本文主要来聊一聊血栓抽吸导管的工作原理--“抽吸大法”,其与金庸武侠小说中的“吸星大法”并称江湖两大神功,不过“抽吸大法”不是吸人内力,而是摄取人体大脑血管中的血栓,从而还脑中风患者一个健康的大脑。
1-血栓类型介绍
在介绍血栓抽吸导管之前,我们先来介绍一下血栓抽吸导管作用的对象--血栓;血栓大致有以下四种分类:
1)白血栓:在血栓形成初期主要由血小板构成,在显微镜下几乎全部由血小板构成的血栓称为白血栓;
特点:肉眼观察成灰白色小结节或赘生物状,表面粗糙、质地结实,与血管壁紧密黏着不易脱落;
2)混合血栓:在白血栓向上延伸时由于血小板网络了一部分红细胞时,这时就形成了混合血栓;
特点:外观呈粗糙、干燥、圆柱状,与血管壁粘连,有时可辨认出灰白与褐色相间的条状结构;
3)红血栓:当红细胞大量凝结时形成的血栓叫红血栓;
特点:肉眼呈暗红色,新鲜时湿润,有一定弹性,与血管壁无粘连;
4)纤维性血栓:主要由富含纤维蛋白的血栓;
特点:透明血栓发生于微循环的血管内,主要在毛细血管,因此只能在显微镜下观察到,又称为微血栓。
2-抽吸导管作用原理
2.1 抽吸原理介绍
血栓分类和各自特点大致介绍了一下,现在就血栓抽吸导管作用的原理来浅谈一番,现在目前普遍认为抽吸效率与下图公式密切相关,
抽吸流速原理:
从图中可以看出抽吸导管在进行抽吸工作时,导管内血液流速与抽吸压力呈正比,与导管内径4次方成正比例关系;因此在抽吸导管工作时首先应当为系统提供持续且稳定的抽吸压力,且不随时间变化而发生损失;再者在合理的情况下,为患者选择内径最大的抽吸导管;
抽吸力原理:
抽吸导管在进行抽吸过程时,有一个抽吸力的量化指标,抽吸力=Thrombus Removal Force(TRF);可近似用公式:TRF ∝ 导管内径×真空度来表达;抽吸力与抽吸导管内腔截面积与压力差呈正比例关系,与抽吸流速原理类似;
2.2 血栓抽吸过程
小编认为在抽吸血栓的过程当中有两种会出现的情形,根据血栓类型不一样可以分为以下具体两种情形:
1)当血栓为新鲜的红血栓或混合血栓时,且血栓尺寸≤ID(抽吸导管),导管Tip头端开始接触血栓时启动负压抽吸,血栓会完全的被吸入到导管内腔中,从而由于持续抽吸力的作用像喝珍珠奶茶时吸食珍珠一般被吸出体外,从而恢复远端血管血流;如下示意图所示:
2)当血栓为质地较硬的白血栓或纤维血栓时,且血栓尺寸>ID(抽吸导管),导管Tip头端开始接触血栓时启动负压抽吸,血栓部分会被吸入到导管Tip头端内,在持续负压的状态下与导管一起抽离出体外,从而恢复远端血流;如下示意图所示:
因此小编认为在抽吸血栓的过程当中,“抽”和“吸”的作用都是存在的,两者共同作用于血栓,也正是这一抽一吸的配合造就了ADAPT技术在行业内的地位。
3-抽吸导管研发方向
基于以上对血栓类型介绍以及抽吸导管对血栓进行抽吸原理的剖析,我们可知道有关血栓抽吸导管设计的两个大方向,第一是在抽吸过程当中采用真空度稳定的负压发生器;
目前临床医生在进行抽吸操作时会采用负压抽吸泵,其可以产生持续稳定的真空度,有利于血栓的摄取和抽吸;有些医生也会采用两个60ml卡扣注射器组合而成的简易负压发生器,采用注射器形成的真空度维持的时间相对较短,不利于导管吸取硬质且块大的血栓;以下图片展示的是Penumbra真空负压泵与注射器的真空度维持时间的对比图;
图片来源于Penumbra宣传资料
第二是保持导管外径不变的情况下增加抽吸导管的内径,从而提高导管Tip头端摄取血栓的可能性以及提高血栓抽吸力;正如上一篇内容中对Penumbra血栓抽吸导管系列的发展历史介绍一样,详见:神经介入血栓抽吸导管简介--第一篇Penumbra血栓抽吸导管从内径为0.035''的3MAX发展到内径为0.072''的RED72系列,在国内甚至出现了宣称6F外径下能达到0.074''的内径,这是目前报道的同款外径下达到的最大内径值。
4-结语
自从2013年Turk教授等人首次提出ADAPT(A Direct Aspiration First-Pass Technology)技术后,颅内血栓抽吸导管产品发展异常快速,基于抽吸原理的理论基础,各大厂家目前普遍都是在提供稳定负压的真空泵和加大抽吸导管内径这两个方向着手进行产品研发;
一方面国内急性缺血性卒中手术量在快速增长,同时伴随医生对ADAPT技术运用愈加熟练的情形下,再者随着工程材料学的发展,小编相信未来会持续出现治疗急性缺血性卒中的创新医疗器械。