球囊導(dǎo)管分為球囊擴張導(dǎo)管、球囊阻塞導(dǎo)管以及球囊整覆導(dǎo)管。

球囊擴張導(dǎo)管是一種頭端帶有可膨脹球囊的軟性導(dǎo)管，用于在影像引導(dǎo)下擴張人體內(nèi)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(dǎo)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(dǎo)管到體外。血管擴張球囊的幾個基本特性如下：

球囊順應(yīng)性和擴張力

從最嚴(yán)格的角度來說，順應(yīng)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(shù)PTA球囊導(dǎo)管來說，增加壓強長度并不發(fā)生變化。因此，體積的變化主要體現(xiàn)在球囊直徑的變化上。

德國醫(yī)生Gruentzig 最開始使用的球囊和所有早期的PTA球囊都是PVC材質(zhì)的，而PVC相對于今天的標(biāo)準(zhǔn)來說是比較有順應(yīng)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(jié)果往往是球囊直徑明顯大于制造商所標(biāo)稱的數(shù)值。Abele 非常好的描述了隨著在嚴(yán)重狹窄部位施力的增加，順應(yīng)性球囊是如何導(dǎo)致（1）難以預(yù)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(fù)的擴張。這種球囊的過度擴張導(dǎo)致臨床血管成形術(shù)中發(fā)生血管破裂。

自從引入PTA球囊后，多聚物科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展導(dǎo)致薄壁、順應(yīng)性較小材料的球囊產(chǎn)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(yīng)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(yīng)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?guī)缀跄鼙ＷC血管擴張成形時不會發(fā)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(yīng)性也不同。除了這些特殊的球囊材料，與順應(yīng)性和破裂有關(guān)的因素還包括溫度、擴張次數(shù)和球囊直徑。

圓周應(yīng)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(yīng)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(yīng)力。圓周應(yīng)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(yīng)力越大。因此，相同的材質(zhì)，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(yīng)力時破裂。但是，由于上面提到的關(guān)系，對一個給定的圓周應(yīng)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(yīng)力所需要的壓強相對較小。結(jié)果，最大的球囊有最小的破裂壓強值?，F(xiàn)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(jīng)皮血管成形術(shù)（PTA）。

血管成形術(shù)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(fā)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(dāng)直徑的無順應(yīng)性球囊。使用無順應(yīng)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(yīng)性PTA球囊，還可以選擇順應(yīng)性有限的導(dǎo)管。某些尼龍球囊制造商使用這種方法，他們生產(chǎn)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(yīng)性曲線是精確的和可重復(fù)的，選擇一個球囊擴張壓值，就可預(yù)測球囊直徑是多少。利用這種系統(tǒng)，可以通過選擇想要的球囊直徑相對應(yīng)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(dǎo)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(dǎo)管可能實際上是5.7F的。絕大多數(shù)施行PTA 時都使用帶有止血閥門和側(cè)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(dǎo)管部分明顯大的球囊導(dǎo)管時，不用血管造影鞘容易產(chǎn)生插入部位滲血。 

小截面產(chǎn)生兩個實際好處：較小的動脈鞘（以及較少局部穿刺并發(fā)癥產(chǎn)生）和穿越病變部位的能力。后者指導(dǎo)管的球囊部分穿過目標(biāo)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(guān)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(dǎo)管為9F的導(dǎo)管。再給導(dǎo)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(dǎo)管絕對不可能循著彎曲血管中的導(dǎo)絲進行內(nèi)臟或者冠狀動脈血管成形。嘉峪檢測網(wǎng)建議為了減少PTA導(dǎo)管截面積，制造商使用更好的導(dǎo)管材料和現(xiàn)代沖壓技術(shù)來減少導(dǎo)管軸總體大小，減少球囊下導(dǎo)管軸直徑，使用非常薄但無順應(yīng)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(dǎo)管設(shè)計（共軸、雙腔、球囊導(dǎo)線）是截面的另外一個決定因素。

5F的導(dǎo)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(chǎn)5F軸上的直徑最大到12mm的球囊。更有兩家生產(chǎn)5F軸的高壓球囊。包括球囊套層，這些12mm球囊導(dǎo)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(dǎo)管循著導(dǎo)絲通過彎曲路徑到達病變部位而不使導(dǎo)絲移位的能力。在任何一種情況下，特殊的解剖結(jié)構(gòu)、操作者的技術(shù)和經(jīng)驗以及導(dǎo)絲-導(dǎo)管組合都影響導(dǎo)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(shù)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(dǎo)管是完全可以接受的。正是由于這些硬質(zhì)導(dǎo)管容易推進，它們可以穿過并擴張絕大多數(shù)病變。但是為了行跨越髂動脈到對側(cè)股動脈的PTA、腎動脈和內(nèi)臟動脈PTA，這樣的導(dǎo)管顯然不合要求，這就對制造商提出了新的要求。 

為了術(shù)者能順利完成操作，導(dǎo)管的設(shè)計上需要有足夠的柔韌性。導(dǎo)管的柔韌性很大程度上是通過制造商減小導(dǎo)管和球囊的截面積來實現(xiàn)的。而為了減小截面，主要是通過生產(chǎn)薄壁導(dǎo)管這樣的手段。但是這樣就不得不付出導(dǎo)管更容易彎折和可推進性減弱的代價。為此需配合各種導(dǎo)絲聯(lián)合應(yīng)用以增加PTA導(dǎo)管追蹤力。使操作者通過病變部位的理想的導(dǎo)絲，尖部柔軟靈活可控、不透X光，其體部較硬以增加和引導(dǎo)導(dǎo)管前行。

目前市場上0.014~0.035英寸的導(dǎo)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(dǎo)管穿過病變，撤出引導(dǎo)導(dǎo)絲，通過導(dǎo)管注射造影劑，確定了在血管腔內(nèi)的位置正確后，用交換導(dǎo)絲置換PTA球囊導(dǎo)管，并使PTA導(dǎo)管循導(dǎo)絲穿過狹窄部位。追蹤力差的球囊導(dǎo)管會把替換導(dǎo)絲從目標(biāo)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(dǎo)管要通過嚴(yán)重迂曲的血管和嚴(yán)重狹窄部位，常常導(dǎo)致球囊導(dǎo)管彎折，導(dǎo)致充盈球囊的造影劑不能通過導(dǎo)管充盈球囊。理想情況下要使導(dǎo)管通過半徑較小的彎曲，導(dǎo)管應(yīng)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(cè)股淺動脈（SFA）PTA，操作者可能需要把導(dǎo)絲臨時抽出來，通過導(dǎo)絲腔注射造影劑，進行PTA術(shù)后動脈造影時。當(dāng)導(dǎo)絲抽出時，導(dǎo)管軸（包括球囊腔、導(dǎo)絲腔）最容易彎折。PTCA（冠狀動脈擴張術(shù)）時由于使用了引導(dǎo)導(dǎo)管，也不用PTCA 球囊導(dǎo)管來注射造影劑，彎折的問題則不那么明顯?，F(xiàn)代周圍動脈血管擴張術(shù)和支撐架架植入術(shù)目前也廣泛使用引導(dǎo)導(dǎo)管，通過鞘管注射造影劑避免了通過球囊導(dǎo)管導(dǎo)絲腔的注射。

當(dāng)PTA球囊導(dǎo)管發(fā)生彎折后，有時可以再插入導(dǎo)絲的同時稍微將導(dǎo)管稍退出一點來解決這個問題。但有時需將導(dǎo)管拔出重新插管。有數(shù)種方法可以避免這種情況的發(fā)生。

一種方法是通過球囊導(dǎo)管的導(dǎo)絲腔，在狹窄遠端放置一根較硬的軟頭0.018英寸導(dǎo)絲，并用Y形閥連接在PTA球囊導(dǎo)管的注射口。然后沿著這根導(dǎo)絲將PTA球囊導(dǎo)管前行到覆蓋病變的位置上，通過Y形閥連接器的側(cè)口可以注射造影劑、硝酸甘油、鹽水或其他液體，因為0.018導(dǎo)絲明顯比球囊導(dǎo)管內(nèi)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(zhuǎn)彎（增加轉(zhuǎn)彎的半徑），這樣或許可以避免彎折的發(fā)生，但是失去了插入導(dǎo)管穿刺部位的小截面優(yōu)勢。

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

總之，用非常薄的材料生產(chǎn)的小截面球囊導(dǎo)管容易彎折，特別是在通過小半徑轉(zhuǎn)彎和導(dǎo)絲被抽出的時候。目前尚無完全抗折、小截面的PTA導(dǎo)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(cè)股腘動脈的PTA、脛動脈的PTA，以及腎動脈和內(nèi)臟PTA，甚至顱內(nèi)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(dǎo)管或許不存在到達嚴(yán)重狹窄部位的困難，但是如果導(dǎo)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(xiàn)在已經(jīng)生產(chǎn)出了球囊頭（引導(dǎo)頭）非常軟而導(dǎo)管軸相對較硬的導(dǎo)管，使末端能夠沿導(dǎo)絲容易地被推動。硬質(zhì)部分與軟質(zhì)部分間的移行區(qū)越長越光滑，導(dǎo)管越不容易彎折。PTA球囊導(dǎo)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(shù)情況。這樣，術(shù)者就能夠利用導(dǎo)絲的硬質(zhì)部分來支撐導(dǎo)管，并推動導(dǎo)管通過病變。即使是在這種情況下，使用有逐漸變細(xì)的尖端和小截面血管成形球囊導(dǎo)管也是有幫助的。要想推動導(dǎo)管通過病變區(qū)，支撐導(dǎo)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(shù)中的推進技術(shù)有很典型的體現(xiàn)。

球囊導(dǎo)管頭

球囊導(dǎo)管頭應(yīng)該逐漸變細(xì)來適應(yīng)導(dǎo)絲有助于穿過狹窄病變處。直徑過大或者不好的頭部形態(tài)設(shè)計使導(dǎo)管即使是有硬導(dǎo)絲引導(dǎo)也難以穿過嚴(yán)重狹窄部位。形態(tài)不好的頭部和推進性差的軸組裝起來的導(dǎo)管特別不利于穿越病變的操作。球囊導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)管頭。

球囊膨脹縮復(fù)次數(shù)

縮復(fù)是指擴張或收縮球囊所需要的時間。雖然PTA導(dǎo)管膨脹縮復(fù)過程中流經(jīng)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(fù)次數(shù)的因素。

現(xiàn)代PTA導(dǎo)管截面小，有相應(yīng)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(dǎo)管長度成反比。因此，如果我們比較兩根PTA球囊導(dǎo)管，球囊直徑均為12mm，而長度一根為40cm，一根為80cm，我們可以發(fā)現(xiàn)80cm長的導(dǎo)管復(fù)縮所需時間大約是40cm長導(dǎo)管的兩倍。

球囊PTA導(dǎo)管的其他功能

近年來，血管成形術(shù)后再狹窄發(fā)生率高，治療再狹窄增加經(jīng)濟負(fù)擔(dān)，以及隨后病人行血管再通術(shù)的各種風(fēng)險增加，引起研究者對減少和消除這些問題的基礎(chǔ)和臨床研究的興趣。研究方法包括工程學(xué)（支架、腔內(nèi)斑塊旋切術(shù)）、藥理學(xué)甚至遺傳學(xué)。現(xiàn)在的理論認(rèn)為PTA術(shù)后生長因子使動脈中層平滑肌細(xì)胞（SMC）發(fā)生性質(zhì)改變，由原來的收縮細(xì)胞表型轉(zhuǎn)化為合成細(xì)胞表型。這些轉(zhuǎn)化了的平滑肌細(xì)胞移行到內(nèi)膜層，合成的基質(zhì)構(gòu)成了內(nèi)膜新生組織體積的90％。后者是多數(shù)再狹窄發(fā)生的原因。 

已經(jīng)研究的細(xì)胞毒性藥物以及其他能夠抗增殖的物質(zhì)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(xiàn)這一目標(biāo)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(dǎo)管來把藥物送達血管壁。 

也可能利用血管成形導(dǎo)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(dǎo)管釋放射頻能量來封閉PTA導(dǎo)致的血管夾層，并用它來重塑血管壁又不產(chǎn)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(nèi)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(dǎo)致再狹窄的物質(zhì)隔離。同時，“鋪平”血管壁能夠防止PTA引起血管夾層后導(dǎo)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(zhì)。雖然這些物質(zhì)的力學(xué)性質(zhì)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(jié)構(gòu)而不必取出。

目前球囊導(dǎo)管的新進展主要圍繞，開發(fā)新的球囊技術(shù)以防止血管內(nèi)介入治療的慢性并發(fā)癥：血管夾層、血栓形成、遠端栓塞以及再狹窄。這些技術(shù)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(dǎo)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(jù)表明這種低溫可以誘導(dǎo)組織凋亡或者程序性細(xì)胞死亡，進而減少狹窄。這種技術(shù)對治療透析移植血管頑固性反復(fù)狹窄有預(yù)防作用。 

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

關(guān)于術(shù)語：

所有的介入學(xué)專家在臨床描述、學(xué)術(shù)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(dǎo)管的各個部分。在進行關(guān)鍵操作步驟時介入操作者都不可避免地需要描述球囊導(dǎo)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(nèi)，還有部分在下腔靜脈內(nèi)，那么球囊哪一端才是近端呢？如果說在下腔靜脈內(nèi)的部分是近端，那么會把最靠近操作者的球囊端認(rèn)為是近端。但是，事實上沒有解剖學(xué)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(yīng)該指的是右心房內(nèi)的那一端。問題是導(dǎo)管本身不是解剖學(xué)部位，不可能有近端或者遠端。

應(yīng)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(rèn)同的詞，應(yīng)該用“頭”和“尾”。任何需要描述使用的導(dǎo)管時候或者關(guān)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(dǎo)管上的不透光標(biāo)記應(yīng)該是：“導(dǎo)絲頭位于上腔靜脈中，球囊導(dǎo)管尾部標(biāo)記放置于狹窄的腔靜脈心房連接處2cm下方，而頭部標(biāo)記位于心房內(nèi)。”這個命名法同樣適用于導(dǎo)絲和診斷性導(dǎo)管。 

支架和其他需要展開的設(shè)備較為特殊。上述命名可以用于放置于導(dǎo)管上面和展開時的支架。只要支架放置于運送導(dǎo)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(yù)，應(yīng)該使用人體或者體腔的解剖定位標(biāo)志。上面的例子中放置支架時，接近導(dǎo)管頭端的支架部分是支架的頭端，接近導(dǎo)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(dǎo)管的心房端是近端，下腔靜脈端是導(dǎo)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(nèi)的裝置。廣泛接受這些簡單的術(shù)語規(guī)則會明顯增進我們關(guān)于裝置和方法口頭和文字交流。 

關(guān)于球囊導(dǎo)管的總結(jié)：

在球囊血管成形術(shù)出現(xiàn)后的不到20年時間里，球囊導(dǎo)管和導(dǎo)絲技術(shù)根據(jù)臨床需要和市場競爭不斷進步。現(xiàn)代外周PTA球囊導(dǎo)管具有高壓、低柔順性、有限柔順性、小截面、可引導(dǎo)、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(zhuǎn)向、不透光、硬質(zhì)、松軟以及不同硬度的導(dǎo)絲。

常用的導(dǎo)絲有0.014-0.018英寸的小血管球囊導(dǎo)管導(dǎo)絲和0.035-0.038英寸的小截面5F球囊導(dǎo)管。將來的技術(shù)發(fā)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(fā)。研究也應(yīng)該關(guān)注將所有的球囊功能縮小用于顱內(nèi)介入治療。