轉載 【海外研究】顱內動脈瘤瘤壁的機械性質與血流動力學有關

2021-02-13 神外資訊

本文轉載自：長海OCIN 微信公眾號

顱內動脈瘤的發生與破裂被認為與異常血流動力學誘導的血管壁退化變薄有關。異常血流動力學可能會誘導炎症因子在血管壁聚集以及促進血栓的形成，從而引起血管壁的退化及機械性質的改變。但異常血流動力學與管壁結構及其機械性質改變的關係尚未完全明確。來自美國喬治梅森大學的Cebral教授及其同事進行了一項研究，來探討血流動力學特徵與動脈瘤管壁機械性質的關係，其結果發表於2015年7月的《American Journal of Neuroradiology》在線。在該研究中，作者對8例未破裂前循環顱內動脈瘤首先進行了計算流體力學分析（Computational Fluid Dynamics, CFD），獲得各動脈瘤的血流動力學參數，包括流速、壁面切應力（wall shear stress, WSS）、剪切振蕩指數（oscillatory shear index, OSI）等。之後對動脈瘤進行手術夾閉並切取瘤體標本。經過預處理後，對動脈瘤壁進行拉伸直至瘤壁撕裂以測量動脈瘤壁的各項機械性質指標，包括瘤壁張力（strain）、僵硬度（stiffness）等（圖1）。通過線性回歸分析，探究血流動力學參數與瘤壁機械性質指標的相關性。同時通過多光子雷射掃描顯微鏡（multiphoton laser scanning microscope，MPM）觀察瘤壁內膠原纖維的變化情況。

圖1. 對瘤壁組織進行拉伸並測量各機械性能指標

結果顯示，瘤壁的極限張力與入射流速（P=0.021）、平均流速（P=0.025）及平均WSS（P=0.039）呈顯著的負相關。而瘤壁僵硬度與入射流速（P=0.014）、平均流速（P=0.008）、入射流集中度（P=0.04）、血流不穩定性（P=0.006）、流場複雜程度（P=0.019）、WSS（P=0.002）以及OSI（P=0.004）呈顯著的正相關（圖2）。同時，通過顯微鏡觀察到，隨著瘤壁的拉伸，瘤壁內的膠原纖維發生拉伸及方向改變，瘤壁張力及硬度與所調動的膠原纖維量有關（圖3）。

圖2. 動脈瘤的血流動力學參數分布與膠原纖維結構

圖3. 膠原纖維隨拉伸度的變化發生形態與方向的變化

該結果表明，動脈瘤腔內的血流動力學會對動脈瘤壁的機械性質產生影響，並可能取決於瘤壁內膠原纖維的結構和質量。但血流動力學與瘤壁膠原纖維的直接關係還有待於進一步探討。

原文出處：Cebral JR, et al. AJNR Am J Neuroradiol. 2015 July 30. DOI: 10.3174/ajnr.A4358. Epub ahead of print

全軍腦血管病研究所

第二軍醫大學長海醫院腦血管病中心

呂楠 編譯 黃清海 審校

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