與方法

1.1 實驗動物和主要實驗器材

30只新西蘭大白兔，雌雄不限，體重2.5～3 kg，由東南大學動物實驗中心提供（許可證號：SYXK蘇2010-0004）。

主要實驗器材包括自制木質手術臺（300 mm×450 mm×3 mm）、2.5 F微導管、股動脈穿刺針套件（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，江蘇萬邦生化醫藥公司）、碘佛醇（50 mL/瓶，江蘇恒瑞醫藥公司）、3D打印兔支撐平臺（江蘇捷生凱爾醫學增材制造研究院），以及BV Pulsera型移動式C形臂X射線機（荷蘭Philips公司）、DiscoveryCT 750HD型多排螺旋CT機（美國通用公司）。

1.2 改良手術臺設計

取10只實驗兔，耳緣靜脈麻醉，仰臥位固定于自制木質平板手術臺上，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格式原始數據，采用RadiAnt DICOM Viewer軟件進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，并模擬水囊包裹形態設計，采用3D打印技術制作支撐平臺。

1.3 動脈期掃描和多曲面重建夾角測量

30只實驗兔于掃描前禁食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平板上行動脈期掃描（掃描條件同前）；采用改良方式將實驗兔固定于木板上，20 min后再次依據同樣參數行動脈期掃描，獲得原始DICOM文件；采用RadiAnt DICOM Viewer軟件進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 股動脈穿刺肝動脈插管

隨機將30只實驗兔分為實驗組和對照組，實驗組兔以改良固定方式仰臥位固定于木質手術臺上，對照組兔以傳統方式固定于平板手術臺上，兩組兔均于右側股骨處備皮，采用外科無菌操作方式暴露右側股動脈主干并置入股穿針鞘作為股動脈鞘管；3名具100例次以上兔肝動脈插管相關實驗經驗的介入科醫師行DSA透視導引下肝動脈插管；記錄兩組手術成功率、股動脈置管完畢至肝動脈插管成功時間（手術操作時間）和夾層發生率。

1.5 數據統計分析

采用SPSS 20.0軟件對數據作統計分析。采用Pearson相關系數分析兔動脈夾角度數與軀干彎曲程度相關性，一元線性回歸法統計計算兩者回歸方程。血管夾角、手術操作時間以均數±標準差（x±s）表示，獨立樣本t檢驗作比較。手術成功率和夾層發生率以百分比（%）表示，卡方檢驗作比較。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 軀干彎曲度與血管夾角間相關性及平臺制作

實驗測得兔腹腔干與腹主動脈間夾角度數隨軀干彎曲度增大而增大，兩者呈正相關（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°角進行設置制作，以水囊高度等為主要參數，模擬水囊包裹軀干形態進行設計打印（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，并能穩定地固定實驗兔（圖2④）。

圖1 兔腹腔干和腹主動脈夾角隨軀干彎曲角度變化趨勢圖

圖2 支撐平臺主要參數及兔改良固定方式

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

表1 不同固定方式下兔血管夾角和肝動脈插管比較

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脈間夾角的異同，可見改良固定方式下兔腹腔干與腹主動脈間夾角形態更加接近于微導管系統在腹腔干中的自然形態（圖3）。傳統平板固定方式下測得實驗兔腹腔干和腹主動脈間夾角為117.93°±13.42°，改良固定方式下測得夾角為144.40°±14.76°，兩組間差異有統計學意義（P＜0.05）（表1）。

2.3 肝動脈插管手術操作情況

對照組15只兔中4只出現動脈夾層，1只反復操作均無法成功進入腹腔干而手術失敗，整體成功率為66.7%（10/15），實驗組為100%（15/15），兩組間差異有統計學意義（P＜0.05）；血管夾層發生率在對照組為26.7%（4/15），實驗組均未發生，兩組間差異有統計學意義（P＜0.05）；對照組平均手術操作時間為（504.40±47.25） s，實驗組為（88.87±14.99） s，兩組間差異有統計學意義（P＜0.05），見表1。

3 討論

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

目標血管與血管主干之間夾角情況，是影響微導管超選難度的關鍵之一。本中心在多年介入臨床操作中發現，體表擠壓目標血管區域可一定程度上改變目標血管與毗鄰血管間夾角，從而協助微導管進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。本研究在預實驗中檢測分析出，兔腹腔干與腹主動脈間夾角在一定范圍內與軀干彎曲度呈正相關，但當兔軀干彎曲50°時幾乎已達到仰臥位拉伸極限，對兔骨骼系統存在潛在損傷，故采用兔軀干彎曲40°進行進一步探索。

隨著技術不斷完善和成熟，3D打印已部分應用于臨床實踐[13-14]。本實驗前期探索過程中采用3D打印技術充分還原了水囊高度等關鍵參數及其穩定包裹兔后背部場景，制作出能較好貼合、穩定固定兔的支撐平臺，可方便后續實驗進行，提高實驗精確性和可重復性；采用傳統方式將兔固定于水平木板上測得的兔腹腔干和腹主動脈間夾角為117.93°±13.42°，改良方式固定的實驗兔測得的腹腔干和腹主動脈間夾角為144.40°±14.76°，提示采用不同固定方式的確能在一定范圍內改變血管間夾角。

兔腹腔干較為纖細，臨床所用的2.5 F微導管在兔腹主動脈分支中可塑空間較小，導絲頭端與導絲主干基本無法塑性成銳角。本研究分析正是因為改良固定方式改變了兔腹腔干與腹主動脈分支間角度，使腹腔干走行更接近于導絲形態，利于導絲導管進入。本研究中實驗組平均手術操作時間為（88.87±14.99） s，手術成功率為100%，而對照組手術操作時間為（504.40±47.25） s，手術成功率為66.7%，兩組差異有統計學意義。血管反復刺激是造成其痙攣、夾層，甚至破裂的主要原因之一，本實驗采用改良方式固定實驗兔，肝動脈插管均為一次成功，從而降低了實驗過程中兔血管意外的風險；實驗組血管夾層發生率為零，對照組血管夾層發生率為26.7%，兩組差異有統計學意義，說明改良固定方式能降低手術操作難度，降低術中并發癥發生率，從而提高手術成功率。

本實驗存在一定局限性，如支撐平臺依據體重2.5～3 kg實驗兔設計，不能判斷是否適用于其他體重實驗兔；平板僅設計模擬某一固定角度和高度下對實驗兔血管夾角及兔肝動脈插管的影響，未判斷其他軀干彎曲角度是否更方便兔肝動脈插管，這也是后續實驗需要完善補足之處。