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多层裸支架腔内隔绝动脉瘤的研究现状及存在问题

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中国普通外科杂志 2012年第12期21卷 1566-1570页

作者：郭媛媛金辉昆明医科大学附属第一医院血管外科云南昆明650032

多层裸支架隔绝动脉瘤瘤腔的同时,能保持支架覆盖区域分支动脉的通畅,解决了覆膜支架不能保留支架覆盖区重要分支的问题。笔者就多层裸支架治疗动脉瘤的现状及其机制进行综述,并总结其存在的问题,为临床治疗提供依据。

关键词：动脉瘤外科学多层裸支架腔内隔绝术综述文献

多层裸支架治疗复杂胸腹动脉瘤的数值模拟评价

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多层裸支架治疗复杂胸腹动脉瘤的数值模拟评价

作者：王冠石四川大学

学位级别：硕士

初步研究表明,多层裸支架是一项有希望治疗累系内脏分支的复杂动脉瘤的替代技术,但几乎没有研究全面讨论过多层裸支架针对不同偏心程度动脉瘤的适应性;针对多层裸支架和覆膜支架结合治疗偏心动脉瘤的血流动力学效果的研究同样较少;同时... 详细信息

初步研究表明,多层裸支架是一项有希望治疗累系内脏分支的复杂动脉瘤的替代技术,但几乎没有研究全面讨论过多层裸支架针对不同偏心程度动脉瘤的适应性;针对多层裸支架和覆膜支架结合治疗偏心动脉瘤的血流动力学效果的研究同样较少;同时,也没有研究使用有限元方法模拟并获得支架逐步植入后的支架和血管的应力应变分布。为了解决以上问题,本文进行了数值模拟研究,主要内容和结果如下:(1)首先,对植入不同层数支架的带有分支血管的不同偏心程度的动脉瘤进行了瞬态血流动力学模拟,获得速度、压力、分支流量,以及腔内血栓生成相关参数,如时间平均壁剪应力(TAWSS)、振荡剪切索引(OSI)和相对驻留时间(RRT)。结果表明,多层裸支架可以恢复主动脉中支架内的层流,并能够保持对重要器官足够的血液灌注。同时,多层裸支架可以引导血流在收缩期早期的动脉瘤内形成了一条特殊的血流通路,为腔内其他区域的血栓营造一个相对隔绝的血流动力学环境。但是多层裸支架在收缩期峰值后,特别是对于偏心动脉瘤,不能完全消除对动脉瘤远端的流动撞击和回流,这不利于撞击区域的修复。因此,应该更谨慎地治疗囊性动脉瘤,并进一步尝试可能使动脉瘤近端通畅并且远端隔绝的治疗方案。(2)其次,制定出合适的多层裸支架联合不同覆膜率的覆膜支架治疗的方案并进行CFD计算,结果证明使用覆膜支架基本上可以减弱动脉瘤远端壁面的流动撞击,保证重要器官的血液灌注,同时促使在收缩期峰值后动脉瘤内血流通路的形成,方便动脉瘤进一步加速恢复。然而随着覆膜率的增加,虽然能保证分支血管的灌注,但是并没有简单促使易于血栓生成的区域出现,而是在不同的动脉瘤中表现出复杂的血流动力学变化。因此,应当更加小心治疗复杂胸腹主动脉瘤,有必要使用患者特定的CT断层扫描模型具体分析特定的血流动力学情况。(3)最后,设计单层裸支架并进行力学评估,结果证明支架柔顺性高,易于变形和恢复,可以用于植入主动脉血管。然后,提出了逐层在血管腔内植入支架的有限元算法,构成多层裸支架系统,获得血管的Von Mises应力和真实应变,以及支架的等效单轴拉伸应变。结果表明即使植入三层支架,多层裸支架系统仍然具有良好的弹性和顺应性,基本不会由于贴合性对血管造成损伤;不同层数支架引起血管的应力应变的改变的结果,有助于临床医生在介入规划中使血管处于安全的应力应变区间,避免导致分支血管堵塞或者血管损伤。

关键词：多层裸支架胸腹主动脉瘤血流动力学 Nitinol合金有限元

Stanford B型主动脉夹层犬模型建立方式的改进及多层裸支架置入效果的计算流体力学评估

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Stanford B型主动脉夹层犬模型建立方式的改进及多层裸支架置入效...

作者：孙昊天津医科大学

学位级别：硕士

目的:探索与改进犬主动脉夹层的模型建立方法,评估多层裸支架(Multiple Overlapping Bare Stent,MOBS)置入治疗主动脉夹层的有效性。方法:一、选用共20条天津本地成年健康杂种犬,36-48月龄,体重25-30Kg,将其随机分配至实验组或对照组,... 详细信息

目的:探索与改进犬主动脉夹层的模型建立方法,评估多层裸支架(Multiple Overlapping Bare Stent,MOBS)置入治疗主动脉夹层的有效性。方法:一、选用共20条天津本地成年健康杂种犬,36-48月龄,体重25-30Kg,将其随机分配至实验组或对照组,每组各10条。实验组与对照组均在全麻并行气管插管机械通气的情况下,行开胸手术,游离胸主动脉。其中对照组纵行切开降主动脉全层,利用神经剥离子于中膜内2/3与外1/3处分离层次,切除1cm内层并将剩余内层纵行缝合,后缝合外层;实验组纵行切开至中膜内2/3与外1/3交界处,利用自制分离工具剥离内外层,后作内层横向切口,并将内膜两侧分别固定至主动脉侧壁。两组均在缝合止血后以0.05 mg/kg的用量静注肾上腺素以升高血压。术后1小时无异常则缝合关闭胸腔。术后3天全麻后行超声造影检测,术后7天处死实验犬并取得大体标本,肉眼观察测量并行切片病理检查;若实验犬于术后7日前死亡,则于当天解剖取得标本,比较实验组与对照组形成夹层数量,平均离体长度,以及累及内脏动脉的夹层的数量。二、将主动脉夹层患者计算机断层扫描血管造影(Computed Tomography Angiography,CTA)数据导入Mimics17.0软件构建主动脉三维模型,同时利用Solidworks制作多层裸支架计算机模型的构建。将上述主动脉及裸支架的3D模型整合,并导入ANSYS ICEMCFD进行计算前的网格划分。模拟3种手术方案,即近端及远端破口采用覆膜支架封闭,内脏动脉区未处理(方案A)/内脏动脉区使用MOBS处理(方案B),以及3段均采用多层裸支架处理(方案C)。采用ANSYS CFX软件进行手术干预前后流场分布的计算与模拟。比较各干预措施后的流线图、壁面切应力(Wall Shear Stress,WSS),术后血压变化及血流分布情况以评估MOBS置入的效果。结果:一、1.两组间在年龄、性别及体重等一般情况无统计学差异(P>0.05)。2.实验组术中死亡2例,3例术后死于严重夹层并发症;对照组术中死亡1例。余实验犬术后一般情况及切口愈合可。两组间术后存活率分别为80.0%(8/10)、90.0%(9/10),差异无统计学意义(p>0.999);术后总存活率分别为50.0%(5/10)、90.0%(9/10),差异尚无统计学意义(p=0.141);术后夹层并发症发生率分别为30%(3/10)、0%(0/10),差异亦无统计学意义(p=0.211)。3.实验组夹层形成率为100%(10/10),对照组为70%(7/10)。两组间差异尚无统计学意义(p=0.211)。其中累及内脏动脉率分别为30%(3/10)、0%(0/10),差异尚不具有统计学意义(p=0.211)。两组间夹层离体长度存在显著差异,其中实验组11.41?2.98 cm,对照组2.84?0.71 cm(p裸支架置入层数增多愈发局限于分支血管附近,而该区域与术后三维重建假腔范围高度重合。同时手术干预限制了经由破口流入假腔的流体质点的数量及流速,并随多层裸支架层数的增多而越发明显。2.与流线图的结果近似,与术前相比,各方案均在总体上降低了假腔内的WSS,并随着覆盖分支血管的MOBS置入层数增多而进行性降低。高WSS区域主要集中在分支血管周围。3.在选定层面,术后真腔血压上升约6%,同时假腔血压上升约7%。4.术后血流在各出口的重分布改变均不显著。结论:1、改进造模法相较传统造模法显著提升了动物模型的夹层长度2、虽然两组已在夹层形成率、累及内脏动脉率等方面体现出分离趋势,但受限于样本量,差异尚无统计学意义,故样本量仍需进一步增加3、造模方式仍需进一步探索以在提高成功率的同时进一步提高术后存活率,以满足接下来MOBS置入效果的评估4、超声造影作为检测手段,难以发现胸主动脉段夹层,且实验动物须在全麻下接受搬运检查,增大了出现意外的可能5、理论上,MOBS可用于治疗累及内脏动脉的B型夹层,且效果优于单纯应用覆膜支架。6、计算机模拟采用理想物理模型,与实际可能存在出入,且单病例分析代表性有限,仍需进一步增加分析病例数以找出共性规律,如果可能,为每个病例行术前个性化计算,以找出手术干预的最佳方案。

关键词： Stanford B型夹层动物模型开胸手术多层裸支架计算流体力学

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新型多层裸支架治疗胸腹主动脉瘤的实验研究

新型多层裸支架治疗胸腹主动脉瘤的实验研究

作者：陈燕青第二军医大学

学位级别：硕士

研究背景胸腹主动脉瘤(Thoracoabdominal aortic aneurysm,TAAA)常累及腹腔干动脉、肠系膜上动脉、肾动脉等重要分支动脉,外科手术难度大,目前仍没有公认的标准术式。传统开放手术需要联合开胸开腹,阻断并重建内脏动脉血供,手术创伤大,... 详细信息

研究背景胸腹主动脉瘤(Thoracoabdominal aortic aneurysm,TAAA)常累及腹腔干动脉、肠系膜上动脉、肾动脉等重要分支动脉,外科手术难度大,目前仍没有公认的标准术式。传统开放手术需要联合开胸开腹,阻断并重建内脏动脉血供,手术创伤大,部分患者无法耐受。开窗、分支型支架以及烟囱技术等主动脉腔内修复术(Endovascular aortic repair,EVAR)具有明显的微创优势,减少了内脏缺血及脊髓并发症。但面临定制周期长、术中需要使用大剂量造影剂、内漏并发症高及手术费用大等劣势。在此背景下国内外尝试应用多层裸支架技术治疗累及重要分支动脉的复杂动脉瘤。初期结果,令人鼓舞。然而中长期临床随访发现有动脉瘤破裂及重要分支堵塞等严重并发症发生。研究目的探讨新型多层裸支架治疗胸腹主动脉瘤的临床可行性。本研究从血液动力学基本原理入手,并根据前期研究结果(裸支架孔隙率、渗透性)对裸支架血液动力学效应的影响,结合目前临床应用裸支架的缺点自主研发设计应用于胸腹主动脉瘤的新型裸支架腔内移植物。随后通过计算机模拟新型裸支架在胸腹主动脉瘤个体化3D模型中释放,观察其瘤腔内血液动力学变化,最后通过动物实验初步评估新型多层裸支架治疗胸腹主动脉瘤的安全性及有效性。研究方法1.根据新型裸支架的结构特征(螺旋直径、螺旋角度、线径长短、线径粗细等)构建新型多层裸支架的计算机模型。2.利用3D Slicer 4.5.0-1及血管建模工具包(The Vascular Modeling Toolkit,VMTK)构建胸腹主动脉瘤患者个体化3D动脉瘤模型。3.计算机模拟支架置入并分析新型多层裸支架置入后瘤腔内血液动力学变化:分析内容包括瘤腔内的管壁应力、血流流速以及管壁切应力等参数。4.建立一种形态学及血液动力学与累及分支动脉的复杂胸腹主动脉瘤相似,适用于新型多层裸支架研究的动物模型。5.将新型裸支架置入动物模型中,随访3个月复查CTA观察动脉瘤直径变化、瘤腔内血栓率变化及分支动脉通畅情况。研究结果1.计算机模拟新型裸支架置入个体化3D动脉瘤,显著增加瘤颈接触处的管壁应力,而瘤腔内壁的应力无明显变化;瘤腔内流速及切应力显著减低。2.建立动物模型18例,1例因麻醉过深死于呼吸抑制;2例术后发现分支动脉闭塞;其余15例均成功并且动物模型与临床胸腹主动脉瘤在形态和血液动力学上相似。3.动物模型置入新型裸支架后引起动脉瘤最大直径减小(15.8±0.7mm降低至15.3±0.9 mm)、诱导瘤腔内血栓进一步形成(12.6±4.2%增加至52.7±15.4%,p多层裸支架引起瘤腔内血液动力学变化,降低瘤腔内血流速度和瘤壁切应力,在保持分支动脉通畅的同时诱导瘤腔内血栓形成,增加管壁有效厚度从而降低管壁应力,达到治疗效果。为累及分支动脉的胸腹主动脉瘤的腔内治疗提供了一种新的腔内移植物选择。同时新型多层裸支架治疗胸腹主动脉瘤的有效性、安全性有待于大规模体外、动物实验进一步的验证。

关键词：胸腹主动脉瘤多层裸支架血液动力学

多层叠放裸支架干预下B型主动脉夹层流固耦合数值模拟研究

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多层叠放裸支架干预下B型主动脉夹层流固耦合数值模拟研究

作者：冯凌波天津大学

学位级别：硕士

主动脉夹层是一种发病急、进展快、死亡率极高的心血管疾病。多层裸支架是一种新的胸主动脉腔内修复技术(TEVAR),可在促进假腔血栓化的同时保证分支动脉畅通。然而,多层裸支架术后主动脉假腔再膨大是其主要并发症之一,严重影响患者中长... 详细信息

主动脉夹层是一种发病急、进展快、死亡率极高的心血管疾病。多层裸支架是一种新的胸主动脉腔内修复技术(TEVAR),可在促进假腔血栓化的同时保证分支动脉畅通。然而,多层裸支架术后主动脉假腔再膨大是其主要并发症之一,严重影响患者中长期生存率,加重患者经济负担。TEVAR术后主动脉再膨大是一个持续发展的病理过程,可能涉及复杂的血管壁生长和重塑行为。众所周知,壁面应力与流体对壁面的剪应力(WSS)等力学因素是调控血管生长和重塑的主要因素,因此,应力分析是研究术后主动脉壁再膨大的关键问题。多层裸支架干预下夹层假腔内的血流动力学状态非常复杂,所以,壁面应力分析需要考虑假腔内的血流动力学影响。目前,支架作用下血管壁应力状态的数值模拟主要是单纯的结构应力分析,而多层裸支架治疗主动脉夹层的研究以血流动力学分析为主,多层裸支架植入主动脉夹层的流固耦合分析还未有报告。本研究拟通过单向流固耦合提出一种可以同时评估假腔血流动力学和壁面应力等力学特征的方法,以期在考虑血流动力学影响的情况下,更加准确的计算术后假腔壁面的应力状态,进而探究假腔壁面应力状态的变化与主动脉夹层术后再膨大的关系。首先,本文提出一种基于理想主动脉夹层的单向流固耦合计算方法:根据假腔是否累及分支动脉将模型分为两类,建立多层裸支架作用下主动脉夹层的单向流固耦合数值仿真模型,进行血流动力学分析的同时考虑血流对壁面应力的影响;模拟不同手术策略干预下,术后假腔内的血流动力学和壁面应力状态特征,并对血栓形成前后的假腔壁面应力状态进行对比分析,该方法可用于分析多层裸支架干预后主动脉夹层假腔内的血流动力学和假腔壁面应力等生物力学特征。与此同时,通过参数分析阐述临床手术策略选择和假腔有无累及分支血管对假腔内血流动力学和壁面应力的影响。理想模型结果表明:忽略支架释放过程对假腔壁面应力的计算影响较小。仅用多层裸支架无法有效缩小假腔内的高流速、高壁面剪应力区域;仅用覆膜支架封堵近端入口,远端将维持高流速、高壁面剪应力区域;覆膜支架和多层裸支架联合使用会使假腔内出现最大范围的低流速和低剪应力区域,最大程度降低假腔内的压力和壁面应力。与有分支动脉模型相比,无分支动脉模型术后更易形成低流速、低壁面剪应力区域,但其术后即时假腔内血压更高。假腔内血栓的形成可大幅降低血栓覆盖区域的壁面应力。其次,本文根据已有病例的随访CT影像数据资料及病例真实的手术情况,建立病人手术前后不同时期的血流域、血管壁和多层裸支架几何模型,并对几何模型进行网格划分建立流固耦合仿真计算模型,依据基于理想模型所提出的单向流固耦合计算方法及流程对个体化模型进行单向流固耦合数值模拟计算,并结合CT影像数据对仿真计算结果进行分析讨论。得出如下结论:血栓的形成使血液无法直接冲击血管壁,进而使血栓覆盖区域的假腔壁面应力大幅降低。对于病例1来说,随访CT影像发现,其术后17个月与术后3个月图像相比,假腔出现膨大现象,这可能与术后3个月假腔部分血栓化导致假腔内的高应力区域未完全消除有关。对于病例2来说,由于假腔内只有一小部分区域形成血栓,血栓化率很低,假腔内的血液流动依旧比较充分,血液不可避免的会对假腔壁面造成冲击,随访CT影像发现该病例术后假腔出现了进一步扩大(即术后再膨大)的现象,从计算结果可见,血栓形成之后,假腔壁面的应力有所增大,这可能与假腔的再膨大现象有关。综上,本文所提出的计算方法可同时分析术后假腔内的血流动力学和壁面应力特征,为研究多层裸支架引发假腔血栓化及主动脉再膨大的力学机理提供支撑。

关键词：流固耦合壁面应力血流动力学主动脉夹层多层裸支架

多层自膨式裸支架治疗主动脉夹层动脉瘤的术中配合与护理

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解放军护理杂志 2012年第18期29卷 56-58页

作者：毛华娟张雷毛燕君李海燕张磊景在平陆清声第二军医大学长海医院血管外科上海200433

目的探讨多层自膨式裸支架治疗主动脉夹层动脉瘤的术中配合与护理方法。方法回顾性分析2008年3月至2011年9月在长海医院血管外科行多层自膨式裸支架治疗的主动脉夹层动脉瘤35例患者的临床资料,并对术中配合和护理方法进行总结。结果所... 详细信息

目的探讨多层自膨式裸支架治疗主动脉夹层动脉瘤的术中配合与护理方法。方法回顾性分析2008年3月至2011年9月在长海医院血管外科行多层自膨式裸支架治疗的主动脉夹层动脉瘤35例患者的临床资料,并对术中配合和护理方法进行总结。结果所有患者手术治疗均获成功。手术时间20～60min,平均(37±12)min,出血量30～70ml,平均(46±10)ml,使用造影剂量50～100ml,平均(72±14)ml。住院时间3～10d,平均(5±2)d。所有患者住院期间未发生穿刺点出血、脊髓缺血等并发症。结论积极全面的术中配合与护理,可促进术后机体恢复。

关键词：主动脉夹层动脉瘤多层裸支架术中配合护理

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多层动脉瘤修复系统治疗主动脉瘤的研究进展

心脏杂志 2013年第1期25卷 106-109页

作者：吕强杨剑第四军医大学西京医院心血管外科陕西西安710032

近年来,腔内血管外科技术在治疗主动脉瘤方面取得了巨大进展,其对于真性动脉瘤、假性动脉瘤及主动脉夹层等主动脉疾病均具有良好的治疗效果,但对阻塞的重要分支血管,则存在需要提前重建血流等问题。为了避免上述问题的发生,一种新型腔... 详细信息

近年来,腔内血管外科技术在治疗主动脉瘤方面取得了巨大进展,其对于真性动脉瘤、假性动脉瘤及主动脉夹层等主动脉疾病均具有良好的治疗效果,但对阻塞的重要分支血管,则存在需要提前重建血流等问题。为了避免上述问题的发生,一种新型腔内修复技术——多层动脉瘤修复系统(multilayer aneurysm repair system,MARS)已开始应用于临床,其能够有效地隔绝动脉瘤并且保证侧支循环和分支血管的血流供应。目前,MARS已成功地应用于外周动脉瘤的治疗,并开始向主动脉瘤的治疗迈进。相信随着研究的深入,MARS对治疗主动脉瘤也可能会取得新的突破。

关键词：多层动脉瘤修复系统多层裸支架腔内治疗主动脉瘤