基底动脉开窗术中的血流动力学与斑块分布：计算流体动力学与高分辨率磁共振成像研究

《MEDICAL PHYSICS》：Hemodynamics and plaque distribution in basilar artery fenestration: Computational fluid dynamics and high-resolution MRI study

高分辨率MRI与计算流体动力学结合分析基底动脉fenestration患者斑块分布及血流剪切应力关系，发现fenestration段侧壁斑块占比50%，显著高于其他区域，且该区域血流剪切应力显著降低（P<0.05），下游段差异不显著。研究揭示解剖变异形成的低剪切应力微环境与斑块偏侧分布相关，为动脉粥样硬化风险分层提供新依据。

　　

摘要

背景

高分辨率磁共振成像（HRMRI）已成为颅内动脉壁成像的关键工具，能够以卓越的空间分辨率直接观察动脉粥样硬化斑块的形态和分布。基底动脉窗（BAF）是一种先天性血管变异，其独特的血流动力学条件可能促进局部斑块的形成。Med Phys. 2026;00:00-00. https://doi.org/10.1002/mp.70349 结合HRMRI和计算流体动力学（CFD）的方法为研究这种特殊解剖结构中的动脉粥样硬化的生物力学机制提供了强有力的基础。

目的

通过HRMRI表征BAF患者的斑块分布模式，并利用CFD阐明其血流动力学相关性，重点研究由窗状结构引起的壁面剪切应力（WSS）的变化。

方法

回顾性分析了26名BAF患者（2014年7月至2021年6月）的HRMRI数据。两位盲法神经放射科医生使用三维各向同性快速自旋回波成像（3D VISTA）技术系统评估了斑块的特征（位置、厚度）。针对每位患者重建了CFD模型，以评估局部血流、WSS和振荡剪切指数（OSI）。

结果

HRMRI显示BAF患者的动脉粥样硬化斑块具有明显的空间分布特征。在26名患者中，11名患者检测到斑块，其中8个位于窗状结构段，7个位于下游段。在窗状结构段，50.0%（8个中的4个）的斑块位于侧壁，显著多于腹侧壁（25.0%，2个）和背侧壁（25.0%，2个），以及内壁（0个）。这种侧壁优势在下游段仍然存在（71.4%，7个中的5个斑块）。CFD分析显示，窗状结构分支的侧壁WSS显著低于其他区域（左侧分支：侧壁与内侧壁，P = 0.0031；右侧分支：侧壁与腹侧壁和背侧壁，P = 0.0319和0.0408）。然而，在下游段，四个象限壁之间的WSS差异无统计学意义。此外，BAF模型与理想化对照模型之间存在显著的WSS差异。

结论

BAF的解剖结构在窗状结构的侧壁创造了局部低WSS的微环境，这与斑块的分布具有空间相关性。这些发现强调了CFD-HRMRI结合在解析血管生物力学中的实用性，并表明WSS映射可以作为评估这种解剖变异中动脉粥样硬化风险的潜在生物标志物。下游段血流动力学影响的减弱表明，原生血管几何形态是斑块分布的共同决定因素，需要进一步的多尺度建模研究。

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。