梭形动脉瘤流场特征与病理学改变的相关性研究

发布时间：2018-03-13 23:49

本文选题：椎动脉梭形动脉瘤　切入点：流场特征　出处：《第二军医大学》2017年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：第一部分椎动脉梭形动脉瘤几何形态与流场特征的多因素分析目的:本研究测量并分析椎动脉V4段梭形动脉瘤的几何形态参数和流场类型,筛选出与螺旋型流场相关的主要几何形态参数。方法:筛选本中心2011年11月至2015年10月间接受脑血管造影的V4段梭形动脉瘤,根据入选标准和排除标准纳入病例,测量动脉瘤和载瘤动脉的几何形态参数,流动力学软件分析动脉瘤的流场。几何形态参数分三类共9项,包括形状大小参数、形态分布参数和空间位置关系参数。根据流场图,将动脉瘤分为螺旋型流场动脉瘤和非螺旋型流场动脉瘤,流场特征判读结果通过Kappa检验其一致性。Logistic分析螺旋型流场相关的几何形态参数。结果:共157例动脉瘤纳入研究,89例为螺旋型流场,68例为非螺旋型流场,流场特征结果判读一致性较好(Kappa=0.896,P0.001)。将9项几何形态参数先纳入单因素Logistic回归分析筛选后,再纳入多因素Logistic回归分析,结果显示近端载瘤动脉入口角度(OR=7.964,P=0.003)、远端载瘤动脉出口角度(OR=4.892,P=0.014)、入口平面和出口平面所在中轴线的空间距离(OR=0.015,P0.001)为影响瘤内螺旋型流场的危险因素。结论:入口角度、出口角度、入口平面和出口平面所在中轴线的空间距离影响梭形动脉瘤流场特征。螺旋型流场动脉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轴线的空间距离,提示梭形动脉瘤累及的血管越迂曲,越可能具有螺旋流场。第二部分具有螺旋型流场兔颈总动脉梭形动脉瘤模型的构建目的:采用弹性蛋白酶、CaCl_2溶液和物理扩张的不同因素组合,联合作用于兔颈总动脉内膜或(和)外膜,并且改变载瘤动脉形态,探索与人类颅内梭形动脉瘤病理特征更相似且具有螺旋型流场的梭形动脉瘤建模方法。方法:40只新西兰大白兔分成四组(每组10只):A组为对照组,在颈总动脉封闭一段血管腔,留置针穿刺入封闭血管腔,注入生理盐水,以2 atm持续加压扩张15分钟;B组为单纯CaCl_2内腔组,方法同A组,但注入封闭血管腔的为0.5 M CaCl_2溶液;C组为酶内腔+CaCl_2外膜组,方法与A组相似,不同的是注入封闭血管腔的为0.15 U/μl的弹性蛋白酶消化3分钟,且不加压,同时外膜予0.5 M CaCl_2溶液浸润15分钟;D组为CaCl_2内腔+酶外膜组,方法同C组,同时外膜予3 U/μl的弹性蛋白酶消化3分钟。四组均通过肌肉错层缝合拉伸血管形成血管扭曲,造成引起螺旋型流场的形态微环境。4周后予MRA检查和流场分析,测量对比各组动脉瘤扩张率(?)、成瘤率(扩张率≥50%为成瘤标准)、狭窄及闭塞率、螺旋型流场率等形态学指标。动物处死后,对比瘤体标本内膜和中膜厚度、弹性纤维面积分数、胶原纤维面积分数、弹力层破坏程度等病理学指标。结果:四组动物建模后无死亡,MRA显示A、B、C、D组平均扩张率分别为13.51%、36.2%、69.1%、77.7%,成瘤率分别为0%、30%、60%、90%。与A组相比,B、C、D组均出现扩张(P0.05),C、D组平均扩张率高于B组(P0.01),C组与D组间无差异(P=0.460)。C、D组成瘤率均显著高于A、B组(P0.001),C组与D组相似(P=0.303)。四组分别有0例、1例、3例、1例血管闭塞,另外C组有3例、D组有1例存在狭窄,C组的狭窄闭塞率高于其他三组(P0.05)。流场分析显示,四组螺旋型流场形成率分别为10%、44.4%、28.6%、88.9%,B、C、D三组均高于A组(P0.0125),三组间无差异。组织病理显示,B、C、D组均出现不同程度的弹力层破坏,弹性纤维均较A组显著减少(P0.001),C、D组比B组显著减少(P0.001)。B、C组的胶原纤维较A、D组显著升高(P0.01)。B组瘤壁厚度较A、C、D组显著增厚(P0.05),A、C、D三组间无差异。B、D组大部分(55.56%、66.67%)模型可见内膜下新生血管。结论:CaCl_2内腔加压灌注联合弹性蛋白酶外膜消化法建立的梭形动脉瘤模型,成瘤率高,狭窄闭塞率较低,具有螺旋型流场,病理学特征与人梭形动脉瘤相似,是进行血流动力学与病理学改变相关性研究的合适模型。第三部分不同流场对梭形动脉瘤形态和病理学改变的影响目的:CaCl_2内腔加压灌注联合弹性蛋白酶外膜消化法处理兔颈总动脉后,通过改变载瘤动脉形态分别使梭形动脉瘤形成螺旋型流场和非螺旋型流场,对比两种流场特征对梭形动脉瘤形态和病理学改变的不同影响。方法:36只新西兰大白兔,4只作为对照,32只分成两组,W组为扭曲实验组:在兔颈总动脉封闭一段血管腔,留置针穿刺入封闭血管腔,注入0.5 M CaCl_2溶液,以2 atm持续加压扩张15分钟,同时外膜予3 U/μl的弹性蛋白酶消化3分钟,拉伸血管形成血管扭曲,以形成螺旋型流场动脉瘤,Z组为直线对照组:化学处理与W组相似,不同是处理后血管保持平直,以形成非螺旋型流场。在6周时,行MRA、USPIO增强MRI、流场特征分析,分为螺旋型流场组和非螺旋型流场组,对比动脉瘤扩张率、狭窄及闭塞率、MRI平均SNR下降比率等形态学指标,处死一半动物,对比瘤体内膜和中膜厚度、弹性纤维面积分数、胶原纤维面积分数、MMP-2、MMP-9和α-SMA等病理学指标。在9周时,行相同检测后两组间对比,同时行两个时间点前后自身对比。结果:6周时:两组均有2例闭塞,1.流场特征:Z组14例均为非螺旋型;W组13例为螺旋型,1例非螺旋型纳入Z组分析。2.形态学:W组(螺旋型流场)的平均扩张率显著大于Z组(非螺旋型流场)(P=0.001)。3.组织病理学:W组弹力纤维面积分数和α-SMA面积分数更低(P0.05)。4.分子病理学:W组的MMP-9、MMP-2、NF-κB表达均显著高于Z组(P0.01)。9周时:1.流场特征:Z组7例均为非螺旋型;W组7例均为螺旋型。2.形态学:与Z组相比,W组平均扩张率更高(P0.001)。3.组织病理学:W组内膜和中膜厚度更厚(P=0.047),胶原纤维面积分数和α-SMA面积分数更低(P0.05)。4.分子病理学:W组的MMP-9、MMP-2、NF-κB表达均显著升高(P0.01)。9周与6周时比较:1.形态学:Z组动脉瘤已明显缩小(P=0.001),而W组的平均扩张率仍达75.8%,无明显变化。2.病理学:Z组在9周时MMP-2、MMP-9、NF-κB的表达均明显下降(P0.05),而W组仅MMP-2的表达有所下降(P=0.032),MMP-9、NF-κB无下降。USPIO增强MRI:注射USPIO后,正常血管SNR无明显变化,W组和Z组的瘤壁SNR均显著下降(P0.001)。结论:与非螺旋型流场相比,螺旋型流场使瘤壁NF-κB、MMP-9、MMP-2表达增加,弹性纤维、胶原纤维和合成型平滑肌细胞减少,导致瘤体体积更大。模型动物可对已形成的梭形动脉瘤进行自身修复,而螺旋型流场的持续存在阻碍了其自身修复的过程。USPIO能使梭形动脉瘤瘤壁MRI信号改变,提示其可用于MRI瘤壁成像诊断。
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【学位授予单位】：第二军医大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R743

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