梭形動(dòng)脈瘤流場(chǎng)特征與病理學(xué)改變的相關(guān)性研究.pdf

1、第一部分椎動(dòng)脈梭形動(dòng)脈瘤幾何形態(tài)與流場(chǎng)特征的多因素分析
　　目的:本研究測(cè)量并分析椎動(dòng)脈V4段梭形動(dòng)脈瘤的幾何形態(tài)參數(shù)和流場(chǎng)類型，篩選出與螺旋型流場(chǎng)相關(guān)的主要幾何形態(tài)參數(shù)。
　　方法:篩選本中心2011年11月至2015年10月間接受腦血管造影的V4段梭形動(dòng)脈瘤，根據(jù)入選標(biāo)準(zhǔn)和排除標(biāo)準(zhǔn)納入病例，測(cè)量動(dòng)脈瘤和載瘤動(dòng)脈的幾何形態(tài)參數(shù)，流動(dòng)力學(xué)軟件分析動(dòng)脈瘤的流場(chǎng)。幾何形態(tài)參數(shù)分三類共9項(xiàng)，包括形狀大小參數(shù)、形態(tài)分布參數(shù)和空間位置

2、關(guān)系參數(shù)。根據(jù)流場(chǎng)圖，將動(dòng)脈瘤分為螺旋型流場(chǎng)動(dòng)脈瘤和非螺旋型流場(chǎng)動(dòng)脈瘤，流場(chǎng)特征判讀結(jié)果通過Kappa檢驗(yàn)其一致性。Logistic分析螺旋型流場(chǎng)相關(guān)的幾何形態(tài)參數(shù)。
　　結(jié)果:共157例動(dòng)脈瘤納入研究，89例為螺旋型流場(chǎng)，68例為非螺旋型流場(chǎng)，流場(chǎng)特征結(jié)果判讀一致性較好(Kappa=0.896，P＜0.001)。將9項(xiàng)幾何形態(tài)參數(shù)先納入單因素Logistic回歸分析篩選后，再納入多因素Logistic回歸分析，結(jié)果顯示近端載瘤動(dòng)

3、脈入口角度(OR=7.964，P=0.003)、遠(yuǎn)端載瘤動(dòng)脈出口角度(OR=4.892，P=0.014)、入口平面和出口平面所在中軸線的空間距離(OR=0.015，P＜0.001)為影響瘤內(nèi)螺旋型流場(chǎng)的危險(xiǎn)因素。
　　結(jié)論:入口角度、出口角度、入口平面和出口平面所在中軸線的空間距離影響梭形動(dòng)脈瘤流場(chǎng)特征。螺旋型流場(chǎng)動(dòng)脈瘤有更小的入口角度、更小的出口角度、更大的入口平面和出口平面所在中軸線的空間距離，提示梭形動(dòng)脈瘤累及的血管越迂曲，

4、越可能具有螺旋流場(chǎng)。
　　第二部分具有螺旋型流場(chǎng)兔頸總動(dòng)脈梭形動(dòng)脈瘤模型的構(gòu)建
　　目的:采用彈性蛋白酶、CaCl2溶液和物理擴(kuò)張的不同因素組合，聯(lián)合作用于兔頸總動(dòng)脈內(nèi)膜或（和）外膜，并且改變載瘤動(dòng)脈形態(tài)，探索與人類顱內(nèi)梭形動(dòng)脈瘤病理特征更相似且具有螺旋型流場(chǎng)的梭形動(dòng)脈瘤建模方法。
　　方法:40只新西蘭大白兔分成四組（每組10只）:A組為對(duì)照組，在頸總動(dòng)脈封閉一段血管腔，留置針穿刺入封閉血管腔，注入生理鹽水，以2 a

5、tm持續(xù)加壓擴(kuò)張15分鐘;B組為單純CaCl2內(nèi)腔組，方法同A組，但注入封閉血管腔的為0.5 M CaCl2溶液;C組為酶內(nèi)腔+ CaCl2外膜組，方法與A組相似，不同的是注入封閉血管腔的為0.15 U/μl的彈性蛋白酶消化3分鐘，且不加壓，同時(shí)外膜予0.5 M CaCl2溶液浸潤(rùn)15分鐘;D組為CaCl2內(nèi)腔+酶外膜組，方法同C組，同時(shí)外膜予3 U/μl的彈性蛋白酶消化3分鐘。四組均通過肌肉錯(cuò)層縫合拉伸血管形成血管扭曲，造成引起螺旋型

6、流場(chǎng)的形態(tài)微環(huán)境。4周后予MRA檢查和流場(chǎng)分析，測(cè)量對(duì)比各組動(dòng)脈瘤擴(kuò)張率（動(dòng)脈瘤最大橫徑-遠(yuǎn)、近端血管平均直徑/遠(yuǎn)、近端血管平均直徑）、成瘤率（擴(kuò)張率≥50％為成瘤標(biāo)準(zhǔn)）、狹窄及閉塞率、螺旋型流場(chǎng)率等形態(tài)學(xué)指標(biāo)。動(dòng)物處死后，對(duì)比瘤體標(biāo)本內(nèi)膜和中膜厚度、彈性纖維面積分?jǐn)?shù)、膠原纖維面積分?jǐn)?shù)、彈力層破壞程度等病理學(xué)指標(biāo)。
　　結(jié)果:四組動(dòng)物建模后無(wú)死亡，MRA顯示A、B、C、D組平均擴(kuò)張率分別為13.51％、36.2％、69.1％、77

7、.7％，成瘤率分別為0％、30％、60％、90％。與A組相比，B、C、D組均出現(xiàn)擴(kuò)張(P＜0.05)，C、D組平均擴(kuò)張率高于B組(P＜0.01)，C組與D組間無(wú)差異(P=0.460)。C、D組成瘤率均顯著高于A、B組(P＜0.001)，C組與D組相似(P=0.303)。四組分別有0例、1例、3例、1例血管閉塞，另外C組有3例、D組有1例存在狹窄，C組的狹窄閉塞率高于其他三組(P＜0.05)。流場(chǎng)分析顯示，四組螺旋型流場(chǎng)形成率分別為10％

8、、44.4％、28.6％、88.9％，B、C、D三組均高于A組(P＜0.0125)，三組間無(wú)差異。組織病理顯示，B、C、D組均出現(xiàn)不同程度的彈力層破壞，彈性纖維均較A組顯著減少(P＜0.001)，C、D組比B組顯著減少(P＜0.001)。B、C組的膠原纖維較A、D組顯著升高(P＜0.01)。B組瘤壁厚度較A、C、D組顯著增厚(P＜0.05)，A、C、D三組間無(wú)差異。B、D組大部分(55.56％、66.67％)模型可見內(nèi)膜下新生血管。

9、r>　　結(jié)論:CaCl2內(nèi)腔加壓灌注聯(lián)合彈性蛋白酶外膜消化法建立的梭形動(dòng)脈瘤模型，成瘤率高，狹窄閉塞率較低，具有螺旋型流場(chǎng)，病理學(xué)特征與人梭形動(dòng)脈瘤相似，是進(jìn)行血流動(dòng)力學(xué)與病理學(xué)改變相關(guān)性研究的合適模型。
　　第三部分不同流場(chǎng)對(duì)梭形動(dòng)脈瘤形態(tài)和病理學(xué)改變的影響
　　目的:CaCl2內(nèi)腔加壓灌注聯(lián)合彈性蛋白酶外膜消化法處理兔頸總動(dòng)脈后，通過改變載瘤動(dòng)脈形態(tài)分別使梭形動(dòng)脈瘤形成螺旋型流場(chǎng)和非螺旋型流場(chǎng)，對(duì)比兩種流場(chǎng)特征對(duì)梭形動(dòng)脈

10、瘤形態(tài)和病理學(xué)改變的不同影響。
　　方法:36只新西蘭大白兔，4只作為對(duì)照，32只分成兩組，W組為扭曲實(shí)驗(yàn)組:在兔頸總動(dòng)脈封閉一段血管腔，留置針穿刺入封閉血管腔，注入0.5 M CaCl2溶液，以2 atm持續(xù)加壓擴(kuò)張15分鐘，同時(shí)外膜予3 U/μl的彈性蛋白酶消化3分鐘，拉伸血管形成血管扭曲，以形成螺旋型流場(chǎng)動(dòng)脈瘤，Z組為直線對(duì)照組:化學(xué)處理與W組相似，不同是處理后血管保持平直，以形成非螺旋型流場(chǎng)。在6周時(shí)，行MRA、USPIO

11、增強(qiáng)MRI、流場(chǎng)特征分析，分為螺旋型流場(chǎng)組和非螺旋型流場(chǎng)組，對(duì)比動(dòng)脈瘤擴(kuò)張率、狹窄及閉塞率、MRI平均SNR下降比率等形態(tài)學(xué)指標(biāo)，處死一半動(dòng)物，對(duì)比瘤體內(nèi)膜和中膜厚度、彈性纖維面積分?jǐn)?shù)、膠原纖維面積分?jǐn)?shù)、MMP-2、MMP-9和α-SMA等病理學(xué)指標(biāo)。在9周時(shí)，行相同檢測(cè)后兩組間對(duì)比，同時(shí)行兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)前后自身對(duì)比。
　　結(jié)果:6周時(shí):兩組均有2例閉塞，1.流場(chǎng)特征:Z組14例均為非螺旋型;W組13例為螺旋型，1例非螺旋型納入Z組分

12、析。2.形態(tài)學(xué):W組（螺旋型流場(chǎng)）的平均擴(kuò)張率顯著大于Z組（非螺旋型流場(chǎng)）(P=0.001)。3.組織病理學(xué): W組彈力纖維面積分?jǐn)?shù)和α-SMA面積分?jǐn)?shù)更低(P＜0.05)。4.分子病理學(xué):W組的MMP-9、MMP-2、NF-κB表達(dá)均顯著高于Z組(P＜0.01)。
　　9周時(shí):1.流場(chǎng)特征:Z組7例均為非螺旋型;W組7例均為螺旋型。2.形態(tài)學(xué):與Z組相比，W組平均擴(kuò)張率更高(P＜0.001)。3.組織病理學(xué):W組內(nèi)膜和中膜厚度更

13、厚(P=0.047)，膠原纖維面積分?jǐn)?shù)和α-SMA面積分?jǐn)?shù)更低(P＜0.05)。4.分子病理學(xué):W組的MMP-9、MMP-2、NF-κB表達(dá)均顯著升高(P＜0.01)。
　　9周與6周時(shí)比較:1.形態(tài)學(xué):Z組動(dòng)脈瘤已明顯縮小(P=0.001)，而W組的平均擴(kuò)張率仍達(dá)75.8％，無(wú)明顯變化。2.病理學(xué):Z組在9周時(shí)MMP-2、MMP-9、NF-κB的表達(dá)均明顯下降(P＜0.05)，而W組僅MMP-2的表達(dá)有所下降(P=0.032)，

14、MMP-9、NF-κB無(wú)下降。
　　USPIO增強(qiáng)MRI:注射USPIO后，正常血管SNR無(wú)明顯變化，W組和Z組的瘤壁SNR均顯著下降(P＜0.001)。
　　結(jié)論:與非螺旋型流場(chǎng)相比，螺旋型流場(chǎng)使瘤壁NF-κB、MMP-9、MMP-2表達(dá)增加，彈性纖維、膠原纖維和合成型平滑肌細(xì)胞減少，導(dǎo)致瘤體體積更大。模型動(dòng)物可對(duì)已形成的梭形動(dòng)脈瘤進(jìn)行自身修復(fù)，而螺旋型流場(chǎng)的持續(xù)存在阻礙了其自身修復(fù)的過程。USPIO能使梭形動(dòng)脈瘤瘤壁MR