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为探究小动脉瘤治疗后不完全闭塞的原因,复旦大学研究人员开展了关于动脉瘤形态和位置对血流动力学参数影响的研究。结果发现位于颈内动脉眼段上壁或颈宽、高度较大的动脉瘤血流动力学环境更严峻。该研究为手术规划提供了重要依据。
在脑血管疾病的领域中,颅内动脉瘤(Intracranial Aneurysms,IAs)如同隐藏在脑血管中的 “定时炸弹”,时刻威胁着人们的健康。颅内动脉瘤破裂会引发蛛网膜下腔出血(Subarachnoid Hemorrhage,SAH),这是一种死亡率极高的出血性脑卒中。据统计,2021 年蛛网膜下腔出血的发病率比 1990 年高出 37.09%,而颅内动脉瘤在普通人群中的发生率约为 3 - 5%,每年还有约 0.95% 的破裂风险。
目前,血管内治疗已被证明是治疗颅内动脉瘤的安全有效方法,其中血流导向装置(Flow Diverters,FDs)应用广泛。像 Tubridge 这类血流导向装置,在治疗中小动脉瘤时展现出了优势,成为临床主流策略之一。不过,部分小动脉瘤在使用 FD 治疗后,即便经过很长时间,仍存在不完全闭塞的情况。以往研究虽指出一些血流动力学参数与治疗后动脉瘤的不良预后相关,如大的流入率(Qinflow)、高流入浓度指数(ICI)、瘤腔内高流速(va)、大的残余流量体积(RFV)等,但小动脉瘤形态参数对支架置入后血流动力学的影响机制尚不明确。
为了解开这些谜团,复旦大学的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们从两个角度出发,旨在探究动脉瘤体积和位置对血流动力学的影响,以及这种影响如何导致不同的临床结果。
研究人员首先收集了经 FD 治疗后预后不同的串联动脉瘤病例,模拟实际治疗方案的术前和术后血流动力学情况,并结合临床结果评估计算结果。为了深入研究单个形态参数对血流动力学的影响,他们将串联动脉瘤彼此分离,以单个动脉瘤为研究对象,通过理想化操作获取动脉瘤的各种变化。
在技术方法上,研究人员基于术前 3D 数字减影血管造影图像重建患者特异性动脉瘤模型,运用有限元模拟 FD 支架置入,借助计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)进行仿真模拟。设定基于人群的脉动流入作为入口边界条件,出口边界条件依据 Murray 定律设定。计算的血流动力学参数包括颈部流入率(Qinflow)、流入浓度指数(ICI)、动脉瘤腔内平均速度(Va)以及相对残余流量体积(RFV)等。
研究结果方面:
- 临床特征与随访结果:研究期间共有 12 例串联动脉瘤患者接受 Tubridge 治疗,最终选取 2 例小动脉瘤治疗结果不同的患者进行模拟。患者 1 的动脉瘤 aneu2 位于颈内动脉上壁,FD 植入一年后未完全闭塞;患者 2 的 aneu4 同样位于上壁,持续存在约 3 年。
- 实际治疗方案的血流动力学分析:模拟结果显示,患者 1 中未完全闭塞的 aneu2 在术后的va、vneck和相对 RFV 均大于已闭塞的 aneu1;患者 2 的 aneu4 与 aneu3 在Qinflow和 ICI 上存在差异。
- 动脉瘤形态变化对血流动力学的影响:随着颈宽增加,Qinflow、ICI、va和相对 RFV 增大;高度增加时,Qinflow和 ICI 在超过 2mm 后趋于平稳,va和相对 RFV 除 A4 外则下降。
在讨论部分,研究发现位于颈内动脉眼段上壁的动脉瘤,由于血管弯曲,更易受血流冲击,导致较高的颈部流速,增加破裂风险,且高流速可能抑制内膜生长,影响动脉瘤闭塞。颈宽增加会使Qinflow、ICI、va和 RFV 上升,不利于内皮化和血栓形成;高度对血流状态的影响存在一定限制,相比之下,动脉瘤颈宽对术后血栓形成的影响可能更显著。
综上所述,该研究明确了位于颈内动脉眼段上壁的动脉瘤和体积较大(颈宽或高度大)的动脉瘤具有更严峻的血流动力学环境,为临床手术规划提供了重要的血流动力学依据,有助于医生更精准地评估手术风险,制定更合理的治疗方案。不过,研究也存在样本量有限、自变量变化范围小、CFD 模拟存在假设简化等不足,后续还需进一步扩大样本量深入研究。