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      顱內(nèi)動脈瘤形態(tài)與血流動力學(xué)的關(guān)系

      2018-02-28 03:36:31裘天侖金國良邢海燕
      浙江醫(yī)學(xué) 2018年4期
      關(guān)鍵詞:載瘤形態(tài)學(xué)回歸方程

      裘天侖 金國良 邢海燕

      近年來研究表明,動脈瘤的血流動力學(xué)是顱內(nèi)動脈瘤病理改變的主要原因[1-6]。計算流體力學(xué)、統(tǒng)計分析均揭示動脈瘤的血流特征與動脈瘤的生長、破裂有關(guān)[2,6]。在相同的血流動力學(xué)模型下,血流動力學(xué)不僅與動脈瘤的形狀、大小、位置、動脈瘤頸口大小等有關(guān),也與載瘤動脈的直徑、彎曲度、動脈瘤角度等有關(guān)。因此,本研究就顱內(nèi)動脈瘤血流動力學(xué)特征與動脈瘤、載瘤動脈的形態(tài)學(xué)指標(biāo)間的關(guān)系作一探討。

      1 對象和方法

      1.1 對象 選擇2016年1至6月紹興市人民醫(yī)院收治的22例顱內(nèi)動脈瘤患者的22個動脈瘤為研究對象。病例排除標(biāo)準(zhǔn):(1)惡性腫瘤,(2)惡性高血壓,(3)嚴重的全身性疾病如糖尿病、風(fēng)濕性疾病等。動脈瘤排除標(biāo)準(zhǔn):(1)假性動脈瘤,(2)炎癥性動脈瘤,(3)外傷性動脈瘤,(4)解離性動脈瘤,(5)伴發(fā)動靜脈畸形的動脈瘤。

      1.2 方法

      1.2.1 動脈瘤形態(tài)分析 動脈瘤結(jié)構(gòu)通過血管造影并由荷蘭Philips公司數(shù)字剪影三維(DSA)成像。血管造影劑持續(xù)注射6s,旋轉(zhuǎn)180°以15幀/s拍攝并獲取數(shù)據(jù),傳入Philips工作站重建DSA圖像,剔除沒有完整動脈瘤和載瘤動脈的圖像,并記錄動脈瘤的位置、瘤頸寬度、瘤體高度、動脈瘤橫徑等影像學(xué)指標(biāo)。在DSA上測量動脈瘤的二維參數(shù):最大瘤頸、最小瘤頸、動脈瘤高度(瘤頸中心到瘤頂?shù)淖畲缶嚯x)、動脈瘤橫徑(垂直于瘤高的動脈瘤最大橫徑)、載瘤動脈直徑、最大瘤頸/載瘤動脈直徑、最小瘤頸/載瘤動脈直徑、動脈瘤角度(動脈瘤與載瘤動脈的夾角),見圖1。

      圖1 動脈瘤的形態(tài)學(xué)參數(shù)測量(載瘤動脈直徑是D1+D2+D3的平均值;動脈瘤頸寬需測量最小瘤頸和最大瘤頸)

      1.2.2 血流動力學(xué)分析 在Geomagic Studio(美國Geomegic公司)里面將三維模型表面的孔洞進行修補,將三維模型導(dǎo)入ICEM里面劃分網(wǎng)格。再將網(wǎng)格導(dǎo)入美國ANSYS軟件的Fluent15分析動脈瘤三維模型。血液的非牛頓性對分析結(jié)果影響不明顯。因此,血流設(shè)定為不可壓縮的牛頓流體(ρ=1 060kg/m3,黏度0.04kg·s/m)??刂品匠虨椴环€(wěn)定的Navier-Stokes方程和連續(xù)性方程。瘤壁的邊界條件是無滑動的剛性壁。出口邊界條件設(shè)為壓力出口,入口流速分布公式:一個周期內(nèi)速度入口分布見圖2。壁面剪應(yīng)力(WSS)是指血流與動脈壁單位面積的切線摩擦力。因為血流是脈動流,所以WSS是整個心動周期在一個節(jié)點上的集合,計算公式dt,其中平均WSS(MWSS)為整個動脈瘤內(nèi)壁所有節(jié)點的平均值,WSS比值=MWSS動脈瘤/MWSS載瘤動脈。剪應(yīng)力集中指數(shù)(SCI)的計算公式,其中Ah是高于載瘤動脈WSS的動脈瘤囊壁面積,Aa是動脈瘤的總面積,F(xiàn)h是Ah中總剪應(yīng)力,F(xiàn)a是動脈瘤囊的總剪應(yīng)力。

      圖2 一個周期內(nèi)速度入口分布

      1.3 統(tǒng)計學(xué)處理 應(yīng)用SPSS 16.0統(tǒng)計軟件。計量資料符合正態(tài)分布,用表示,多組間比較采用單因素方差分析,兩兩比較采用LSD-t檢驗;兩組比較采用兩獨立樣本t檢驗。動脈瘤形態(tài)學(xué)指標(biāo)與血流動力學(xué)指標(biāo)的相關(guān)性采用Pearson相關(guān)分析,|r|值≥0.8為強相關(guān);0.5~<0.8為明顯相關(guān),0.3~<0.5為中等相關(guān),<0.3為弱相關(guān);其中P<0.05的動脈瘤形態(tài)學(xué)指標(biāo)與動脈瘤WSS、WSS比值、SCI分別作線性逐步回歸分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

      2 結(jié)果

      2.1 動脈瘤形態(tài)學(xué)指標(biāo)與血流動力學(xué)指標(biāo)的相關(guān)性分析 最大瘤頸/載瘤動脈直徑、最小瘤頸/載瘤動脈直徑與動脈瘤WSS、WSS比值均呈正相關(guān)(均P<0.05),動脈 瘤角度與SCI呈正相關(guān)(P<0.05),見表1。

      表1 動脈瘤形態(tài)學(xué)指標(biāo)與血流動力學(xué)指標(biāo)的相關(guān)分析結(jié)果(r值)

      2.2 線性逐步回歸方程 血流動力學(xué)指標(biāo)的逐步回歸方程:動脈瘤 WSS=-55.99+88.99 ratio1(P=0.006),WSS比值=0.048+0.264 ratio1(P=0.031),SCI=-0.691+0.097 angle(P=0.035);式中ratio1為最大瘤頸/載瘤動脈直徑,angle為動脈瘤角度。

      2.3 最大瘤頸/載瘤動脈直徑與動脈瘤WSS、WSS比值的關(guān)系 按最大瘤頸/載瘤動脈直徑分為<1組(9例)、1~2組(9例)、>2組(4例),其動脈瘤WSS分別為(46.84±54.11)、(42.12±48.82)、(194.20±99.45)Pa,3 組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(F=4.330,P<0.05),經(jīng)兩兩比較,>2組動脈瘤 WSS明顯高于<1組、1~2組(均P<0.05),見圖2。<1組、1~2組、>2組 WSS比值分別為 0.382±0.404、0.308±0.235、0.794±0.468,3 組差異有統(tǒng)計學(xué)意義(F=3.694,P<0.05)。經(jīng)兩兩比較,>2組WSS比值明顯高于<1 組、1~2 組(均 P<0.05),見圖 3。瘤頸/載瘤動脈直徑較大的動脈瘤,其WSS較高,反之較低,見圖4-5。

      圖2 最大瘤頸/載瘤動脈直徑與動脈瘤WSS的關(guān)系

      圖3 最大瘤頸/載瘤動脈直徑與WSS比值的關(guān)系

      圖4 瘤頸/載瘤動脈直徑較大的動脈瘤WSS分布

      圖5 瘤頸/載瘤動脈直徑較小的動脈瘤WSS分布

      2.4 動脈瘤角度與SCI的關(guān)系 按載瘤動脈角度分為<135°組(10例)、≥135°組(12例),SCI分別為 3.39±2.32、9.46±7.66,兩組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=-2.608,P<0.05),見圖 6。

      3 討論

      近年來研究表明,顱內(nèi)動脈瘤的生長與破裂是由動脈瘤血流動力學(xué)推動的。當(dāng)動脈瘤的血流沖擊動脈瘤壁時,動脈瘤壁受到刺激后會發(fā)出生物化學(xué)信號,因此發(fā)生病理改變,最終促成動脈瘤的發(fā)展[7]。當(dāng)動脈瘤的病理改變無法耐受動脈瘤內(nèi)的血流沖擊時,動脈瘤發(fā)生破裂[8]。其中WSS是判斷動脈瘤生長和破裂的重要血流動力學(xué)依據(jù)。研究表明高WSS或低WSS都與動脈瘤的生長和破裂有關(guān)[9-13]。近年來,動物實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)血流沖擊點附近的高WSS和正向WSS梯度通過血管內(nèi)皮細胞的生物化學(xué)信號的傳導(dǎo),引起內(nèi)彈力膜的喪失和中間層變薄,從而形成動脈瘤[1,14-20]。動脈瘤在血流沖擊下有2種同時存在的病理變化:(1)平滑肌細胞和膠原蛋白的增生等修復(fù)過程,(2)平滑肌細胞及其他細胞的凋亡過程。當(dāng)2種進程平衡時,動脈瘤是穩(wěn)定的,當(dāng)不平衡時則動脈瘤擴展和破裂。因此,高WSS的動脈瘤壁常因廣泛的細胞凋亡而呈現(xiàn)菲薄的瘤壁,俗稱“血泡樣動脈瘤”。動脈瘤內(nèi)的低WSS會促使內(nèi)皮細胞的炎癥反應(yīng),使得管腔的滲透性增加,稀疏的血管內(nèi)皮細胞和血液停留時間延長,可使白細胞侵入血管內(nèi),這種炎癥反應(yīng)產(chǎn)生大量基質(zhì)金屬蛋白酶來降解平滑肌細胞,并導(dǎo)致動脈瘤壁粥樣硬化,打破動脈瘤壁修復(fù)與損害的平衡,最終導(dǎo)致動脈瘤破裂[21-23]。WSS是促進動脈瘤病理改變的基礎(chǔ)因素,正是這些病理改變影響了動脈瘤的形態(tài)。所以,動脈瘤本身的高度、高寬比、瘤高/瘤頸、瘤高/載瘤動脈直徑并不能影響動脈瘤WSS的數(shù)值。本研究的回歸方程表明,最大瘤頸/載瘤動脈直徑?jīng)Q定了動脈瘤WSS。筆者進一步按最大瘤頸/載瘤動脈直徑分成3組,發(fā)現(xiàn)比值≤2時動脈瘤WSS無明顯變化,而>2時動脈瘤WSS明顯增加并伴隨著菲薄的動脈瘤壁的“血泡樣動脈瘤”,臨床上常見于前交通寬頸動脈瘤。

      圖6 動脈瘤角度與SCI的關(guān)系

      傳統(tǒng)的WSS并未考慮到患者的個體差異,其實不同個體耐受的WSS不同。而WISS比值可能更好地體現(xiàn)動脈瘤在不同個體的WSS實際情況。本研究通過線性逐步回歸方程,發(fā)現(xiàn)最大瘤頸/載瘤動脈直徑?jīng)Q定了WSS比值。當(dāng)最大瘤頸是載瘤動脈直徑的2倍以上時,WSS比值明顯增加。

      Cebral等[3,24]認為血流集中度與動脈瘤的破裂亦相關(guān),80%的破裂動脈瘤有更小的射入?yún)^(qū)域,集中血流的動脈瘤破裂機會是分散血流的6.3倍。SCI是判斷動脈瘤是否會破裂的重要指標(biāo),故筆者將SCI作為動脈瘤血流動力學(xué)的研究指標(biāo),分析動脈瘤和載瘤動脈的相對位置是否會影響SCI。線性逐步回歸方程發(fā)現(xiàn),SCI僅與動脈瘤角度有關(guān),角度越大則瘤頸的射入血流越集中于局部瘤壁,SCI值越大。其中動脈瘤角度>135°時,SCI明顯升高。這可能為判斷動脈瘤的破裂幾率提供參考。

      綜上所述,血流動力學(xué)是由動脈瘤形態(tài)以及其與載瘤動脈的關(guān)系所決定,WSS與最大瘤頸/載瘤動脈直徑有關(guān),SCI與動脈瘤角度有關(guān)。

      [1]Metaxa E,TremmelM,Natarajan SK,et al.Characterization of critical hemodynamics contributing to aneurysmal remodeling at the basilar terminus in a rabbit model[J].Stroke,2010,41(8):1774-1782.

      [2]Xiang J,Natarajan SK,Tremmel M,et al.Hemodynamic-morphologic discriminants for intracranial aneurysm rupture[J].Stroke,2011,42(1):144-152.

      [3]CebralJR,Mut F,Weir J,et al.Quantitative characterization of the hemodynamic environment in ruptured and unruptured brain aneurysms[J].AJNR Am J Neuroradiol2011,32(1):145-151.

      [4]Jou LD,Lee DH,Morsi H,et al.Wall shear stress on ruptured and unruptured intracranialaneurysms at the internal carotid artery[J].Am J Neuroradiol,2008,29(9):1761-1767.

      [5]Shojima M,Oshima M,Takagi K,et al.Magnitude and role of wall shear stress on cerebral aneurysm:computational fluid dynamic study of 20 middle cerebralartery aneurysms[J].Stroke,2004,35(11):2500-2505.

      [6]Boussel L,Rayz V,McCulloch C,et al.Aneurysm growth occurs at region of low wall shear stress:patient-specific correlation of hemodynamics and growth in a longitudinal study[J].Stroke,2008,39(11):2997-3002.

      [7]Satoh T,OmiM,Ohsako C,et al.Influence of perianeurysmalenvironment on the deformation and bleb formation of the unruptured cerebral aneurysm:assessment with fusion imaging of 3D MR cisternography and 3D MR angiography[J].Am J Neuroradiol,2005,26(8):2010-2018.

      [8]Susanne S,PhDSameer AA,Parmede V,et al.Three-dimensional hemodynamics in intracranial aneurysms:influence of size and morphology[J].Journalof Magnetic Resonance Imaging,2014,39(1):120-131.

      [9]Cebral JR,Meng H.Counterpoint:realizing the clinical utility of computational fluid dynamics-closing the gap[J].Am J Neuroradiol,2012,33(3):396-398.

      [10]Jou LD,Wong G,Dispensa B,et al.Correlation between luminal geometry changes and hemodynamics in fusiform intracranial aneurysms[J].Am J Neuroradiol,2005,26(9):2357-2363.

      [11]Acevedo-Bolton G,Jou LD,Dispensa BP,et al.Estimating the hemodynamic impact of interventionaltreatments of aneurysms:numerical simulation with experimental validation:technical case report[J].Neurosurgery,2006,59(2):E429-430.

      [12]Sugiyama SI,Meng H,Funamoto K,et al.Hemodynamic analysis ofgrowing intracranialaneurysms arising from a posterior inferior cerebellar artery[J].World Neurosurg,2012,78(5):462-468.

      [13]Xiang J,Tutino VM,Snyder KV,et al.CFD:computational fluid dynamics or confounding factor dissemination?[J].The role of hem odynamics in intracranial aneurysm rupture risk assessment,2014,35(10):1849-1857.

      [14]Kolega J,Gao L,Mandelbaum M,et al.Cellular and molecular responses of the basilar terminus to hemodynamics during intracranial aneurysm initiation in a rabbit model[J].J Vasc Res 2011,48(5):429-442.

      [15]Aoki T,Kataoka H,Morimoto M,et al.Macrophage-derived matrix metalloproteinase-2 and-9 promote the progression of cerebralaneurysms in rats[J].Stroke,2007,38(1):162-169.

      [16]Hashimoto N,Handa H,Nagata I,et al.Animalmodelof cerebral aneurysms:Pathology and pathogenesis of induced cerebral aneurysms in rats[J].NeurolRes,1984,6(1-2):33-40.

      [17]Meng H,Metaxa E,Gao L,et al.Progressive aneurysm development following hemodynamic insult[J].J Neurosurg,2011,114(4):1095-1103.

      [18]Meng H,Wang Z,Hoi Y,et al.Complex hemodynamics at the apex of an arterial bifurcation induces vascular remodeling resembling cerebral aneurysm initiation[J].Stroke,2007,38(6):1924-1931.

      [19]Cai J,He C,Yuan FL,et al.A novel haemodynamic cerebral aneurysm model of rats with normal blood pressure[J].J Clin Neurosci,2012,19(1):135-138.

      [20]Meng H,Xiang J,Liaw N.The role of hemodynamics in intracranialaneurysm initiation[J].Int Rev Thromb,2012,7(1):40-57.

      [21]Bian C,Xu G,Wang JA,et al.Hypercholesterolaemic serum increases the permeability of endothelial cells through zonula occludens-1 with phosphatidylinositol 3-kinase signaling pathway[J].J Biomed Biotechnol,2010,2009(3):814979-814979.

      [22]Ross R,Glomset JA.The pathogenesis of atherosclerosis(first of two parts)[J].N EnglJ Med,1976,295(7):369-377.

      [23]Galis ZS,Sukhova GK,Lark MW,et al.Increased expression of matrix metalloproteinases and matrix degrading activity in vulnerable regions of human atherosclerotic plaques[J].J Clin Invest,1994,94(6):2493-2503.

      [24]Cebral JR,Castro MA,Burgess JE,et al.Characterization of cer-ebralaneurysms for assessing risk of rupture by using patient-specific computational hemodynamics models[J].Am J Neuroradiol,2005,26(10):2550-2559.

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