第一作者:付宇
通讯作者:向建平,管生
其他作者:边昕,邹容,金肜伯,冷晓畅,范锋,魏森,崔选
作者单位:郑州大学第一附属医院,脉流科技
REF: Fu Y, Bian X, Zou R, et al. Hemodynamic alterations of flow diverters on aneurysms at the fetal posterior communicating artery: A simulation study using CFD to compare the surpass streamline, pipeline flex, and tubridge devices. J Neuroradiol. 2024;51(1):74-81. doi:10.1016/j.neurad.2023.07.002
PMID: 37442272
传统的策略治疗后交通动脉瘤的安全性和有效性并不理想,特别是在涉及胚胎型大脑后动脉(f-PCA)的病例中。随着治疗未破裂颅内动脉瘤的趋势的转变,新型的血流导向装置(FD)不断涌现。Surpass Streamline、Pipeline Flex、Tubridge是三款具有不同网格特征的FD,然而其差异研究较少。计算流体动力学(CFD)仿真虚拟治疗为在同一个病例中比较三款FD的差异提供了途径。本研究使用高保真有限元方法(FEM)技术,在两个动脉瘤模型中分别植入三款FD研究血流动力学的改变,并结合临床随访探讨胚胎型后交通动脉瘤的可能治疗策略。
本研究回顾性纳入了2例合并胚胎型后交通动脉瘤患者,患者已接受Surpass支架植入。DSA获得患者手术前脑血管3DRA影像,根据影像对患者动脉瘤及邻近血管进行重建。根据术者选择的Surpass型号选择无应力状态下相近的Pipeline和Tubridge型号,通过FEA完成不同种类FD的三维建模和虚拟植入。对模拟的手术前后的血管模型进行CFD仿真,并分析其动脉瘤内平均流速、高流速区域体积(HFV)、壁面剪切应力(WSS)。
仿真结果表明,在两个病例中,Surpass方案提供了最大的金属覆盖率(Case1:26.4%;Case2:28.5%)和孔密度(Case1:22.6个/mm2;Case2:22.9个/mm2)。Pipeline的金属覆盖率比Tubridge小(Case1:20.3% vs 23.1%;Case2:26.3% vs 26.6%)。病例1中Pipeline孔密度更大(16.5 vs 12.3个/mm2),病例2中Tubridge孔密度更大(16.5 vs 17.1个/mm2)。
Fig. Metal coverage and pore density of different flow diverters.
2.血流动力学改变
我们计算了两种情况下FD部署前后三个血流动力学参数(动脉瘤内流速、WSS和HFV)的变化情况。与对照组(术前)相比,Surpass导致的血流减少最为显著。在病例1中,动脉瘤内流速、HFV和WSS分别降低了51.6%、78.1%和64.3%。在病例2中,动脉瘤内流速、HFV和WSS分别降低了48.0%、81.1%和65.3%。Tubridge导致的参数变化略大于Pipeline。
Fig. Percentage of hemodynamic reduction ratio (Velocity, HFV, and WSS)
此外,我们分别用速度、速度等值面(0.2m/s)和WSS对病例1和2的3D流线进行了可视化。在这两种情况下,FD部署后,进入动脉瘤的流线减少、流速降低。速度等值面进一步显示了这种差异。在三个FD中,Surpass导致的HFV的降低最为显著,与定量结果一致。这些图也显示了WSS的分布,三款装置均显著降低囊壁的WSS。
Fig. Visualized results of numerical simulations
我们的分析表明,金属覆盖率与动脉瘤内流速、HFV、WSS显著相关,孔密度与动脉瘤内流速中等相关。
Fig. Correlation between metal coverage & pore density and sac-averaged WSS, Velocity, and HFV.
两例患者均术后随访。图为两例患者的临床随访影像。病例1,14个月后,DSA显示动脉瘤几近闭塞,f-PCA血流减少。在病例2中,DSA显示8个月后f-PCA动脉瘤减小。
Fig. Clinical outcomes of Surpass in the treatment of PcomA Aneurysms with f-PCA.
与Pipeline和Tubridge相比,Surpass导致血流动力学参数降低最显著,可能对胚胎型后交通动脉瘤治疗有效。我们的分析还表明了金属覆盖率与WSS、流速和HFV降低之间的相关性。虚拟支架植入和CFD分析可用于预测未来治疗的结果,然而还需要进行前瞻性研究来证实这些发现。
管生 教授
郑州大学第一附属医院
主任医师,教授,硕士生导师。
郑州大学第一附属医院神经介入科主任、影像医学与介入治疗学部主任。
河南省神经介入工程研究中心主任。
国家卫健委神经疾病质控专家委员会副主任委员,中国医师协会神经介入分会、介入医师分会委员神经介入学组副组长,中国卒中学会神经介入分会常委,中华医学会放射学分会介入学组神经介入专业委员会主任委员,河南省卒中学会副主任委员、河南省卒中学会神经介入分会主任委员,河南省介入治疗专业委员会主任委员。
发表论文217篇,其中第一和通讯作者84篇,SCI收录55篇。获省级科技进步奖2项。担任中华医学杂志英文版、中华放射学杂志、介入放射学杂志编委,中华介入放射学杂志电子版、中华脑血管病杂志电子版、JVIR、CVIR、ER等国际知名专业杂志审稿人。
向建平 博士
脉流科技 创始人兼CEO
国家领军人才,美国纽约州立大学机械工程博士,心脑血管疾病血流动力学领域16年研究经验,发表139篇学术论文,申请127个专利。
在血流动力学应用于动脉瘤破裂风险预测方面,建立了预测动脉瘤破裂风险的RRS评分系统。
带领脉流科技开发了心脑血管病从AI筛查、识别、诊断到手术预案的完整心脑血管病解决方案。

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