脑血管分叉处动脉瘤血流导向支架置入策略的血流动力学分析：一项前瞻性研究

作者及机构
该研究由南方医科大学珠江医院神经外科中心（Neurosurgery Center, Zhujiang Hospital, Southern Medical University）的冯欣（Xin Feng）、黄继万（Jiwan Huang）等领衔，合作单位包括东莞康华医院、广东省人民医院及杭州ArteryFlow科技有限公司。研究发表于《Journal of NeuroInterventional Surgery》（J NeuroIntervent Surg）2025年第0期，DOI:10.1136/jnis-2025-023406。

学术背景
研究聚焦神经介入领域中的关键难题——大脑中动脉（Middle Cerebral Artery, MCA）分叉处动脉瘤的治疗。尽管血流导向支架（Flow Diverter, FD）在颅内动脉瘤治疗中应用日益广泛，但其对MCA分叉处动脉瘤的疗效仍存在争议：现有文献报道的完全闭塞率差异显著（55%-92%），且分支狭窄/闭塞风险高达8%-43%。传统治疗策略多基于分支血管直径大小选择支架置入位置，但缺乏血流动力学依据。本研究通过结合临床数据与计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics, CFD）模拟，旨在探索FD支架在不同直径分支中置入的血流动力学效应，为优化治疗策略提供科学依据。

研究流程与方法
1. 患者队列构建
- 回顾性纳入2019-2023年间接受FD治疗的MCA分叉处动脉瘤患者19例（共20个动脉瘤）。排除标准包括接受弹簧圈栓塞、分支直径过小或影像质量不佳者。
- 基线数据采集涵盖 demographics（人口统计学）、动脉瘤形态学参数（最大长度、颈宽）、分支血管直径及分支直径比（Daughter artery Diameter Ratio, DR，定义为较小分支与较大分支直径比值）。

1. 三维模型重建与虚拟支架置入

   • 基于三维数字减影血管造影（3D-DSA）数据，使用AneuFlow软件（ArteryFlow Technology）重建患者特异性动脉瘤模型。
     
   • 采用有限元方法模拟FD支架（包括Tubridge和Pipeline两种品牌）的虚拟置入：
     
     • 压缩阶段：将支架压缩至输送状态。
       
     • 输送阶段：通过微导管送至目标位置。
       
     • 释放阶段：模拟支架在两种分支（较大直径分支与较小直径分支）中的部署，确保覆盖瘤颈的方式一致。
       

2. CFD血流动力学模拟

   • 使用AneuPlan软件进行稳态模拟，设定血流为不可压缩牛顿流体（密度1056 kg/m³，粘度0.0035 kg/m·s），血管壁为刚性无滑移边界。
     
   • 关键参数：
     
     • 入口流量：4.6 mL/s（基于生理学数据）。
       
     • 出口流量分配：依据Murray定律计算。
       
   • 量化分析16项血流动力学参数，包括流入速率（Inflow Rate）、壁面剪切应力（Wall Shear Stress, WSS）、残余流量体积（Residual Flow Volume, RFV）等。

3. 统计与临床结局分析

   • 使用R Studio（v4.4.2）比较完全闭塞组与非完全闭塞组的血流动力学差异，并分析支架置入不同分支（DR分层：0.65-0.80 vs 0.80-0.95）的参数变化率。

主要结果
1. 临床结局
- 中位随访9个月，完全闭塞率为55%（11/20），部分闭塞率25%（5/20）。支架覆盖分支的狭窄发生率为31.6%（6/19），其中严重狭窄（>50%）占11%。

1. 血流动力学分析
   
   • 完全闭塞组表现出更显著的流入速率、相对流入速率及WSS降低（p<0.05），提示血流重构是促进愈合的关键机制。
     
   • DR分层效应：
     
     • DR 0.65-0.80：支架置入较小分支时，流入速率、WSS等参数降低更显著（如WSS降低61.44% vs 59.35%）。
       
     • DR 0.80-0.95：支架置入较大分支时效果更优（如RFV降低33.48% vs 26.37%）。
       
   • 典型案例显示，DR=0.64时置入较大分支更有效，而DR=0.94时置入较大分支可达成完全闭塞。

结论与意义
该研究首次提出基于分支直径比（DR）的FD支架置入策略：
- 科学价值：揭示了DR对血流重构的调控作用，挑战传统仅凭分支直径选择的经验性做法。
- 临床应用：建议DR 0.65-0.80时优先选择较小分支置入支架，DR 0.80-0.95时选择较大分支，以优化疗效并降低分支狭窄风险。
- 技术革新：结合患者特异性CFD模拟与虚拟支架置入，为个体化治疗提供量化工具。

研究亮点
1. 方法学创新：首次系统性评估FD支架在MCA分叉处不同分支置入的血流动力学差异，填补该领域空白。
2. 临床指导性：提出的DR分层策略可直接用于手术决策，有望提高治愈率并减少并发症。
3. 多学科融合：整合神经介入、生物力学与计算机模拟技术，推动精准医疗发展。

局限性
样本量较小（n=20）、回顾性设计及稳态CFD模拟未考虑血流搏动性，需未来前瞻性研究验证。研究团队呼吁开展多中心随机对照试验以进一步优化DR阈值。