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脑动脉瘤血栓形成及其计算模型

编辑:INC|发布时间:2020-12-14 14:41|点击次数:
脑动脉瘤血栓形成的理想计算模型将能够在对整个手术时间影响最小的时间范围内预测一系列血管内治疗的闭塞结果。动脉瘤几何形状必须准确表示,因为它们对不同患者的预后差异有...

  止血过程维持循环系统的完整性。在生理条件下,血管损伤后会发生凝血。血小板活性和纤维蛋白形成的重叠确保了止血并启动愈合过程。在一些个体中,促凝剂和抗凝剂过程的平衡被打乱,导致凝血过多或在其他情况下凝血不足。还有一些病理,如癌症和急性冠状动脉综合征,在没有损伤血管壁的情况下发生凝血(Ruf和Mueller, 2006年;Cimmino等,2011)。对于这两种病理,凝块的发展与肿瘤细胞或细胞衍生的大颗粒上发现的循环形式的组织因子有关。血栓形成是一种与脑动脉瘤密切相关的生物反应,脑动脉瘤是血管壁弱化引起的气球状血管壁扩张(Lawton et al., 2005)。对美国、加拿大、欧洲和日本人口的研究发现,脑动脉瘤的发病率为每年1-5%,破裂风险为0.6%,随后的死亡率或严重发病率为30-50% (Wiebers, 2000年;Wermer等,2007)。血栓已在破裂和未破裂动脉瘤中被观察到(Eller, 1986;石川等人,2006年;Calviere等,2011)。在未破裂的病例中,血栓形成既可以稳定动脉瘤,也可以加速破裂的过程。无论是在没有外部输入或干扰的情况下发生在动脉瘤囊内的自发性血栓,还是器械诱发的血栓,都是如此(Whittle et al., 1982;伯恩等人,1997,2010;Vanninen等人,2003年;Cohen等,2007)。不同的外科(夹子)和血管内(线圈、线圈和支架、分流器)治疗可导致器械引起的凝血(Perrone et al.2015)。考虑到血栓对动脉瘤稳定性的重要贡献,放置器械后血栓形成的结果可能为最终未破裂动脉瘤的结果提供强有力的线索。随着医学成像技术的进步,在常规扫描或其他疾病检查中意外发现的动脉瘤数量增加,预测未破裂动脉瘤进展的能力变得越来越重要(Rinkel等,1998年;Winn等人,2002年;(Steiner等,2013)。如果动脉瘤在病人的一生中都是无害的,那么决定对其进行治疗就会给医疗系统带来不必要的负担,并带来医源性风险(Wardlaw和White, 2000)。相反,如果没有症状的动脉瘤破裂,不治疗可能是致命的。有关干预的决定是基于动脉瘤的形态描述。在决定是否需要处理时,会考虑诸如尺寸、位置、形状、高宽比和瓶颈因素等因素。

脑动脉瘤

  由于脑动脉瘤患者的特殊性,能够在个性化基础上预测结果的虚拟介入规划工具是非常可取的。各种计算工具预测介入性器械放置的效果(Kakalis等,2008;Chong等,2014;Peach T.等,2014)。通常,这些工具和模型是为特定于患者的介入规划环境而设计的。许多模型侧重于预测干预后改变的血流动力学条件。其中一小部分集中在脑动脉瘤血栓形成上,因为在这种特殊的病理中,凝血结果对最终脑动脉瘤的演化具有如此重大的影响(Ouared等人,2008;Rayz等人,2010年;Peach T. W.等,2014;De Sousa等人,2015;Ngoepe和Ventikos, 2016年;Ou等,2016)。理想的计算工具将能够预测血管内装置放置后的血流动力学变化和血栓成熟程度,并为个体确定最佳的治疗疗程。这样一个工具也将是有益的优化抗凝药物的辅助治疗的每个病人的基础上。

  脑动脉瘤血栓形成的理想计算模型将能够在对整个手术时间影响最小的时间范围内预测一系列血管内治疗的闭塞结果。动脉瘤几何形状必须准确表示,因为它们对不同患者的预后差异有重大影响。该模型需要考虑患者的凝血情况,还需要考虑不同治疗方案的效果。局部血流动力学也需要纳入模型。这可以通过适当的边界条件和对凝块区域分配适当的物理特性来实现。最后,在尽可能的情况下,计算框架需要与医疗保健中心的现有设施保持一致,这些医疗中心的重点是脑动脉瘤的血管内治疗。这将包括与现有成像方式和凝血试验的兼容性。

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