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为解决颅内夹层动脉瘤血管内治疗在适应证、治疗方法选择及安全性有效性方面的争议,以及术前选择合适支架尺寸和模拟血流变化的难题,研究人员开展了虚拟部署和血流动力学模拟在基底动脉夹层动脉瘤治疗的研究。结果显示该方法有助于选择合适支架,预测动脉瘤愈合情况,对临床治疗有重要指导意义。
在脑血管疾病的领域中,颅内夹层动脉瘤如同隐藏在人体脑血管中的 “定时炸弹”,时刻威胁着人们的健康。它可发生于各个年龄段,尤其在中青年人群中更为常见,是引发中风的重要原因之一。随着介入材料的不断进步,血管内治疗虽逐渐成为主流,但在临床实践中,对于血管内治疗的适应证、具体治疗方法的选择,以及治疗的安全性和有效性等方面,仍存在诸多争议。比如,在选择治疗方法时,医生常常面临困惑,不同的选择可能会带来截然不同的治疗效果。而血流导向装置(FD)作为治疗颅内动脉瘤(IAs)的新方法,其尺寸的选择对治疗效果和安全性至关重要,同时,FD 引起的血流动力学变化也是影响动脉瘤愈合的关键因素。然而,在术前规划中,如何快速、准确地选择最合适的支架尺寸,并模拟血流变化,一直是医学领域的巨大挑战。
为了解决这些难题,海军军医大学长海医院神经血管中心等机构的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们对一名 6 岁患有基底动脉中上段大夹层动脉瘤的儿童进行了治疗研究,并将成果发表在《Heliyon》上。研究结果表明,血流导向装置对于儿童基底动脉夹层动脉瘤是一种有效、简单且安全的治疗选择。同时,AneuPlan 软件在治疗过程中发挥了重要作用,它有助于准确选择 FD 的尺寸,确保装置与血管壁良好贴合,并优化 FD 的植入长度。此外,通过该软件对虚拟支架植入前后血流动力学变化的快速准确模拟,能够为个性化治疗提供帮助,还能预测治疗效果。这一研究成果为复杂脑血管疾病的治疗开辟了新的道路,对临床实践具有重要的指导意义。
在研究方法上,研究人员主要运用了以下关键技术:首先,利用 AneuPlan 软件进行虚拟支架植入。通过 3D DSA 图像重建血管 3D 模型,借助有限元分析(FEA)技术,将不同尺寸的预构建 FD 模型虚拟部署在血管模型中,再通过计算流体动力学(CFD)模拟获得支架释放后的血流动力学数据。其次,在实际手术操作中,进行了血管介入治疗,如经右股动脉将 6F Tethys 中间导管超选至椎基底动脉汇合处,使用 Phenom 27 微导管和 Synchro 2 微导丝将 4.0*35mm 的 PED 从右大脑后动脉 P1 段开始,沿基底动脉和左椎动脉 V4 段远端至小脑下后动脉进行植入。
研究结果如下:
- 虚拟治疗模拟:通过 AneuPlan 软件模拟不同尺寸的 FD,发现 4.0*35mm 的管道栓塞装置(PED)获得了最佳的血流动力学结果。模拟显示,术前动脉瘤壁剪切应力(WSS)为 0.411 Pa、流速为 0.023 m/s、高 WSS 区域(WSS > 2Pa)为 35.304 mm2 ,术后分别降至 0.171 Pa、0.007 m/s 和 12.255 mm2 。同时,术前存在复杂的血流模式和射流冲击,虚拟支架植入后,血流大多被限制在 FD 内,但在 FD 外动脉瘤顶部附近仍有高流速区域,提示该区域存在高流速血流阻碍闭塞的风险。
- 手术过程及术后恢复:在术前给予阿司匹林肠溶片(25 mg / 天)和氯吡格雷(25 mg / 天)治疗 6 天后,进行手术。手术过程顺利,术后给予类固醇(40 mg / 天)辅助治疗 4 天,患儿术后头痛完全消失。7 个月的 DSA 检查显示,动脉瘤在左小脑上动脉附近有残留,支架贴壁良好,支架内内膜增生极少。令人欣喜的是,28 个月的随访 DSA 显示,动脉瘤残留囊消失,FD 内无狭窄。后续外院的 CTA 图像也显示脑干受压明显缓解,FD 周围无明显占位效应,患儿恢复良好,神经系统检查结果为阴性。
在研究结论和讨论部分,研究人员指出,虽然颅内动脉瘤在儿童中相对少见,但颅内动脉夹层引发缺血性或出血性中风的风险很高。对于儿童动脉瘤的治疗,使用血流导向装置可能是安全的,本病例中 PED 治疗取得了良好效果。AneuPlan 软件在 FD 尺寸选择方面具有重要作用,其模拟结果与实际植入情况高度吻合。此外,血流动力学在动脉瘤的发展过程中起着关键作用,AneuPlan 软件对血流动力学变化的模拟有助于制定个性化治疗策略和准确预测治疗结果。尽管目前虚拟治疗相关研究的样本量较小,难以建立统一标准,但随着更多临床证据和模拟数据的出现,虚拟治疗有望在手术规划中发挥更大的价值。这一研究成果为今后复杂脑血管疾病的治疗提供了新的思路和方法,对推动医学领域的发展具有重要意义。