翻译纪文军
校译刘爱华
北京市神经外科研究所和首都医科医院神经介入科
摘自《中国神经介入资讯》第1卷第3期-页.原文出处:Stroke.May;46(5):-20.
壁切应力(wallshearstress,WSS)是引起血管壁重塑一个非常重要的生物力
学因素,但与脑动静脉畸形(arteriovenousmalformations,AVMs)发生的关系尚不清楚。本文将在血管内栓塞和外科手术前后用定量MRA技术测量AVMs供血动脉的WSS,探讨其血流动力学变化。
方法
患者选择
回顾性分析~年收治的75例患者,最后纳入21例具有完整临床资料患者。
血管内栓塞技术
采用Onyx胶栓塞3例,其余采用20%~60%的NBCA胶栓塞。栓塞顺序:先栓塞畸形团内的动静脉瘘,再栓塞深部供血动脉,最后栓塞表浅的供血动脉。
血流和血管直径的测定
所有纳入的患者于手术前和术后2天采用定量MRA技术测量供血动脉直径和流速,采用基于三维MRA-TOF成像的非侵袭性的优化分析软件(NOVA)。
WSS计算
WSS计算公式,WSS=32μQ/πD3,Q代表容积流速,单位ml/s,D代表直径,μ为血液粘稠度,为常数(0.单位)。
统计学分析
手术前、后的平均WSS、流速和动脉直径采用t检验分析;动脉直径与WSS和流速的关系采用指数回归分析。
结果
基线特征
21例患者及AVM特点,WSS基线资料见表1(点击阅读原文查看详细图表)。
WSS、流速和供血动脉直径在血管内栓塞术前、后的变化
供血动脉上的WSS,术前与术后有统计学差异(23.0±9.4dynes/cm2vs32.6±12.0dynes/cm2;P0.);对侧血管无统计学差异(23.0±9.4dynes/cm2vs22.5±9.6dynes/cm2;P=0.78),见图1(点击阅读原文查看详细图表)。
指数回归分析显示,术前高流速与大的供血动脉直径相关(R2=0.73;P0.),血管内栓塞术后(R2=0.43;P0.),同时出现WSS的下降,见图2。指数回归分析提示流速下降与供血动脉直径缩小有关(R2=0.40;P=0.),见图3(点击阅读原文查看详细图表)。
WSS、流速和供血动脉直径在外科手术前、后的变化
17例患者栓塞术后行外科切除。外科手术切除术前、后WSS有统计学差异(17.9±10.3dynes/cm2vs24.4±10.4dynes/cm2;P=0.02);对侧血管术前、后无明显变化(17.9±10.3dynes/cm2vs23.2±7.3dynes/cm2;P=0.09),见图4(点击阅读原文查看详细图表)。
讨论
本研究第一次采用定量MRA技术计算WSS,得出AVMs是一个高WSS、动态发展的病变,而不是一个稳定体。WSS促进了这一进程。这不同于以往Rossitti等的结论,定量MRA技术比TCD更准确,因为TCD对操作者经验的依赖很强,且分辨率低。其次,本研究发现血管内栓塞和外科手术前、后,WSS出现明显的下降,这或许是AVMs治疗后血管重塑的机理。
总之,AVM供血动脉的高WSS是由于高的血流量与供血动脉管腔扩大不匹配,栓塞和外科手术后WSS降低是由于流速下降,但WSS下降同时伴随着血管直径的变小。虽然本研究不能指明血管管腔的变化与低流速和低WSS之间的关系,但是本研究认为WSS是AVMs发展过程中一个重要的生物动力学因素,也可以解释供血动脉动脉瘤在治疗AVMs后自然缩小的现象。
结论
AVMs供血动脉的扩张不足以弥补高血流量而导致的WSS升高。血管内栓塞和外科手术后,随着血流量降低,供血动脉的直径和WSS相应地减低。
▲点评专家简介
▲专家点评(刘爱华:医院神经外科主任医师)
脑动静脉畸形(AVMs)是脑动脉、静脉之间的直接吻合,连接二者的是低阻力的畸形血管团,这导致血流动力学的变化,表现为供血动脉的增粗、供血动脉动脉瘤、引流静脉扩张迂曲和盗血现象等。计算流体力学在颅内动脉瘤的形成、发展、破裂和复发等领域研究较深入,而用于AVMs较少。壁切应力(WSS)是计算流体力学中一个非常重要的参数,代表流动的血液对血管壁的压力,是血管壁重塑的关键因素。WSS依赖血管直径和血液流速两个变量,可通过公式计算获得。AVMs是一个高血流动力学的病变,可导致供血动脉增粗。畸形团切除术后可出现供血动脉变细。但目前,WSS与AVMs之间的关系相关研究较少。
Rossitti第一次研究AVM供血动脉的WSS,用TCD测量流速,DSA测量血管直径,进而计算WSS,得出结论:血管腔受血流的影响而重塑以维持WSS在一个合理的水平。定量MRA技术计算WSS已经过验证。本研究第一次采用定量MRA技术计算AVMs供血动脉的WSS,得出AVMs是一个高WSS病变,一个动态发展的病变,而不是一个稳定体,WSS促进了这一进程。作者否定了Rossitti等的结论,认为定量MRA技术比TCD更准确,因为TCD对操作者经验的依赖很强,且分辨率低。其次,本研究根据血管内栓塞和外科手术前、后的对比,发现治疗后,WSS出现明显下降,指明了AVMs治疗后供血动脉管腔重塑的可能的机理。本研究也对于AVMs合并供血动脉瘤患者,对于动脉瘤的处理和转归提供了科学依据。
本文主要优点就是第一次利用定量MRA技术计算颅内AVMs供血动脉的WSS。方法简单、可靠。不足之处就是本研究样本量稍小,仍需大样本、前瞻性研究去验证。
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