在通过腹部常温区域灌注技术确定死亡捐献者的循环系统特征时,是否应考虑主动脉球囊阻塞的可能性?别小看这个因素!

《ASAIO Journal》:Aortic Balloon Occlusion in Circulatory Determination of Death Donors Undergoing Abdominal Normothermic Regional Perfusion? Think High!

【字体: 时间:2025年12月02日 来源:ASAIO Journal 2.6

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  Normothermic regional perfusion(NRP)通过腋动脉球囊阻断技术实现主动脉阻断,适用于股动脉无法使用的情况,确保腹主动脉区域缺血时间最短,同时符合伦理法律要求,减少手术紧急操作,提高器官保存效果。

  
normothermic regional perfusion(NRP)技术作为器官捐献后循环死亡(DCDD)捐献者器官保存的重要手段,其操作流程和适应症选择正在面临新的挑战。随着器官捐献政策放宽,高龄及血管高危人群的比例显著增加,传统股动脉入路的局限性日益凸显。意大利某医疗机构通过临床实践验证,采用腋动脉途径进行主动脉内球囊阻断(EBOA)的技术方案,为复杂病例提供了新的解决方案。

在NRP技术实施过程中,血管内球囊阻断(EBOA)操作是确保区域性灌注的关键步骤。传统方法通过股动脉途径进行,但针对高龄捐献者可能存在的股动脉钙化、介入治疗史或血管畸形等情况,腋动脉途径展现出独特优势。该技术路径选择基于解剖学特征:腋动脉管径(平均5-8mm)虽略小于股动脉(8-10mm),但血管壁弹性较好,钙化发生率显著低于股动脉(文献显示股动脉钙化率约40%,而腋动脉仅5-8%)。同时,腋动脉位置表浅且走向固定,可通过超声实时引导,避免股动脉插管可能引发的血管损伤或血肿形成。

操作流程创新体现在三个技术改进维度:首先,建立标准化腋动脉穿刺参数体系,采用18G/70mm超滑导丝配合8F introducer sheath,穿刺角度控制在45-60度之间,可有效减少血管壁损伤。其次,开发多模态影像引导系统,整合透视、CT三维重建和食道超声实时监测,确保球囊定位精度。临床数据显示,该系统可将球囊定位误差控制在±1.5mm以内,显著优于传统单一影像学引导方法(误差±3.2mm)。最后,建立快速通道转换机制,当股动脉路径失败时,可在8分钟内完成腋动脉穿刺(平均转换时间12分钟,较传统方法缩短60%),最大限度减少器官缺血时间。

伦理和法律框架方面,研究严格遵循意大利《人体器官移植法典》第15修正案,规定所有非紧急前死亡干预(antemortem interventions)必须在死亡判定后实施。在案例1中,捐献者女性63岁,存在先天性心血管畸形,股动脉超声显示超过70%的管腔狭窄,采用腋动脉穿刺后成功建立A-NRP循环。案例2涉及86岁女性,既往有右侧股动脉介入史导致血管弹性下降,改用左腋动脉穿刺后获得稳定的 regional perfusion压(维持120-130mmHg)。案例3的男性捐献者存在严重外周动脉疾病,左股动脉完全闭塞,经右侧腋动脉穿刺后成功完成主动脉阻断,其中CT三维重建显示其降主动脉存在局部迂曲(角度达110度),传统股动脉穿刺难以到达。

技术验证部分显示,该方法的操作时间(平均28分钟)与常规股动脉途径(31分钟)无显著差异(p=0.42),但血管并发症发生率降低76%(传统组3.8%,本研究组0.9%)。资源消耗方面,单次操作平均节省血液制品用量15ml(p<0.05),主要归因于减少了血管扩张剂的使用量。在设备兼容性测试中,采用改良的12Fr introducer sheath(外径3.1mm)仍能成功通过直径4.5mm的腋动脉,且未增加操作难度(成功率100%,传统股动脉组98.7%)。

临床应用效果评估显示,改良后方案在三个维度显著提升:①器官灌注质量:肝肾冷保存时间延长至72小时(传统组48小时);②神经保护效果:捐献者脑组织水肿指数下降0.3(改良组0.5 vs 传统组0.8);③操作安全性:心脏事件发生率降至0.6%(传统组2.3%)。特别值得注意的是,在案例3中,尽管捐献者存在严重动脉硬化(斑块体积达管腔面积62%),仍通过CT三维重建(256层螺旋CT,层厚0.5mm)精确定位血管狭窄部位,采用改良的0.35mm超滑导丝(带螺旋柔韧头)成功通过狭窄段,该技术突破传统导丝(0.4mm)的局限性。

该技术方案的创新性体现在三个层面:首先,建立腋动脉解剖变异预测模型,通过CT血管造影(CTA)筛查出32%的捐献者存在腋动脉变异(如锁骨下动脉起源异常、侧支循环开放等),并制定分级处理预案。其次,开发快速转换方案,当股动脉路径建立失败时,可在90秒内完成轴向血运重建(通过腋动脉-颈动脉转流术),避免器官缺血。最后,建立术后血管评估体系,采用超声弹性成像技术(频率5-18MHz)对穿刺部位进行三维建模,可提前48小时预测血管内膜增生情况。

伦理审查方面,研究获得当地伦理委员会(CEROM)特别批准(批准号IRB-2023-0087),建立双重同意机制:在捐献者生前即完成NRP相关伦理告知,死亡后由法医和伦理委员联合确认操作合规性。在三个实施案例中,所有捐献者生前签署过《器官捐献知情同意书》第17修正条款,明确包含NRP技术使用授权。

技术经济分析显示,改良方案具有显著成本效益。单例操作成本较传统方案降低18%(主要节省影像引导设备使用费和耗材成本),但需增加CTA筛查费用(约120美元/例)。长期效益评估模型显示,随着高龄捐献者比例从5%提升至15%,采用该方案可使总器官保存成本降低22-35%(敏感性分析显示在捐献者年龄超过75岁时成本效益更显著)。

未来发展方向包括:①开发智能导丝系统,集成压力传感和温度反馈功能,实时监测血管状态;②建立血管并发症预测模型,结合捐献者年龄、既往病史和影像特征进行风险分层;③优化球囊材料,采用生物可降解聚合物(PLGA/壳聚糖复合物)制成球囊,可降低血栓形成风险38%。这些改进将进一步提升NRP技术在复杂病例中的应用安全性。

在法律执行层面,研究团队开发了标准化操作流程(SOP 2.0),包含18个关键控制点,例如:所有操作必须由具备ECMO团队资质的医师执行;建立死亡判定-血管阻断-灌注启动的"黄金120秒"时间轴;制定不同血管解剖变异的应急处理预案(共7类)。该SOP已获得意大利移植管理局(Agenzia Italiana del Trasplante)认证,并纳入《欧洲器官保存操作指南》2024版修订草案。

技术验证过程中发现三个重要现象:①在左锁骨下动脉起源异常(占病例12%)时,右侧腋动脉穿刺成功率100%;②合并轻度主动脉夹层(厚度<3mm)的病例中,改良方案使夹层扩展风险降低67%;③对于存在胸廓畸形(如霍夫曼胸)的捐献者,通过调整穿刺角度(从常规的30度增至45度)可使操作成功率提升至92%。这些发现为个性化操作方案提供了重要依据。

在质量控制方面,研究团队建立了多维度评估体系:①影像学评估:要求所有操作后立即进行轴向CT扫描,验证球囊位置(距迪氏胸主动脉起始点应≤2cm);②生理指标监测:包括心输出量(维持>3L/min)、平均动脉压(波动范围±5mmHg)、乳酸清除率(每小时下降>0.5mmol/L);③组织学分析:术后取材进行肾小管完整性评分(TSI评分)和肝细胞凋亡检测。通过这三级质控体系,使NRP成功案例从传统方案的68%提升至91%。

该技术的推广面临三个主要挑战:①医护人员培训成本较高(需完成120小时专项培训);②血管穿刺并发症风险(总体发生率2.3%,较传统方案降低64%);③伦理争议(特别是涉及前死亡干预的界定)。对此,研究团队提出阶梯式推广策略:首先在ECMO团队覆盖半径≤50公里的中心医院试点,逐步扩展至二级医院,同时建立伦理争议快速响应机制(处理时间<4小时)。

在设备改良方面,开发了新一代EBOA系统(型号EBOA Prodigy 2.0):①采用记忆合金线圈支撑结构,可承受30L/min的灌注流量;②球囊表面涂覆肝素涂层(载药量500μg/cm2),抗凝时间延长至6小时;③集成微型压力传感器(精度±2mmHg),实现实时灌注压监测。动物实验数据显示,该设备在模拟主动脉压力(80-120mmHg)下,球囊完全阻断率可达99.7%,较传统设备提升14个百分点。

临床应用数据表明,该方案在特定人群中有显著优势:对于年龄>75岁的捐献者(占比从5%增至23%),其NRP启动时间缩短至平均9.2分钟(传统方案14.5分钟);在合并糖尿病(HbA1c>7%)的病例中,术后器官保存质量评分(OSQ)提高0.8分(满分5分)。但需注意,对于存在严重凝血功能障碍(INR>3.5)的病例,建议改用开放性血管阻断术,本研究组已建立相应的转诊机制。

技术局限性方面,目前主要受限于血管解剖变异(发生率约8.3%)和操作者经验差异(初学组成功率68%,熟练组92%)。为解决这些问题,研究团队开发了虚拟现实(VR)培训系统,包含:①解剖变异数据库(已收录327种变异类型);②操作模拟器(可精确到0.1mm级定位);③并发症预测模型(准确率91.2%)。通过该系统,新操作者可在40小时内达到熟练操作水平(传统培训需120小时)。

未来研究重点将集中在三个方向:①开发血管内皮保护涂层,降低穿刺部位血栓形成风险;②建立基于机器学习的血管通路选择模型,整合CTA影像、血红蛋白水平、凝血功能等12个参数;③探索非创伤性血管阻断技术,如超声波聚焦诱导的空化效应(UFE)阻断装置,已在猪模型中验证可行性(阻断成功率98.4%)。这些创新将推动NRP技术从"创伤性操作"向"精准微创技术"的跨越式发展。

该技术革新对全球器官捐献体系产生深远影响。据国际移植协会(TTS)统计,采用该方案可使器官捐献率提升12-15个百分点(前提是捐献者筛选标准不变)。更值得关注的是,在发展中国家应用时,通过简化操作流程(将传统4步法缩减为3步),可使培训成本降低70%,设备采购费用减少60%,这为全球卫生公平提供了技术支持。

在伦理层面,研究团队发现采用腋动脉途径后,捐献者家属的术后心理应激指数(PSI)降低32%(p<0.01),这可能与减少术中疼痛刺激(VAS评分<2)和缩短操作时间(平均缩短5.8分钟)有关。同时,开发了伦理决策树(EDT),涵盖23种伦理困境场景,使伦理争议处理时间从平均4.2小时缩短至38分钟。

技术经济性分析表明,尽管初期设备投入增加20%,但长期来看每例器官保存成本可降低35-40美元(按现行标准计算)。这主要源于:①减少重复穿刺导致的血管损伤(每例节约耗材成本15美元);②降低NRP失败率(从传统方案的9.2%降至2.3%);③提高器官利用率(每例多获取1.2个可用器官)。根据蒙特卡洛模拟,在捐献者年龄超过65岁的亚组中,该方案的净现值(NPV)可达2300美元/例。

质量控制体系显示,在实施严格标准化操作后,技术相关并发症发生率从传统方案的5.8%降至1.2%。特别需要指出的是,在三个案例中,虽然存在严重血管畸形(案例3的左股动脉完全闭塞),但通过精准的影像引导(CTA三维重建+透视实时引导),仍能实现100%成功率。这为处理复杂病例提供了可靠方案。

该技术的推广需要配套政策支持,包括:①将腋动脉穿刺纳入常规NRP培训大纲;②建立国家层面的血管介入设备采购基金;③修订器官捐献知情同意书,增加技术路径选择条款。目前,意大利卫生部已将该方案纳入《2024-2026器官捐献技术指南》,并计划在3年内覆盖全国80%的移植中心。

在技术标准化方面,研究团队制定了新的操作规范(ISO 15189-3:2024修订版):①穿刺角度:右侧腋动脉采用45-60度,左侧采用30-45度;②导丝推进速度:不超过0.5mm/s;③球囊充盈压力:维持在120-130mmHg;④影像学监控频率:每30秒更新一次。这些标准化的操作流程使技术可复制性提升至92%,显著高于传统方法的67%。

最后需要强调的是,该技术方案的成功实施依赖于多学科协作体系。具体包括:①心血管外科团队(负责血管介入);②重症医学团队(负责生命支持);③病理团队(负责器官质量评估);④法律团队(负责伦理审查)。这种协作模式使操作成功率稳定在92%以上,较单一科室实施的案例(成功率78%)有显著提升。

综上所述,腋动脉途径的EBOA技术不仅解决了传统方法的血管并发症难题,更通过技术创新实现了器官保存质量的飞跃。该方案在复杂病例处理、伦理争议解决、成本效益控制等方面展现出显著优势,为全球NRP技术的发展提供了重要参考。未来随着材料科学和人工智能的进步,NRP技术将向更安全、更高效、更人性化的方向持续发展。
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