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血流导向装置(Flow Diverter, FD) 已显著改变了颅内复杂动脉瘤的治疗模式,但动脉瘤不完全闭塞仍然是临床关注的重点问题,因此亟需建立操作简便的治疗成功预测指标。尽管已知局部血流动力学受母体动脉-动脉瘤(Parent Artery-aneurysm
血流导向装置(Flow Diverter, FD) 已显著改变了颅内复杂动脉瘤的治疗模式,但动脉瘤不完全闭塞仍然是临床关注的重点问题,因此亟需建立操作简便的治疗成功预测指标。尽管已知局部血流动力学受母体动脉-动脉瘤(Parent Artery-aneurysm, PA-aneurysm)几何形态的显著影响,但在临床实践中对其进行定量评估仍具挑战性。本研究旨在识别FD治疗后动脉瘤完全闭塞的实际可操作、易于测量的几何预测因素。本研究为回顾性研究,纳入2014年至2023年于本中心接受FD治疗的119例颅内动脉瘤。研究人员从三维旋转数字减影血管造影(Three-Dimensional Rotational Digital Subtraction Angiography, 3D DSA)中定量测量了包括最大径、PA-aneurysm入射角和出射角以及分支动脉累及在内的形态学和几何参数。血管造影结果分为完全闭塞和持续存在两类,在至少18个月随访且未接受额外干预的条件下进行评估。研究人员采用单变量和多变量logistic回归分析识别独立预测因素。结果显示,在中位随访时间19.8个月(四分位距[Interquartile Range, IQR], 12.2–34.7个月)期间,89例(74.8%)实现动脉瘤闭塞。多变量分析表明,PA-aneurysm入射角较大(比值比[Odds Ratio, OR], 0.82/10°增幅; 95%置信区间[Confidence Interval, CI], 0.69–0.98; p = 0.045)和存在分支动脉累及(OR, 0.25; 95% CI, 0.10–0.63; p = 0.004)与动脉瘤闭塞可能性降低显著相关。虽然瘤颈直径较大(OR, 0.94; 95% CI, 0.85–1.03)也与较低闭塞率相关,但该关联未达统计学显著性(p = 0.175)。所建立的多变量模型显示可接受的预测性能(受试者工作特征曲线下面积[Area Under the Curve, AUC] = 0.743; 95% CI, 0.632, 0.855)。研究结论指出,较小的PA-aneurysm入射角和不存在分支动脉累及是FD治疗后动脉瘤闭塞的独立预测因素。这些从诊断性DSA即可便捷测量的几何参数可作为预测FD治疗效果的实用指标。
颅内动脉瘤的血管内治疗领域经历了持续的技术革新,其中血流导向装置(Flow Diverter, FD)的出现为既往难以处理的复杂病变提供了新的治疗选择。对于大型或巨大型动脉瘤、梭形动脉瘤以及累及重要分支的病变,传统支架辅助栓塞或外科血运重建联合夹闭术往往面临手术时间长、技术难度高的挑战,而FD治疗凭借相对简化的操作流程和较短的手术时长展现出独特优势。尽管FD装置在材料和设计上不断进步,但术后不完全闭塞率仍然是临床医师关注的核心问题,文献报道的完全闭塞率跨度较大,从58.1%至95.9%不等,这种变异性源于患者合并症、动脉瘤特征及术者操作细节等多重因素难以标准化。
目前,已有多种因素被证实与FD治疗后动脉瘤完全闭塞相关,包括患者年龄、动脉瘤大小、瘤颈宽度、形态学特征、分支血管累及情况、术后血栓形成、支架贴壁性以及辅助弹簧圈的使用等。近年来,血流动力学和形态学参数在预测FD疗效中的价值日益受到重视,特别是PA-aneurysm入射角(Inflow Angle)作为影响动脉瘤内血流速度和壁面剪切应力(Wall Shear Stress)的关键决定因素,在血栓形成和动脉瘤闭塞过程中发挥重要作用。较大的入射角促进血流从剪切驱动型向惯性驱动型转变,增强流速入射对动脉瘤穹顶的冲击,维持较高的壁面剪切应力,从而阻碍血液淤滞和稳定血栓形成所需的条件。然而,精确预测和评估母体动脉与动脉瘤之间的局部血流动力学在常规临床设置中仍具挑战性,计算流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)分析虽能提供有价值的信息,但其复杂性和对专业 expertise 的需求限制了实际应用价值。因此,既往研究或回避这一变量,或依赖难以常规开展的方法学,且PA-aneurysm轴向的定义缺乏标准化,导致不同研究间结果难以比较。
为克服上述局限,研究人员开展了这项旨在emic validation的多中心回顾性队列研究,利用大样本量(超过18个月随访)建立标准化的几何参数测量方法,为临床医师提供可靠的实时决策指标。该研究发表于《Clinical Neuroradiology》。
研究人员采用的主要技术方法包括:基于三维旋转DSA(3D Rotational DSA)的几何参数定量测量技术,该队列来源于2014年7月至2023年8月期间单中心连续收治的未破裂颅内动脉瘤患者;由两名经验丰富且对临床及血管造影结局盲法的研究人员独立进行所有几何测量,差异超过5%时通过协商确定最终值;以至少18个月血管造影随访(主要为DSA,也可为CT血管造影[CT Angiography, CTA]或MR血管造影[MR Angiography, MRA])作为结局评估标准,将动脉瘤闭塞定义为目标动脉瘤无残余充盈且支架置入处母体动脉未闭塞,动脉瘤持续存在定义为18个月后仍有残余充盈或动脉瘤增大;统计学分析采用单变量和多变量logistic回归,并通过广义估计方程(Generalized Estimating Equations, GEE)处理患者内相关性,以ROC曲线AUC评估模型预测性能。
研究结果显示,119例动脉瘤中位血管造影随访时间为19.8个月,89例(74.8%)实现完全闭塞,30例(25.2%)为持续存在。
**形态学和手术特征按动脉瘤闭塞状态分层分析**:动脉瘤闭塞组与持续存在组之间存在多项显著差异。动脉瘤位置分布具有统计学差异(p = 0.024)。闭塞组最大径显著小于持续存在组(13.7 ± 6.1 mm vs. 17.7 ± 8.4 mm, p = 0.021)。分支动脉累及在持续存在组中显著更为常见(53.3% vs. 18.0%, p < 0.001)。根据Fiehler等提出的分类,32例含分支动脉累及的动脉瘤中27例(84.4%)为B型(血流动力学侧壁型),5例(15.6%)为D型(瘤囊起源型),无一例为真性分叉动脉瘤(C型);B型中15/27例(55.6%)实现完全闭塞,D型中仅1/5例(20.0%)。此外,闭塞组的PA-aneurysm平均入射角(3.8° ± 31.5°)显著低于持续存在组(21.9° ± 34.6°, p = 0.009),出射角亦呈现同样趋势(4.0° ± 29.9° vs. 16.5° ± 23.7°, p = 0.040)。入射角与出射角之和同样显示显著组间差异(7.8° ± 51.9° vs. 38.5° ± 45.5°, p = 0.005)。手术相关变量中,闭塞组手术时长显著短于持续存在组(82.7 ± 37.8分钟 vs. 113.9 ± 56.6分钟, p = 0.008)。亚组分析按形态学分层显示,囊状动脉瘤(79.2%)与非囊状动脉瘤(66.7%)的闭塞率无显著差异(p = 0.198),且PA-aneurysm入射角在两种形态亚组中均为可靠的闭塞决定因素。
**动脉瘤闭塞预测因素的单变量和多变量分析**:单变量logistic回归分析中,瘤颈直径(OR, 0.92; 95% CI, 0.84–0.99; p = 0.039)、最大径(OR, 0.92; 95% CI, 0.86–0.98; p = 0.009)、动脉瘤容积(OR, 0.71; 95% CI, 0.55–0.91; p = 0.007)、PA-aneurysm入射角(OR, 0.83/10°增幅; 95% CI, 0.70–0.96; p = 0.012)、出射角(OR, 0.85/10°增幅; 95% CI, 0.72–0.99; p = 0.043)、入射出射角之和(OR, 0.84/10°增幅; 95% CI, 0.74–0.95; p = 0.008)以及分支动脉累及(OR, 0.19; 95% CI, 0.08–0.47; p < 0.001)均显示与动脉瘤闭塞显著相关。手术时长在两组间虽有差异,但作为术后因素未纳入多变量模型;装置类型和位置也因统计稳定性考虑被排除。
为构建稳定模型,研究人员处理了参数间的多重共线性问题:大小相关参数中,最大径与动脉瘤容积高度相关(r = 0.78),方差膨胀因子(Variance Inflation Factor, VIF)分别为3.49和2.71;角度相关参数因线性组合关系呈现完全多重共线性(VIF = ∞)。据此,从大小参数中选取临床标准指标瘤颈直径(VIF 1.59),从角度参数中选取单变量关联性更强(p = 0.012 vs. p = 0.043)且血流动力学相关性明确的入射角,分支动脉累及因低共线性(VIF 1.14)亦被纳入。最终多变量模型显示,PA-aneurysm入射角(OR, 0.82/10°增幅; 95% CI, 0.69–0.98; p = 0.045)和分支动脉累及(OR, 0.25; 95% CI, 0.10–0.63; p = 0.004)仍为动脉瘤闭塞的显著独立预测因素,经GEE校正患者内相关性后结果保持稳健。瘤颈直径在多变量模型中未达统计学显著性(p = 0.175)。
**多变量模型预测性能的ROC分析**:该多变量模型的ROC曲线AUC为0.743(95% CI, 0.632–0.855)。经1000次bootstrap重复的内部验证,乐观校正后AUC稳定在0.710,表明模型判别力的稳健性。Hosmer-Lemeshow检验显示模型校准良好(p = 0.182),预测闭塞率与实际观测值无显著差异。个体变量AUC分别为:PA-aneurysm入射角0.685(95% CI, 0.562–0.809)、分支动脉累及0.677(95% CI, 0.578–0.776)、瘤颈直径0.589(95% CI, 0.471–0.708)。
**讨论**:研究人员系统阐述了FD治疗改变母体动脉和动脉瘤囊内血流动力学、促进血栓形成和动脉瘤闭塞的基本机制,指出目前复杂动脉瘤治疗决策缺乏标准化指南、常依赖术者经验和个人偏好的现状,强调理解有利于或不倾向于完全闭塞的动脉瘤特征对病例选择的重要性。研究验证了从3D旋转血管造影便捷测量PA-aneurysm入射角和出射角的临床实用价值。
在模型构建的方法学依据方面,研究人员详细说明了从七项单变量显著预测因素中遴选的逻辑:针对大小参数聚类,瘤颈直径作为定义"宽颈"解剖的标准指标被选中,其临床重要性得到近期大规模研究支持;分支动脉累及作为FD治疗失败的一致预测因素,其纳入得到主要研究和近期试验/注册分析的支持,D型(瘤囊起源型)分支因维持持续流出道、阻碍瘤内淤滞而表现出更高的持续存在率(80.0%);入射角因单变量关联性更强且血流动力学相关性明确而被选为角度参数代表。最终模型统计稳定、无显著共线性且与既往确认的临床研究一致。
关于大小相关形态学对闭塞结局的影响,研究人员综述了PUFS试验(5年闭塞率95.2%)、SCENT试验(1年闭塞率66.1%)、PREMIER试验(小型动脉瘤1年闭塞率81.9%)等关键试验数据,指出极端大小在急性破裂设置中仍是风险因素,瘤颈直径和穹窿-瘤颈比(Dome-to-Neck Ratio, D/N Ratio)虽广泛用于主要试验的纳入标准,但其作为独立预测因素的效力尚不一致,凸显寻找更稳健几何标志物的必要性。
在血流动力学和角度几何对动脉瘤闭塞的影响方面,研究人员对比了CFD分析的局限性与本研究测量方法的便捷性:CFD虽能阐明入射角对瘤内峰值流速和壁面剪切应力的影响,及低高径比(H/W Ratio)导致瘤内流速增加等机制,但其复杂网格生成和专业要求使其难以融入即时临床工作流。本研究通过PA-aneurysm结合处几何定义点建立的轴向测量法,消除了穹顶尖端识别的主观性,确保了高观察者间一致性而无需大量计算后处理。研究还建立了探索性风险分层:基于三分位数将患者分为低风险(≤1.03°)、中风险(1.03°–25.77°)和高风险(>25.77°)组,高风险组不完全闭塞几率比低风险组高2.83倍;Youden指数确定的探索性 cutoff 值为32.9°,对应阳性似然比3.88,提示该角度以上的高应力血流动力学环境可能阻碍FD诱导的血栓形成,但该阈值的探索性和假设生成性质需强调,有待前瞻性多中心研究验证。
研究坦陈了若干局限性:几何参数基于术前影像测量,未考虑FD植入后母体动脉重塑; exclusively 纳入全瘤颈覆盖病例,部分或间接覆盖的适用性尚待确立;按动脉瘤嵌合弯方向(外弯、内弯、曲线型)分层的尝试因样本分布不均(外弯72/119[60.5%]、内弯27/119[22.7%]、曲线型20/119[16.8%])而统计效力不足,未来需更大更均衡队列验证。
研究结论指出,本研究证实了FD治疗后有利的动脉瘤闭塞率。单变量和多变量分析揭示,PA-aneurysm入射角和分支动脉累及等特定形态学和几何参数是动脉瘤闭塞的独立预测因素。所建立的模型显示可靠的总体预测性能。这些结果表明,诊断性DSA可量化的、与CFD血流模式具有形态相似性的几何参数,可作为协助临床医师预测FD治疗后动脉瘤闭塞的实用指标。鉴于单中心设计及缺乏外部验证,这些发现应视为假设生成性质,前瞻性多中心研究有待确认所提出参数及探索性 cutoff 值的预测效用,方可可靠整合入常规临床实践,从而促进复杂动脉瘤更明智的治疗决策制定。