复杂主动脉介入治疗的IOPS及其局限性

复杂主动脉介入治疗的 IOPS 及其局限性

IOPS

Centerline Biomedical 来自米国克利夫兰诊所的心脏、血管和胸科研究所的研究。从 2001 年开始，创始人 Vikash Goel 与杰出的 Roy Greenberg 博士合作，后者长期以来一直倡导更好的成像和图像引导，以便更广泛地传播复杂的主动脉修复技术。他们一起开发了计算机绘图技术，现在已成为 IOPS 的一部分，IOPS 是一种 3D 图像引导系统，作为荧光透视的辅助手段销售，使用结构绘图和电磁跟踪而不是电离辐射。

IOPS 设备本身是一个位于桌子附近的计算机化移动控制台。电磁场发生器连接到桌子的下侧。该设备包含一系列发射器，可在患者周围产生低水平的电磁场。从某些位置，这些发射器可能会导致透视成像伪影，因此场发生器被设计为根据需要向头部或尾部移动。该系统旨在与任何能够进行锥形束 CT 的血管造影系统配合使用，该系统允许与 IOPS 融合。

该公司还生产带有内置电磁传感器的导管和导丝。该系统跟踪这些设备在电磁场中的位置和方向。导管的集线器有一个传感器电缆系绳，该系绳连接到连接到桌子侧面的歧管。导丝在近端有一个类似的连接器，可以将其移除，以便将导管、扭矩装置或矫直器穿过导丝。

IOPS 的指导使用从术前 CT 动脉造影生成的患者特定结构图或血管模型。在手术开始时，将一个基准贴片连接到患者的腰椎区域，并进行锥形束 CT 扫描。在此扫描与术前成像融合后，系统可同时从多达四个视角以 3D 形式显示血管解剖结构、导管和导丝。虚拟图像引导基于低水平的电磁跟踪场，因此不涉及连续的电离辐射暴露。

使用过融合成像的操作员应该熟悉整个工作流程，其好处相似但更明显：通过 3D 信息进行更直观的导航、减少辐射暴露和提高程序效率。

在过去的几十年中，主动脉瘤腔内治疗的进展呈指数级增长。随着这些进展允许治疗复杂的动脉瘤，包括近肾、肾旁和胸腹病变，减少对患者和医疗保健从业者的辐射暴露变得越来越重要。

辐射的有害影响已得到很好的描述。使用手术室中的最佳实践，可以使用 ALARA（尽可能低）原则取消对患者和操作者的辐射剂量，包括但不限于减少辐射暴露的时间和数量（即限制数字减影造影，使用数字放大，仅在必要时使用透视），增加与辐射源的距离，并使用适当的铅屏蔽。

尽管使用了这些原则，但由于病例的复杂性，血管腔内病例中的辐射暴露量通常会增加，尤其是在使用开窗和分支装置的病例中。包括经验和年度病例数量在内的操作者相关因素可能在最终辐射暴露中发挥作用，但与患者相关的因素（如成像的解剖区域和体重指数）也是辐射量的影响因素。

最近的进步旨在减轻操作人员的影响，包括开发全身铅屏蔽系统，以及开发对用户来说轻便、最大限度减少疲劳的防护服。此外，用预先布置导丝的分支建立新的移植物有助于插管，也有助于减少手术时间。

成像技术的进步，如低剂量透视和三维 (3D) 融合成像，可以说在过去十年中最重要地减少了操作者和患者的辐射暴露。近年来，将术前CT动脉成像（CTA）与实时透视技术融合以识别解剖学和动脉标志，以协助插管和完成先进的血管内治疗，这是一项巨大的进步。

尽管融合成像可以减少总时间和对操作者的暴露，但如果术中锥形束 CT 用于融合过程，则对患者的前期辐射剂量并非微不足道。通过使用二维到二维的融合可以实现进一步的减少。在当前时代废除透视曝光很可能已充分发挥其潜力。尽管做出了这些努力，但随着复杂的血管内治疗越来越普及，必须找到以辐射为重点的成像引导的替代方法。已经开发了几种非透视引导系统作为透视的辅助或完全替代。

局限性

由于这项技术还处于起步阶段，因此 IOPS 有几个预期的局限性。发射器不会完全阻碍透视；但是，它们偶尔会受到图像增强器的干扰。此外，即使技术和图像引导与透视技术相当，但实际的导管和导丝仍需要未来进一步发展。

目前还不能使用不同形状的导管。这可以通过使用导向鞘来克服，但需要同时考虑导管和鞘的长度。虽然导丝及其相关的成像非常敏感和准确，但目前导丝的交换长度还不合适，而且太短，因此在导丝上进行支架或其他干预是不可能的。

IOPS的最大限制性因素是缺乏对移植物的感知或在体内定位移植物的能力。这是任何非透视成像引导的强制性步骤。在不透视的情况下放置移植物、插管和开窗，同时保持患者和医护人员的安全是无放射血管内主动脉修复的“天花板”。

IOPS 已获得 FDA 批准，目前在米国有售。在早期的市场经验中，它一直是改善导航和辐射安全的有用工具，已经提出和发表了几个案例研究。一项名为 MOTION 的临床研究目前正在进行中，以帮助该公司在欧盟获得市场许可。

Centerline Biomedical 正在继续努力推进这项技术，解决一些局限性，并考虑到早期用户的反馈。第二代 IOPS导管预计将在一年内上市，性能提升，外形更小。一种可交换长度的导丝即将出现，该公司还在开发一种可操纵的导管，以将其当前的导管与可操纵的护套相结合。

此外，米国国立卫生研究院国家心脏、肺和血液研究所提供了科学资金，以进一步推进这种新模式，Centerline 公司正与克利夫兰诊所 (Cleveland Clinic) 合作，他们将首次对一种带有传感器标记的血管内移植物进行临床研究，从而实现无辐射的血管内动脉瘤修复。该公司还计划与早期采用者合作进行严格的科学研究。