梭形动脉瘤:模型建立、评估及Willis覆膜支架治疗应用——基于动物实验和临床初步应用研究

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第一章绪论  梭形动脉瘤是动脉管壁的全层扩张,多有动脉硬化的基础,以后循环和颈内动脉多见。颅内梭形动脉瘤比较罕见,发病率不足0.1%。虽然没有囊性动脉瘤常见,但是梭形动脉瘤治疗起来更加棘手;如不治疗,5年死亡率高达80%,预后较差。梭形动脉瘤主要导致局部占位压迫症状和脑缺血症状,破裂引起出血相对少见。脑缺血症状与穿支血管闭塞以及局部血栓形成、脱落有关。由于梭形动脉瘤临床比较罕见,模型建立困难,其发病、演进的机制尚没有完全明确。对梭形动脉瘤的临床特征、影像学表现及分类,由于研究人群的不同,文献报道不一。  由于不像囊性动脉瘤有明确瘤颈,且发病部位以后循环多见,血管内治疗和手术治疗难度都很大。目前,血管内治疗梭形动脉瘤的方法主要包括:单纯支架置入;支架辅助弹簧圈栓塞;载瘤动脉闭塞;载瘤动脉闭塞结合血管搭桥术等,各有利弊:单纯支架置入疗效不确切,不适合破裂性梭形动脉瘤;闭塞载瘤动脉有可能导致脑缺血,重要血管闭塞后果严重;支架辅助弹簧圈栓塞远期疗效不确切等。有研究报道,支架治疗梭形动脉瘤,其支架内膜化时间较囊性动脉瘤长,且支架内血栓形成几率大,但是缺乏相关实验证实。近年,上海第六人民医院李明华教授领衔研制的willis覆膜支架专为颅内血管病变设计,相关的动物实验和临床研究表明,其在治疗特殊部位囊性动脉瘤、颈内动脉海绵窦瘘等方面疗效显著。我们推测,对于某些特殊部位梭形动脉瘤,如颈动脉海绵窦段以下梭形动脉瘤,不累及重要血管分支的非周围型后循环梭形动脉瘤,Willis覆膜支架既能达到闭塞瘤腔,又能保持载瘤动脉通畅的目的,这一设想尚缺乏动物实验和临床研究的支持,这是确立本课题的初衷。  颈动脉梭形动脉瘤的模型主要有两类:1,中外膜损伤性动物模型,主要通过外源性蛋白酶或CaCl2消化动脉管壁,多使用兔、鼠等小型动物。这一类模型建立简单,但是不适于血管内治疗研究。2,供腔内支架移植物研究的动物模型,多用犬、猪等大型动物,通过移植人工血管、动物颈静脉、补片等建立模型,力图在形态学上模仿人类梭形动脉瘤。这一类模型操作比较复杂,不适于病理机制、组织学等研究,但是适于血管内治疗研究,也适于观察局部血流动力学改变。本课题选择第二类模型,并观察Willis覆膜支架治疗犬颈动脉梭形动脉瘤的有效性和安全性。  除了达到动脉瘤完全闭塞的目的,颅内动脉瘤介入治疗另一个需要注意的就是要尽可能保持分支血管的通畅。为达此目的,术前仔细评估动脉瘤与分支血管、动脉圆锥的空间关系至为重要,尤其对于覆膜支架的应用来说更是如此。与2D DSA比较,3D DSA结合VR重建技术不仅可以显示前者不能显示的小动脉瘤,在显示动脉瘤与分支血管、动脉圆锥的空间关系方面优势更为明显。  总之,颅内梭形动脉瘤比较少见,但是治疗棘手,动物实验和临床研究相对缺乏。对于梭形动脉瘤的覆膜支架治疗来说,有3个问题需要明确:1,建立适合Willis覆膜支架治疗的梭形动脉瘤动物模型;2,如何评估动脉瘤与临近重要结构的关系;3,建立适合指导覆膜支架治疗的梭形动脉瘤分类方法。因此,本课题的主要目的是通过建立犬颈动脉梭形动脉瘤模型并进行影像学评价,探讨Willis覆膜支架治疗犬颈动脉梭形动脉瘤的可行性和有效性;在此基础上,尝试对后循环梭形及夹层动脉瘤进行分类,总结临床应用Willis覆膜支架治疗椎动脉梭形动脉瘤的基本经验,为临床治疗梭形动脉瘤探索新的方法。  第二章犬颈动脉梭形动脉瘤模型的建立  目的:颅内梭形动脉瘤是一类相对少见的颅内动脉瘤亚型,很少有在大型动物颈动脉建立梭形动脉瘤模型的报道。本研究通过外科手术将犬颈静脉移植于其颈动脉建立犬颈动脉梭形动脉瘤模型,探讨其可行性及影像学特征,并与猪胰蛋白酶酶消化法、酶消化结合球囊扩张法建立的犬颈动脉梭形动脉瘤模型进行比较。  方法:15只体重在10-20Kg左右的比格犬随机分为3组,每组5只动物:第1组:猪胰蛋白酶诱导组;第2组:酶诱导结合球囊扩张组;第3组:外科法静脉移植组。比较3组间的手术成功率及动脉瘤形成率。分别于模型制作成功即科、2周及4周随访DSA、MRA及CTA。  结果:第2组1只犬因球囊扩张导致靶动脉撕裂,第1,2,3组的手术成功率分别为100%,80%及100%。模型成功后即刻DSA造影示,与正常颈动脉比较,3组动物的靶动脉直径为:第1组(模型vs.正常血管),4.84±0.25 vs.3.20±0.10mm;第2组,4.71±0.21vs.3.39±0.12mm;第3组:8.18±0.65 vs.3.99±0.05 mm。第1组2只犬可见夹层改变。随访中,第1组3只犬靶动脉表现为中度扩张,2只为轻度扩张。第2组中2只犬在2周随访时靶动脉出现血栓,4周时所有靶动脉均闭塞。第3组模型大小及形态随访中无明显变化。  结论:外科法静脉移植建立犬颈动脉梭形动脉瘤模型与其它方法比较有相似的手术成功率,随访显示重复性及稳定性好。酶诱导法也有较高的梭形动脉瘤形成率,但是应用球囊增加模型血栓形成的几率。  第三章3D DSA结合VR技术评估动脉瘤与临近结构的空间关系:基于动物实验及临床应用研究  目的:颅内动脉瘤覆膜支架(包括Willis支架)治疗的一个重要原则是尽可能保持重要分支血管的通畅,这需要术前仔细评估动脉瘤与邻近结构的空间关系。本文力求从动物实验和临床研究的角度,探讨3D DSA结合VR重建技术在评估动脉瘤与血管分支和动脉圆锥空间关系方面的优势。  方法:1)动物实验部分:纳入5只犬颈动脉梭形动脉瘤模型(颈静脉外科移植法建立),比较2D DSA与3D DSA结合VR技术在评价梭形动脉瘤形态学方面以及评估梭形动脉瘤与远端血管分支起始部空间关系方面的不同。2)临床研究部分:连续收集138例因确诊或疑有颅内动脉瘤而行DSA检查的患者,比较2D DSA及3D DSA结合VR技术在发现颅内动脉瘤、动脉圆锥方面的差异。并根据颈内动脉系统动脉瘤与动脉圆锥在3D DSA结合VR图像上的空间关系,将之分为3型:Ⅰ型,动脉圆锥侧壁可见囊泡样突出;Ⅱ型,动脉瘤累及大部或整个动脉圆锥;Ⅲ型,动脉瘤和动脉圆锥毗邻,彼此不相连。结果:1)动物实验方面:对于5只犬颈动脉梭形动脉瘤的大小形态,2D DSA与3D DSA结合VR之间无明显差异;对于远端血管分支起始部的显示,3DDSA结合VR总体上由于2D DSA。2)临床研究部分:138例患者中,3D DSA结合VR技术在123例患者中共检出146枚动脉瘤,15例患者未发现颅内动脉瘤。而2D DSA在在110例患者中检出115枚动脉瘤。有3l例动脉瘤未被2D DSA显示,其中30例<3mm,28例位于颈内动脉(90.32%),3例位于大脑前动脉(9.68%)。就颈内动脉系统而言,2D DSA共发现41个动脉圆锥,而3D DSA结合VR共显示48个动脉圆锥,有5个脉络膜前动脉圆锥和2个后交通动脉圆锥未被2D DSA发现。就动脉瘤与动脉圆锥在3D DSA结合VR图像上的空间关系而言,Ⅰ型5个,Ⅱ型9个,Ⅲ型22个。  结论:3D DSA结合VR技术在显示小动脉瘤方面优于2D DSA;而在显示动脉瘤与血管分支、动脉漏斗的空间关系方面,3D DSA具有独特优势。  第四章Willis覆膜支架治疗犬颈动脉梭形动脉瘤的实验研究  目的:建立犬颈动脉梭形动脉瘤模型,植入Willis覆膜支架,同裸支架相比较,评价植入覆膜支架治疗梭形动脉瘤疗效和组织病理学反应。  材料和方法:通过外科手术方法建立8只犬16枚颈总动脉梭形动脉瘤模型,并按治疗方法分为3组:Willis覆膜支架治疗组(A组);Willis裸支架治疗组(B组);未治疗组(C组)。A组8枚动脉瘤行1-2枚覆膜支架植入治疗,B组植入1-2枚裸支架,C组未植入支架。支架植入即刻和2W,1和3月随访时,两组犬均行血管造影、颅颈部增强CT及CTA评价动脉瘤闭塞、支架内漏、载瘤动脉通畅率等。荷支架段血管行光镜和扫描电镜检查,评价动脉瘤腔内血栓形成,内膜增生和支架内皮化情况。  结果:A组中,支架植入即刻血管造影显示3枚动脉瘤存在轻度内漏,1例支架位置差,近端向瘤腔塌陷;载瘤动脉均通畅。3月随访中,3例内漏均消失。I条载瘤动脉发生闭塞,1条载瘤动脉有轻度狭窄(<50%)。B组中,动脉瘤腔均显影,较术前无明显变化。A、B两组疗效存在统计学差异(P<0.01)。C组动脉瘤随访无明显变化。与DSA比较,CT未能显示内漏。电镜检查A组7例支架内均有新生内膜形成,支架与瘤壁间均充满血栓;1例支架内及瘤腔内均见血栓形成。B组仅支架两端见内皮形成,覆盖瘤腔部分未见明显内皮化形成。  结论:应用Willis覆膜支架治疗犬颈总动脉梭形动脉瘤方法学上可行。与裸支架相比,覆膜支架有助于支架内内皮化形成及提高瘤腔隔绝效果。如1枚支架植入后覆盖不完全,植入第2枚支架有助于稳固疗效。增强CT。及CTA在评估动脉瘤覆膜支架术后内漏方面不及DSA。  第五章椎基底动脉梭形及夹层动脉瘤:亚型与影像学特征的相关性及Willis覆膜支架的初步临床应用  目的:1)回顾性分析经3.0T TOF MRA和DSA证实的37例患有椎动脉和基底动脉梭形及夹层动脉瘤的患者资料,尝试进行适合覆膜支架治疗的亚型分类,评估其亚型与影像学特征的相关性。2)汇报Willis覆膜支架治疗的初步临床经验。  方法:1)回顾性临床研究收集了经3.0T TOF MRA和DSA证实的37例共39只非周围型后循环梭形及夹层动脉瘤,除外基底动脉顶部动脉瘤及位于小脑后下动脉、小脑上动脉等部位的周围型动脉瘤。将梭形及夹层动脉瘤分为3个亚型:Ⅰ型,局限性梭形动脉瘤;Ⅱ型,经典夹层动脉瘤;Ⅲ型,冗长型动脉瘤。总结患者和动脉瘤相关数据。对这些亚型与其影像学特征,包括部分、大小及破裂与否等之间的关系进行统计学分析。2)5例患者(椎动脉Ⅰ型1例,Ⅱ型4例)接受Willis覆膜支架治疗。分析其手术可行性、相关并发症及中期随访疗效。  结果:1)37例患者共发现39只非周围型梭形及夹层动脉瘤,28只(71.79%)位于椎动脉颅内段、8只(20.51%)位于基底动脉、3只(7.69%)位于椎动脉.基底动脉结合区域。21只椎动脉及1只基底动脉动脉瘤为经典夹层动脉瘤(Ⅱ型),其中15只椎动脉及1只基底动脉夹层动脉瘤为破裂性。7只椎动脉、6只基底动脉及3只椎动脉-基底动脉结合区域动脉瘤为局限型梭形动脉瘤(Ⅰ型)。1只基底动脉瘤为冗长型动脉瘤(Ⅲ型)。梭形及夹层动脉瘤的亚型存在部位分布上的特异性(P=0.002),破裂性动脉瘤多为Ⅱ型,多见于椎动脉颅内段(P=0.037),但与动脉瘤的大小没有相关性。2)5例患者手术成功率100%,没有发生严重的手术相关并发症。中期随访示5枚动脉瘤均未见显影,除1例载瘤动脉见轻度狭窄未,无载瘤动脉闭塞发生。  结论:1)颅内梭形及夹层动脉瘤亚型间存在部位分布上的特异性;破裂性夹层动脉瘤似多见于椎动脉颅内段,但与其大小没有明确相关性。2)椎动脉Ⅰ型和Ⅱ型动脉瘤可以行Willis覆膜支架治疗,具有很高的技术可行性和疗效。
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