超音波溶栓目前讀到的證據,停在體外血塊與豬身上:本文讀的四項研究裡,兩項在豬、兩項在體外血塊,尚未有實際臨床病例結果。在豬身上,研究人員利用小於一毫米的聲渦導管(導管尖端用聲波干涉製造旋轉流動),在肺栓塞模型中,兩個半小時內成功溶栓;肺動脈壓回到正常(Hsieh et al., 2024);從體外發射的 microtripsy,則是在深靜脈栓塞模型的 14 隻豬裡,有 13 隻血流恢復或明顯增加(Zhang et al., 2017)。體外血塊上,聲渦超音波對回縮(血塊變緊實)的血塊,最高溶解率約三成,未回縮的約八成(Kim et al., 2023);在高度回縮的血塊情況下,組織粉碎加溶栓藥,血流恢復約八成半;組織粉碎加鹽水,約六成(Yang et al., 2024)。目前人身上的出血風險、血塊碎片會不會往下游跑、哪種年齡的血塊適合哪種做法,以上四項研究仍未回答。

聽到「超音波溶栓」,很多人的直覺是用聲音把血塊震碎,不必用藥。這個直覺只對了一部分。放在血管裡的導管型做法,本文讀到的兩篇都不是單靠超音波:聲渦負責攪動與施力,幫助溶栓藥或微氣泡發揮作用(Hsieh et al., 2024; Kim et al., 2023)。真正從體外發射、少靠藥的做法,是另一條路,而且目前只在豬和體外血塊上測過。

血塊為什麼會在血管裡形成

血管裡的血本來是流動的液體,在三種情況下容易凝成血塊:血流變慢、血管壁受傷、血液本身容易凝。久坐不動或術後臥床,小腿靜脈的血流會變慢;血管內壁受傷會啟動凝血;有些疾病或體質讓血液更容易凝。而三件事常常同時發生。

血塊黏上血管壁、留在原處,叫血栓;脫落後隨血流跑到別處、卡住另一條血管,就是栓子,造成的堵塞叫栓塞。而最常被談到的,有兩個位置,腿部的深層靜脈(深靜脈栓塞)與肺部的動脈(肺栓塞);肺栓塞的血塊通常就來自腿部深層靜脈(Hsieh et al., 2024)。

血塊形成之後還會產生新的變化:它會逐漸收縮、變得緊實,研究上稱為「回縮」。回縮的血塊會比新鮮血塊難處理;許多深靜脈栓塞病例裡的慢性血栓,對標準的導管給藥治療常常反應不佳(Yang et al., 2024)。

現在怎麼處理,代價是什麼

目前的處理大致有三種:

  1. 抗凝血藥,防止血塊變大、讓身體慢慢自行溶解
  2. 溶栓藥,直接把血塊化開
  3. 導管處理,把導管送到血塊附近,就地給藥、吸出或打碎

深靜脈栓塞的標準治療,就是經導管給予抗凝血藥或溶栓藥(Yang et al., 2024)。

代價是藥。溶栓藥隨血流走遍全身,不只作用在血塊上,出血風險因此跟著上來。肺栓塞的抗凝與溶栓治療,常需要長時間臥床,也帶著併發症風險(Hsieh et al., 2024)。這一節是臨床背景,不是四項研究的結果。

超音波因此成為另一條路

動機很直接:超音波可以直接對準血栓施力,副作用預期較少(Kim et al., 2023)。血管內導管很細,換能器的口徑小,聲波往外輻射的效率受限(Kim et al., 2023);聲渦的想法就是改用聲波的干涉在血栓附近製造剪應力與流動,推溶栓一把(Hsieh et al., 2024; Kim et al., 2023)。

除了導管內溶栓外,還有另外一條路,將聲波從體外打進去。組織粉碎術(histotripsy)從體外發射超音波,在目標處製造受控的空化,把組織打成無細胞的碎屑;microtripsy 是這項技術的其中一種做法,設計目標是提高定位準確度、避免傷到周邊組織(Zhang et al., 2017)。

導管內聲渦 體外組織粉碎(含 microtripsy)
超音波從哪裡來 導管送進血管,貼近血塊 從體外發射(Yang et al., 2024 的對照組另有導管給藥)
併用藥或微氣泡 本文兩篇都不是單靠超音波:Hsieh 合用溶栓藥,Kim 的標題註明微氣泡輔助 Zhang 的摘要沒提併用藥;Yang 的「組織粉碎加鹽水」組沒有用藥,仍有明顯效果
好處 能量貼近血塊,作用範圍局部 能量集中在焦點,定位準確(Zhang et al., 2017)
這四篇讀到的限制 對回縮血塊,效果明顯下降(Kim et al., 2023) 打碎後碎片去向,只有 Zhang 提到,且只寫「沒有肺栓塞跡象」

限制有三個,都是這四篇讀出來的。第一,回縮的血塊難清:Kim 的聲渦超音波對回縮血塊,最高溶解率只有未回縮血塊的四成左右(Kim et al., 2023)。第二,血塊被打碎後,碎片可能順血流往下游;四篇的摘要裡,只有 Zhang 提到這件事。第三,這四篇的結果都來自體外血塊或豬,不是病人。

四項研究各做了什麼

研究 模型與做法 摘要裡的結果 摘要沒有說的
Hsieh et al.(2024) 豬的肺栓塞模型;小於一毫米的聲渦導管;體外實驗中與溶栓藥 t-PA 合用 體外:合用比只用 t-PA,溶栓效率最多提高約三成半。豬:兩個半小時內溶栓成功,肺動脈壓回到正常 豬的隻數、豬實驗是否用藥、出血、碎片去向
Kim et al.(2023) 體外血塊;血管內聲渦換能器,標題註明微氣泡輔助 最高溶解率:未回縮血塊約八成,回縮血塊約三成;比非聲渦超音波提高約五成,回縮與未回縮都是 樣本數、與溶栓藥的比較、碎片去向
Zhang et al.(2017) 豬的深靜脈栓塞(約 35 公斤,14 隻);從體外發射 microtripsy 14 隻裡 13 隻血流恢復或明顯增加;打通的通道最寬約達血管直徑的六成多;每公分血栓約 16 分鐘;只有輕微溶血;恢復兩週後未見血管壁受損,靜脈瓣保留,沒有肺栓塞跡象 人的結果、血塊年齡的影響
Yang et al.(2024) 體外,高度回縮的豬血塊,阻塞性深靜脈栓塞的血流模型,處理一小時 對照組血流恢復一成以下;組織粉碎加溶栓藥約八成半,加鹽水約六成;微氣泡顯影劑 DEFINITY 沒有加分 各組樣本數、碎片去向

表中數字為便於閱讀取的概數,精確數值與量測條件請見文末參考資料。

這張表有三個地方容易讀錯。

第一,四組數字不能並排比大小。Kim 量的是「溶解率」,Yang 量的是「血流恢復」,Hsieh 與 Zhang 看的是豬身上的血流與壓力;指標不同、血塊不同,「約八成」與「約八成半」不是同一把尺量出來的。

第二,Zhang 的「兩週後未見血管壁受損」,兩週追蹤組是 4 隻,另外 10 隻當天就犧牲了(Zhang et al., 2017);「沒有肺栓塞跡象」這句話,只屬於 Zhang 的深靜脈模型,不能套到其他三篇。

第三,Yang 的結果反過來提供了一個資訊:在高度回縮的血塊上,單用導管給藥的對照組血流恢復一成以下,組織粉碎加鹽水就能到約六成,加藥再往上到約八成半(Yang et al., 2024)。這說明體外的做法對藥的依賴較低,但仍是體外血塊的結果。

四項研究都沒回答的事

這四篇合起來,把「能量比較局部」和「對回縮血塊仍有機會」這兩件事寫得相當清楚,卻有三個問題都沒有答案。

  • 人身上的出血。 四篇的對象是豬與體外血塊,沒有任何一篇量測病人的出血風險。少靠藥是否就等於出血風險較低,在人身上沒有數據。
  • 碎片往下游。 血塊被打碎後,碎片的去向只有 Zhang 提到,寫的是「沒有肺栓塞跡象」(Zhang et al., 2017),而且只適用於他們的深靜脈模型;另外三篇的摘要沒有報告碎片。
  • 哪種年齡的血塊配哪種做法。 Zhang 用的是急性血栓,Yang 用的是高度回縮的血塊,Kim 同時比較回縮與未回縮,Hsieh 的摘要沒有交代;沒有一篇把不同年齡的血塊對應到不同的做法,所以「新鮮血塊適合導管、陳舊血塊適合體外」這種結論目前沒有依據。

常見問題

血栓和栓子有什麼不同?

血塊長在血管壁、留在原處,叫血栓;脫落後隨血流卡住另一條血管,就是栓子。肺栓塞的血塊通常來自腿部的深層靜脈(Hsieh et al., 2024)。

超音波溶栓術是什麼?

用超音波的能量幫忙溶解血塊。做法分兩類:把帶有超音波換能器的導管送進血管,貼近血塊施力;或從體外發射超音波,在血塊處產生受控的空化,把血塊打碎(Kim et al., 2023; Zhang et al., 2017)。

超音波溶栓一定要加溶栓藥嗎?

不一定,依做法而定。本文讀的兩篇聲渦研究都不是單靠超音波:Hsieh 把聲渦與溶栓藥合用,體外的溶栓效率比只用 t-PA 最多提高約三成半(Hsieh et al., 2024);Kim 的標題註明微氣泡輔助(Kim et al., 2023)。體外組織粉碎的研究裡,Yang 的「加鹽水」組沒有用藥,血流恢復約六成,加溶栓藥則約八成半(Yang et al., 2024)。

這些結果已經在病人身上驗證了嗎?

沒有。本文讀的四項研究,結果都來自豬或體外血塊,不是病人。本文不評論其他已經在臨床使用的超音波輔助導管系統,那是另一組證據。

血塊打碎後,碎片會不會跑到別的地方?

這是這個領域的實際疑慮,四篇的摘要裡只有 Zhang 提到:他們的深靜脈栓塞模型,寫的是「沒有肺栓塞跡象」(Zhang et al., 2017)。這句話只屬於那篇研究的豬模型;其他三篇沒有報告碎片去向,也不能拿來替它們背書。

回縮的血塊為什麼特別難處理?

血塊會逐漸收縮、變緊實;許多深靜脈栓塞病例裡的慢性血栓,對標準導管給藥治療常常反應不佳(Yang et al., 2024)。在 Kim 的體外實驗裡,聲渦超音波對回縮血塊的最高溶解率約三成,未回縮血塊約八成(Kim et al., 2023)。

為什麼血栓研究要用豬?

豬的心血管系統在解剖、生理、代謝與免疫反應上最接近人類,是心血管醫材臨床前測試的主力動物模式(Jia et al., 2024)。豬為什麼適合做心血管研究,可以看《豬的心臟,人的救命導管:心血管導管試驗技術科普》。

參考資料

Hsieh, Z.-H., Lai, C.-Y., Chen, N.-H., & Yeh, C.-K. (2024). Acoustic vortex-assisted thrombolysis treatment in a pulmonary embolism model using a miniature ultrasound catheter. Journal of Medical and Biological Engineering, 44(3), 478–487. https://doi.org/10.1007/s40846-024-00878-4

Jia, H., Chang, Y., & Song, J. (2024). The pig as an optimal animal model for cardiovascular research. Lab Animal, 53, 136–147. https://doi.org/10.1038/s41684-024-01377-4

Kim, H., Zhang, B., Wu, H., Yao, J., Shi, C., & Jiang, X. (2023). Vortex-ultrasound for microbubble-mediated thrombolysis of retracted clots. Applied Physics Letters, 123(7), Article 073701. https://doi.org/10.1063/5.0155223

Yang, S., Zemzemi, C., Escudero, D. S., Vela, D. C., Haworth, K. J., & Holland, C. K. (2024). Histotripsy and catheter-directed lytic: Efficacy in highly retracted porcine clots in vitro. Ultrasound in Medicine & Biology, 50(8), 1167–1177. https://doi.org/10.1016/j.ultrasmedbio.2024.04.002

Zhang, X., Macoskey, J. J., Ives, K., Owens, G. E., Gurm, H. S., Shi, J., Pizzuto, M., Cain, C. A., & Xu, Z. (2017). Non-invasive thrombolysis using microtripsy in a porcine deep vein thrombosis model. Ultrasound in Medicine & Biology, 43(7), 1378–1390. https://doi.org/10.1016/j.ultrasmedbio.2017.01.028