球囊導管分為球囊擴張導管、球囊阻塞導管以及球囊整覆導管。

球囊擴張導管是一種頭端帶有可膨脹球囊的軟性導管，用于在影像引導下擴張人體內狹窄的空腔臟器，如血管，消化道，泌尿道等。在不膨脹的情況下，球囊導管進入靶病變部位，治療成功后可以回縮球囊以便撤出球囊導管到體外。血管擴張球囊的幾個基本特性如下：

• 球囊順應性和擴張力

從最嚴格的角度來說，順應性是指在每改變一個單位壓強時體積的變化值。對絕大多數PTA球囊導管來說，增加壓強長度并不發生變化。因此，體積的變化主要體現在球囊直徑的變化上。

德國醫生Gruentzig 最開始使用的球囊和所有早期的PTA球囊都是PVC材質的，而PVC相對于今天的標準來說是比較有順應性的球囊材料。這些球囊在施壓時容易變形，并且在達到可拉伸強度極限（破裂）前直徑明顯增加。PTA時的結果往往是球囊直徑明顯大于制造商所標稱的數值。Abele 非常好的描述了隨著在嚴重狹窄部位施力的增加，順應性球囊是如何導致（1）難以預料的球囊直徑；（2）非病變毗鄰部位（例如，接觸正常血管壁的部分）的球囊材料過度伸展；（3）附近正常血管段的過度伸展和可能的破裂；（4）很差的病變觸感；以及（5）病變部位減弱的擴張力。PVC球囊在破裂前容易擴張，不單是由于壓強增加，還可以是因為反復的擴張。這種球囊的過度擴張導致臨床血管成形術中發生血管破裂。

自從引入PTA球囊后，多聚物科學和技術的發展導致薄壁、順應性較小材料的球囊產生，這些材料包括聚乙烯（PE）、聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）、尼龍和聚氨酯。這些材料順應性比PVC小，一般來說較為適用于PTA，雖然聚氨酯是其中最柔順的材料。在達到破裂點前，無順應性球囊直徑的增加很少。因此選擇匹配血管大小合適的球囊幾乎能保證血管擴張成形時不會發生血管破裂（透壁撕裂）。球囊本身在超出張力極限時可能破裂，而血管可以保持完整。各種不同球囊材料的不同，順應性也不同。除了這些特殊的球囊材料，與順應性和破裂有關的因素還包括溫度、擴張次數和球囊直徑。

• 圓周應力

球囊擴張時施加于球囊圓周表面的非放射狀力稱為圓周應力。因為壓強等于單位面積上的壓力，在壓強一定時，表面大的球囊比表面小的球囊受到更大的圓周應力。圓周應力T等于壓強P和球囊直徑D的乘機：T=P×D對給定的球囊材料和膨脹壓來說，球囊直徑越大，其表面受到的圓周應力越大。因此，相同的材質，大球囊會在較小的壓強下破裂。換一種說法，選擇相同材料制造的不同大小球囊，每個球囊在受到相同的圓周應力時破裂。但是，由于上面提到的關系，對一個給定的圓周應力來說，壓強和球囊直徑成反比。因此，對大球囊來說，要達到破裂的圓周應力所需要的壓強相對較小。結果，最大的球囊有最小的破裂壓強值。現有能承受20個大氣壓的“高壓球囊”（但是廠家說明最大膨脹壓是10-16個大氣壓）用于臨床經皮血管成形術（PTA）。

血管成形術時血管破裂最重要的原因是血管過度擴張。防止這種過度擴張的發生，并保證能對病變部位施加最大擴張力最簡單的方法是選擇適當直徑的無順應性球囊。使用無順應性的球囊行PTA，擴張力隨著膨脹壓線性增加。

最后，除了理想的無順應性PTA球囊，還可以選擇順應性有限的導管。某些尼龍球囊制造商使用這種方法，他們生產的PTA球囊必須同時配合一個壓力檢測裝置同時使用。因為這種球囊的順應性曲線是精確的和可重復的，選擇一個球囊擴張壓值，就可預測球囊直徑是多少。利用這種系統，可以通過選擇想要的球囊直徑相對應的正確壓力值，來擴張8.0mm直徑的球囊到7.5或者8.5mm（或者需要的這兩個極限值間的任意直徑）。

• 球囊截面積

截面積可以想像成是PTA導管最大橫斷面積或者直徑，使用的是F單位。一個球囊截面積稍微增加的5F PTA導管可能實際上是5.7F的。絕大多數施行PTA 時都使用帶有止血閥門和側口的血管造影鞘。5.7F的截面需要使用6F的鞘。使用球囊位置比其導管部分明顯大的球囊導管時，不用血管造影鞘容易產生插入部位滲血。 

小截面產生兩個實際好處：較小的動脈鞘（以及較少局部穿刺并發癥產生）和穿越病變部位的能力。后者指導管的球囊部分穿過目標病變使PTA能夠施行的能力。除了截面，另外一個跟穿過病變相關的因素是病變表面和球囊表面的摩擦力。一些制造商通過給球囊表面增加親水涂層來減少這種摩擦力。 

早期的PTA導管為9F的導管。再給導管軸包被上球囊，常常使截面達到10F到11F的范圍。這種大得嚇人的導管絕對不可能循著彎曲血管中的導絲進行內臟或者冠狀動脈血管成形。嘉峪檢測網建議為了減少PTA導管截面積，制造商使用更好的導管材料和現代沖壓技術來減少導管軸總體大小，減少球囊下導管軸直徑，使用非常薄但無順應性的球囊材料以及完善球囊包被工藝多種手段。特殊的球囊導管設計（共軸、雙腔、球囊導線）是截面的另外一個決定因素。

5F的導管上所有常用直徑的球囊都可以獲得。至少有兩家制造商生產5F軸上的直徑最大到12mm的球囊。更有兩家生產5F軸的高壓球囊。包括球囊套層，這些12mm球囊導管的截面大約是7F。因此，使用時需要8F的鞘。

• 追蹤力

追蹤力是指PTA導管循著導絲通過彎曲路徑到達病變部位而不使導絲移位的能力。在任何一種情況下，特殊的解剖結構、操作者的技術和經驗以及導絲-導管組合都影響導管是否能到達目的部位。早期行腓淺血管與逆行髂血管成形術時，追蹤力不是一個必須考慮的因素。因此相對較大而硬的PTA導管是完全可以接受的。正是由于這些硬質導管容易推進，它們可以穿過并擴張絕大多數病變。但是為了行跨越髂動脈到對側股動脈的PTA、腎動脈和內臟動脈PTA，這樣的導管顯然不合要求，這就對制造商提出了新的要求。 

為了術者能順利完成操作，導管的設計上需要有足夠的柔韌性。導管的柔韌性很大程度上是通過制造商減小導管和球囊的截面積來實現的。而為了減小截面，主要是通過生產薄壁導管這樣的手段。但是這樣就不得不付出導管更容易彎折和可推進性減弱的代價。為此需配合各種導絲聯合應用以增加PTA導管追蹤力。使操作者通過病變部位的理想的導絲，尖部柔軟靈活可控、不透X光，其體部較硬以增加和引導導管前行。目前市場上0.014~0.035英寸的導絲都具有良好的可控性，比較容易穿過狹窄甚至是阻塞的動脈病變。一旦導管穿過病變，撤出引導導絲，通過導管注射造影劑，確定了在血管腔內的位置正確后，用交換導絲置換PTA球囊導管，并使PTA導管循導絲穿過狹窄部位。追蹤力差的球囊導管會把替換導絲從目標血管拉出到主動脈或者上一級動脈中，這樣先前的選擇性插管的努力全都白費了。

• 抗折性

球囊導管要通過嚴重迂曲的血管和嚴重狹窄部位，常常導致球囊導管彎折，導致充盈球囊的造影劑不能通過導管充盈球囊。理想情況下要使導管通過半徑較小的彎曲，導管應不會彎折。過去PTA 時，操作者為了在行PTA的同時行診斷性造影，可能常常會遇見這種彎折的情況。比如，行通過跨越髂動脈分叉處的對側股淺動脈（SFA）PTA，操作者可能需要把導絲臨時抽出來，通過導絲腔注射造影劑，進行PTA術后動脈造影時。當導絲抽出時，導管軸（包括球囊腔、導絲腔）最容易彎折。PTCA（冠狀動脈擴張術）時由于使用了引導導管，也不用PTCA 球囊導管來注射造影劑，彎折的問題則不那么明顯。現代周圍動脈血管擴張術和支撐架架植入術目前也廣泛使用引導導管，通過鞘管注射造影劑避免了通過球囊導管導絲腔的注射。

當PTA球囊導管發生彎折后，有時可以再插入導絲的同時稍微將導管稍退出一點來解決這個問題。但有時需將導管拔出重新插管。有數種方法可以避免這種情況的發生。一種方法是通過球囊導管的導絲腔，在狹窄遠端放置一根較硬的軟頭0.018英寸導絲，并用Y形閥連接在PTA球囊導管的注射口。然后沿著這根導絲將PTA球囊導管前行到覆蓋病變的位置上，通過Y形閥連接器的側口可以注射造影劑、硝酸甘油、鹽水或其他液體，因為0.018導絲明顯比球囊導管內腔0.038英寸的直徑小，留有空隙用于注射。第二種方法是使用不同外徑的血管鞘（翻山鞘或過山鞘）來擴寬這個轉彎（增加轉彎的半徑），這樣或許可以避免彎折的發生，但是失去了插入導管穿刺部位的小截面優勢。

實際上導管壁太薄的時候所有的材料都很容易彎折。但是當導管壁厚度一定的時候，不同的材料有不同的抗折性能。編織導管抗折性能可能最強，但是截面較大。5F 的編織導管加上PTA球囊腔后截面遠遠大于5F。所以，雖然一些鞘、引導導管和許多選擇性導管是編織狀的，球囊PTA導管桿一般不用編織方式。

總之，用非常薄的材料生產的小截面球囊導管容易彎折，特別是在通過小半徑轉彎和導絲被抽出的時候。目前尚無完全抗折、小截面的PTA導管。最好的防止彎折的方法是使用上面描述的技巧。 

• 可推動性

雖然在跨髂動脈對側股腘動脈的PTA、脛動脈的PTA，以及腎動脈和內臟PTA，甚至顱內動脈PTA中都存在可推動性的問題。但是這個問題最早提出可能是在PTCA，而不是PTA。截面非常小的PTCA導管或許不存在到達嚴重狹窄部位的困難，但是如果導管可推動性很差，或許到達病變部位并不意味著能夠通過狹窄。為了解決這個問題，制造商現在已經生產出了球囊頭（引導頭）非常軟而導管軸相對較硬的導管，使末端能夠沿導絲容易地被推動。硬質部分與軟質部分間的移行區越長越光滑，導管越不容易彎折。PTA球囊導管的可推動性改變了跨髂動脈操作以及外周PTA 時遇到的大多數情況。這樣，術者就能夠利用導絲的硬質部分來支撐導管，并推動導管通過病變。即使是在這種情況下，使用有逐漸變細的尖端和小截面血管成形球囊導管也是有幫助的。要想推動導管通過病變區，支撐導絲是非常重要的，這在再通慢性閉塞性髂動脈和支架放置PTA術中的推進技術有很典型的體現。

• 球囊導管頭

球囊導管頭應該逐漸變細來適應導絲有助于穿過狹窄病變處。直徑過大或者不好的頭部形態設計使導管即使是有硬導絲引導也難以穿過嚴重狹窄部位。形態不好的頭部和推進性差的軸組裝起來的導管特別不利于穿越病變的操作。球囊導管頭的長度也是問題的另一面。在許多操作中，比如髂總動脈的逆性球囊PTA，導管頭或許可能不是問題。但是在那些有遠端分枝血管容易被導管頭損傷（對腎動脈和脛動脈進行操作）時，所以需要使用短的球囊導管頭。

• 球囊膨脹縮復次數

縮復是指擴張或收縮球囊所需要的時間。雖然PTA導管膨脹縮復過程中流經球囊的稀釋造影劑“流量”不是層流，將它想像為層流有助于我們理解影響實際觀察到的膨脹縮復次數的因素。 

現代PTA導管截面小，有相應的小直徑球囊或通道。液體“流量”與通道半徑的4次方成正比，與導管長度成反比。因此，如果我們比較兩根PTA球囊導管，球囊直徑均為12mm，而長度一根為40cm，一根為80cm，我們可以發現80cm長的導管復縮所需時間大約是40cm長導管的兩倍。 

• 球囊PTA導管的其他功能

近年來，血管成形術后再狹窄發生率高，治療再狹窄增加經濟負擔，以及隨后病人行血管再通術的各種風險增加，引起研究者對減少和消除這些問題的基礎和臨床研究的興趣。研究方法包括工程學（支架、腔內斑塊旋切術）、藥理學甚至遺傳學。現在的理論認為PTA術后生長因子使動脈中層平滑肌細胞（SMC）發生性質改變，由原來的收縮細胞表型轉化為合成細胞表型。這些轉化了的平滑肌細胞移行到內膜層，合成的基質構成了內膜新生組織體積的90％。后者是多數再狹窄發生的原因。 

已經研究的細胞毒性藥物以及其他能夠抗增殖的物質能夠防止再狹窄，但是由于這些藥物大劑量對病人的毒副作用太大，許多不能夠靜脈注射。包括寡肽、寡核苷酸等的多種其他藥物會被消化酶消化，以及胃和腸道多種不同pH值的影響，不能口服。所以，研究者將興趣放在了在行PTA同時直接將藥物送達目的位置。自然我們會考慮將PTA球囊作為實現這一目標的載體。這類實驗使用了能夠作為藥物載體的水凝膠包被的血管成形球囊。另外一些研究者在實驗中使用多種微孔球囊導管來把藥物送達血管壁。 

也可能利用血管成形導管對血管壁釋放能量來防止或者抑制再狹窄。有人使用特殊改造的血管成形導管釋放射頻能量來封閉PTA導致的血管夾層，并用它來重塑血管壁又不產生血管夾層。通過光纖維釋放激光的方法也被用來減少再狹窄。 

最后，也有人提出通過球囊運送在血管內會凝固的液體多聚物并“鋪平”PTA損傷的血管壁，然后將血管壁和周圍的生長因子以及其他可能導致再狹窄的物質隔離。同時，“鋪平”血管壁能夠防止PTA引起血管夾層后導致血管閉合。這些多聚物包括聚乳酸和其他人體能夠降解的物質。雖然這些物質的力學性質給放置支架增加了難度，但是它們卻提供了一個臨時的支撐結構而不必取出。

目前球囊導管的新進展主要圍繞，開發新的球囊技術以防止血管內介入治療的慢性并發癥：血管夾層、血栓形成、遠端栓塞以及再狹窄。這些技術包括低溫球囊和切割血管成形球囊。

低溫球囊除了具有其他導管的機械血管塑形作用，還能夠把附近組織溫度降至-10℃。實驗證據表明這種低溫可以誘導組織凋亡或者程序性細胞死亡，進而減少狹窄。這種技術對治療透析移植血管頑固性反復狹窄有預防作用。 

切割球囊血管成形術，在冠狀動脈和外周循環動脈中均可使用，用于血管內近距離治療后血管頑固性狹窄或者透析用動靜脈瘺反復狹窄病人的治療。

關于術語

所有的介入學專家在臨床描述、學術報告、操作或口頭演講中與同事或者助手交流都需要能夠描述球囊導管的各個部分。在進行關鍵操作步驟時介入操作者都不可避免地需要描述球囊導管的近端和遠端。而且操作者會覺得難以確定球囊的哪一端是近遠端。例如，為治療布加綜合征，在下腔靜脈和右心房連接部進行PTA操作，如果球囊是通過股靜脈插入的，球囊有部分穿過腔靜脈和心房連接部，部分在右心房內，還有部分在下腔靜脈內，那么球囊哪一端才是近端呢？如果說在下腔靜脈內的部分是近端，那么會把最靠近操作者的球囊端認為是近端。但是，事實上沒有解剖學參考點近端這個詞是沒有意義的。選擇了參考點后，近端通常是指最中央的部分；因此，近端應該指的是右心房內的那一端。問題是導管本身不是解剖學部位，不可能有近端或者遠端。

應該放棄使用近端和遠端這樣的詞，而使用實際操作中大家都能認同的詞，應該用“頭”和“尾”。任何需要描述使用的導管時候或者關于它的一部分的時候，用頭尾端較為簡單。例如，在剛才提及的情況下，用這些詞來精確地描述球囊導管上的不透光標記應該是：“導絲頭位于上腔靜脈中，球囊導管尾部標記放置于狹窄的腔靜脈心房連接處2cm下方，而頭部標記位于心房內。”這個命名法同樣適用于導絲和診斷性導管。 

支架和其他需要展開的設備較為特殊。上述命名可以用于放置于導管上面和展開時的支架。只要支架放置于運送導管上，就有頭和尾端，在放置前都可以參照。展開后，支架不再需要操作者或者其他進一步的干預，應該使用人體或者體腔的解剖定位標志。上面的例子中放置支架時，接近導管頭端的支架部分是支架的頭端，接近導管尾端的支架部分是支架尾端。支架展開后，頭尾端就沒有意義了。導管的心房端是近端，下腔靜脈端是導管遠端。這個原則同樣適用于下腔靜脈濾器和其他放置在人體內的裝置。廣泛接受這些簡單的術語規則會明顯增進我們關于裝置和方法口頭和文字交流。 

關于球囊導管的總結

在球囊血管成形術出現后的不到20年時間里，球囊導管和導絲技術根據臨床需要和市場競爭不斷進步。現代外周PTA球囊導管具有高壓、低柔順性、有限柔順性、小截面、可引導、可推動以及（對某些球囊來說）抗刮擦的性能。可以買到各種專門的可轉向、不透光、硬質、松軟以及不同硬度的導絲。常用的導絲有0.014-0.018英寸的小血管球囊導管導絲和0.035-0.038英寸的小截面5F球囊導管。將來的技術發展主要集中在提高抗折性、抗刮擦性、支架兼容性和可運送治療藥物、基因、可生物降解或者可生物吸收支架的球囊開發。研究也應該關注將所有的球囊功能縮小用于顱內介入治療。