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 研究成果及應用

      • 研究計畫:本部致力於學術研究,自2008年起,共完成國科會計畫有11件,及院內計畫48件。
      • 雜誌論文:自2009年起,共發表7篇相關論文
      • 特色研究:本研究團隊對於周邊血管疾病進行一系列研究:

 

一、      影像學診斷:一位下肢動脈疾病的病人適不適合接受limb salvage的手術治療(無論是外科繞道手術還是PTA),最重要的關鍵在於是否保有暢通的足部血管,而病人術前若能有精確的血管影像檢查,可以讓醫師對於繞道或導管手術有更完善的計劃(包括選適合的病人以及選擇最適當的穿刺點),使得手術過程更為順利,提高成功率。目前的影像學檢查以磁振血管造影(MRA)對足部動脈的敏感度最好,有文獻報告MRA甚至能偵測到血管攝影(DSA)所沒有顯影的血管,再著MRA本身無輻射性,其顯影劑對腎功能直接的傷害也很小,原則上是最理想的檢查工具,唯一的缺點就是對於少部分腎功能極差的病人(eGFR<30 ml/min)有可能造成nephrogenic systemic fibrosis (NSF)的併發症,此一併發症曾在歐美國家引發很大的醫療訴訟,導致影像醫學科的醫師拒絕為腎功能不好的病人實施MRA的檢查,而這些病人只好做CTA的檢查,但是CTA 通常需要注射100cc含碘的顯影劑,對這些病人的腎功能傷害很大,況且CTA對足部動脈血管的敏感度較差,為了解決這樣的一個困境,我們仔細的研究NSF的成因,根據文獻報告NSF的發生基本上和顯影劑的種類和劑量有關,絕大部分是發生在做完MRA檢查的病人身上,而先前標準MRA的檢查都是需要注射雙劑量的顯影劑,再加上台北榮總曾經報告過,對於腎功能不好的病人如果只使用單一劑量顯影劑在其他部位的MRI(MRA)檢查是安全的,因此我們推論如果能使用穩定度較高的單一劑量顯影劑,而且還能維持高品質的解析度,那麼MRA還是可以用來幫腎功能不好的病人做下肢血管的檢查,但是使用減量的顯影劑來做MRA的檢查需要改變原先儀器廠商所提供pulse sequence的個各項參數,經過不斷的測試修正,我們發表了世界上第一篇只需要注射傳統一半劑量的hybrid MRA的技術(JMRI 2012),除了可以讓我們醫師在術前獲得高品質的MRA影像檢查,也可以避免腎功能不好的病人發生NSF的併發症。

 

經修正後的hybrid MRA參數,我們可以獲得sub- milimeter的高解析度影像

單一劑量的MRA在各段血管依然可以維持很高的診斷率

 

 

二、  本團隊在執行subintimal angioplasty的技術已達世界一流水準,例如在右圖的病人(圖一、二)他的脛前動脈(ATA)、和足背動脈(DPA)都已完全阻塞,經過subintimal angioplasty的疏通後完全暢通,而他的脛後動脈(PTA)則是經由trans-collateralsubintimal angioplasty技術(圖三),把沒有stump的近端脛後動脈也完全打通,而治療後這位病人的下肢也就具備了正常完整的三條血管了(圖四、五)

 對於末端血管outflow不好的病人,為了避免剛疏通成功的血管再次發生急性阻塞,我們必須要使其outflow和整個腳掌上的 plantar loop 相連接,這就是所謂的plantar loop technique,在右圖這位病人的脛前動脈(ATA)已完全阻塞(圖一),我們實施內膜下血管成形術(圖二)後重新reentry進入到足背動脈,但是我們可以看到顯影劑因為沒有好的outflow而留滯在足背動脈中(DPA)(圖三),所以我們必須要把導線和微細氣球導管(箭頭)鑽過細小的plantar loop的血管並且加以擴張(圖四),如此病人的脛前動脈、足背動脈和整個plantar loop就可以非常的暢通(圖五)。但是如果導線無法鑽過plantar loop,我們也可使用我們在創新三所使用的技術來提高臨床成功率。另外當我們從順行性的方式來走subintimal space卻回不去底下血管true lumen的時候,我們則也實施之前提過的SAFARI technique,也就是從腳底的血管逆行性穿刺而上,這樣的穿刺絕大部分的醫師都是在螢光透視blind puncture來做的,但是我們則使用更高一籌的ultrasound-guide的技術來puncture,其成功率就更高了,有了這樣的技術,我們在治療膝蓋下(Below-the-knee) 長段慢性阻塞動脈疾病的成功率高達94%,和世界上一流的醫學中心相比,屬於領先的前幾名。

 

三、   在創新手法中我們有提到在比較大的血管中(例如膝蓋以上的血管,尤其是在髂動脈)執行內膜下血管成型術時,我們使用的導線時常會因為內膜層較厚的關係而卡在subintimal space裡面而無法順利回到另一端暢通血管的true lumen內,為此我們發展了我們自己獨特的技術來取代一般需要使用昂貴導管來reentry,我們使用獨創的TIPS needle合併cone-beam CT導引的技術,使我們在疏通這類病人時的成功率達到100%,例如在下圖的這位病人他的右邊非常彎曲的整條iliac artery都堵住了,我們就是使用這樣的技術才順利的把它打通

圖一:電腦斷層顯示病人右側髂動脈(iliac artery,白色箭頭)有長段阻塞合併嚴重的血管鈣化(血管
上的白色斑點)

圖二:使用內膜下血管成型術治療時因血管壁鈣化嚴重而無法順利的reentry回到腹主動脈的
      true lumen

圖三:cone-beam CT影像定位可見TIPS needle(箭頭)在主動脈12點鐘方向的位置,所以我們把
      
針尖對準6點鐘方向進針即可回true lumen

圖四:在置放金屬支架和氣球擴張後可見右側髂動脈(黑色箭頭)非常的暢通。

 

四、   Leriche’s syndrome

Leriche syndrome的定義是從腹主動脈動到兩邊的髂動脈(iliac artery)都完全阻塞了,在血管疾病TASC II分類上是屬於最嚴重的D級,這麼長的一段大血管的阻塞是我們血管介入醫師治療下肢動脈疾病最大的挑戰,碰到這樣的病例世界上絕大部分的血管介入醫師都只能轉給血管外科做繞道手術(surgical bypass),根據文獻meta-analysis的報告,這類病人接受外科繞道手術的死亡率為3.3-4.6%、併發症為 8.3-13.1%。而我們高榮合併使用血栓溶解術,傳統的氣球擴張術以及己上述所提到的我們在大血管所獨創的subintimal reentry的技術,都可以在無需全身麻醉的情況下順利的重新疏通腹主動脈和兩側的髂動脈。

 

圖一:MRA影像顯示病人從腎動脈以下的腹主動脈到兩側的總髂動脈和外髂動脈都完全阻塞。

圖二:使用傳統的管腔內血栓溶解術、氣球導管擴張術以及金屬支架置放,腹主動脈和右側的髂動脈已經完全打通。

圖三:左側髂動脈無法經由管腔內路徑穿越,所以我們使用內膜下血管通暢技術才使得股動脈和腹主動脈連接起來。

圖四:術後六個月CTA的追蹤影像可見腹主動脈(Ao)和兩側的髂動脈(IA)都還是非常暢通

 

五、   都卜勒血流量動力學研究

如我們在創新四所提到的,人體血管內的血流量會隨著病人的身體狀況和血管狹窄/阻塞程度(也就是血管壁本身的compliance和周邊組織的壓力)而發生變化,而這些變化和pulsatility index(PI)的倒數成正相關(下圖),我們從60位正常受試者的數據中經由線性迴歸運算而發現一個規律性的變化,訂出了血流量和PI值的相關性,我們稱之為高榮的血流方程式(如下表5),為了驗證此一血流方程式的可靠性和實用性,我們進一步把文獻上唯一一篇有同時報告血流量和PI值的文章(Holland)中的數據放進我們的方程式來重新計算,結果發現原本差異很大的血流量就變成非常接近了,例如原本Holland的報告在股總動脈、股淺動脈、膕動脈和足背動脈(DPA)的血流量分別是284, 152,723.4 mL/min,而我們在這些血管所測量出來的血流量分別是4321739212 mL/min,兩邊血流量的報告最多的差距將近4(兩邊報告中受試者的PI值在檢查的時候是不一樣的),但是如果假設在我們研究中正常受試者的PI值和Holland研究中的正常受試者是一樣,那麼經過血流方程式運算結果我們的受試者的血流量就會是312138694.1 mL/min,和Holland所報告的血流量就會非常的接近了(下表6),我們的方程式也可用來解釋之前所提到的一些矛盾現象,例如有些病人在做完PTA後臨床症狀有明顯進步了但是測出來的足部動脈血流量卻反而減少了,其原因是當組織缺氧或發炎的時候,動、靜脈血管之間的shunting會增加而導致PI值變小,因此血管內的血流量表面上測起來有增加,但是實質上真正流到周邊組織的血流量卻是不足的,但是在做完氣球擴張(PTA)後,組織不缺氧了,shunting減少了,整體血流量不見得有增加,但是實質流到組織的血流量是有增加的(如表7病人),他原本在足背動脈的血流量只有2 mL/min,做完上游髂動脈狹窄的氣球擴張後,血流量增加到15 mL/min,感覺很合理,但是在病人二他原本在足背動脈的血流量可以測到有25 mL/min,而在做完氣球擴張後血流量反而只剩下7 mL/min,感覺很不合理,因為病人的臨床症狀變好了,但是我們觀察病人的PI值從術前的2.6上升到術後的17.7,從我們的血流方程式可以算出若PI值為2.6的時候其對應的正常血流量應該是56mL/min,因此他原本看似很好的血流量其實只有正常血流量的45%,但是術後的血流量雖然只剩下7 mL/min,但是在PI值為17.7的時候,它卻是該PI值正常血流量(5 mL/min)142%(reperfusion phenomenon),所以其實真正的血流量是增加了97%我們的研究解決了長期以來大家對都卜勒超音波在下肢動脈血管測量血流的爭議,也明確地指出在以都卜勒超音波測量血流時除了報告血流量的絕對值外,一定要同時也報告測量時病人的PI值,如此經由我們的血流方程式修正後大家才能車同軌、書同文,有一致的標準來比較,這樣一來當我們看到Ascher的報告說如果膕動脈的血流量低於100 mL/min時股淺動脈就容易發生阻塞時,我們就不會也懷疑自己的股動脈是不是隨時都要阻塞了(因為大部分正常人在膕動脈的血流量是低於100 mL/min)

   5: 高榮的血流方程式

CFA = 17.3 x 100/PI + 136 (mL/min)

SFA = 10.4 x 100/PI + 46.9 (mL/min)

PopA= 5.5 x 100/PI + 37.5 (mL/min)

DPA = 1.56 x 100/PI – 3.90 (mL/min)

CPA = 1.24 x 100/PI – 1.53 (mL/min)

 

 

:人體血管內的血流量發生變化和pulsatility index(PI)的關係

 

 

      6:高榮vs Holland 所報告的正常受試者的下肢血流量

 

Blood  volume flow (mL/min) (mean±SD)

Author

CFA

SFA

popA

DPA

Holland

284

152

     72

3.4

KSVGH

432

173

92

12

Adjusted by PI

312

138

69

4.1

 

 

      

 

7:實際兩位病人經PI值修正前、後的血流量變化

 

 

            足背動脈術前、術後血流量

病人

病兆位置

血流量(mL/min)

術前/術後

PI

術前/術後

修正後血流量

術前/術後

修正前後血流量比%

術前/術後

增加量%

髂動脈

2/15

1.6/2.0

96/73

1.6/20.3

18.7

股淺動脈

25/7

2.6/17.7

56/5

45/142

97

  

下肢動脈疾病診斷/治療已發表或投稿中的論文

1.          Wang CC, Liang HL, Hsiao CC. Wu CJ, PanHB.Single-dose time-resolved contrast enhanced hybrid MR angiography in diagnosis of peripheral arterial disease: compared with digital subtraction angiography. .Journal of Magnetic Resonance Imaging 2011;196:914-918.

2.          Huang TL, Liang HL, Huang JS, Yang TL, Chen YJ, Huang PY, Hsiao CC, Pan HB. Ultrasound Guided Compression Repair of Peripheral Artery Pseudoaneurysm: 8-years’ experience of a single institute. Journal of the Chinese Medical Association 2012;75468-473.

3.          Liang HL, Lee MF, Chang CL, ChenM CY, Wu CJ, PanHB. Subintimal Recanalization of Chronic Total Occlusion of the Iliac Artery with a Colapinto TIPS Needle. (submission)

4.          Liang HL, L MF, ChangCL, Chen M CYHuang JS, Huang DL, Huang BY, Lin YF, Pan HB. Doppler Flow Measurement of Lower Extremity Artery Adjusted by Pulsatility Index. (submission)

5.          Lee MF, Liang HL, Pan HB. A Sheathless Retrograde Use of Outback Re-entry Catheter via Anterior Tibial Artery Access. Journal of Vascular Surgery (submission)

6.          Lee SC, L MF, Liang HL, Pan HB. Subinitimal angioplasty in the below-the-knee artery occlusion: a long-term result in Taiwan. Journal of the Chinese Medical Association ( Submission)

7.          Liang HL, Lee MF, Chiang CL, Pan HB. Endovascular therapy of Leriche’ syndrome. (submission).

 

特色、專業與國內、世界水準相較之客觀數據

本院自開院以來(1990)即提供傳統的管腔內氣球擴張術來服務病人,頗有名聲,也曾受邀到其他醫學中心演講,分享經驗,之後本院更致力於發展內膜下血管成形術是國內最早執行此項技術來治療下肢動脈疾病的醫學中心,我們在治療膝蓋下(below-the knee)動脈和股淺動脈(superficial femoral artery)的長段慢性阻塞疾病的結果和文獻上發表的其他世界一流醫學中心的成績相當(如表8和表9),至於在治療髂動脈(iliac artery)長段慢性阻塞疾病方面,我們使用TIPS needle配合我們獨創的cone-beam CT 影像定位導引而達到100%的成功率,這樣的成績也只有美國的Jacobs 使用配備有血管內超音波探頭的Pioneer catheter 方可比擬(如表10) ,只不過他們使用的Pioneer catheter所需的花費 (大約新台幣160000)遠超過我們使用TIPS needle的價格(> 50),在具備了上面所提到的血管成形術的技術以後,再加上我們早已相當熟練的血栓溶解技術,我們才有能力去治療在技術上最困難的同時合併腹主動脈和兩側髂動脈阻塞的Leriche’s syndrome,對於Leriche’s syndromeendovascular therapy,在醫學文獻上的報告寥寥可數(如表11),扣除case report外,技術成功率大概在82-93%,而一年暢通率為85-88.8%,而我們高雄榮總目前技術成功率和一年暢通率都達到100%,我們能達到如此傲人的成果可歸因於不一樣的處理技術,例如國外學者對於主動脈的血栓大部分都是沒有處理而採取直接置放主動脈支架,而且對髂動脈疏通時只做管腔內的氣球擴張術,而我們高雄榮總的做法則是以urokinase完全溶解腹主動脈的血栓而不放置主動脈支架,另外對髂動脈疏通時,如果管腔內氣球擴張術失敗則改做內膜下氣球擴張術,如此我們才會有更好的技術成功率和一年暢通率。

 8:內膜下血管成形術治療膝蓋下(Below-the-knee)動脈長段慢性阻塞

國家

英國

英國

美國

比利時

中國

義大利

高雄榮總

作者

Tisi

Ingle

Ascher

Vraux

Zhu

Gandini

Liang

發表雜誌

EJ VES

J EV Ther

JVS

EJ VES

J EV Ther

CVIR

 

年份

2002

2002

2005

2006

2009

2013

2014

病人數目

158

67

32

46

66

119

193

技術成功率

85%

86%

94%

82%

83%

96%

94% 

 

9:內膜下血管成形術治療股淺動脈(superficial femoral artery)長段慢性阻塞 

國家

英國

土耳其

挪威

韓國

德國

捷克

高雄榮總

作者

London

Yilmaz

Laxdal

Ko

Noory

Kocher

Liang

發表雜誌

EJ VES

JVIR

EJ VES

J EV Ther

J EV Ther

Eur J Radiol.

 

年份

1994

2003

2003

2007

2009

2010

2014

病人數目

200

67

109

61

56

123

80

技術成功率

80%

88.10%

90%

95.1%

98.20%

86.50%

91.30%

 

10:以reentry device治療髂動脈(iliac artery)慢性阻塞疾病

國家

美國

加拿大

加拿大

美國

美國

高雄榮總

作者

Sharafuddin

Gastaldo

Smyth

Etezadi

Jacobs

Liang

發表雜誌

VEV Surg

JVIR

JVIR

JVIR

JVS

 

年份

2010

2012

2013

2010

2006

2014

/導管

Rosch-U

MTSN

5F-cannula

Outback

Pioneer

Colapinto

病人數目

成功率

11

88.80%

15

91%

12

91%

11

91%

11

100%

10

100%

 

 

11Leriche’s Syndrome之血管內治療成效

國家

作者

義大利

Lagana

美國

Moise

韓國

Kim

德國

Krankenburg

中國

Liang

高雄榮總

Liang HL.

發表雜誌

Radiol Med

J EV Ther

JVS

J Vasc Surg

網頁公布

 

年份

2006

2009

2011

2012

2013

2014

技術成功率

87.5%

93%

81.6%

92.5%

76%

100%

病人數目

一年暢通率

8

88.8%

31

85%

?*

88.4%

21

NR

25

NR

6

100%

NR: not reported

*:韓國Kimseries包含了單純腹主動脈阻塞和複雜的腹主動脈加上兩邊髂動脈阻塞的病人,因此他們所治療的真正Leriche’s syndrome的病人數無法得知。