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뇌동맥류를 위한 흐름 전환 또는 혈역학 안정화?

뇌동맥류를 위한 흐름 전환 또는 혈역학 안정화?


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저는 뇌동맥류 응용 분야를 위한 흐름 전환 장치에 대한 연구를 하고 있으며 뇌동맥류 아래에 스텐트를 배치한 이유가 흐름을 전환하거나 혈역학을 안정화하기 위한 것입니다(예: 동맥류 영역에서 벽 전단 응력 또는 혈류 속도 감소) ? 사람들이 흐름을 전환하고 혈액이 동맥류 영역으로 들어가는 것을 방지하기 위해 그렇게 한다고 가정해 보겠습니다. 동맥류에 연결된 더 작은 세동맥이나 가지가 없는 측벽 동맥류에는 괜찮아 보이지만 흐름 전환기가 더 작은 세동맥으로의 혈류를 차단할 수 있는 말단 동맥류의 경우 스텐트를 배치하는 것이 적절한 경우입니까? 내 말은 우리가 혈액이 더 작은 세동맥의 일부로 들어가는 것을 막는다면 뇌가 산소 필요로 인해 기능을 유지할 수 있다는 것을 의미합니다. 누군가 대뇌 동맥류의 흐름 전환기 배치 이면의 논리를 설명할 수 있다면 감사하겠습니다.


흐름 전환과 혈역학 안정화 사이에 당신이 제시하는 이분법을 잘 이해하지 못합니다. 전자는 직접적인 결과이고 후자는 부차적인 결과입니다. 둘 다 목표입니다.

전반적인 목표는 동맥류에서 혈액을 분리하고 시간이 지남에 따라 혈액이 응고되고 치유되도록 하는 것입니다. 색전 코일은 또한 프로세스를 지원하는 데 사용되며, 이 경우 흐름 전환기는 코일을 제자리에 유지하고 결과적으로 발생하는 색전증을 1차 순환에서 제거하는 데 도움이 됩니다.

더 작은 용기에서 개통성을 유지할 수 있지만 일반적으로 특허를 유지하려는 분기에 흐름 전환기를 배치하지 않습니다. 그러나 많은 신경 혈관 상황에서 측부 순환으로 인해 가지가 막힐 수 있습니다.

일반 스텐트를 흐름 전환기와 혼동할 수 있습니다. 일반 스텐트는 구조적 지지를 유지하면서 가능한 한 적은 수의 스트럿을 가지고 있습니다(스트럿을 통한 높은 흐름은 난류를 일으킬 수 있고 가능한 경우 피하고 싶은 것입니다). 개방형 스트럿 구성을 사용할 수 있습니다. 이것들은 흐름 자체를 차단하지 않지만 코일을 제자리에 유지하고 관련된 용기의 원하는 구조를 유지하는 데 도움이 될 수 있습니다.

내가 빠르게 수집한 몇 가지 참조를 포함했습니다. 이것은 가장 이상적인 참조가 아닐 수 있지만 사용된 접근 방식 중 일부를 살펴봐야 합니다. 중재주의자들이 다른 상황에 어떻게 접근하는지에 대한 아이디어를 얻기 위해 질문의 검색어를 사용하여 나머지 문헌을 살펴보는 것이 좋습니다.

나는 의사가 아니며 최신 지침이나 치료 표준에 대해 최신 정보가 아니지만 문헌에 대한 나의 경험에 따르면 이러한 결정의 대부분은 관련된 의사의 경험에 달려 있으며 많은 사례 연구에서; 무작위 시험은 실제로 경험한 모든 해부학적 다양성을 포괄할 수 없습니다.


Burkhardt, J.K., Riina, H.A., Tanweer, O., Shirani, P., Raz, E., Shapiro, M., & Nelson, P.K.(2018). 복잡한 비파열 기저/상소뇌동맥류의 치료를 위한 흐름 전환 및 미세혈관 마개 폐색: 증례 보고. 신경외과 저널, 1-6.

Chow, M.M., Woo, H.H., Masaryk, T.J., & Rasmussen, P.A.(2004). Y-구성, 이중 스텐트 기법을 사용하여 넓은 목 기저부 정점 동맥류의 새로운 혈관 내 치료. American Journal of Neuroradiology, 25(3), 509-512.

Miyachi, S., Matsubara, N., Izumi, T., Asai, T., Yamanouchi, T., Ota, K.,… & Wakabayashi, T. (2013). 목이 넓은 기저부 말단 동맥류에 대한 스텐트/풍선 조합 보조 기술. 중재적 신경 방사선학, 19(3), 299-305.

Puffer, R.C., Kallmes, D.F., Cloft, H.J., & Lanzino, G. (2012). paraclinoid 동맥류의 흐름 전환 치료 후 안동맥의 개통. 신경외과 저널, 116(4), 892-896.

Siddiqui, M. A., Bhattacharya, J. J., Lindsay, K. W., & Jenkins, S. (2009). Enterprise stent를 사용한 넓은 목 두개내 동맥류의 수평 스텐트 보조 코일 색전술 - 조기 혈관 조영술 후속 조치가 포함된 사례 시리즈. 신경 방사선학, 51(6), 411-418.

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    다중 모드 이미지 기반 모델링을 기반으로 한 흐름 전환 장치 분석 전략

    미국 버지니아주 페어팩스 조지메이슨대학교 전산유체역학센터

    통신: Juan R. Cebral, 전산 유체 역학 과학 대학, George Mason University, Fairfax, Virginia, USA 센터.

    미국 버지니아주 페어팩스 조지메이슨대학교 전산유체역학센터

    미국 버지니아주 페어팩스 조지메이슨대학교 전산유체역학센터

    신경방사선 연구실 Mayo Clinic Rochester, MN, U.S.A.

    신경방사선 연구실 Mayo Clinic Rochester, MN, U.S.A.

    신경방사선 연구실 Mayo Clinic Rochester, MN, U.S.A.

    미국 버지니아주 페어팩스 조지메이슨대학교 전산유체역학센터

    통신: Juan R. Cebral, 미국 버지니아주 페어팩스에 있는 George Mason University의 전산 유체 역학 대학 센터 센터.

    미국 버지니아주 페어팩스 조지메이슨대학교 전산유체역학센터

    미국 버지니아주 페어팩스 조지메이슨대학교 전산유체역학센터

    신경방사선 연구실 Mayo Clinic Rochester, MN, U.S.A.

    신경방사선 연구실 Mayo Clinic Rochester, MN, U.S.A.

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    요약

    대뇌 동맥류의 흐름 전환 치료 후 생성된 혈역학적 환경의 정량화 및 특성화는 흐름 전환기의 효과와 동맥류 벽의 생물학 및 이후에 발생하는 혈전증 과정과의 상호 작용을 이해하는 데 중요합니다. 이 논문은 토끼에서 실험적으로 생성된 동맥류의 다중 모드 이미지 기반 주제별 CFD 모델의 구성을 설명하고 이후에 흐름 전환기로 치료합니다. 간단히 말해서, 3차원 회전혈관조영영상으로부터 해부학적 모델을 구축하고, 도플러 초음파 측정으로부터 유동조건을 도출하고, 스텐트 모델을 생성하여 가상으로 전개하고, 그 결과를 다음과 비교하였다. 생체 내 디지털 감산 혈관조영술 및 도플러 초음파 이미지. 재현할 수 있었던 모델 생체 내모동맥에서 측정된 속도 파형, 동맥류에서 측정된 최고 속도 값, 흐름 전환기 배치 전후에 디지털 감산 혈관조영술로 관찰된 흐름 구조를 포함한 관찰. 결과는 흐름 전환 후 동맥류 폐색 영역이 느리고 부드러운 흐름 패턴과 일치하는 반면 동물 희생 당시 여전히 투과 가능한 영역은 더 큰 흐름 활동, 즉 더 높은 속도, 더 많은 소용돌이에 노출된 동맥류 부분에서 관찰되었음을 나타냅니다. , 그리고 더 복잡한 흐름 구조. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.


    뇌동맥류를 위한 흐름 전환 또는 혈역학 안정화? - 생물학

    다중 엔터프라이즈 스텐트와 2개의 유동 전환기를 사용하여 동맥류에 대한 유동 전환 효과 연구

    코지마 마사히로1, 이리에 케이코2, 후쿠다 토시오2, 아라이 후미히토3, 히로세 유이치2, 네고로 마코토2
    1 일본 나고야대학교 마이크로나노시스템공학과
    2 일본 후지타보건대학교 신경외과
    3 일본 나고야대학교 기계공학과

    웹 발행일2013년 2월 1일

    대응 주소:
    고지마 마사히로
    464 - 8603 나고야 지쿠사구 후로초 1 나고야대학교 마이크로나노시스템공학과
    일본

    지원 출처: 없음, 이해 상충: 없음

    DOI: 10.4103/1793-5482.106643

    배경: 뇌동맥류의 혈역학을 명확히 하기 위해서는 컴퓨터 기반 시뮬레이션이 필요합니다. 특히 혈관 내 치료의 경우 혈관 내 장치가 혈류에 미치는 영향을 고려해야 합니다. 뇌동맥류 치료에 사용되는 가장 최근의 기술은 동맥류로 유입되는 흐름의 양을 줄이기 위해 흐름 전환기를 사용하는 것과 관련이 있습니다. 유량 감소의 차이점을 확인하기 위해 여러 Enterprise 스텐트와 두 종류의 유량 전환기를 분석했습니다.
    재료 및 방법: 이 연구에서 우리는 3가지 종류의 상업용 두개 내 스텐트(Enterprise, Silk, Pipeline)를 가상으로 모델링하고 혈관벽에 맞게 장착하고 IC-안동맥 동맥류의 목 부분에 배치했습니다. 또한 독립 실행형 모드에서 여러 Enterprise 스텐트와 두 개의 흐름 전환기 간의 차이점을 비교했습니다.
    결과: 수치 결과로부터 벽 전단 응력 및 압력 값은 특히 유입 영역에서 메쉬의 크기에 비례하여 감소합니다. 그러나 다중 스텐트에 의한 동맥류 주머니 내 감소된 속도는 흐름 전환기만큼 중요하지 않습니다.
    결론: 이것은 여러 Enterprise 스텐트와 흐름 전환기 간의 흐름 변경을 분석한 첫 번째 연구입니다. 작은 메쉬 스텐트의 배치는 동맥류액의 움직임을 극적으로 감소시켰습니다. 그러나 흐름 전환 장치와 비교하여 다중 스텐트에 의한 동맥류 내 유속 감소는 관찰되지 않았습니다.

    키워드: 동맥류, 전산 유체 역학, 흐름 전환기, 다중 스텐트


    이 기사를 인용하는 방법:
    Kojima M, Irie K, Fukuda T, Arai F, Hirose Y, Negoro M. 다중 엔터프라이즈 스텐트와 2개의 흐름 전환기를 사용하여 동맥류에 대한 흐름 전환 효과 연구. Asian J Neurosurg 20127:159-65

    이 URL을 인용하는 방법:
    Kojima M, Irie K, Fukuda T, Arai F, Hirose Y, Negoro M. 다중 엔터프라이즈 스텐트와 2개의 흐름 전환기를 사용하여 동맥류에 대한 흐름 전환 효과 연구. Asian J Neurosurg [직렬 온라인] 2012 [2021년 6월 26일 인용]7:159-65. 사용 가능: https://www.asianjns.org/text.asp?2012/7/4/159/106643

    전산유체역학을 위한 해부학적 모델

    혈관 벽에 스텐트 장착

    이 연구에서 우리는 혈관 벽에 맞도록 스텐트를 가상으로 장착하고 동맥류 목을 가로질러 배치했습니다. [그림 5]와 같이 CFD 분석을 위한 5가지 경우를 준비하였다. 스텐트 케이스 없음(컨트롤), 엔터프라이즈 스텐트 케이스 1개(엔터프라이즈), 중첩된 다중 엔터프라이즈 스텐트 케이스 2개(다중 엔터프라이즈), 흐름 전환기 케이스(실크) 및 흐름 전환기 케이스(파이프라인) 1개입니다.

    작동유체의 성질

    혈액은 일반적으로 non-Newtonian으로 잘 알려져 있지만, 상대적으로 직경이 큰(1.0mm) 동맥에서는 높은 속도와 전단율로 인해 겉보기 점도가 거의 일정하기 때문에 본 연구에서는 이를 Newtonian으로 취급하였다. [10] 혈액의 밀도와 점도는 1050 kg/m 3 및 3.5吆 𕒷 Pas였다.

    수치 체계 및 경계 조건

    지배 방정식에는 비압축성 흐름의 Navier-Stokes 방정식과 연속성 방정식이 포함됩니다. 여기서 ρ은 밀도이고 u는 속도입니다.

    이 계산에서 우리는 뇌동맥류의 흐름을 비압축성, 층류 및 정상 상태로 간주했습니다. 또한 동적 유사성을 확인하기 위해 Reynolds 수를 600으로 설정했습니다. Reynolds 수, 즉 600의 값은 유량이 박동 주기 사이에서 최대인 수축기 단계를 나타냅니다. 레이놀즈 수의 정의는 다음과 같습니다. 여기서 V는 평균 속도, D는 용기 입구의 직경, ν = μ/ρ은 동점도입니다.

    이 방정식과 동맥 모델의 입구 직경 매개변수(5.88mm)에 기초하여 입구 속도는 0.34m/s입니다. 이 계산은 선박의 복잡한 형상에 적합한 유한 체적 방법을 사용합니다. 모든 유체 영역은 약 1000~1500만 개의 사면체 요소로 구성된 계산 그리드로 이산화됩니다. 이러한 요소는 STAR-CCM에 의해 생성되었으며 최대 요소 크기는 0.03mm입니다. 계산 방식과 관련하여 우리는 시간에 따라 3차원 분리 솔버와 2차 암시적 공식을 선택했습니다. 압력-속도 커플링 방식은 SIMPLE이고 압력항은 PRESTO 방식입니다. Navier-Stokes 방정식의 운동량 항은 2차 풍향차 방식으로 이산화되고 대수적 다중 그리드(AMG)로 해결됩니다.

    동맥류 흐름 패턴을 시각화하기 위해 그려진 유선형에서 대조군의 경우 와류 흐름이 발생했습니다[[그림 5], N-1]. 동맥류의 소용돌이는 엔터프라이즈 스텐트, 다중 엔터프라이즈 스텐트, 실크 및 파이프라인의 순서로 작아집니다. 또한 스텐트의 메쉬 구조는 혈류를 차단하고 속도를 감소시켰다. 기공 밀도의 증가에 따라 유선의 수는 감소했습니다. 특히 S-1(실크)의 경우와 NS-1(파이프라인), 흐름 전환 효과는 주동맥에서 동맥류로 흐르는 혈류량을 감소시킵니다.

    치료의 장치 효과를 고려하여 유입 영역에 중점을 두었습니다. 엔터프라이즈 스텐트는 혈압 강하를 일으켰고 그 효과는 엔터프라이즈 스텐트를 여러 개 사용하면서 분명해졌습니다. 반면에 Silk, Pipeline과 같은 Flow Diverter의 경우에는 Flow Diverter의 영향으로 혈압이 음압이 되었다. 이것은 동맥류 내의 혈류가 주동맥으로 빨려 들어가기 때문입니다. 더욱이 우리가 Control case에서 inflow zone과 outflow zone으로 추정한 영역은 Flow diverters의 동일한 영역과 일치하지 않습니다. [그림 6]의 유선형. 따라서 유입영역의 혈류가 불안정하게 되어 음압을 나타내게 된다. Enterprise 스텐트와 흐름 전환 장치를 배치하여 돔의 혈압이 낮아졌습니다. 그러나 값의 차이는 컨트롤을 제외하고는 미미합니다.

    Control 7.24 Pa, Enterprise stent 4.74 Pa, Multiple Enterprise stents 0.92 Pa, Silk 0.38 Pa, Pipeline 0.53 Pa의 압력값과 동일한 방법으로 유입영역의 벽전단응력값을 구하였다. , 벽 전단 응력 값은 실크 및 파이프라인과 같은 유동 전환 스텐트를 배치하여 거의 0이 되었습니다. 값은 Control 2.25 Pa, Enterprise stent 1.43 Pa, Multiple Enterprise stents 0.64 Pa, Silk 0.29 Pa, Pipeline 0.27 Pa입니다. 유출면적은 Control 1.77 Pa, Enterprise stent 0.97 Pa입니다. , Multiple Enterprise stent 3.09 Pa, Silk 1.09 Pa, Pipeline 0.96 Pa. 유출 주변에 여러 Enterprise 스텐트가 있는 예외적인 경우를 제외하고 스텐트의 기공 크기도 낮아짐에 따라 동맥류 내 벽 전단 응력이 감소했습니다.

    이 논문의 목적은 환자별 혈관 모델에서 시판되는 세 종류의 스텐트를 비교하여 흐름 전환 효과에 대한 정량적 데이터를 얻는 것이었습니다. 또한 전산유체역학 해석을 통해 다중 스텐트와 유동 전환기 간의 유동 감소 효과의 차이를 검증하였다. 이 연구는 구멍의 크기와 밀도와 같은 메쉬 디자인이 동맥류의 혈류에 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. 흐름 전환기인 Silk와 Pipeline은 동맥류로의 혈류 속도를 감소시켜 압력과 벽 전단 응력을 감소시켰습니다. Flow diverter는 2011년 동맥류 치료제로 승인되었습니다. 또한 유럽과 미국의 제한된 의료 시설에서 사용되었습니다. Pipeline으로 치료한 101개의 두개내 동맥류에 대한 임상 연구에서 그들은 장치의 안전성과 효능을 추정했습니다. [11] 그들은 표적 병변의 완전한 치유가 52%, 형태학적 개선이 36%, 개선되지 않은 경우가 12%라고 보고하였다. 그들은 Pipeline이 Enterprise와 같은 코일 보조 스텐트로 치료하기 어려운 동맥류 치료를 위한 기술적으로 간단하고 비교적 안전한 방식이라고 결론지었습니다. 이러한 흐름 전환기의 유리한 임상 효과는 우리의 시뮬레이션과 일치합니다. 그러나 흐름 전환기를 배치한 인공 혈관 모델의 수치 시뮬레이션에 대한 일부 연구에서는 동맥류 벽에 압력이 증가했다고 보고했습니다. 흐름 전환 장치의 배치 후 동맥류에 대한 압력 효과가 논의되고 있으며 주요 문제 중 하나로 남아 있습니다. 그러나 그들의 결과는 속도 및 벽 전단 응력의 감소 효과가 고밀도 및 작은 기공 크기에 비례한다는 우리의 결과와 일치합니다. 혈관벽에 대한 벽 전단 응력이 동맥류의 분해 및 파열에 중요한 역할을 한다는 것은 잘 알려져 있습니다. [13] 이론에는 두 가지 학파가 있습니다. 하나는 높은 WSS 이론이고 다른 하나는 낮은 WSS 이론입니다. 그러나 낮은 WSS에 의해 유발된 염증 및 죽상경화 과정이 동맥류의 성장에서 보고되었습니다. 장기간에 걸쳐 동맥류 낭 내의 낮은 WSS는 동맥류 벽의 분해를 유발하고 파열로 이어질 것입니다. 본 사례 연구에서 WSS의 값과 유입 구역 및 돔 영역 주변의 압력은 각각의 경우에 급격하게 떨어졌습니다. 그러나 파이프라인의 경우에 비해 다중 엔터프라이즈 스텐트의 경우 평균 RMS 속도 크기의 감소는 중요하지 않습니다. [그림 7]의 결과에서 다중 엔터프라이즈 스텐트와 파이프라인의 속도 감소는 각각 𕒹.40% 및 󔼦.64%입니다.이러한 결과는 동맥류 낭 내 속도의 감소 효과가 혈전 형성에 충분하지 않은 경우 다중 Enterprise 스텐트의 경우 파열 위험이 증가할 가능성이 있음을 나타냅니다. 현재 연구는 고려해야 할 많은 전산 유체 역학 분석에 공통적인 몇 가지 제한 사항이 있습니다. 여기에는 1) 혈관벽을 강체로 가정, 2) 뉴턴식 혈액 특성 및 정상 흐름 조건(강체 및 뉴턴식 혈액 특성이 압력 값을 과대평가할 수 있음), 3) 이 연구에서 단일 환자를 대상으로 수치 시뮬레이션을 수행했습니다. 일반화할 수 없는 위치의 특정 혈관 모델. 그러나 시뮬레이션 결과가 다양한 종류의 스텐트에 의해 유도된 동맥류의 혈역학적 이해에 도움이 되기를 바랍니다.

    장치의 적절한 직경과 길이의 선택은 치료의 효율성을 위한 중요한 요소입니다. 크기가 작은 장치를 이식하면 혈관벽에 잘 맞지 않아 혈액 누출 위험이 있습니다. 목표 동맥의 직경을 초과하는 장치를 배치하면 내피 세포와 같은 조직이 손상될 수 있습니다. 이러한 임상적 문제 때문에, 본 논문에서 제안하는 "가상 스텐트 삽입술" 방법은 동맥류 모델에서 서로 다른 스텐트의 흐름 변경을 결정하고 실제 수술에 앞서 치료의 최대 결과를 추출할 수 있는 상당한 잠재력을 보여줍니다. 결과적으로 이 기술은 최소 침습 수술에 기여합니다. 또한, 우리의 수치 시뮬레이션은 최적화된 혈관 내 장치를 설계하는 데 크게 기여할 것입니다.

    본 연구에서는 환자별 혈관 모델에서 시판되는 3가지 종류의 스텐트(Enterprise, Silk, Pipeline)를 비교하여 흐름 전환 효과에 대한 정량적 데이터를 제시합니다. 또한 5가지 경우(Control, Enterprise 1개, Enterprise 2개 중첩, Silk 1개, Pipeline 1개)에 대한 흐름 감소 효과의 차이를 확인합니다. 그 결과, 특히 유입면적에서 메쉬의 크기에 비례하여 낮은 벽전단응력 영역과 벽전단응력 값이 감소하는 것으로 나타났다. 또한 엔터프라이즈 스텐트는 동맥류의 혈압을 낮추었고 그 효과는 엔터프라이즈 스텐트를 여러 개 사용하면 분명해집니다. 더욱이 실크나 파이프라인과 같은 유량전환기의 경우 유량전환 효과로 인해 혈압이 음압이 된다. 속도 크기의 변화에 ​​대해 다중 Enterprise stent와 Pipeline의 감소 비율은 각각 -5.40% 및 -30.64%입니다. 다중 스텐트 삽입 기법을 사용하여 유입 및 돔 영역의 벽 전단 응력 및 압력의 감소 효과를 기대할 수 있습니다. 그러나 다중 스텐트에 의한 동맥류 주머니 내 속도의 감소 효과는 흐름 전환기만큼 중요하지 않습니다.


    IV. 결과

    그림 2는 환자 N의 목을 통과한 혈소판의 하위 집합을 보여주며, 초기에 혈소판 RT의 정성적 지도로 치료 효과를 조사하기 위해 동맥류 내에서 보낸 시간을 기준으로 색상으로 구분됩니다. 이전 Eulerian 결과[7, 11]와 잘 일치하며, 이 Lagrangian 분석에서 치료 전 사례와 치료 후 사례 사이의 RT 증가로 볼 수 있듯이 FDS는 동맥류로 들어가고 나가는 혈액의 양을 효과적으로 줄입니다.

    치료 후 케이스의 흐름 전환 스텐트(FDS)는 대부분의 혈소판 체류 시간(RT)을 증가시키는 흐름을 늦추는 역할을 합니다.

    FDS는 모든 치료 후 사례에서 더 적은 수의 혈소판이 동맥류 경부를 통과하도록 합니다. 표 1은 5명의 환자에 대해 치료 후 동맥류에 들어갈 확률의 혈소판 감소를 보여줍니다(이 경향은 19명의 환자 모두에서 나타남). 목을 가로지르는 모든 혈소판의 히스토그램은 치료되지 않은 경우와 치료된 경우를 비교하여(그림 3a), 혈소판 RT의 진행을 보여줍니다. 치료 후 사례는 짧은 시간 동안 동맥류로 들어가는 혈소판 비율의 상당한 감소를 나타냅니다(낮은 RT 값). 치료된 사례의 긴 꼬리는 매우 긴 RT 동안 동맥류 주머니 내부에서 재순환하는 혈소판의 상당한 증가를 나타냅니다. 이 이동은 도 3b의 상자 플롯에서 중앙값 RT를 비교함으로써도 알 수 있으며, 처리된 경우와 처리되지 않은 경우의 상당한 증가가 있습니다. 그러나 이상치의 비율과 범위는 혈소판 유사 정체의 극단적인 경우를 나타내기 때문에 가장 중요합니다. 중앙값 RT는 안정적인 혈전 형성의 좋은 상관 관계로 간주되기에는 너무 단순합니다. 1초부터 혈전 형성이 시작됨을 보여 주는 Hathcock의 연구[14]에도 불구하고, “long” RT를 사용하여 혈소판 비율의 변화에 ​​의해 동맥류낭 내부에서 혈소판이 응고되는 경향을 계산하고 역치 RT &# x02265 1s는 효과가 없을 것입니다. 우리 코호트의 여러 환자가 치료 전에도 동맥류에서 중앙값 RT > 1s를 보여주기 때문입니다. 이는 응고 시간이 환자의 혈액 및 혈류 특성에 크게 의존하기 때문에 설명할 수 있다[13]. 혈액이 치료 전 동맥류낭 내에서 저절로 응고되지 않기 때문에 RT의 절대적인 컷오프가 아니라 각 환자에 대한 동맥류 RT의 혈소판 RT 값의 치료 전과 후 값 간의 백분율 변화가 명백합니다. , 혈역학 및 안정적인 혈전 형성 및 치료 성공 가능성에 대한 FDS 배치의 효과를 더 잘 특성화합니다. 따라서, 치료되지 않은 경우에서 99번째 백분위수 RT보다 큰 RT를 갖는 혈소판의 치료 후 증가된 확률에 기초한 비교는 혈소판 활성화에 대한 FDS 배치의 영향을 정량화하기 위해 수행됩니다. 치료 후 혈소판이 높은 SH를 경험할 확률에 대해서도 동일한 접근 방식을 따르며, 이는 치료되지 않은 경우의 동일한 환자에 대한 99% 값 이상입니다. 표 2는 2명의 환자에 대해 각 환자에 대한 치료되지 않은 사례에서 가장 높은 1%의 RT로 정의된 높은 RT의 확률 증가와 비교를 위한 RT 중앙값 및 RT ≥ 1s 확률을 보여줍니다. 측정 기준이 너무 단순하여 치료 성공을 예측할 수 없음). 치료 효과(TE)는 Eqn에 의해 정량화됩니다. 3: 특정 측정항목의 백분율 변화:


    추상적 인

    두개내 동맥류의 치료를 위한 흐름 전환기의 도입은 이러한 병변 치료의 주요 패러다임 전환을 나타냅니다. 흐름 전환기의 이론적 특징은 동맥류 자체를 치료하는 대신 동맥류가 있는 병든 부분을 치료하는 것입니다. 흐름 전환기는 동맥류 경부 근처의 흐름 중단을 유도하는 동시에 모 혈관 및 인접 가지로 흐름을 유지하도록 설계되었습니다. 혈류 전환 후 동맥류 내 혈전증이 발생하고 혈전이 조직되고 수축됨에 따라 동맥류 주머니가 수축됩니다. 예비 임상 시리즈는 허용 가능한 합병증 비율로 넓은 목 및/또는 크고 거대 동맥류의 효과적인 치료를 문서화합니다. 그러나 흐름 전환기로 치료한 후 동맥류 파열의 발생률과 메커니즘, 작은 천공 혈관의 운명 및 장기 개통률과 관련하여 몇 가지 질문에 답이 없습니다.

    소개

    1995년에 분리 가능한 코일의 승인으로 두개내 동맥류의 혈관내 치료는 외과용 클립 결찰의 대안이 되었습니다. "수정된" 코일과 스텐트 보조 및 풍선 보조 코일링과 같은 고급 기술의 도입에도 불구하고 코일 색전술은 모든 동맥류를 완전하고 영구적으로 폐색할 수 없기 때문에 주요 제한 사항이 있습니다. 불완전한 치료와 재발의 위험은 복잡한 거대 동맥류와 거대 동맥류에서 더 높습니다. 스텐트가 두개 내 사용을 위해 개발됨에 따라 1-4 동맥류에서 "뒤로" 흐름을 모 혈관으로 "멀리" 전환하는 데 스텐트를 사용할 수 있다는 가설이 제기되었으며 "혈관 내 흐름 전환"의 개념이 제안되었습니다. 초기 in vitro 및 in vivo 연구에서 이 개념이 유효함을 보여주었지만 1세대 두개내 스텐트의 높은 다공성으로 인해 임상 적용에 제한이 있었습니다. 기술의 향상으로 두개내 흐름 전환기는 관내 모혈관 재건에 사용할 수 있게 되었으며 초기 임상 경험은 고무적이었습니다.

    흐름 전환기는 동맥류 목 근처의 흐름 중단을 유도하여 동맥류 낭으로의 혈전증을 유도하는 동시에 모 혈관 및 인접 가지의 생리적 흐름을 보존합니다(그림 1 및 2). 흐름 전환기의 개발은 실험 동물 연구에 의해 확인되고 결국 임상 실습에 적용되는 시험관 내 모델에 기반한 이론적 개념에서 기술적 진화의 고전적인 예를 나타냅니다. 이 검토에서는 흐름 전환기의 개발을 추적하고 발생하는 합병증에 특히 중점을 두어 초기 임상 경험을 요약합니다.

    그림 1. 실험적 동맥류의 현미경 사진 1(NS) 및 6(NS) 흐름 전환기 배포 후 몇 개월. NS, 돔 전체에 조직화되지 않은 혈전이 있습니다(헤마톡실린 및 에오신, 원래 배율 ×20). NS, 동맥류내 혈전의 진행성 콜라겐화(헤마톡실린 및 에오신, 원래 배율 ×20). Kallmes et al.의 허가를 받아 재인쇄되었습니다. 뇌졸중. 200738(8):2346–2352.

    그림 2. 측면 투영에서 얻은 동맥기 혈관 조영술 (NS) 및 3차원 회전 혈관 조영 영상(NS) 거대한 왼쪽 경동맥-안동맥류를 보여줍니다. , 동맥류 주머니에 조영제 정체를 보여주는 흐름 전환기 배치 직후 얻은 정맥 위상 혈관조영술. NS, 치료 6개월 후 시행한 동맥기 혈관 조영술에서 동맥류가 완전히 폐색된 것으로 나타났습니다.

    흐름 전환기: 개념의 진화

    흐름 전환의 개념은 레이저 유도 형광 및 입자 이미지 속도 측정을 사용하여 스텐트 삽입된 두개내 동맥류의 시험관 내 모델에서 동맥류 내 흐름 패턴의 관찰에서 비롯됩니다. 이러한 연구는 동맥류를 가로지르는 스텐트의 배치가 동맥류에서 멀어지고 다시 모동맥으로 흐름을 리디렉션하는 동맥류 내 흐름 패턴을 변경한다고 제안했습니다. 5-8 실험적 연구는 시험관 내 연구와 유사했으며 논의된 이론적 개념의 타당성을 확인했습니다. 9–11 Wakhloo et al10은 개 동맥류 모델에서 동맥류 폐색, 장기간 스텐트 개통성 및 혈전색전성 합병증의 부재와 함께 작은 동맥의 실험적 동맥류를 가로질러 1세대 스텐트를 배치하는 가능성을 입증했습니다. 또한, 그들은 벽 전단 응력의 국부적 차이를 반영하는 비대칭 성장 패턴으로 스텐트의 내부 표면에서 신생내막층이 성장함을 보여주었다. 12 초기 임상 경험은 새로 설계된 스텐트가 두개내 순환의 비틀림을 탐색하고 두개내 동맥류 치료의 "새로운 시대"로 가는 길을 닦는 능력을 보여주었습니다. 3 그러나 초기에 사용 가능한 장치의 높은 다공성으로 인해 흐름 전환 효과가 제한적이었고 스텐트는 넓은 목 동맥류 치료에서 혈관 내 코일을 지지하는 스캐폴드로 주로 사용되었습니다. 1,2

    추가 이론적인 시험관 내 연구는 스텐트 다공성과 국소 유체역학적 조건이 모 혈관과 동맥류 낭 사이의 분리 흐름에 중요한 역할을 한다고 제안했습니다. 5-8 다공도는 스텐트에서 금속 임플란트로 "적용"의 양을 정량화하는 데 사용되는 가장 일반적인 측정 기준이며 목에 대한 금속의 면적 백분율로 정의됩니다. 또 다른 중요한 지표는 면적당 기공 수로 정의되는 "기공 밀도"입니다. 낮은 다공성과 증가된 기공 밀도는 동맥류 폐색을 목표로 하는 장치의 설계 목표입니다. 낮은 다공성 스텐트를 사용하여 동맥류 주머니 내부의 원래 흐름의 최대 90% 감소가 관찰되었습니다. 6,13,14 전산 유체 역학 연구는 동맥류 내 흐름 중단을 추구하는 데 있어 저다공성 스텐트의 효능을 확인했습니다. 13,15 이 연구는 또한 모 혈관 기하학의 역할을 명확히 하여, ​​흐름 감소가 모 혈관의 곡선에 위치한 동맥류(관성이 있는 관성 흐름이 있는)보다 측벽 동맥류(전단 구동 흐름이 지배적인)에서 더 중요함을 보여줍니다. -구동 흐름이 만연함). 16,17

    동물 연구는 또한 완전한 동맥류 혈전증을 촉진하는 데 장치 다공성의 중요한 역할을 확인했습니다. 18 흐름 전환의 개념은 스텐트 삽입 후 발생하는 동맥류 내 흐름 재배열을 보여주는 카테터 혈관 조영술에 의해 이러한 연구 중 일부에서 설명되었습니다. 18-20 Kallmes et al 21,22 토끼에 대한 일련의 실험에서 모 혈관과 측가지의 개통성을 보존하고 원위 색전의 증거가 없는 완전 또는 거의 완전한 폐색의 높은 비율을 보여주었습니다(그림 3A-C ). 외식편의 조직병리학적 분석은 스텐트 스트럿과 동맥류 목을 덮는 신내막 층을 보여주면서도 정상 가지의 구멍을 보존했습니다(그림 3D). 이 가지의 장기적인 개통성도 입증되었습니다. 21,22 동맥류내 혈전이 조직화되고 결국 수축함에 따라 동맥류 낭의 점진적인 수축이 관찰됩니다. 이 효과는 나중에 임상 경험에 의해 확인되었습니다(그림 4).

    그림 3. NS, 토끼 모델에서 쇄골하 동맥류를 보여주는 장치 이식 전에 얻은 혈관 조영술. NS, 흐름 전환기를 배치한 직후 동맥류 내 흐름 역학이 크게 수정되었습니다. , 6개월 후 추적 혈관조영술은 동맥류의 완전한 폐색을 보여줍니다. NS, 측부 가지(화살표)의 ostium 개통을 보여주는 흐름 전환기 이식 후 6개월 후 모 혈관의 현미경 사진(헤마톡실린 및 에오신, 원래 배율 ×12).

    그림 4. NS, 해면체 분절에서 거대한 우측 내경동맥류를 보여주는 동맥기 혈관조영술의 전후방 투영. NS, 완전한 동맥류 폐쇄를 보여주는 흐름 전환기 배치 1년 후 얻은 혈관 조영술. , 조영제 후 관상 동맥 T1 강조 자기 공명 영상은 셀 구조에서 동맥류의 압박을 보여줍니다. NS, 치료 10개월 후 얻은 조영제 관상 T1 강조 자기 공명 영상에서 동맥류낭의 현저한 감소와 셀 구조에 대한 압박의 해소를 보여줍니다.

    흐름 전환기의 사용과 관련된 주요 문제 중 하나는 2차 허혈성 합병증과 함께 천공 동맥 또는 다른 측가지의 잠재적 폐색입니다. 흐름 전환기가 동맥류 경부와 측부 가지를 가로질러 배치된 조건을 재현하는 모델에 대한 일련의 시험관 연구는 천공기를 통한 흐름이 일반적으로 보존되고 천공기 입구 영역의 >90% 적용 범위가 시뮬레이션된 흐름 감소를 초래한다는 것을 보여주었습니다. <10%의 천공 용기. 23,24 다공성 매질에 의해 "갇힌" 천공기를 통한 흐름은 압력 구배에 의해 구동되기 때문에 이러한 결과는 예상치 못한 것이 아닙니다. 고도로 정교한 시험관 내 모델에서 개발된 이러한 이론적 개념은 앞서 언급한 동물 연구에 의해 확인되었습니다. 21,22 이러한 이론 및 동물 연구를 기반으로 하여 차세대 유량 전환기가 적절하게 낮은 다공성으로 설계되었으며 이는 현대 임상 경험의 토대를 열었습니다.

    흐름 전환기: 최근 임상 연구

    흐름 전환기를 사용한 치료 결과는 10개의 사례 시리즈 25-34 및 9개의 사례 보고서에서 총 242명의 환자에서 보고되었습니다. 35-43 5개의 연구만이 전향적이었고, 26,30-33, 그 중 4개는 다기관 연구/등록에 등록된 환자를 포함했습니다. 26,30,32,33 Table 1은 5개의 전향적 연구 결과를 요약한 것이다.

    1 번 테이블. 두개내 동맥류에 대한 흐름 전환의 출판된 전향적 연구

    Lylyk et al 시리즈의 6명의 환자와 Szikora et al 시리즈의 9명의 환자가 PITA 시험에 포함되었습니다(Nelson et al 2011).

    AC는 전방 순환 DN, 드 노보 G, 거대 L, 대형 N/A, 사용 불가 PC, 후방 순환 PED, 파이프라인 색전 장치 R, 파열된 REC, 재발 S, 소형 SFD, SILK 흐름 전환기 UR, 비파열을 나타냅니다.

    흐름 전환기를 사용한 전향적 시리즈 치료에서 보고된 대부분의 동맥류는 파열되지 않았으며(86%-100%) 전방 순환에 위치합니다(71%-95%). 치료한 동맥류에는 크고 작은 동맥류와 거대 동맥류가 포함되어 있으며 시리즈마다 선택이 다양했습니다. 30-32 그러나 대부분의 동맥류는 목이 넓고 많은 경우 방추형 형태를 띠거나 다른 치료에 실패한 재발성 동맥류였습니다.

    장치의 전임상 기술 개선은 성공적인 배포의 높은 발생률(>90%)을 가져왔습니다. 새 장치에 대해 예상한 대로 기술적인 문제는 이러한 초기 시리즈에서 드문 일이 아니었습니다. 이는 가파른 학습 곡선과 장치 자체의 기술적 한계의 조합과 관련이 있습니다. 기술적인 합병증에는 모 동맥 벽에 대한 부적절한 장치 부착, 장치 혈전증 또는 후기 협착증의 소인이 될 수 있는 요인, 동맥류 내 흐름의 후속 "전환"으로 인한 장치의 근위 이동이 포함되어 결과적으로 지연된 파열이 발생했습니다. 30 현재 사용 가능한 장치의 향후 개선과 운영자 경험의 증가는 이러한 초기 문제 중 일부를 제거할 가능성이 높습니다.

    원래 절차가 끝날 때 동맥류의 즉각적인 혈관 조영술 배제는 소수의 환자(8%-21%)에서만 관찰됩니다. 26,31,33 보다 전통적인 혈관내 기술에 비해 흐름 전환기의 주요 이점 중 하나는 완전한 폐색률이 6개월에 69%에서 1년에 90% 이상, 심지어 31 크고 거대한 동맥류.

    시술 후(첫 달 이내) 영구 이환율과 사망률은 각각 1.4~7.6% 및 4~8%로 보고되었습니다(표 2). 영구적인 이환율과 사망률의 가장 흔한 원인은 시술 주변의 원위부 혈전색전증, 모동맥 폐색, 철사/도관 천공, 동맥류 파열입니다. 장치 혈전증의 가능성을 줄이기 위해서는 엄격한 약리학적 프로토콜을 준수하는 것이 중요합니다. 33 환자는 아스피린과 클로피드로겔로 사전 치료를 받으며 이 요법은 일반적으로 시술 후 3~6개월 동안 유지됩니다. 3~6개월 후에는 아스피린만으로도 충분해 보입니다.

    표 2. 사망률, 조기 및 후기 합병증 발생률, 파열 지연

    표면적 적용 범위가 높은 장치를 배치하면 측가지의 잠재적인 폐색과 관련된 문제가 발생합니다. 보고된 임상 증례의 대부분은 측사상 경동맥이었으며, 동맥이 여러 장치로 덮인 경우에도 즉시 또는 지연성 안동맥 폐색이 거의 관찰되지 않았다33.전방 맥락막, 후방 연통, 전방 하부 소뇌 동맥, 상부 소뇌 동맥과 같은 중요한 측부는 흐름 전환기로 덮인 후에도 열린 상태로 유지되는 것으로 보고되었지만, 더 확실한 결론을 내리려면 더 많은 수의 환자가 필요합니다. 만들어진. 또한 흐름 전환기로 덮인 매우 작은 천공기 분기의 운명에 대한 불확실성이 존재합니다. 44 Van Rooji et al, 43은 2개의 파이프라인 장치를 신축한 후 기능적 결과가 좋지 않은 전대뇌 동맥의 작은 가지에 의도하지 않은 금속 피복으로 인한 이차적인 천공기 폐색을 관찰했습니다.

    흐름 전환기의 주요 우려 사항은 "잠복기" 기간 동안 동맥류 파열의 위험이 있는 동맥류를 즉시 폐색할 수 없다는 것입니다. 일부 동맥류 파열 사례가 보고되었으며 이러한 장치의 안전성에 대한 우려가 제기되었습니다. 보고된 전향적 시리즈에서 혈류 전환 후 출혈의 발생률은 2%(치료된 동맥류 242개 중 5개)였습니다. 이 위험은 거대하고 큰 동맥류 파열의 높은 위험과 비교되어야 합니다. 45 더욱이, 이러한 동맥류 중 일부는 너무 "불안정"하여 바이패스 유무에 관계없이 부모 동맥 희생 후에도 파열이 보고되었습니다. 46 보고된 연구의 결과는 2개의 상업적으로 이용 가능한 최초의 유동 전환기로 치료된 동맥류를 언급한다는 점을 염두에 두어야 합니다. 진행 중인 임상 시험에서 차세대 장치가 평가되고 있으며 예비 결과에서는 동맥류 파열 사례가 나타나지 않았습니다. 47

    혈류 전환 후 동맥류 파열이 발생하면 일반적으로 치명적이며 환자 5명 중 4명이 사망합니다(표 2). 이러한 파열을 설명하기 위해 몇 가지 가설이 진행되었습니다. 동맥류 벽(48)의 후속 파열 및 동맥류 방향 재지정과 함께 동맥류 내 혈전 부담과 관련된 동맥류 염증에서 멀어지는 대신 동맥류 낭 내부로 제트의 방향을 바꾸는 흐름 전환기의 근위 이동 불안정한 동맥류로의 동맥류 내 흐름. 이 현상을 면밀히 모니터링하는 것은 이러한 유망한 장치의 실제 안전성을 평가하는 데 가장 중요합니다. 49,50 그럼에도 불구하고 낭내 코일의 추가가 잠복기 동안 동맥류 파열의 위험을 완화하는 데 도움이 되는지 여부는 여전히 의문의 여지가 있지만 이 관행은 많은 센터에서 채택되고 있습니다.

    후기 합병증은 환자의 6~14%에서 관찰되었습니다(표 2). 후기 합병증은 일반적으로 장치 폐색과 관련이 있지만 예외적으로 지연된 출혈은 흐름 전환 후 최대 5개월까지 관찰되었습니다. 48 척추기저동맥류가 있는 환자에서 혈류 전환 후 2년 이내에 사망으로 인한 장치 폐색이 보고되었습니다. 36 모혈관의 개통에 관한 장기 데이터는 존재하지 않지만, 중기 개통율이 만족스럽고 장치 협착의 발생률이 1개의 장치에서 30%까지 높은 것으로 보고되었지만 사용 가능한 다른 장치에서는 낮은 것으로 보이며 일반적으로 임상적 의미가 없습니다.

    결론

    흐름 전환기는 두개내 동맥류의 혈관내 치료에서 주요 패러다임 전환을 나타냅니다. 이러한 장치는 동맥류에서 모 혈관으로 흐름을 전환하는 동안 신생내막 형성을 위한 스캐폴드를 제공하여 병든 부분의 재건을 허용합니다. 그 결과 동맥류 혈전증이 발생하고 응고가 조직화되고 수축됨에 따라 동맥류가 수축됩니다. 시험관 내 및 생체 내 광범위한 연구 후 초기 임상 경험은 높은 비율의 완전한 동맥류 폐색으로 고무적입니다. 그러나 잠복기 동안의 조기 동맥류 파열 및 혈전색전성 합병증과 주로 관련된 이러한 장치의 합병증에 대한 우려가 존재합니다. 또한 흐름 전환기로 덮은 후 작은 중요 천공기의 운명에 대한 질문이 지속됩니다. 이러한 보류 중인 문제 중 일부에 답하려면 치료를 받은 환자에 대한 주의 깊은 분석과 후속 조치가 필요합니다.


    추상적 인

    배경 및 목적 -

    동맥류에서 관찰되는 혈역학적 변화에 대한 유동 전환기(FD)의 효과는 전개된 FD의 실제 구조적 구성에 필연적으로 영향을 받습니다. 우리는 토끼 동맥류 모델에서 마이크로 컴퓨터 단층 촬영 재구성을 기반으로 하는 전산 유체 역학 시뮬레이션을 사용하여 FD를 이식한 후 결과적인 혈역학적 변화를 연구했습니다.

    행동 양식-

    14마리 토끼의 토끼 특이적 혈관조영술을 기반으로 한 마이크로 컴퓨터 단층 촬영 이미지와 혈관 모델에 의한 FD는 전산 유체 역학 연구를 위해 재구성되었으며 토끼 특이적 입구 유동 파형은 경계 조건으로 사용되었습니다. 폐색군(n=10)과 비폐색군(n=4)을 추적관찰한 혈관조영술에 따라 나누었다. FD 이식 및 치유에 대한 중요성에 대해 혈역학적 매개변수를 별도로 평가했습니다.

    결과-

    동맥류 낭의 정규화 된 평균 벽 전단 응력과 유입 용적은 FD 배치 후 유의하게 감소했으며 상대 체류 시간은 처리 후 동맥류 낭의 평균 ​​압력에 큰 차이 없이 유의하게 증가했습니다. 비폐쇄군에 비해 평균 상대체류시간 증가량과 유입량 감소율은 폐쇄군에서 더 높았다. 또한, 폐색된 그룹에서 FD 배치 후 스트림의 유입구는 목의 중앙 영역 근처에서 더 널리 퍼진 반면, 폐쇄되지 않은 그룹에서는 목의 근위 부분 근처에서 발생할 가능성이 더 높았습니다.

    결론-

    이 연구는 생체 내에서 완전히 배치된 FD의 실제 구조적 구성을 제공했습니다. 벽전단응력의 감소, 유입량의 감소, 상대체류시간의 증가, FD 주입에 의한 유입류의 변화를 시연하였다. 상대적 체류 시간 증가, 유입량 감소 비율 및 목 중앙 부근의 하천 입구 위치는 치유와 밀접한 관련이 있을 수 있습니다.

    소개

    두개내 동맥류에 대한 혈관내 코일링은 빠르게 발전하여 대부분의 동맥류를 성공적으로 치료할 수 있습니다. 그러나 일부 복잡한 동맥류에 대한 혈관내 치료는 기술적인 문제로 남아 있습니다. 더욱이, 코일 폐색 동맥류, 특히 목이 넓은 동맥류의 장기 안정성은 다소 불량합니다. 1 스텐트를 사용하면 코일이 모혈관으로 돌출되는 것을 방지하여 동맥류 코일 삽입 과정에서 기계적 지지체 역할을 합니다. 이 기술은 더 안전하고 조밀한 코일 패킹 2를 가능하게 하고 동맥류 목에서 흐름을 재지정하고 내피화를 촉진함으로써 동맥류 개통을 방지하고 추가 혈전증을 촉진하는 데 도움이 될 수 있습니다. 3 일련의 생체 내 4,5 및 시험관 내 6,7 연구에 따르면 동맥류 경부에 스텐트 배치가 상당한 혈역학적 변화를 유발한다는 것이 입증되었습니다. 흐름 전환기(FD)로 알려진 차세대 혈관 내 장치가 동맥류를 치료하기 위해 개발되었습니다. 이러한 스텐트와 같은 장치는 혈관의 정상적인 해부학적 과정을 따라 동맥류 돔에서 멀어지는 방향으로 혈류를 전환하도록 설계되었습니다. FD는 크거나 거대한 동맥류 치료에서 유망한 임상 결과를 달성했습니다. 8

    CFD(Computational Fluid Dynamics) 시뮬레이션은 흐름 전환 스텐트에 의해 유도된 흐름 중단 효과를 예측하는 데 사용되었습니다. 스텐트 배치 시뮬레이션을 위한 몇 가지 기술이 CFD 계산에 사용되었습니다. 흐름 전환 스텐트의 혈역학에 대한 대부분의 이전 연구에서 균질한 다공성을 가진 스텐트 패턴의 컴퓨터 지원 설계 도면은 이상적인 동맥류 모델 또는 환자별 동맥류 모델에 가상으로 이식되었습니다. Cebral과 Löhner 9는 다른 스텐트를 모델링하는 데 성공적으로 사용된 스텐트 배치를 모델링하기 위한 적응형 그리드 임베딩 기술을 제안했습니다. Ma et al 10은 환자별 동맥류에서 FD의 기계적 배치를 시뮬레이션하기 위한 워크플로를 기반으로 하는 유한 요소 분석을 개발했습니다. 그러나 위에서 언급한 모든 접근 방식에는 큰 제한이 있습니다. 즉, 대칭성과 균일성이 높은 이상적으로 배치된 스텐트로 제한됩니다. 그러나 스텐트의 다공성은 모 혈관의 곡률과 직경에 따라 변합니다. 생체 내 이식된 FD의 실제 상황을 나타내는 방법을 결정하는 것은 치료 결과를 예측하기 위해 해결해야 할 핵심 기술 및 임상 문제입니다. 마이크로 컴퓨터 단층 촬영(CT)은 스텐트의 실제 전개 상태를 재구성하는 데 사용할 수 있지만11,12 생체 내에서 마이크로 CT로 스텐트를 재구성하는 것은 어렵습니다. 또한, 마이크로 CT 재건을 기반으로 한 FD 이식 동맥류의 혈역학 및 예후 연구에 대한 이전 보고서는 없습니다.

    이 연구의 목적은 생체 내 실험, 3차원(3D) 영상 기술 및 CFD 시뮬레이션의 데이터를 결합하여 사실적으로 스텐트 혈관과 동맥류의 혈역학적 변화를 조사하고 후속적으로 혈역학과 동맥류 사이의 관계를 분석하는 모델을 개발하는 것입니다. 추적 관찰 시 동맥류 폐쇄.

    행동 양식

    동물 실험

    우리는 이전에 설명한 대로 건강한 성인 뉴질랜드 흰 토끼의 오른쪽 총경동맥을 소화하기 위해 엘라스타제를 사용하여 조직학적으로 시뮬레이션된 인간 동맥류를 확립했습니다. 13 FD에 의해 남녀(체중, 3-4kg)의 14개 넓은 목 동맥류 모델이 개발되고 치료되었습니다. 이 실험에서 FD(1세대 TUBRIDGE 색전술 장치 MicroPort Medical [Shanghai] Co Ltd, China)는 32개의 니켈-티타늄 합금 가닥으로 구성되며, 각 지지대의 지름은 0.05mm인 백금을 포함하는 2개의 평행한 방사선 불투과성 지지대를 포함합니다. FD는 동맥류의 목을 덮는 무명 동맥에 배치되었습니다. 우리는 근위 기준 혈관의 크기에 따라 FD의 직경을 선택했습니다.

    모든 동물은 절차 후 4주에 정맥 디지털 빼기 혈관조영술(DSA)과 3개월 후에 DSA를 모두 받았습니다. DSA 후, 토끼는 나트륨 펜토바르비탈(100 mg/kg)을 정맥 주사하여 안락사시켰다. FD를 포함한 모혈관의 전체 부분을 강선 바늘로 표시하여 동맥류 경부의 정확한 위치를 확인한 다음 해부했습니다. FD를 포함한 조직을 10% 포르말린으로 ≈100cm의 수압에서 약 ≈4시간 동안 압력 고정한 다음 동일한 용액에서 최소 24시간 동안 보관했습니다.

    박동 속도 파형은 1마리의 건강한 토끼의 무명 동맥에서 경흉부 이중 도플러에 의해 획득되었습니다. 그런 다음 Matlab 버전 7.0 소프트웨어(MathWorks, Natick, MA)를 사용하여 전체 심장 주기에서 혈류 속도 파형을 얻기 위해 도플러 스펙트럼 엔벨로프를 디지털화했습니다.

    혈관 모델링 및 3D 스텐트 Micro-CT 재건

    14개의 토끼 특정 동맥류 모델의 이미지는 Integris Allura Flat DSA(Philips Healthcare, Best, 네덜란드)에서 얻었습니다. 획득한 모든 회전형 디지털 감산 혈관조영술 영상은 재구성을 위해 Philips Allura FD20 워크스테이션(Philips Healthcare)으로 전송되어 가상 현실 모델링 언어 형식을 생성했습니다. 이 가상 현실 모델링 언어는 3DMAX8.0(Autodesk)을 사용하여 스테레오리소그래피 형식으로 변환되었습니다. 이후에 Geomagic Studio 버전 9.0 소프트웨어(Geomagic, Research Triangle Park, NC)로 광조형 버전을 분할하고 표면을 매끄럽게 했습니다.

    동맥류 목이 강철 와이어 바늘로 표시된 모든 내장 샘플은 17μm 픽셀 크기의 마이크로 CT(GE eXplore Locus SP)를 사용하여 스캔되었습니다. FD의 스캔된 CT 데이터는 그림 1과 같이 3D FD 기하학을 재구성하기 위해 Mimics(버전 10.01, Materialise, 벨기에 루벤)로 처리되었습니다. 스트럿의 직경은 이미지의 임계값을 조정하여 0.05mm로 수정되었습니다.

    그림 1. 유동 전환기(FD)의 기하학적 구조는 마이크로 CT 데이터로 재구성되었습니다. 재구성된 전체 FD(NS). Geomagic Studio에서 동맥류의 목을 덮는 데 사용되는 재구성된 FD 부분NS).

    메싱 및 흐름 모델링

    동맥류 모델에 FD를 배치하기 위해 재구성된 FD를 Geomagic Studio 소프트웨어의 도움으로 강철 와이어 마커에 따라 동맥류 목을 가로질러 모 혈관 내강에 장착했습니다. 별도로 재구성된 동맥류 및 FD는 ICEM CFD 버전 11.0(ANSYS, Lebanon, New Hampshire)에서 병합되어 유체 역학 계산을 위한 체적 그리드를 생성했습니다. 각 모델은 230만에서 380만 개의 유한 체적 사면체 요소와 벽 프리즘 요소를 생성하기 위해 메쉬되었습니다(정확한 경계층 해상도를 위해). 입방 밀리미터당 원소는 4.74×10 3 내지 1.44×10 4 이었다. 이전 연구에 따르면 이 메쉬 해상도는 혈역학적 시뮬레이션에 충분합니다. 12,14

    계산의 기초가 되는 지배 방정식은 층류 및 비압축성 혈류를 가정한 Navier-Stokes 공식이었습니다. 우리는 혈액을 뉴턴 유체로 취급했습니다. 혈액의 밀도와 동점도는 각각 ρ=1050 kg/m 3 및 μ=0.0035Pa·s로 지정하였다. 입구는 위에서 설명한 바와 같이 초음파 도플러로부터 측정된 맥동 속도 프로파일에 의해 부과되었습니다. 출구는 정압이 0인 개방 경계 조건으로 모델링되었습니다. 선박은 미끄럼 방지 경계 조건으로 단단하다고 가정했습니다. 시뮬레이션은 CFX 버전 11.0(ANSYS, Lebanon, NH)에서 수행되었습니다. 수치 시뮬레이션을 위해 0.48초의 전체 심장 주기를 0.001초의 시간 단계로 이산화했습니다. 완전한 주기성에 도달했는지 확인하기 위해 3개의 심장 주기를 시뮬레이션하고 마지막 주기를 출력으로 취했습니다. 동맥류 기하학은 후속 데이터 분석을 위해 부모 동맥에서 분리되었습니다. 그런 다음 CFX를 사용하여 이러한 시뮬레이션 결과를 후처리하고 시각화했습니다.

    혈역학적 매개변수 계산

    벽 전단 응력(WSS), 압력, 상대 체류 시간(RRT) 및 유입량과 같은 혈역학적 매개변수를 계산했습니다. WSS(방정식 1에서와 같이 이미 시간 평균)는 주머니 면적(동맥류 주머니의 전체 관강 표면)에 대해 평균을 냈습니다. 이 연구에서 WSS 분포는 다른 모델 간의 비교를 허용하기 위해 동일한 토끼의 평균 모 혈관 WSS에 의해 정규화되었습니다. 15 WSS와 진동 전단 지수(OSI)의 조합인 RRT는 벽 근처의 혈액 체류 시간을 반영합니다. 16 따라서 RRT라는 새로운 메트릭이 교란된 흐름의 상태를 정량화하기 위해 정의되었습니다.

    어디서NS 는 순시 WSS 벡터이고 T는 주기의 지속 시간입니다.

    유입량 감소율은 최대 수축기(t=0.06 s)에서 동맥류 경부에 FD 주입 전과 주입 후 유입량의 차이였으며, 이 값은 FD 주입 전 유입량으로 정규화되었습니다. 우리는 또한 FD 이식 전후의 절단면과 유선의 속도 크기에 따라 동맥류 낭의 유입 흐름을 관찰했습니다.

    통계 분석

    모든 혈역학적 매개변수의 평균 및 표준편차는 전처리/후스텐트 삽입 및 폐쇄/비폐쇄 그룹에 대해 계산되었습니다. 데이터는 평균±SD로 표시됩니다. 전처리된 그룹과 스텐트 설치 후 그룹 간의 차이는 paired nonparametric Wilcoxon test에 의해 분석되었습니다. NS NS 값 <0.05는 통계적으로 유의한 것으로 간주되었으며 모든 테스트는 양측이었습니다. 통계 분석은 Microsoft Excel 2003(Microsoft, Redmond, WA), Matlab을 사용하여 수행되었습니다.

    결과

    혈관조영술 추적관찰 결과 14개 동맥류 중 10개가 완전히 폐색된 반면 나머지 4개는 폐색되지 않은 것으로 나타났습니다(95% 폐색 미만 그림 2). 따라서 폐색된 동맥류(n=10)와 폐색되지 않은 동맥류(n=4)를 2개의 그룹으로 나누었습니다. 전체적으로 14개의 토끼 특정 동맥류 모델이 구성되었습니다. 각 매개변수의 평균 및 SD 값이 표에 표시됩니다.

    그림 2. 폐색 및 폐색되지 않은 동맥류의 혈관 조영술 추적. 폐쇄 케이스(NS) 동맥류가 완전히 폐색되었음을 나타냅니다. 밀폐되지 않은 케이스(NS)는 폐색이 <95%임을 보여줍니다. 현상 부분은 화살표(→)로 표시됩니다.

    테이블. 전처리 및 스텐트 삽입 후 동맥류 사례에서 검사한 모든 매개변수의 통계 분석 결과

    RRT는 상대 체류 시간 및 WSS, 벽 전단 응력을 나타냅니다.

    FD 배치 전후의 토끼 특정 동맥류 모델에 대한 WSS 분포는 그림 3에 나와 있습니다. 스텐트 삽입 후 그룹의 WSS 값은 모 혈관보다 동맥류 내에서 더 낮았으며 특히 동맥류의 돔에서 더 낮았습니다(그림 3). . 스텐트 삽입 후 동맥류는 전처리된 동맥류보다 WSS 크기가 더 낮았습니다.

    그림 3. 벽 전단 응력(WSS) 분포 전(NS) 및 이후(NS) 흐름 전환기(FD) 주입. 이전 상대 체류 시간(RRT) 분포() 및 이후(NS) FD 이식.

    동일한 모델에서 평균 모혈관 WSS에 의해 정규화된 스텐트 삽입 후 동맥류 낭의 평균 ​​WSS는 전처리 그룹보다 유의하게 낮았습니다(0.16±0.12 대 0.27±0.12). NS=0.011).

    동맥류낭의 평균 ​​압력은 스텐트 삽입 후 치료군에서 107.92±67.86 Pa, 전처리군에서 109.69±70.56 Pa였다. 그러나 이 매개변수에는 스텐트 시술 후 그룹과 전처리 그룹 간에 유의한 차이가 없었습니다(NS=0.331).

    그림 3은 또한 FD 배치 전후의 모델에 대한 RRT 분포를 예시하며, 증가된 RRT 영역은 벽 근처에서 혈액의 긴 체류 시간 영역에 해당합니다. 스텐트 시술 후 그룹과 전처리 그룹 간에 RRT에 상당한 차이가 있었습니다(2437.88±5.00 대 10.83±8.17 NS=0.001). 비폐쇄 그룹의 평균 RRT 증가는 폐쇄 그룹보다 낮았지만(821.07±1.09 대 3069.45±5.83), 통계적 유의성은 나타내지 않았습니다.

    동맥류로 들어가는 유입량은 스텐트 시술 후 그룹에서 전처리 그룹보다 현저히 낮았습니다(4.04×10 -7 ±2.98×10 -7 m 3 /s 대 8.45×10 -7 ±5.83×10 -7 m 3 /s). NS=0.001). 유입량 감소의 평균 비율은 폐색군이 비폐색군보다 높았으나(54.19±20.77% vs 53.70±14.76%), 통계적 유의성은 없었다.

    스텐트 설치 후 그룹의 유속은 장치 배치 전과 비교하여 더 낮았습니다. 스트림의 입구는 FD 배치 후 목의 원위 부분에서 근위 부분으로 변경되었습니다. 폐색된 그룹에서 FD 배치 후 스트림의 입구는 목의 중앙 부분 근처에 존재할 가능성이 더 높았던 반면, 폐색되지 않은 그룹에서는 근위 부분 근처에 있을 가능성이 더 높았습니다(그림 4 및 5).

    그림 4. 전처리된 폐색 케이스의 유입 유선(NS) 및 포스트스텐트(NS). 전처리된 폐쇄되지 않은 케이스의 유입 유선() 및 포스트스텐트(NS).

    그림 5. 전처리된 폐색된 케이스의 절단면에서의 속도 크기(NS) 및 포스트스텐트(NS). 전처리된 폐쇄되지 않은 케이스의 절단면에서의 속도 크기() 및 포스트스텐트(NS).

    논의

    이 연구에서 우리는 토끼 동맥류 모델에서 마이크로 CT 재구성된 FD를 사용하여 혈역학적 매개변수를 테스트했습니다. 이들 매개변수 중, 스텐트 설치 후 그룹과 전처리 그룹 사이의 통계적 유의성은 감소된 WSS 및 유입량 및 증가된 RRT에 대해 표시되었습니다. 폐색된 그룹과 폐색되지 않은 그룹 사이에 통계적 유의성은 없었지만 폐색된 동맥류는 유입량 감소 및 평균 RRT 증가가 더 높았습니다.

    축적된 증거는 혈역학을 동맥류 발병에 중요한 기여자로 내포하고 있습니다. 실제 뇌동맥류에서 혈역학을 시뮬레이션하는 것과 마찬가지로 중요한 것은 혈관내 치료 기술에 의해 유도된 국소 혈역학적 변화를 모델링하고 시뮬레이션하는 것입니다. FD가 두개내 동맥류를 치료하기 위해 점점 더 많이 사용되고 있지만 임상 결과는 매우 다양하고 다양한 유형의 동맥류에 따라 다릅니다. 수치 시뮬레이션을 통해 스텐트 삽입 또는 FD 배치 후 동맥류 흐름의 복잡한 특성을 평가할 수 있습니다. Dorn et al18은 동맥류 경부에 걸쳐 3가지 다른 스텐트(Solitaire, Silk, Phenox 흐름 전환기)에 의한 흐름 변화를 비교했습니다. 그들의 결과는 솔리테어 스텐트에서 흐름 감소가 무시할 수 있음을 보여주었습니다. 대조적으로, FD는 스텐트 디자인과 적절한 위치 둘 다에 따라 >50%만큼 유속을 감소시켰습니다. 우리의 결과에서 볼 수 있듯이 WSS의 크기와 유입량의 감소는 FD 배치 후 유의미했습니다. Hirabayashi et al 19 및 Barath et al 20에 의해 수치 및 실험 결과와 유사한 관찰이 이루어졌습니다. 또한 우리의 결과는 FD 배치로 인해 RRT가 크게 증가한 것으로 나타났습니다. 이 결과는 FD가 동맥류의 조영제 세척 시간을 증가시킨다는 동물 연구 및 임상 증거와 일치했습니다.

    스텐트의 효율성은 다공성, 스텐트 스트럿 모양, 셀 기하학 및 메쉬 구멍 모양을 포함한 여러 매개변수와 관련이 있습니다. Kim et al22은 수치해석을 이용하여 스텐트 스트럿의 형태와 다공성이 동맥류 내부의 혈역학적 흐름에 미치는 영향을 연구한 결과 직사각형 스텐트가 최적임을 발견하였다. 이 스텐트는 동맥류 주머니에서 속도의 크기를 89.2% 감소시켰습니다. 또한 일련의 시험관 내 23 및 생체 내 24 연구에서 다공성과 기공 밀도가 동맥류 내 흐름에 영향을 미친다는 것이 입증되었습니다. 같은 다공성이라도 서로 다른 필라멘트 크기는 동맥류 내 혈역학에 다른 영향을 줄 수 있습니다. 25 스텐트 형상을 컴퓨터 시뮬레이션에 통합하면 각 동맥류의 혈류에 대한 스텐트의 역할이 나타날 수 있습니다. 그러나 밀도가 다소 높은 FD는 메싱의 복잡성을 증가시킵니다. 대부분의 연구에서는 사실적인 스텐트 형상의 재현이 어렵기 때문에 단순화된 스텐트 형상을 사용했습니다. 10 그러나 이러한 계산 연구는 동맥류 흐름 변경에 대한 가상 스텐트의 단순한 시연으로 제한되었습니다. 실제로 FD의 금속 커버리지는 신장 또는 압축 후 변화하며, 실제 금속 커버리지 비율과 기공 밀도는 FD가 이식되면 현저한 차이를 나타내기 때문에 실제 변화는 여전히 생체 내에서 알 수 없습니다. 우리는 생체 내에서 FD의 실제 구성을 재현하고 목에서 FD의 금속 커버리지를 계산하기 위해 마이크로 CT를 성공적으로 사용했습니다. 우리의 이전 보고서에서 4개의 동맥류 폐색은 경부 스텐트의 국소 금속 피복과 양의 상관관계가 있었습니다. 이 연구에서 우리는 FD가 혈역학에 미치는 영향을 계산하고 micro-CT 재구성 FD를 기반으로 긍정적인 결과를 얻었습니다. 그럼에도 불구하고 우리는 여전히 이러한 결과를 스텐트 배치의 가상 시뮬레이션을 위한 다른 기술과 비교할 필요가 있습니다.

    흐름 전환 스텐트가 동맥류 내 압력에 미치는 영향은 임상 사용을 위해 고려해야 하는 중요한 문제입니다. Cebral et al26은 흐름 전환 치료 후 혈역학적 변화를 분석하고 치료 후 동맥류 내 압력 증가를 발견했으며, 이는 특히 거대 동맥류의 경우 잠재적으로 파열로 이어질 수 있습니다. Schneiders et al27은 이중 센서 가이드 와이어를 사용하여 흐름 전환 스텐트를 배치하기 전, 배치하는 동안, 배치한 후에 동맥류 내 압력을 측정했습니다. 동맥류 내부의 압력은 삽입하는 동안 일시적으로 감소했지만 몇 분 안에 기준 값으로 복원되었습니다. 우리의 결과는 Cebral et al.의 결과와 약간의 차이를 보였다. 26 micro-CT를 이용한 모델에 따르면 동맥류낭의 평균 ​​압력은 FD 치료 후 유의한 차이가 없었다.

    FD 치료의 결과는 가변적이었고 FD 치료 후 두개내 동맥류의 지연 파열 위험은 최대 1.75%로 추정되었습니다. 28 FD로 치료한 동맥류의 예후는 혈역학적 변화, 혈소판 기능 등 많은 요인에 의해 영향을 받을 수 있다. 치유. 이러한 요인들은 FD 이식으로 인한 상대 유속과 WSS 감소가 대부분의 경우 동맥류 혈전증을 유발한다는 발견에 의해 뒷받침되었습니다. 5 폐색된 동맥류와 폐색되지 않은 동맥류를 비교한 결과 평균 RRT 증분, 유입량 감소 비율 및 하천 입구 위치에서 차이가 나타났습니다. 이러한 결과는 또한 환자 예후에 대한 혈역학적 변화의 중요성을 암시할 수 있습니다. 여기서의 차이는 통계적으로 유의하지 않지만 이는 표본 크기가 작기 때문일 수 있습니다. Zhang et al 7의 연구에서 성공적인 경우보다 동맥류로의 혈류 감소 및 목의 유속 크기가 실패한 경우보다 높다는 유사한 결과가 발견되었습니다. 많은 양의 혈액이 동맥류 영역 안팎으로 흐르기 때문에 동맥류가 완전히 폐색되지 않았습니다.

    제한 사항

    이 기사에 설명된 것과 같은 계산 시뮬레이션 방법론에서 파생된 통찰력은 이 분야에 대한 향상된 이해를 제공합니다. 그러나 본 연구에는 몇 가지 제한점이 있었다. 첫째, 본 연구에서 FD에 의한 동맥류 폐색과 혈역학적 변화 사이의 관계를 확인했지만, 폐색되지 않은 그룹의 표본은 적었다. 둘째, 건강한 동물 대상에서 얻은 단일 흐름 파형만 모든 CFD 계산에 사용되었습니다. 따라서 이 제한은 결과의 유효성에 영향을 미칠 수 있습니다. 보다 정확한 결과를 얻으려면 향후 토끼 특정 조건을 사용해야 합니다. 마지막으로, 마이크로 CT를 사용하여 모체 용기에서 FD의 실제 구성을 재현했지만 표본 채취 중 용기 또는 FD의 변형 및 마이크로 CT의 해상도 비율 제한은 실제 조건과 편차 및 부정확성을 유발할 수 있습니다. 이러한 방법을 추가로 검증하기 위해서는 더 큰 규모의 연구가 필요하며, 이는 향후 의사 결정 과정에서 유용한 도구가 될 것으로 예상됩니다. 이러한 연구는 새로운 기술과 장치의 개발로 이어질 것입니다.

    결론

    이것은 마이크로 CT의 도움으로 실제 흐름 전환 스텐트의 배치와 관련된 혈역학적 수정을 분석한 첫 번째 연구입니다. 우리의 방법을 기반으로 WSS 감소, 유입량 및 RRT 증가를 포함하여 FD 스텐트의 배치에 의해 동맥류의 혈역학적 매개변수가 크게 수정되었음을 입증했습니다. 본 연구에서 micro-CT 재건된 FD를 사용한 의의는 수치모의 결과를 더욱 확증하는 것이었다. 폐색되지 않은 동맥류와 비교하여 FD 배치에 의한 혈역학적 변화는 더 높은 RRT 증가, 유입량 감소의 백분율을 보였고 폐색된 동맥류에서 하천 입구의 위치가 중앙 영역 근처에 있음을 보여주었습니다. 우리의 연구는 또한 FD 치료의 임상 결과의 차이가 혈역학의 다양성과 밀접하게 관련될 수 있음을 나타냈습니다. 각 환자에서 전개된 FD의 실제 상태를 재현하고 개별화된 혈역학적 변화를 분석하는 것은 개별화된 치료 결정을 위한 핵심 요소일 수 있습니다.

    감사의 말

    도움이 되는 계산 소프트웨어 제공에 대해 상하이 슈퍼컴퓨터 센터에 감사드립니다. 또한 자유 흐름 전환 스텐트에 대해 MicroPort Medical(Shanghai) Co Ltd에 감사드립니다.

    자금 출처

    이 연구는 중국 국립자연과학재단(보조금 번호 30901556 및 보조금 번호 81171092)과 상하이 과학기술위원회의 라이징스타 프로그램(보조금 번호 11QA1408400)의 지원을 받았습니다.

    공개

    각주

    *Drs Huang과 Xu는 제1저자를 공유합니다.


    흐름 전환기의 혈역학

    스텐트 및 흐름 전환기의 혈역학에 대한 장치 비교 섹션 외에도 이 문서의 일부는 "뇌동맥류의 흐름 전환", 2016, Min S. Park, Phil Taussky, Felipe C. Albuquerque 및 Cameron G. McDougall, Eds., Thieme Medical Publishers, New York, www.thieme.com(허가를 받아 재인쇄). 원고가 2016년 6월 29일에 접수됨 2016년 9월 21일에 접수된 최종 원고가 2017년 1월 19일 온라인 출판됨. 편집자: Victor H. Barocas.

    Dholakia, R., Sadasivan, C., Fiorella, D.J., Woo, H.H. 및 Lieber, B.B.(2017년 1월 19일). "흐름 전환기의 혈역학." 저 같은. 제이바이오멕엔지니어링. 2017년 2월 139(2): 021002. https://doi.org/10.1115/1.4034932

    대뇌 동맥류는 윌리스 원의 접합부와 그 주변에서 동맥벽의 병리학적 국소 유출입니다. 그들의 빈약한 벽은 동맥류가 누출되거나 파열되기 쉬운 경향이 있어 높은 이환율과 사망률을 갖는 출혈성 뇌졸중으로 이어집니다. 뇌동맥류의 혈관내 치료에는 현재 동맥류가 있는 모동맥 내에 흐름 전환기(flow diverters)라고 하는 미세 메쉬 스텐트의 이식이 포함됩니다. 장치는 동맥류 주머니 내에서 유속을 완화함으로써 몇 시간에서 며칠 이내에 동맥류에서 혈전 형성을 우선적으로 유도합니다. 외부 임플란트에 대한 반응으로 내피화된 동맥층은 수일에서 수개월에 걸쳐 장치의 관강 표면을 덮습니다. 동맥류내 혈전의 조직화는 동맥류 벽 및 내용물의 흡수 및 수축을 유도하고, 결국 병리학적 부위를 거의 생리학적 상태로 유익한 리모델링으로 이끈다. 동맥류 내에서 유동 활동을 감소시키는 장치의 주요 기능은 그물 구조에 따른 결과입니다. 장치 메쉬 구조의 완전한 사양 또는 대안적으로 장치 투과성은 다공성 매질을 특성화하는 데 일반적으로 사용되는 두 가지 변수인 메쉬 다공성 및 메쉬 기공 밀도의 정량화를 반드시 포함합니다. 우리는 이상적인 측벽 동맥류 모델에서 다양한 다공성 및 기공 밀도(스텐트: Neuroform, Enterprise 및 LVIS 흐름 전환기: Pipeline 및 FRED)의 5가지 상업용 신경혈관 장치에 의해 유도된 흐름 변경을 평가했습니다. 이러한 모델에서 예상할 수 있는 바와 같이, 모든 장치는 조대망 스텐트가 65-80% 감소를 유도하는 반면 미세망 흐름 전환기는 거의 완전한 흐름 정체를 유도하는 비스텐트의 경우와 비교하여 신경내 운동 에너지를 상당히 감소시켰습니다. ~98% 감소). 우리는 또한 장치 다공성이 감소하고 장치 공극 밀도가 증가함에 따라 더 큰 장치 효능(낮은 신경내 흐름)을 향한 경향에 주목합니다. 이러한 여러 흐름 연구는 장치 설계 개선, 치료 계획 촉진(특정 동맥류에 대한 최적의 장치는 무엇인가), 치료 결과 예측(이는 특정 장치로 치료한 특정 동맥류는 장기간에 걸쳐 성공적으로 폐색됩니다. 결과는 일반적으로 고무적이지만 서로 다른 연구 그룹 사이에 연구 변수의 표준화가 제대로 이루어지지 않았으며 모든 합의는 종합적으로 큰 데이터 세트에 대해 표준화된 연구가 수행된 후에만 도달할 수 있습니다. 예측 값을 최대화하려면 생화학적 변수를 이러한 연구에 통합해야 할 수 있습니다.


    뇌동맥류를 위한 흐름 전환 또는 혈역학 안정화? - 생물학

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    뇌동맥류를 위한 흐름 전환 또는 혈역학 안정화? - 생물학

    뇌동맥류에서 스텐트의 효과: 리뷰

    케난 알칼릴리 1 , 잭 한날라 1 , 메리 콥 2 , 노라 찰루히 3 , 제시카 L 필립스 3 , 안젤라 B 에체베리아 1 , 파스칼 자바 3 , M 하이뎀 바비커 2 , 데이비드 H 프레이크스 2 , L 페르난도 곤잘레스 2
    1 미국 애리조나주 투손대학교 애리조나대학교 외과학교실
    2 미국 노스캐롤라이나주 더럼 듀크대학교 신경외과
    3 미국 펜실베니아주 필라델피아 Thomas Jefferson University 신경외과

    웹 발행일2018년 3월 26일

    대응 주소:
    케난 알카릴리
    신경외과, Thomas Jefferson University, 211 South 9th Street #210, Philadelphia, PA 19107
    미국

    지원 출처: 없음, 이해 상충: 없음

    DOI: 10.4103/1793-5482.175639

    최대 95%의 뇌동맥류의 병인은 혈관 손상을 일으키는 혈역학적으로 유도된 요인에 의해 설명될 수 있습니다. 이 검토의 목적은 스텐트가 가지고 있는 주요 물리적 특성과 스텐트가 뇌동맥류에 미치는 영향을 설명하는 것입니다. 2단계 심사 프로세스를 수행했습니다. 먼저 PubMed 데이터베이스를 사용하여 구조화된 검색을 수행했습니다. 다음 검색어와 키워드가 사용되었습니다. “혈역학,” “벽 전단 응력(WSS),” “속도,” “점도,” “뇌동맥류,R “두개내 동맥류,”“스텐트,”“흐름 전환기,”“스텐트 다공성,”“스텐트 기하학,”“스텐트 구성 8220stent design.” 보고서가 원본 데이터를 포함하고, 뇌동맥류의 스텐트 기반 치료 후 혈역학적 변화에 대해 논의하고, 스텐트 배치의 혈역학적 효과를 조사하고, 스텐트와 스텐트가 있었던 동맥류의 기하학적 특성을 설명하는 경우 고려되었습니다. 치료하는 데 사용됩니다. 검색 전략을 통해 총 122편의 논문이 산출되었으며, 61편은 제목과 초록을 선별하여 제외되었습니다. 그런 다음 참조 목록을 교차 확인하여 추가 기사를 식별했습니다. 97개 기사의 최종 컬렉션은 배치된 스텐트의 기하학적 특성 및 구성이 동맥류 WSS, 유입 및 압력과 같은 혈역학적 매개변수에 영향을 미친다는 것을 보여줍니다. 동맥류의 기하학적 특성과 그 위치 또한 치료 후 동맥류내 혈류역학에 유의한 영향을 미쳤다. 결론적으로, 스텐트 시술로 인한 특정 동맥류 혈역학적 매개변수의 변화는 배치된 스텐트의 기하학적 특성 및 구성, 동맥류의 기하학적 특성 및 치료 전 혈역학을 비롯한 여러 요인과 관련이 있습니다.

    키워드: 뇌동맥류, 뇌혈관, 혈역학, 스텐트


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    Alkhalili K, Hannallah J, Cobb M, Chalouhi N, Philips JL, Echeverria AB, Jabbour P, Babiker M H, Frakes DH, Gonzalez L F. 뇌동맥류에서 스텐트의 효과: 리뷰. Asian J Neurosurg 201813:201-11

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    Alkhalili K, Hannallah J, Cobb M, Chalouhi N, Philips JL, Echeverria AB, Jabbour P, Babiker M H, Frakes DH, Gonzalez L F. 뇌동맥류에서 스텐트의 효과: 리뷰. Asian J Neurosurg [직렬 온라인] 2018 [2021년 6월 26일 인용]13:201-11. https://www.asianjns.org/text.asp?2018/13/2/201/175639에서 사용 가능

    뇌동맥류는 전 세계 인구의 약 6%에 존재합니다. 또한, 종종 크기에 직접적으로 의존하는 뇌동맥류 파열은 이러한 환자의 1%에서 발생하여 궁극적으로 지주막하 출혈로 이어집니다. [삼]

    모든 뇌동맥류의 최대 95%의 병인은 혈관 외상을 생성하는 혈역학적 요인에 의해 설명됩니다. 그러나 뇌동맥류를 유발하는 특정 혈역학적 요인은 아직 명확하지 않다. 혈역학의 일반적인 역할은 대동맥 협착이 있는 환자에서 두개내 동맥류의 더 높은 발생률, 경부 경동맥 폐쇄 후 반대측으로 발생하는 동맥류, 동정맥 기형과 관련된 흐름 관련 동맥류에 의해 인식되고 지지됩니다. 이와 같이, 혈관내 치료는 궁극적인 파열을 예방하는 방법으로 동맥류 내의 혈역학적 특성을 수정하려고 시도합니다.

    혈관내 치료 기술에는 Onyx HD 500(eV3-Irvine CA, USA) 및 백금 코일과 같은 액체 색전제를 사용한 색전술이 포함됩니다. 코일링은 뇌동맥류 치료에 효과적인 것으로 입증되었지만 이 기술은 특히 크고 목이 넓은 동맥류에서 내구성 있는 폐색을 달성하지 못할 수 있습니다. 코일링은 특히 넓은 목 동맥류에서 상당한 재개통 가능성으로 인식되고 동맥류 재발에는 비효과적입니다. 또한, 스텐트는 코일이 모혈관으로 탈출하는 것을 방지하고 동맥류 구멍의 내피화를 촉진한다. [6]

    최근에는 크고 넓은 목 동맥류 치료의 새로운 패러다임인 내강 내 요법이 인정받고 있습니다. 관내 요법에는 흐름 전환기(FD)로 알려진 독립형 스텐트를 사용한 치료가 포함됩니다.[7] 특히, FD는 동맥류에서 흐름을 우회하여 동맥류에서 벽 전단 응력(WSS)을 감소시킵니다. [8],[9],[10],[11],[12],[13],[14],[15],[16] FD는 또한 스텐트 지지대 내에서 내피 성장을 촉진하고 혈관 및 동맥류를 영구적으로 제외합니다. 또한, FD는 동맥류 내의 박동을 완화하여 동맥류의 활발한 성격으로부터 동맥류를 보호합니다. [17]

    흥미롭게도 카디르벨 . [18] 제안하다 생체 내 FD의 내피화가 실제로 동맥류의 완전한 폐색을 달성하는 데 혈전 형성보다 더 중요하다는 동물 모델. 구체적으로 그들의 생체 내 모델은 조직학적으로 완전한 동맥류 폐색이 평활근을 덮고 있는 내피 세포와 함께 동맥류 목의 치유에 이차적으로 발생함을 입증했습니다. [18] 최근의 이 연구는 새로 개발된 FD가 궁극적으로 동맥류의 완전한 폐색을 자극하기 위해 장치 지지대 위의 동맥류 경부에서 내피화를 가속화하는 데 집중해야 한다고 제안합니다. [18]

    FD는 혈전증과 리모델링 과정을 촉진하는 동맥류 혈역학의 변화를 일으켜 결국 순환에서 동맥류를 배제합니다. 이러한 재형성 과정은 시간이 걸리므로 즉각적인 동맥류 혈전증이 발생하지 않는다.

    현재까지 동맥류 혈전증을 유발하는 주요 요인으로 단일 혈역학적 매개변수가 확인되지 않았습니다. 이 검토의 목표는 동맥류의 물리적 매개변수와 동맥류 폐색을 촉진하는 스텐트에 미치는 영향을 논의하는 것입니다.

    PubMed 데이터베이스를 사용하여 구조화된 검색을 수행했습니다. 제목, 초록, 키워드, 전문은 “Hemodynamics” or “WSS” or “velocity” or “viscosity” “cerebral aneurys1 “두개내 동맥류” 및 “스텐트” 또는 “FD” 또는 “스텐트 다공성” 또는 “스텐트 기하학” 또는 ̴스텐트 구성” 또는 “스텐트 구성

    데이터베이스 검색 결과는 사전 정의된 포함 기준을 사용하여 제목/초록 및 전체 텍스트를 기반으로 잠재적으로 관련된 기사를 선별했습니다. 포함할 추가 문서를 식별하기 위해 식별된 문서에서 참조 목록의 교차 확인이 수행되었습니다.

    적격성 기사의 초기 화면

    초록은 전자 문헌 검색에서 확인되었으며 두 명의 저자(K.A. 및 L.F.G.)가 독립적으로 평가했습니다. 전체 텍스트 검토를 위해 적격한 기사가 선택되었습니다. 초기 심사에서 원본 데이터를 보고하고 해당 논문에서 검색어를 구체적으로 언급한 경우 초록이 고려되었습니다. 검색은 영어로 작성된 기사로 제한되었습니다.

    적격성 문제에 대한 기사의 두 번째 화면(포함 및 제외 기준)

    K. A.와 L. F. G.는 전문 기사를 독립적으로 검토하고 다음을 포함하는 기사를 선택했습니다. 원본 데이터, 대뇌 동맥류의 상세한 혈역학적 변화, 스텐트 배치의 효과, 스텐트에 대한 설명, 동맥류 속성. 스텐트가 아닌 코일이 동맥류 혈역학에 미치는 영향에 대해 논의하거나 혈역학 데이터가 제한적이거나 전혀 없거나 뇌동맥류에 대해 논의하지 않은 연구는 제외되었습니다. 사설, 편지, 리뷰 기사, 사례 보고서 및 동물 실험 연구는 제외되었습니다.

    선택 및 데이터 추출

    데이터는 WSS의 혈역학적 변화, 속도, 점도, 회전 시간, 소용돌이 형성 및 기타 매개변수, 유형, 크기, 위치, 모동맥 및 스텐트와의 관계를 포함한 동맥류(기하학적) 속성의 세 가지 범주를 기반으로 추출되었습니다. 기하학적) 디자인, 구성, 다공성, 필라멘트 직경 및 셀 모양을 포함한 속성.

    우리의 문헌 검색은 927개의 논문을 산출했습니다. 이 중 801개는 중복이었고 4개는 영어로 작성되지 않았습니다. 나머지 122편의 논문 중 61편은 제목 및 초록 심사에서 제외되었다. 나머지 61개 중 29개는 기준선 혈역학적 논의가 부족했습니다. 다른 11편은 스텐트가 아닌 코일에 대해 논의했고 6편은 비뇌동맥류에 대해 논의했기 때문에 제외되었습니다. 추가 6건의 논문은 스텐트 효과에 대해 논의하지 않았으며 9건의 추가 논문은 관련성이 부족하거나 전문이 아닙니다. 나머지 61편의 논문에 대한 전체 텍스트에 액세스했습니다. 확인된 논문에서 참조 목록을 교차 확인하여 추가 논문을 얻었습니다. 총 97개의 논문이 포함되었습니다.

    동맥류 흐름은 세 가지 다른 지점에서 연구됩니다. 첫 번째는 목의 말단 부분에서 발생하는 동맥류로 유입되는 유입입니다. 두 번째는 근위 경부에서 발생하는 동맥류를 빠져나가는 유출입니다. 마지막으로, 최고 수축기 동안 동맥류 입구에서 중심 느린 흐름 소용돌이가 형성됩니다.

    FD로서의 스텐트 이면의 개념은 혈전증을 촉진하는 동맥류 흐름 정체의 생성에 의존합니다. 정체는 동맥류의 유출이 느려지면 모혈관과 동맥류 사이의 교환이 감소할 때 발생합니다. 흐름 정체는 전단 구동 흐름을 나타내는 측벽 동맥류의 설정에서 쉽게 달성됩니다. 아우크스부르크 . 상태에서 관성 구동 흐름의 속도와 와도는 전단 구동 흐름보다 최대 4배 더 높습니다. [8] 이 관찰은 스텐트 삽입 여부에 관계없이 일관되었습니다. 멍 . [19] 고곡률 모델에서 정체 지수, 유입 운동량 감소 및 충격 흐름 감소 감소를 제안합니다. 그들은 유입이 전단 구동 흐름보다 관성 구동 흐름에서 10 3 󈝶 4배 더 크다고 보고합니다. [19] 김의 발견 . [20] 역시 이를 뒷받침한다. 동맥 곡선이 증가하면 동맥류 유입 증가에 따라 스텐트의 흐름 전환 효능이 감소합니다. 김 . 레이저 절단, 개방형 셀 디자인인 Tristar ™ 스텐트(Guidant, St. Paul, MN, USA)의 사용이 강하게 구부러진 혈관에서 개선된 효능과 관련이 있음을 발견했습니다. 반대로, Woven Mesh 디자인인 Wallstent ®(Boston Scientific/Target, San Leandro, CA, USA)는 덜 각진 혈관의 치료에 더 효과적이었습니다. [20]

    스트루퍼트 . [21] Neuroform(Stryker Neurovascular, Freemont, CA, USA) 및 Pipeline Embolization Device(PED)(eV3, Irvine, CA, USA)의 배치 후 엘라스타제 유도 동맥류의 시간-밀도 곡선을 측정했습니다. 그들은 PED 그룹에서 정점에 이르는 시간의 상당한 증가와 Neuroform 그룹의 증가가 적은 것을 관찰했습니다. 평균 유입 및 유출은 PED 그룹에서 연장되어 PED가 동맥류 내 침체에 더 큰 효능이 있음을 나타냅니다. [21]

    혈류의 박동성은 대뇌 동맥류 내의 혈역학적 변화에 기여할 수 있습니다. 아우크스부르크 . [8]은 유량 감소가 테스트된 장치에서 맥동인지 여부에 관계없이 유사하다고 보고했습니다. 저자는 또한 정상 유량의 경우 유량 감소가 유량에 반비례한다는 것을 발견했습니다. 박동성 흐름의 조건에서 FD는 심장 주기 동안 고유량과 저유량 크기 사이의 간격을 줄임으로써 보다 균질한 흐름을 생성합니다. [8]

    컴퓨터 혈역학 분석을 사용하여 8명의 환자 시리즈에서 4명은 실패했고 4명은 성공했습니다(6개월 치료 이내에 순환에서 동맥류를 완전히 배제한 것으로 정의됨) Chong . 성공적인 동맥류 폐색에서 제트 흐름의 눈에 띄는 소멸을 보여주었습니다. 구체적으로, 연구자들은 성공적인 사례가 (제트 유속의 감소, 중심 전환 및 말초 정체)로 확인된 유리한 후처리 흐름 패턴을 보여주었다는 것을 입증했습니다. 임상적으로 연구에서는 치료 전 및 후 혈관조영술로 환자별 전산 FD(CFD)를 확인하는 것이 환자 치료 결과와 (이중 FD 기술) 또는 더 가까운 간격 영상과 같은 파열 전 추가 조기 개입의 필요성을 예측하는 데 도움이 될 수 있다는 것을 회피하고 있습니다. 후속 조치. [31]

    동맥류 WSS는 내피 표면을 가로질러 이동하는 혈액에 의해 생성되는 접선 방향 항력입니다. WSS는 그 값이 모선보다 높을 때 상승한다. [22], [32] 동맥류를 따라 WSS가 불평등하게 분포되어 있으며, 심장 주기 동안 안저가 낮은 WSS 값에 노출됩니다. [11] 증가된 WSS 값은 동맥류 성장과 관련이 있습니다. 고충격 WSS 영역은 동맥류 개시 및 진행의 ​​활성 부위로 간주됩니다. 동맥류 리모델링은 내피 표면에 작용하는 접선력에 의해 영향을 받는다. 상승된 WSS는 WSS 개선의 궁극적인 목적을 위해 동맥의 외부 리모델링을 유발합니다. 여러 그룹에서 장기간의 상승이 파괴적인 리모델링에 이차적으로 동맥류 확장을 촉진하는 내부 탄성 판 조각화와 관련이 있다고 보고했습니다. [12],[32],[35],[36]

    높고 낮은 WSS는 모두 동맥류 파열과 관련이 있습니다. [12],[27],[34],[35] 쇼지마 . [35] 그리고 주 . [37] 중대뇌동맥(MCA) 및 내경동맥(ICA) 동맥류의 대부분의 파열에 대해 낮은 WSS를 보고합니다. 내피 세포에는 1.5𔃀 Pa에서 평형이 발생하는 혈관 적응을 촉진하는 표면 접착 분자 및 이온 채널과 같은 기계적 수용체가 있습니다. 이는 낮은 WSS가 염증 및 죽상경화 과정을 유도하여 벽 약화를 강화한다는 가설을 입증했습니다. [12],[27],[34],[35] 말렉 . [38]은 동맥류 내에서 WSS가 지나치게 낮으면(ɘ.4 Pa) 죽상경화성 침윤을 유발한다는 것을 보여줍니다. 경동맥 분기점 내에서도 유사한 효과가 나타납니다. 최근 멍 . [39]는 동맥류 성장과 파열에 기여하는 낮은 WSS와 높은 WSS의 요인을 식별하는 이중 모드 이론을 제안합니다. 그들은 낮은 WSS와 높은 진동 전단 지수에 의해 유도되는 염증 세포 매개 경로와 높은 WSS에 의해 유도되는 벽화 및 세포 매개 경로라는 두 가지 생물학적 경로를 제안합니다. [39]

    전단 응력은 동맥류 내의 공간적 위치에 고르지 않게 분포됩니다. 원위벽에서 WSS는 근위벽의 10배까지 도달할 수 있습니다. [11] WSS의 방향은 말단벽에서 반대이다. [10] 아이니스 . [44] 보고에 따르면 최대 수축기 WSS 값(약 50 dyn/cm 2 )이 목의 말단 부분에서 발견되었습니다. 이 값은 기존 동맥류에서 내피 손상을 유발할 만큼 충분히 크지만 [45],[46] 정상 동맥에서 내피 손상을 유도할 만큼 충분히 상승하지 않습니다. 손상되지 않은 동맥 내피는 300 dyn/cm 2 미만의 힘에 의해 손상되지 않는 것으로 알려져 있습니다. 스텐트는 높은 WSS에 대한 원위 동맥류 경부의 노출을 감소시켜 동맥류가 더 확장되지 않도록 보호하는 것으로 밝혀졌습니다. [19],[47]

    스텐트 배치 및 동맥 곡률은 충격 영역의 변화와 관련이 있습니다. [48],[49] 생리학적 고유량 조건(Re = 490) 및 저유량 조건(Re = 128)에서 최소한으로만 변화가 발생했습니다. 충격 영역은 치료되지 않은 측벽 동맥류의 경우 무시할 수 있지만 모동맥 곡률이 증가함에 따라 현저하게 증가합니다. 0/mm, 0.03/mm, 0.07/mm, 0.11/mm의 곡률에 대해 Wallstent를 사용한 처리 후 충격 영역의 감소는 각각 61%, 96%, 98% 및 56%이었습니다. ®(미국 캘리포니아주 샌리안드로의 보스턴 사이언티픽/타겟). [19] 이 결과는 Kim의 결과를 반영합니다. . [20] 그들은 더 큰 충격 영역이 원위 벽을 향한 더 직접적인 경로를 얻는 모 혈관 흐름의 결과로 더 높은 곡률과 관련이 있다고 설명합니다. Tristar ™(Guidant, St. Paul, MN, USA) 스텐트와 Wallstent ®(Boston Scientific/Target, San Leandro, CA, USA)를 비교한 연구에서 충격 영역의 크기는 감소했지만 테스트된 곡률에서 Wallstent가 더 컸습니다. 이것은 Wallstent의 디자인이 이중 나선형으로 짜여진 와이어 패턴과 덜 길쭉한 세포의 결과로 동맥류 경부에서 흐름을 분산시키는 것으로 설명됩니다. [20] 김 . 특정 곡률 한계(즉, 0.07/mm 이상)를 초과하면 스텐트 시술이 효과가 없다고 결론지었습니다. 이것은 상당한 곡률의 맥락에서 관성 구동 흐름의 우세에 의해 설명됩니다. 또한, 분할 유입에서 전체 제트 유입으로의 점진적인 전환은 곡률 증가와 관련이 있습니다. [20]

    모동맥에 대한 동맥류 위치는 WSS 값을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 동맥 분기 및 굴곡은 동맥류 형성을 촉진하는 고전단 응력 지점으로 알려져 있습니다. 측벽 동맥류를 방추형 동맥류와 비교할 때, WSS의 크기와 박동성은 스텐트 배치 후 측벽 동맥류에서 감소합니다. 이 . [40]은 방추형 및 측방 동맥류 모델에서 높이 대 목 비율의 차이가 이 발견을 설명할 수 있음을 발견했습니다. 돔 높이 대 목 너비의 비율은 연구에서 측벽 모델에서 약 2배 더 컸습니다. 추가 연구가 이 발견을 특징짓는 데 도움이 될 것입니다. 구형 및 수포형 동맥류 모델은 Enterprise ™ VRD 스텐트(미국 매사추세츠주 레이넘 소재의 Codman and Shurtleff, Inc.)를 배치한 후 다른 WSS 값을 나타냈습니다. 넓고 좁은 동맥류 목은 스텐트 배치 후 다른 혈역학을 나타냅니다. 목이 넓은 뇌동맥류와 목이 좁은 뇌동맥류의 CFD 시뮬레이션에서 FD가 좁은 목 동맥류에 더 효과적인 것으로 밝혀졌습니다. 이것은 구조적 및 기하학적 동맥류 다양성에 대한 혈역학적 가변성의 중요성을 강조합니다.

    Briganti가 설계한 장기 임상 연구에서 ., 2008년 11월부터 2012년 1월까지 총 39개의 두개내 동맥류를 가진 35명의 환자를 FD로 치료하였고 평균 41개월(94) 동안 추적하였다. 요컨대, 35명의 환자 시리즈는 동맥류 폐쇄를 완료하는 속도와 시간이 동맥류 크기와 통계적으로 상관관계가 없음을 보여주었습니다. 또한, 데이터는 동맥류 경부 및 경부/낭 비율이 폐색률을 더 예측할 수 있음을 시사했습니다: 경부/낭 비율(0.5에서 1.0 범위)은 3개월 이내에 오히려 조기 폐색을 보인 반면, 목이 큰 동맥류의 71% (목/낭 비율 0.9 또는 1.0) 후기 폐쇄(6개월 이상) 또는 부분 폐쇄(94)를 나타냈습니다. 마지막으로, 환자 표본 크기에 따라 제한되지만 동맥류의 위치는 폐색률과 상관관계가 있는 것으로 보입니다. 동맥류는 ICA에서 발생하고 Willis 원은 MCA에서 발생하는 것보다 더 높은 폐색률을 보여줍니다(94).

    WSS는 Kim의 연구에서 다중 신축 스텐트를 배치한 후 눈에 띄는 변화를 보였습니다. ., [53] Neuroform 2(Stryker Neurovascular Freemont, CA, USA), Wingspan(Stryker Neurovascular Freemont, CA, USA) 및 Vision(Guidant Corp., Santa Clara, CA, USA) 스텐트를 비교합니다. 그들은 여러 스텐트를 배치한 후 동맥류의 돔에서 낮은 WSS 영역이 증가한다는 것을 발견했습니다. 이 그룹은 또한 단일 스텐트가 상승된 WSS 영역에서 미미한(᝺%) 감소를 보인 반면, 이중 스텐트 모델은 45% 감소를 보여주었다고 보고했습니다. WSS 감소는 스텐트 유형에 관계없이 트리플 스텐트 배치로 최대값에 도달했습니다. [53] 트레멜 . [24]는 단일 Vision(Abbott Vascular, Tremecula, CA, USA) 또는 Enterprise(Codman Neurovascular, Miami, FL, USA) 스텐트를 배치하면 무치료와 비교할 때 WSS가 85% 감소한다는 것을 발견했습니다. 트리플 엔터프라이즈 스텐트 모델은 평균 WSS(54.7%)의 가장 큰 감소를 보였다.

    라라바이드 . [54]는 WSS와 동맥류 깊이, 동맥류 돔 면적, 동맥류 부피, 동맥류 경부 최대 너비 및 동맥류 경부 면적과 같은 동맥류 형태 변수 사이에 역 관계가 있음을 입증했습니다. 특히, WSS는 앞서 언급한 동맥류 형태 변수가 증가함에 따라 감소합니다. 이 연구는 FD가 동맥류 내에서 WSS를 감소시킨다는 것을 다시 확인했습니다. 또한, 그들은 치료 전에 상대적으로 높은 WSS를 가진 동맥류가 FD 치료 후 WSS에서 더 큰 감소를 보였다는 점에 주목했습니다. 요컨대, 그들의 연구는 FD 치료 전후의 동맥류 내 혈역학이 동맥류 형태에 가장 강하게 영향을 받고 그보다 적은 정도는 모 혈관에 대한 동맥류 위치 및 방향에 의해 영향을 받는다는 것을 시사합니다. [54]

    회전율은 혈액이 동맥류 내에서 순환하여 모혈관으로 돌아오는 데 걸리는 시간입니다. 동맥류 용적을 동맥류 유입율로 나누어 계산합니다. 회전 시간은 정체 상태를 나타내는 지표이며 곡률의 영향을 받으며, 곡률이 작을수록 회전 시간이 길어집니다. [20],[55] 장기간의 시간은 동맥류의 정체 및 혈전증과 관련이 있습니다.

    스텐트 시술과 특히 순차 스텐트 시술이 턴오버 시간에 미치는 영향은 잘 보고되어 있습니다. [20],[24],[53] 김 . [20]은 두 개의 다른 스텐트를 비교하고 Wallstent가 Tristar보다 회전 시간을 늘리는 데 더 효과적이라는 것을 발견했습니다. 이것은 Tristar's 높은 유압 저항에 의해 설명됩니다. 더 긴 회전 시간은 더 큰 곡률에서 달성하기 어려웠으며 두 스텐트는 모두 곡률 > 0.07/mm에서 비효율적인 것으로 판명되었습니다. [20]

    Neuroform 2(Stryker vascular Freemont, CA, USA), Wingspan(Stryker vascular Freemont, CA, USA) 및 Vision(Abbott Vascular, Tremecula, CA, USA)을 비교한 후 Kim . [53]은 단일 스텐트 및 비 스텐트 모델에서 전환 시간의 상당한 차이를 보고하지 않았습니다(스텐트 삽입 모델이 비 스텐트 모델보다 1.2𔂿.3배 더 깁니다). 이중 스텐트 시술을 통해 회전 시간(최대 1.8배 더 길어짐)이 눈에 띄게 증가했으며, 구성물 중첩으로 다공성이 감소했습니다. 트리플 스텐트 시술은 턴오버 시간을 최대 2.4배까지 상당히 증가시켰습니다. Enterprise stent의 경우 single stent, double stent, triple stent를 배치한 후 nonstented 모델에 비해 회전율이 각각 117%, 128%, 141% 증가했습니다. [24]

    동맥류 내의 유속은 수축기 감속 동안 모 혈관의 최대 70%에 도달할 수 있습니다. 이것은 Cantón에 의해 측방 동맥류 모델에서 관찰되었습니다. ., [11] 동맥류 유속이 연구에 중요한 매개변수임을 나타냅니다. 최대 속도는 동맥류의 확대에 기여하는 말단 동맥류 목에 집중됩니다. [11]

    . [61]은 Solitaire(eV3, Irvine, CA, USA), Silk(Balt, Montmorency, France) 및 Phenox FD(Phenox, Bochum, Germany)의 세 가지 스텐트를 평가했습니다.솔리테어 스텐트는 67.59%(유입 영역), 9.65%(돔) 및 37.94%(유출 영역) 영역에서 측벽 동맥류 모델 내에서 유속이 감소했습니다. 실크 스텐트는 58.15%(유입 영역), 89.06%(돔) 및 90.06%(유출 영역)만큼 흐름을 줄였습니다. Kulcsár의 연구에서 속도 감소가 나타났습니다. ., [7] 실크와 같은 스텐트에 의한 44% 속도 감소를 보여줍니다. Phenox FD는 96.76%(유입 영역), 90%(돔) 및 90.91%(유출 영역)의 가장 큰 속도 감소를 보였습니다.

    구불구불한 혈관은 다공성이 높은 Neuroform 및 Wingspan(Stryker Neurovascular Freemont, CA, USA) 스텐트의 기능에 좋지 않은 영향을 미칩니다. 이것은 스텐트가 예각으로 구부러져 “물고기 입” 모양으로 설명됩니다. 이것은 개방형 셀 스텐트 디자인에 일반적이며 동맥류로 제트 흐름을 형성할 가능성이 있습니다. 고다공성 스텐트와 대조적으로 PED는 배치 시 향상된 유연성과 혈관벽에 대한 배치를 보여주었습니다. 일반적으로 말해서, FD는 유리한 임상 결과와 상관관계가 있는 동맥류 흐름 속도를 감소시키는 데 다른 스텐트보다 우월한 것으로 입증되었습니다. [30],[31],[62],[63],[64]

    측벽 동맥류 모델의 경우 동맥류 내 유속에 대한 다중 스텐트의 영향이 상당합니다. 캔트ón . [11]은 측벽 동맥류 모델에서 Neuroform 스텐트의 순차적 사용을 평가했습니다. 초기 스텐트 배치 후 최대 유속의 40% 감소가 최고 수축기에서 관찰되었습니다. 감소는 후속 스텐트 배치와 함께 계속 증가하여 세 번째 스텐트 배치 시 60%에 도달했습니다. 확장기 단계에서 추가 감소가 관찰되어 세 번째 스텐트 배치 후 80%에 도달했습니다. [11] 넓은 목 낭형 기저체간 동맥류 모델에서 엔터프라이즈 스텐트 사용, Tremmel . [24]는 첫 번째 스텐트 이후 상당한 속도 감소를 관찰했으며 세 번째 스텐트 배치 이후 최대 38% 감소에 도달했습니다. 스텐트의 수가 증가함에 따라 고속 영역은 동맥류강(특히 말단 경부)에서 스텐트 내강으로 이동합니다.

    동맥류는 이전에 논의된 와류 형성 및 전단 응력을 포함한 현상을 포함하여 불안정성과 3차원성을 나타냅니다. 흐름 변화는 강도 및 와류 전파의 변화와 관련이 있습니다. [44], [66] 박동 주기의 다양한 단계 동안 와류 중심은 모체 혈관에서 멀어져 목의 말단 쪽으로 이동합니다. 와류는 수축기 초기에 근위 경부 근처에서 형성되고 이완기 동안 말단 벽을 향해 활발하게 전파됩니다. 이완기가 끝나면 소용돌이가 사라집니다. [65]

    말단 벽의 와류 코어는 WSS의 가장 큰 기울기를 생성합니다. 더 높은 WSS'는 동맥류 성장 및 파열과 관련이 있습니다. 따라서 유동 소용돌이에 대한 스텐트 삽입 효과의 분석은 임상적으로 관련이 있습니다. 캔트ón . [11]은 2개 또는 3개의 순차적인 신축형 Neuroform 스텐트를 배치한 후 와류 위치의 변화를 관찰했습니다. 단일 스텐트 배치는 소용돌이 위치를 변경하지 않았습니다. [11]

    Wallstent를 사용하여 Meng . [19]는 곡선형 동맥류 모델에서는 아니지만 측벽 동맥류 모델에서 스텐트 배치 방해 소용돌이 흐름 패턴을 발견했습니다. 또한, 저자들은 직선형 선박에서 반시계 방향 와류가 파괴된다는 것을 발견했습니다. 반대로, 곡선 모델에서 관성 구동 유입 와류는 약해 지지만 시계 반대 방향 회전을 유지합니다. 이것은 측벽 동맥류에서 전단 유도 흐름이 느리기 때문에 덜 힘든 스텐트 임무를 허용한다는 사실에 기인합니다. 구부러진 용기는 더 강한 유입 제트를 나타내어 소용돌이를 방해하기 어렵게 만듭니다. [19]

    와류 설정에서 스텐트는 주 와류를 강하게 배열하여 반시계 방향으로 회전하는 여러 개의 더 작은 와류를 생성합니다. 이 관찰은 낭형 동맥류 모델을 사용하여 이루어졌습니다. 다테시마 . [67]은 측벽 및 분기 동맥류 모델에서 Neuroform 스텐트를 배치할 때 유사한 결과를 얻었습니다.

    동맥류 내압

    FD는 치료 후 동맥류 파열의 매우 낮은 발생률(ɚ%)에도 불구하고 최근 인기를 얻었습니다. 치료 후 동맥류 내 압력의 변화는 후기 파열의 원인으로 가정되었습니다.

    스텐트 시술 후 동맥류 내 압력 감소는 생리적 혈압과 비교할 때 미미합니다. [24],[68],[69],[70],[71] 동맥류 내압에 대한 FD의 효과를 연구하기 위한 ICA-안동맥 동맥류 모델에서 Neuroform EZ(Boston Scientific, Fremont, CA, USA) 및 PED는 유속의 주요 감소에도 불구하고 각각 4mmHg 및 8mmHg의 동맥류 내 압력 감소를 초래했습니다. 그들은 동맥류 내 유속의 감소 수준에 관계없이 동맥류 내 압력이 본질적으로 변하지 않았다고 결론지었습니다.

    대뇌 . [17]은 치료 후 파열된 3개의 거대 동맥류와 성공적으로 치료된 4개의 동맥류의 치료 데이터를 포함하는 CFD 분석을 수행했습니다. 모든 동맥류는 ICA에 있었고 PED로 치료했습니다. 각 치료 후 파열 사례에서 FD는 동맥류 내 압력 증가로 이어졌습니다. 슈나이더 . [73] 중고 실크 FD 생체 내 그리고 결론적으로 흐름 전환 스텐트는 압력 전환 스텐트가 아닙니다. 보다 최근의 연구에서, FD 배치 전 동맥류 소공의 압력은 치료 후 동맥류 내부의 압력 변화와 상관관계가 있었습니다. 따라서 추가 장치(예: 코일)가 치료 후 혈역학적 환경을 최적화할 것인지 결정하기 위해 FD 배치 전에 동맥류를 평가하는 것이 좋습니다.

    모동맥에 근위 협착이 있는 동맥류는 협착의 개방으로 인해 동맥류 내 압력이 증가할 위험이 있습니다. 모동맥의 비틀림으로 인해 대부분의 흐름이 있는 동맥류는 FD 배치 후 동맥류 내 압력 증가 가능성이 더 클 수 있습니다. 이 저항은 동맥류 원위부의 혈관 저항을 감소시켜 관류를 유지하는 자동 조절 메커니즘을 유발합니다. 따라서 동맥류 내 유속이 증가하여 동맥류 내 압력이 증가합니다. 요약하자면, 여러 요인들이 동맥류 파열에 기여합니다. [17]

    Roszelle의 이상적인 기저 분기 모델에서 ., [71] 동맥류 내 압력에 대한 신축식 고다공성 스텐트(즉, Enterprise) 및 PED의 효과가 평가되었습니다. 스텐트 삽입 후 동맥류 내에서 상당한 압력 변화는 입증되지 않았습니다. 가장 큰 압력차는 PED 처리 모델에서 관찰되었으며, 이는 3개의 스텐트 고다공성 스텐트 배치에서 관찰된 것보다 거의 두 배였습니다. [71]

    스텐트 다공성이 낮을수록 스텐트는 흐름 전환에 더 효과적입니다. 매우 낮은 다공성(ឱ%)이 천공 혈관을 막을 가능성이 있다는 점을 고려하는 것이 중요합니다. 덮개 또는 비다공성 스텐트는 두개내 순환을 통한 탐색에 필요한 유연성이 부족합니다. 혈관 벽의 더 높은 금속 피복은 내막 증식에 이차적인 스텐트 협착을 유발하는 것으로 밝혀졌습니다. [72]

    기저 끝 동맥류에서 Kissing-Y 및 cross-Y 스텐트 구성은 가장 작은 기공 크기를 초래합니다. Kissing-Y 구성에서 스텐트는 병렬로 배치되어 두 스텐트의 균일한 협착에 기여합니다. 반면, 첫 번째 스텐트(Y-configuration)를 통해 두 번째 스텐트를 전개하면 초점이 좁아진다. 두 구성 모두에서 좁아진 요소는 다공성 감소에 기여하여 수평으로 배치된 스텐트에 비해 효율성이 향상되었습니다. [58]

    아우크스부르크 . [8]은 스텐트 신축 후 다공성 감소의 효과를 비교했습니다. 저자는 다공성 감소에 비례하여 동맥류 내 흐름의 감소를 관찰했습니다. 테스트된 다공성은 Neuroform II의 경우 87%, 74%, 63% 및 45%, Neuroform II의 스텐트-인-스텐트 조합 및 낮은 다공성 장치입니다. 가장 낮은 다공성은 유속을 전단 구동 흐름에서 처리되지 않은 제어의 14󈝿%로, 관성 유도 흐름에서 처리되지 않은 제어의 5󈞋%로 감소시켰습니다. [8]

    여러 연구에 따르면 구멍 밀도가 더 크고 다공성이 적은 스텐트가 여전히 혈류에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 또 다른 흐름 방해 전략은 신축 방식으로 여러 개의 고다공도, 저 기공 밀도 스텐트를 사용하는 것입니다. 각각의 순차적으로 배치된 스텐트에서 동맥류 소공의 금속 커버리지 양이 증가합니다. [24],[66],[81]

    스텐트 형상은 흐름을 수정하는 데 중요한 요소입니다. 김 . [20]은 기하학적 결과로 스텐트 효능의 차이를 발견했습니다. 이중 나선 직조 메쉬는 WSS에 더 큰 영향을 미치는 반면 직사각형 스트럿 단면은 더 높은 저항을 생성하여 유입 속도를 줄이고 회전 시간을 증가시키는 것으로 제안됩니다. [20] 푸 . [82]는 직사각형 스텐트 스트럿 단면이 유량에 최대 영향을 미친다는 데 동의했습니다. 그들은 대부분의 스텐트 동맥류에서 평균 벽 전단 속도가 /s임을 발견했습니다. [83]

    왕의 연구 . [84]는 폐색이 동맥류 경부에서 스텐트에 의해 제공되는 국소 금속 커버리지와 상관관계가 있다고 제안했습니다. 저자는 35% 금속 범위를 가진 FD가 95% 이상의 혈관 조영 폐색을 달성했음을 발견했습니다.

    일정한 다공성에서 스텐트 필라멘트 직경도 스텐트 성능에 영향을 미치는 것으로 입증되었습니다. 필라멘트 직경의 감소는 흐름 감소와 관련이 있습니다. [46] 리버 . [46]은 178, 153 및 127 μm의 서로 다른 필라멘트 크기를 가진 76% 다공성을 가진 3개의 나선형 스텐트를 연구했습니다. 평균 순환의 30% 감소는 필라멘트 직경을 감소시키지만 스텐트 필라멘트의 수를 동등하게 증가시킴으로써 얻어졌습니다. [46] 모 혈관 축에 대한 스트럿 방향의 변경은 평행보다 수직 스트럿이 유속을 감소시키는 것과 다르게 혈역학에 영향을 미치는 것으로 밝혀졌습니다. [85]

    모 동맥 벽에 대한 바람직한 배치를 달성하고 장치 이동을 방지하기 위해 때때로 과대 크기가 필요합니다. 그러나 동맥류 흐름을 변경하는 데 있어 FD의 효능은 스텐트 셀 각도 및 치수의 변화로 인해 장치를 과대 크기로 조정하면 크게 감소할 수 있습니다. [86]

    스텐트 배치 후 발생하는 뇌동맥류의 흐름 변화는 여러 요인의 영향을 받습니다. 여기에는 스텐트 자체, 동맥류 기하학 및 치료 전 혈역학이 포함됩니다. 이러한 요인들 간의 상호 작용은 문헌에서 광범위하게 논의되었습니다. 현재까지 동맥류 폐색을 얻기 위해 수정할 수 있는 단일 요소는 없습니다. 오히려, 동맥류 폐색은 다수의 상호 관련된 요인에 의해 달성됩니다. 스텐트 삽입술과 동맥류 혈역학 간의 관계를 밝히기 위해서는 더 많은 연구가 필요합니다. 특정 해부학적 구조와 기하학적 구조에 대해 최상의 교합률을 제공하는 환자별 치료법을 곧 보게 될 것입니다.



코멘트:

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