¹陕西中医药大学整合医学研究院，陕西 咸阳

²陕西中医药大学第二附属医院心血管科，陕西 咸阳

³陕西省核工业二一五医院神经内科，陕西 咸阳

⁴陕西中医药大学陕西省中西医结合心血管病防治重点实验室，陕西 咸阳

收稿日期：2020年8月30日；录用日期：2020年9月14日；发布日期：2020年9月21日

摘要

血栓导致的急性缺血性卒中是一种常见而凶险的脑血管疾病。早期血管开通是其治疗中的重要环节。临床治疗该病的方法包括静脉溶栓、动脉溶栓、血管成形术和机械取栓，而机械除栓是其中最有效的方法。机械除栓术从第一代发展至第三代，大幅提高了患者的治疗效果，但是使用中还存在技术问题包括易造成次级血栓碎块脱落并堵塞下游血管。新一代直接抽吸除栓术可以有效减少次级血栓碎块，而且不涉及复杂机械结构，相比于前几代机械除栓术具有除栓效率高、安全性好、花费低等优势。假以时日，直接抽吸除栓术将发展成为急性缺血性卒中治疗的首要选择。

关键词

急性缺血性脑卒中，血栓，临床治疗，机械除栓术，直接抽吸除栓术

Development of Mechanical Thrombectomy in the Treatment of Acute Ischemic Stroke

Yubing Shi^1*, Jing Dong², Feng Fu³, Hongyi Yang¹, Guorong Deng², Haifang Wang⁴

¹Institute of Integrative Medicine, Shaanxi University of Chinese Medicine, Xianyang Shaanxi

²Department of Cardiovascular Medicine, The Second Affiliated Hospital of the Shaanxi University of Chinese Medicine, Xianyang Shaanxi

³Department of Neurology, No. 215 Hospital of Shaanxi Nuclear Industry, Xianyang Shaanxi

⁴Key Laboratory in Shaanxi Province for the Prevention and Treatment of Cardiovascular Disease Using Combined Chinese and Western Medicine, Shaanxi University of Chinese Medicine, Xianyang Shaanxi

Received: Aug. 30^th, 2020; accepted: Sep. 14^th, 2020; published: Sep. 21^st, 2020

ABSTRACT

Acute ischemic stroke is a common and lethal cerebrovascular disease. Early intervention is crucial to the patient treatment and recovery. Clinical treatment options for AIS include intravenous thrombolysis, intraarterial thrombolysis, angioplasty, and mechanical thrombectomy. Currently the most commonly used intervention technique is the mechanical thrombectomy. This treatment has the complication of causing thrombus fragmentation and blockage of distant smaller arteries. In recent years direct aspiration thrombectomy has been proposed as a new thrombus removing technique which can effectively avoid the thrombus fragmentation. Besides, aspiration thrombectomy involves no complex mechanical mechanism, and compared with the mechanical thrombectomy of previous generations, it is more efficient in thrombus elimination, safer, and costs less. Given time for further development, direct aspiration thrombectomy will become the first choice in the treatment of acute ischemic stroke.

Keywords:Acute Ischemic Stroke, Thrombus, Clinical Treatment, Mechanical Thrombectomy, Direct Aspiration Thrombectomy

Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc.

This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0).

http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

1. 引言

急性脑卒中是一种常见的脑血管疾病。该病往往发病急、发展快、症状重、致残率及死亡率高，属于脑血管临床疾病中的急危重症。脑卒中可分为出血性和缺血性两类，而80%以上的脑卒中是由于脑动脉血管血流阻滞造成的缺血性卒中。急性缺血性卒中(Acute Ischemic Stroke, AIS)的发病机制是由于血栓或者从病变的血管壁脱落的动脉硬化斑块造成脑动脉急性闭塞，继而引起远端缺血脑组织激发去极化、炎症反应、凋亡等一系列不可逆的生理病理反应 [1]。针对该病的组织细胞层次的相关研究发现，脑血管闭塞造成的血流灌注缺失会导致脑组织的氧和葡萄糖代谢障碍，引起细胞外钙离子和钠离子内流，钾离子外流，激活缺血级联反应(如兴奋性氨基酸、自由基的释放)，短时间内即可造成细胞坏死。受损的脑组织包括核心梗死区和周围缺血半暗带区，其中缺血半暗带区的细胞处于静息状态，如果在短时间内恢复血流灌注，细胞代谢可恢复正常，避免进一步进展为梗死区。目前公认的恢复半暗带区血流灌注的时间窗为3小时。所以尽早除栓以开通阻塞脑血管，挽救缺血半暗带，对于提高急性缺血性卒中的治疗效果具有至关重要的作用 [2]。

2. 急性缺血性卒中的治疗方法

临床对于急性缺血性卒中的治疗，目前获得美国食品药物管理局批准，作为唯一1级证据推荐的治疗方法，是对患者在发病3小时内(最多不超过4.5小时)进行静脉溶栓 [3] [4] [5] [6] [7]。当前通常使用重组组织型纤溶酶原激活剂(recombinant tissue plasminogen activator, rt-PA)以进行静脉溶栓治疗，但是该方法具有严格的时间窗限制(参见上述缺血半暗带区血流灌注的3小时时间窗)，而绝大多数患者发病后到送院时，往往已经错过该时间窗，造成溶栓效果严重下降，不能有效开通受阻血管。此外临床上也有应用抗血小板药物、神经保护药物、以及中药等进行药物辅助治疗的情况 [8] - [13]。

图1. 取栓操作的股动脉入路示意图

近年来介入治疗用于急性缺血性卒中得到了快速的发展。基于一系列的临床随机对照试验研究，相关国际组织包括中国卒中学会、中国卒中学会神经介入分会、美国神经介入协会标准和指南委员会等，都推荐6小时内大血管闭塞的患者应优先考虑经导管的微创介入治疗 [1] [3] [4] [5] [6] [7] [14] [15]。经导管的微创介入通常行股动脉入路(如图1所示)，具体治疗措施包括动脉溶栓、血管成形术、和机械取栓 [1] [3] [4] [5] [6] [7] [16] [17] [18]。动脉溶栓通过介入导管将溶栓药物(如rt-PA)局部高浓度注入发生阻塞的脑动脉处以除栓，相对于静脉溶栓具有药物剂量低、出血风险小的优点，但是该方法属于对溶栓药物的超范围使用，而且花费高，可能带来动脉损伤。血管成形术采用球囊血管成形、球囊扩张支架及球囊成形联合自膨式支架技术，实现闭塞血管的血流重建。该方法主要用于卒中的预防而不是急性期的治疗，但是在以下两种情况下也用于急性卒中治疗：一是脑卒中发生是由于颅外段的颈或椎动脉的血流减少或中断所致，如严重动脉粥样硬化或夹层造成的动脉完全或接近完全的闭塞；二是颅外段的颈动脉严重闭塞妨碍导管进入颅内血管的血栓时，需要在对远端的血栓进行干预前，先行颅外颈动脉血管成形术 [1]。

机械取栓通过介入导管，将微型机械夹子、机械钻头、超声探头、激光探头、抽吸导管头、可回收血管支架、毛刷状探头等送至血栓处，用夹子夹住血栓、用钻头或探头粉碎血栓、用抽吸头吸出或吸住血栓、或者用支架或毛刷头兜挂住血栓，然后通过导管操作将血栓移到体外 [3] [4] [15] [19] - [25]。此类方法的实现手段各异，彼此各有优缺点。

基于文献中对于相关临床实践的总结 [6] [7] [8] [11] [12] [14] [16] [20] [21] [22] [23] [24]，表1比较了当前针对急性缺血性卒中的各种治疗方法。近年来世界各地的临床研究者进行了一系列随机对照试验对这些治疗方法进行比较评估 [4] [5] [10] [13] [14] [15] [20] [22] - [29]。研究者一致认为，机械取栓具有性价比高、对阻塞血管再通效果好的特点，代表着急性缺血性卒中治疗的主流方向。在这样的情况下，机械取栓日益成为临床治疗的首选方案，其应用研究方面的进展也日新月异。

表1. 急性缺血性卒中治疗方法比较

3. 机械除栓术的发展历程

自美国Concentric Medical公司生产的MERCI取栓器(全名Mechanical Embolus Removal in Cerebral Ischemia)于2000年首发及2004年获得美国食品药物管理局批准用于脑卒中的机械除栓以来，各种设计和构造的机械取栓器纷纷面世 [20]。这些取栓器的结构设计包括微型机械夹子、机械钻头、超声探头、激光探头、抽吸导管头、可回收血管支架、毛刷状探头等。进行介入治疗时，通常行股动脉入路，机械取栓器被固定在介入导管远端，由医生通过对导管和导丝的操作将其送至血栓处，以实现不同形式的取栓过程，包括用夹子夹住血栓、用钻头或探头粉碎血栓、用抽吸头吸出或吸住血栓、或者用支架或毛刷头兜挂住血栓，然后通过导管操作将血栓移到体外 [3] [4] [15] [19] - [25]。这些取栓器设计各有特色，经过过去近二十年的实验室和临床应用检验，其中的一些因为临床表现出色而得到广泛承认，从而成为代表着脑卒中机械除栓器发展里程碑的主流产品，而其它的大部分设计因为费效比及安全性等方面的考虑而很少得到使用。

图2示出了这些代表着脑卒中机械除栓器不同发展阶段的里程碑式主流产品 [30]。图中第一代的MERCI除栓器为螺旋丝开瓶器形状，由美国Concentric Medical公司设计和生产，于2004年获得美国食品药物管理局批准。该取栓器的螺旋丝探头可以在手术中透入并固定住血栓，以便将血栓拖出体外 [20] [31]。2010年推出的DAC除栓器为其改进型，其中导引导管可以直接伸展到血栓附近以提供辅助抽吸作用和提高血栓撤出血管时的操作稳定性 [30]。

图2. 微创介入机械取栓术发展的主要里程碑

第二代的PENUMBRA负压抽吸除栓器由抽吸导管、圆锥形分离碎栓头，以及外接的负压抽吸泵或者手动抽吸用注射器三部分组成 [32] [33] [34]。该产品由美国Penumbra Inc.公司设计和生产，于2008年获得美国食品药物管理局批准。使用时，先用圆锥形分离碎栓头来回作用于血栓，使血栓从受阻血管的管壁松解同时将血栓捣碎，然后开通外接的负压抽吸泵，通过导管抽吸作用将血栓碎块吸出体外。

第三代的STENTRIEVER支架除栓器其典型产品为Solitaire支架除栓器(美国ev3公司设计和生产，2012年获得美国食品药物管理局批准)和Trevor支架除栓器(美国Concentric Medical公司设计和生产，2012年获得美国食品药物管理局批准) [20] [30]。使用时，借助于微导丝，将内嵌支架的微导管穿透血栓或穿过血栓与血管壁的间隙，到达血栓的远端，然后从微导管中释放支架，让支架扩张以将血栓陷入支架并固定，然后回撤导管和支架以实现将血栓移出体外。SOLUMBRA除栓器为该类型产品的改进型，其中导引导管可以直接伸展到血栓附近以提供辅助抽吸作用和提高血栓撤出血管时的操作稳定性。

上面的第一代到第三代取栓器都直接涉及机械部件与血栓之间的力学挤压和嵌合作用，所以在操作过程中都会不可避免地产生次级血栓碎块脱落。脱落的血栓碎块会被血流冲刷到下游更细的血管中，形成更难手术处理的栓塞情况 [20]。使用球囊导管在血栓上游暂时封堵血流，或者如改进型的DAC取栓器和SOLUMBRA取栓器那样在操作过程中通过导引导管提供辅助抽吸作用，可以部分地减少次级血栓阻塞下游但是不能避免该情况的发生。另外，大多数情况下血栓的硬度不大，第一代到第三代取栓器可以使用。有些情况下遇到硬度大的血栓时，取栓器难以有效地挤压和嵌合血栓，就会造成取栓操作无法完成的情况。

最新一代的ADAPT (全名为A Direct Aspiration first Pass Technique)直接抽吸除栓器有针对性地避免了上面的问题 [20] [35] [36] [37] [38]。ADAPT除栓器在第二代PENUMBRA除栓器的基础上，去掉了圆锥形分离碎栓头，将新设计的更柔韧的大内径导管直接推送到血栓附近进行抽吸，以此提供了足够的抽吸力从而更快更有效地吸出血栓。在导管头高负压抽吸的作用下，低硬度血栓会直接被吸入导管而排出体外，而高硬度或固体状的血栓会被吸附在导管头，随着导管的撤出操作而被排出体外。整个操作过程完全基于抽吸作用而不是机械挤压和嵌合，使用中基本不会造成次级血栓脱落。即使操作不慎形成次级血栓碎块，在导管头高负压的抽吸作用下血栓碎块也会被吸入导管而不是被血流冲刷到下游血管。另外，负压抽吸不涉及上面第一代到第三代取栓器中的复杂机械结构，从而避免了机械故障影响手术的可能。因此，直接抽吸除栓器相比于前三代设计具有更安全可靠的天然优势。ADAPT除栓器采用原第二代的PENUMBRA除栓系统的负压抽吸泵提供抽吸动力源。如果采用手动抽吸用注射器提供抽吸动力源，则该系统又被称为FST(Forced-Suction Thrombectomy)取栓系统 [35]。

4. 直接抽吸除栓术的相关临床应用研究

随着技术发展的不断进步和临床经验的不断积累，当前国际和国内对于急性缺血性卒中的机械取栓治疗基本采用第三代STENTRIEVER支架取栓或者最新的ADAPT直接抽吸取栓，有时候也两者结合使用(称为SOLUMBRA) [39]。对于支架取栓和直接抽吸取栓的临床使用效果比较，近年来很多研究组基于自己直接的使用经验或者检索文献进行meta分析的结果进行了探讨。这些研究一致认为两种治疗方法的血管再通率没有差别 [40] - [46]，但有一些研究者认为采用支架取栓的单次操作实现血管再通率优于采用抽吸除栓 [43]。对于术后患者神经功能恢复，大部分研究认为两种方法的效果相近 [40] [42] [44] [45] [46]，也有一些研究者认为采用支架取栓的功能恢复好于采用直接抽吸 [41]。从安全性的角度，有研究者认为采用直接抽吸优于采用支架除栓 [41]，也有人认为两者安全性相当 [46]。在急性缺血性卒中这种需要争分夺秒地尽快开通阻塞血管的应用中，评价一种取栓方法还应着重考虑该方法从手术开始到完成血管再通所需要的时间、除栓操作需要重复多少次以实现血管再通、以及手术所能实现的血管再通率(即多少比例的患者通过手术实现了血管再通)等。此外，取栓手术涉及的材料费用以及总的治疗费用，也是影响方案选择的重要因素。表2列出了关于这些指标的具体数据。数据比较可知，相比于使用支架取栓，采用直接抽吸除栓可以显著地缩短手术时间 [40] [43] [44] [45]，获得更高的血管再通率 [40] [43] [44]，而且每个患者节省约20,000美元的治疗费用 [40]。

表2. 直接抽吸除栓和支架取栓的一些临床应用效果数据比较

5. 展望

综合以上的技术方面和应用方面的考虑，直接抽吸除栓无疑具有比支架取栓更优异的临床使用前景。更重要的是，这些比较是基于直接抽吸除栓作为一种新的方法，出现时间不久，技术上还有待于进一步优化，临床医生对其操作还不如对前几代的取栓技术熟练的背景下进行的。假以时日，当相关的技术发展和使用经验进一步成熟时，直接抽吸除栓必将成为急性缺血性卒中治疗的首要选择。

致谢

感谢那日斯为本文绘制插画。

文章引用

史宇兵,董 静,付 锋,杨洪义,邓国荣,王海芳. 急性缺血性脑卒中治疗中机械取栓术的发展
Development of Mechanical Thrombectomy in the Treatment of Acute Ischemic Stroke[J]. 临床医学进展, 2020, 10(09): 2029-2037. https://doi.org/10.12677/ACM.2020.109304

参考文献