支架置入对颅内动脉瘤血流动力学的影响

颅内动脉瘤是严重威胁人民健康的常见脑血管疾病。血管内介入治疗成为重要的治疗手段，但对于一些特殊类型的颅内动脉瘤，如宽颈、梭形动脉瘤，介入治疗面临很大困难，支架的使用，大大提高了这些疾病的治疗效果。但支架的置入对动脉瘤的血流动力学影响及其对治疗预后的影响尚不明确。我们前期研究发现血流动力学因素对动脉瘤栓塞预后有重要作用；针对体外模型和个案病例，初步发现支架能减缓瘤内的流速，降低切应力。在前期工作的基础上，本课题拟改进数值计算方法，增加具有潜在价值的参数；建立大量的基于临床影像资料的动脉瘤血流动力学模型，探索支架对颅内动脉瘤血流动力学的影响，寻找支架治疗动脉瘤的血流动力学关键影响因素及其降低动脉瘤治疗后再通的机理。建立支架治疗动脉瘤术后再通风险的评估系统，并通过临床病例进行验证。本研究是临床科学与生物医学工程学的交叉，有助于在该领域取得国际领先的具有重要临床应用价值的学术成果。

颅内动脉瘤是严重威胁人民健康的常见脑血管疾病。血管内介入治疗成为重要的治疗手段，但对于一些特殊类型的颅内动脉瘤，如宽颈、梭形动脉瘤，介入治疗面临很大困难，支架的使用，大大提高了这些疾病的治疗效果。但支架的置入对动脉瘤的血流动力学影响及其对治疗预后的影响尚不明确。本课题开发了支架空间结构虚拟植入方法代码，适用于Enterprise支架、LVIS支架、Pipeline密网支架和Tubridge密网支架等各种临床常用支架的快速模拟释放；把虚拟支架释放技术和在动脉瘤硅胶模型中释放真实支架的过程进行了对比，体外验证了支架植入方法的精确性，模拟的支架网格结构和真实支架的局部金属覆盖率和孔隙度一致；建立了大量的基于临床DSA影像的动脉瘤血流动力学模型，比较不同支架植入的血流动力学影响，发现支架植入后显著降低了动脉瘤内的流线、流速和壁面切应力，其作用效果从强到弱依次为：双LVIS支架，单个Pipeline密网支架，单个LVIS支架，双Enterprise支架，单个Enterprise支架；放置弹簧圈后又进一步降低了流速及壁面切应力；分析临床病例支架结合弹簧圈栓塞术后转归的血流动力学改变，结合临床随访结果进行对比验证，发现血流动力学因素与动脉瘤治疗后复发密切相关并且能预测临床转归方向；介入治疗消除瘤颈部高速集中入射血流和瘤颈周围区域的高壁面切应力是动脉瘤愈合的关键；对复发病例经再次治疗后，如果能有效降低局部血流速度及壁面切应力，动脉瘤也将趋于稳定。本研究是临床科学与生物医学工程学的交叉，对于经过支架辅助栓塞治疗后的临床病例的转归方向提出了有效的血流动力学预测方法，该成果具有重要临床应用价值。