不同固定方式对兔肝动脉介入插管的影响

冯建防，庄一平，冯国栋，席 玮，裘海涛，陈仕林，于 强，夏 菁，陈 骏

肝动脉灌注化疗栓塞术是目前介入治疗中晚期肝癌最主要方式之一[1-2]。兔VX2原位肝癌模型是广泛应用于介入相关实验的动物模型[3-4]。但由于缺乏专用于兔的血管介入器械，兔肝动脉插管需要操作者具有较熟练的技巧和经验[5-7]。本实验采用3D打印技术设计制作一种专用于兔肝动脉插管的手术平台，该平台能改变兔腹腔干与腹主动脉的夹角，方便微导丝和导管超选，从而降低手术难度和相关并发症发生概率，缩短手术操作时间，提高手术成功率。

1 材料与方法

1.1 实验动物和主要实验器材

30只新西兰大白兔，雌雄不限，体重2.5～3 kg，由东南大学动物实验中心提供（许可证号：SYXK苏2010-0004）。

主要实验器材包括自制木质手术台（300 mm×450 mm×3 mm）、2.5 F微导管、股动脉穿刺针套件（日本Terumo公司）、戊巴比妥钠（北京百奥博来科技公司）、肝素钠（1.25 U/支，江苏万邦生化医药公司）、碘佛醇（50 mL/瓶，江苏恒瑞医药公司）、3D打印兔支撑平台（江苏捷生凯尔医学增材制造研究院），以及BV Pulsera型移动式C形臂X射线机（荷兰Philips公司）、DiscoveryCT 750HD型多排螺旋CT机（美国通用公司）。

1.2 改良手术台设计

取10只实验兔，耳缘静脉麻醉，仰卧位固定于自制木质平板手术台上，于平对兔胸10椎体层面放置一长条形水囊，逐步向水囊注射液体，兔躯干与水平面夹角每次增加10°（最大至50°），均置于CT扫描床行CT增强扫描（管电压80 kV，管电流120 mA，总剂量按1.5 mL/kg，流量为0.5 mL/s，延迟控制为13 s），获得DICOM格式原始数据，采用RadiAnt DICOM Viewer软件进行多曲面重建图像分析，获取不同固定方式下兔腹腔干和腹主动脉切面层图像，并测量2支血管间夹角。记录不同躯干弯曲角度下兔腹腔干与腹主动脉间夹角变化情况，分析兔躯干最佳弯曲度。测量躯干处于最佳弯曲度时平对腹腔干处水囊的平均高度等作为支撑平台的主要参数，并模拟水囊包裹形态设计，采用3D打印技术制作支撑平台。

1.3 动脉期扫描和多曲面重建夹角测量

30只实验兔于扫描前禁食24 h，耳缘静脉按1 mL/kg推注2%戊巴比妥麻醉，兔仰卧位固定于自制木质平板上行动脉期扫描（扫描条件同前）；采用改良方式将实验兔固定于木板上，20 min后再次依据同样参数行动脉期扫描，获得原始DICOM文件；采用RadiAnt DICOM Viewer软件进行多曲面重建图像分析，获取不同固定方式下兔腹腔干和腹主动脉切面层面图像，测量2支血管间夹角；分析比较两组不同固定方式下2支血管夹角间差异。

1.4 股动脉穿刺肝动脉插管

随机将30只实验兔分为实验组和对照组，实验组兔以改良固定方式仰卧位固定于木质手术台上，对照组兔以传统方式固定于平板手术台上，两组兔均于右侧股骨处备皮，采用外科无菌操作方式暴露右侧股动脉主干并置入股穿针鞘作为股动脉鞘管；3名具100例次以上兔肝动脉插管相关实验经验的介入科医师行DSA透视导引下肝动脉插管；记录两组手术成功率、股动脉置管完毕至肝动脉插管成功时间（手术操作时间）和夹层发生率。

1.5 数据统计分析

采用SPSS 20.0软件对数据作统计分析。采用Pearson相关系数分析兔动脉夹角度数与躯干弯曲程度相关性，一元线性回归法统计计算两者回归方程。血管夹角、手术操作时间以均数±标准差（x±s）表示，独立样本t检验作比较。手术成功率和夹层发生率以百分比（%）表示，卡方检验作比较。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 躯干弯曲度与血管夹角间相关性及平台制作

实验测得兔腹腔干与腹主动脉间夹角度数随躯干弯曲度增大而增大，两者呈正相关（图1），其回归方程为Y=112.08+0.73X（r=0.84，P=0）。兔支撑平台按照躯干弯曲40°角进行设置制作，以水囊高度等为主要参数，模拟水囊包裹躯干形态进行设计打印（图2①②③）。制作出的支撑模板平台能高度还原水囊包裹支撑形态，并能稳定地固定实验兔（图2④）。

图1 兔腹腔干和腹主动脉夹角随躯干弯曲角度变化趋势图

图2 支撑平台主要参数及兔改良固定方式

①兔肝动脉插管，微导管位于肝动脉中的自然状态，可见导管头端与导管主干角度较大成钝角；②③兔固定于平板手术台上行增强扫描和重建，可见腹腔干与其下腹主动脉主干角度较小几成直角；④⑤兔固定于改良手术平台上行增强扫描和重建，可见腹腔干与其下的腹主动脉间角度增大成钝角，更接近于微导管于腹腔干中的形态

表1 不同固定方式下兔血管夹角和肝动脉插管比较

2.2 不同固定方式下血管夹角情况

兔血管CT重建影像精确还原了不同固定方式下兔腹腔干与腹主动脉间夹角的异同，可见改良固定方式下兔腹腔干与腹主动脉间夹角形态更加接近于微导管系统在腹腔干中的自然形态（图3）。传统平板固定方式下测得实验兔腹腔干和腹主动脉间夹角为117.93°±13.42°，改良固定方式下测得夹角为144.40°±14.76°，两组间差异有统计学意义（P＜0.05）（表1）。

2.3 肝动脉插管手术操作情况

对照组15只兔中4只出现动脉夹层，1只反复操作均无法成功进入腹腔干而手术失败，整体成功率为66.7%（10/15），实验组为100%（15/15），两组间差异有统计学意义（P＜0.05）；血管夹层发生率在对照组为26.7%（4/15），实验组均未发生，两组间差异有统计学意义（P＜0.05）；对照组平均手术操作时间为（504.40±47.25） s，实验组为（88.87±14.99） s，两组间差异有统计学意义（P＜0.05），见表1。

3 讨论

兔肝动脉解剖近似人类，肝动脉多由腹腔干发出[8]。兔肝动脉插管通常模拟临床操作，先暴露兔股动脉主干，穿刺股动脉使微导管直接超选至肝动脉分支[9-10]。孔健等[11]报道的实验中股动脉入路行肝动脉插管平均手术时间为（44.3±10.7） min；刘文贵等[12]实验中股动脉入路行肝动脉插管平均手术时间为（9.4±2.7） min；武贝等[6]报道股动脉入路肝动脉插管平均手术时间为（230.5±86.0） s，耳动脉入路平均手术时间为（257.0±82.0） s；Hu等[7]实验中耳动脉入路行肝动脉插管平均操作时间为（7.2±3.1） min。以上结果均提示，肝动脉插管具有一定的操作技术难度。如何降低手术难度，提高兔动脉插管成功率，目前所见相关报道不多。

目标血管与血管主干之间夹角情况，是影响微导管超选难度的关键之一。本中心在多年介入临床操作中发现，体表挤压目标血管区域可一定程度上改变目标血管与毗邻血管间夹角，从而协助微导管进入一些原本角度较为刁钻的血管。因此，推测体位变化也能一定程度影响血管间夹角。本研究在预实验中检测分析出，兔腹腔干与腹主动脉间夹角在一定范围内与躯干弯曲度呈正相关，但当兔躯干弯曲50°时几乎已达到仰卧位拉伸极限，对兔骨骼系统存在潜在损伤，故采用兔躯干弯曲40°进行进一步探索。

随着技术不断完善和成熟，3D打印已部分应用于临床实践[13-14]。本实验前期探索过程中采用3D打印技术充分还原了水囊高度等关键参数及其稳定包裹兔后背部场景，制作出能较好贴合、稳定固定兔的支撑平台，可方便后续实验进行，提高实验精确性和可重复性；采用传统方式将兔固定于水平木板上测得的兔腹腔干和腹主动脉间夹角为117.93°±13.42°，改良方式固定的实验兔测得的腹腔干和腹主动脉间夹角为144.40°±14.76°，提示采用不同固定方式的确能在一定范围内改变血管间夹角。

兔腹腔干较为纤细，临床所用的2.5 F微导管在兔腹主动脉分支中可塑空间较小，导丝头端与导丝主干基本无法塑性成锐角。本研究分析正是因为改良固定方式改变了兔腹腔干与腹主动脉分支间角度，使腹腔干走行更接近于导丝形态，利于导丝导管进入。本研究中实验组平均手术操作时间为（88.87±14.99） s，手术成功率为100%，而对照组手术操作时间为（504.40±47.25） s，手术成功率为66.7%，两组差异有统计学意义。血管反复刺激是造成其痉挛、夹层，甚至破裂的主要原因之一，本实验采用改良方式固定实验兔，肝动脉插管均为一次成功，从而降低了实验过程中兔血管意外的风险；实验组血管夹层发生率为零，对照组血管夹层发生率为26.7%，两组差异有统计学意义，说明改良固定方式能降低手术操作难度，降低术中并发症发生率，从而提高手术成功率。

本实验存在一定局限性，如支撑平台依据体重2.5～3 kg实验兔设计，不能判断是否适用于其他体重实验兔；平板仅设计模拟某一固定角度和高度下对实验兔血管夹角及兔肝动脉插管的影响，未判断其他躯干弯曲角度是否更方便兔肝动脉插管，这也是后续实验需要完善补足之处。