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腹主动脉瘤（AAA）患者中，标准腔内修复术（EVAR）在复杂主动脉颈部解剖时，I 型内漏等并发症风险高。研究人员开展 Gore Excluder 可贴合型装置（EXCC）部署的数字孪生研究。结果显示模拟与术后 CTA 吻合良好，能预测近端密封并发症，有助于选择合适 SG 设计。
在医学领域，腹主动脉瘤就像一颗隐藏在人体腹部的 “定时炸弹”，时刻威胁着患者的生命健康。传统的开腹手术创伤大，患者恢复慢，风险高。而腔内修复术（Endovascular Aortic Aneurysm Repair，EVAR）的出现，给患者带来了新的希望。它通过股动脉将支架移植物（Stent - Graft，SG）植入腹主动脉瘤内，无需对主动脉进行钳夹，大大降低了手术创伤和 30 天内的死亡率与发病率，逐渐成为大多数主动脉治疗中心的首选治疗方式。
然而，EVAR 并非完美无缺。在长期的临床实践中，医生们发现它存在耐久性不足的问题。其中，I 型内漏（Type IA endoleak）和近端移植物迁移（proximal migration）是最为严重的并发症。一旦出现这些情况，如果不能及时治疗，会大大增加主动脉二次破裂的风险，直接危及患者生命。尤其是当患者存在复杂的近端主动脉颈部解剖结构，比如角度过大时，使用标准的 EVAR 装置治疗，I 型内漏、再次干预的几率以及长期死亡率都会显著升高。
为了解决这一难题，一种具有特殊设计的 Gore Excluder 可贴合型装置（EXCLUDER? Conformable AAA Endoprosthesis with ACTIVE CONTROL System，EXCC）应运而生，并于 2020 年在美国投入使用。它凭借独特的结构，具有更好的贴合性，理论上可以有效预防近端密封并发症。在一些精心挑选的患者和经验丰富的医疗中心，EXCC 取得了初步令人满意的效果。但这些成果存在局限性，缺乏专门评估 EXCC 近端颈部贴合情况的工具，而且对于哪些患者能真正从这项技术中获益，目前还没有明确的判断方法。此外，EXCC 的部署过程比标准的 Gore Excluder 装置更为复杂，这也给临床应用带来了挑战。
在这样的背景下，来自未知研究机构的研究人员开展了 ACSSim 研究（Active Control System Simulation study）。他们的目标是设计并验证一种有限元模型，以此来预测接受 EXCC 装置治疗的高度成角主动脉颈部患者的近端动脉瘤密封情况。该研究成果发表在《Computers in Biology and Medicine》上，为腹主动脉瘤的治疗提供了新的思路和方法，具有重要的临床意义。
研究人员开展此项研究主要运用了以下关键技术方法：首先，收集 20 例在某主动脉中心接受 EXCC 装置治疗复杂解剖结构腹主动脉瘤患者的临床数据，获取这些患者的术后计算机断层扫描血管造影（Computed Tomography Angiography，CTA）三维图像，以此构建研究数据集。其次，采用有限元（Finite Element，FE）方法模拟每个主动脉内的支架移植物部署过程。最后，通过主成分分析对比 FE 模拟预测的位置和术后 CTA 的结果，重点关注近端轴角、支架中心位置和支架环直径等指标。
研究结果
- 模拟可行性：研究人员成功对 20 例患者的支架移植物部署进行了 FE 模拟。这表明所构建的有限元模型在模拟 EXCC 装置在复杂主动脉解剖结构中的部署方面具有可行性，为后续的分析提供了基础。
- 模拟结果与术后 CTA 对比：模拟结果与术后 CTA 对比显示，相对直径和向量平均偏差分别为 4.65±3.85% 和 3.00±1.41mm，轴角平均偏差为 10.64±5.09°。这些数据表明模拟结果与实际术后情况具有较好的一致性，说明有限元模型能够较为准确地预测支架移植物的位置。
- 近端贴合情况：近端贴合情况的评估是研究的重点之一。结果显示，平均近端贴合率为 81.64±11.35%，最小和最大的支架移植物贴合率分别为 54.27% 和 95.11%。通过有限元分析，还发现了两例贴合情况欠佳的案例，这进一步体现了该模型在评估近端贴合方面的有效性。
研究结论与讨论
通过此次研究，研究人员成功实现了对 20 例患者近端 EXCC 部署的数值模拟，并且预测的支架环位置与术后 CTA 上的实际位置吻合度非常高。这一成果具有多方面的重要意义。在临床实践中，医生可以借助数值模拟技术，在手术前对不同患者的支架移植物贴合情况进行评估，提前预测可能出现的近端密封并发症，如内漏和移植物迁移等，从而为每个患者选择最合适的支架移植物设计，提高手术成功率，降低并发症风险。从医学研究角度来看，该研究为后续进一步研究 EXCC 装置在不同解剖结构中的应用提供了可靠的方法和数据支持，推动了腹主动脉瘤腔内修复技术的发展。同时，此次研究也为其他类似的医疗器械研究提供了借鉴，表明通过构建合适的数字模型进行模拟研究，能够有效解决临床实践中的难题，具有广阔的应用前景。
