梭形動脈瘤流場特征與病理學改變的相關性研究.pdf

1、第一部分椎動脈梭形動脈瘤幾何形態(tài)與流場特征的多因素分析
　　目的:本研究測量并分析椎動脈V4段梭形動脈瘤的幾何形態(tài)參數(shù)和流場類型，篩選出與螺旋型流場相關的主要幾何形態(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段梭形動脈瘤，根據(jù)入選標準和排除標準納入病例，測量動脈瘤和載瘤動脈的幾何形態(tài)參數(shù)，流動力學軟件分析動脈瘤的流場。幾何形態(tài)參數(shù)分三類共9項，包括形狀大小參數(shù)、形態(tài)分布參數(shù)和空間位置

2、關系參數(shù)。根據(jù)流場圖，將動脈瘤分為螺旋型流場動脈瘤和非螺旋型流場動脈瘤，流場特征判讀結(jié)果通過Kappa檢驗其一致性。Logistic分析螺旋型流場相關的幾何形態(tài)參數(shù)。
　　結(jié)果:共157例動脈瘤納入研究，89例為螺旋型流場，68例為非螺旋型流場，流場特征結(jié)果判讀一致性較好(Kappa=0.896，P＜0.001)。將9項幾何形態(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

3、脈入口角度(OR=7.964，P=0.003)、遠端載瘤動脈出口角度(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)螺旋型流場的危險因素。
　　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脈瘤流場特征。螺旋型流場動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，提示梭形動脈瘤累及的血管越迂曲，

4、越可能具有螺旋流場。
　　第二部分具有螺旋型流場兔頸總動脈梭形動脈瘤模型的構建
　　目的:采用彈性蛋白酶、CaCl2溶液和物理擴張的不同因素組合，聯(lián)合作用于兔頸總動脈內(nèi)膜或（和）外膜，并且改變載瘤動脈形態(tài)，探索與人類顱內(nèi)梭形動脈瘤病理特征更相似且具有螺旋型流場的梭形動脈瘤建模方法。
　　方法:40只新西蘭大白兔分成四組（每組10只）:A組為對照組，在頸總動脈封閉一段血管腔，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，同時外膜予0.5 M CaCl2溶液浸潤15分鐘;D組為CaCl2內(nèi)腔+酶外膜組，方法同C組，同時外膜予3 U/μl的彈性蛋白酶消化3分鐘。四組均通過肌肉錯層縫合拉伸血管形成血管扭曲，造成引起螺旋型

6、流場的形態(tài)微環(huán)境。4周后予MRA檢查和流場分析，測量對比各組動脈瘤擴張率（動脈瘤最大橫徑-遠、近端血管平均直徑/遠、近端血管平均直徑）、成瘤率（擴張率≥50％為成瘤標準）、狹窄及閉塞率、螺旋型流場率等形態(tài)學指標。動物處死后，對比瘤體標本內(nèi)膜和中膜厚度、彈性纖維面積分數(shù)、膠原纖維面積分數(shù)、彈力層破壞程度等病理學指標。
　　結(jié)果:四組動物建模后無死亡，MRA顯示A、B、C、D組平均擴張率分別為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)擴張(P＜0.05)，C、D組平均擴張率高于B組(P＜0.01)，C組與D組間無差異(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)。流場分析顯示，四組螺旋型流場形成率分別為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脈瘤模型，成瘤率高，狹窄閉塞率較低，具有螺旋型流場，病理學特征與人梭形動脈瘤相似，是進行血流動力學與病理學改變相關性研究的合適模型。
　　第三部分不同流場對梭形動脈瘤形態(tài)和病理學改變的影響
　　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脈后，通過改變載瘤動脈形態(tài)分別使梭形動脈瘤形成螺旋型流場和非螺旋型流場，對比兩種流場特征對梭形動脈

10、瘤形態(tài)和病理學改變的不同影響。
　　方法:36只新西蘭大白兔，4只作為對照，32只分成兩組，W組為扭曲實驗組:在兔頸總動脈封閉一段血管腔，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)加壓擴張15分鐘，同時外膜予3 U/μl的彈性蛋白酶消化3分鐘，拉伸血管形成血管扭曲，以形成螺旋型流場動脈瘤，Z組為直線對照組:化學處理與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。在6周時，行MRA、USPIO

11、增強MRI、流場特征分析，分為螺旋型流場組和非螺旋型流場組，對比動脈瘤擴張率、狹窄及閉塞率、MRI平均SNR下降比率等形態(tài)學指標，處死一半動物，對比瘤體內(nèi)膜和中膜厚度、彈性纖維面積分數(shù)、膠原纖維面積分數(shù)、MMP-2、MMP-9和α-SMA等病理學指標。在9周時，行相同檢測后兩組間對比，同時行兩個時間點前后自身對比。
　　結(jié)果:6周時:兩組均有2例閉塞，1.流場特征: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:W組（螺旋型流場）的平均擴張率顯著大于Z組（非螺旋型流場）(P=0.001)。3.組織病理學: W組彈力纖維面積分數(shù)和α-SMA面積分數(shù)更低(P＜0.05)。4.分子病理學:W組的MMP-9、MMP-2、NF-κB表達均顯著高于Z組(P＜0.01)。
　　9周時:1.流場特征:Z組7例均為非螺旋型;W組7例均為螺旋型。2.形態(tài)學:與Z組相比，W組平均擴張率更高(P＜0.001)。3.組織病理學:W組內(nèi)膜和中膜厚度更

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

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