定量血流分数系统中虚拟支架植入技术的可行性探讨

目的探究定量血流分数系统中虚拟支架植入技术预估经皮冠状动脉支架植入术后靶血管功能学的可行性。方法纳入广东省人民医院2021年1月至4月疑似冠状动脉粥样硬化性心脏病(冠心病)而进行主动脉造影的患者,一共97例患者(102支血管)术前进行定量冠状动脉造影(quantitative coronary angiography,QCA)分析,其血管直径狭窄率≥50%并行支架植入术,应用虚拟支架植入技术得出残余定量血流分数(quanti⁃tative flow ratio,QFR),并和支架植入术后QFR值进行比较,通过Spearman相关系数反映相关性。采用受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve,ROC)的曲线下面积与残余QFR预测经皮冠状动脉介入(percutaneous coronary intervention,PCI)治疗后QFR的准确度、敏感度、特异度、阳性预测值和阴性预测值。结果102支血管残余QFR为0.97(0.94~0.98),与术后QFR[0.96(0.93~0.97)]比较,差异无统计学意义(z=1.90,P>0.05)。残余QFR与术后QFR相关系数为0.58(95%CI:0.44~0.70,P<0.01)。残余QFR的ROC曲线下面积为0.89(95%CI:0.77~1.00,P<0.01)。残余QFR预测PCI治疗后QFR的准确度、敏感度、特异度、阳性预测值和阴性预测值分别为94.1%(95%CI:87.5~97.5)、54.5%(95%CI:28.0~78.8)、98.9%(95%CI:93.2~99.9)、85.7%(95%CI:42.0~99.2)、94.7%(95%CI:87.6~98.0)。结论QFR中虚拟支架植入技术能有效预测术后功能学,有助于术者合理地选择靶病变进行支架植入术,优化支架植入策略。

基于个性化的冠脉支架植入后血流动力学分析

背景药物洗脱支架的使用大大降低了支架植入后再狭窄率,但支架内再狭窄的发生率仍高达10%左右。如何进一步降低支架内再狭窄的发生率成为目前研究的热点。支架内再狭窄的发生,不仅与支架-血管间柔顺性失配以及介入引起的血管壁应力异常有关,还受支架植入后血管内血流动力学环境变化影响。目的评估血管支架植入后血管内血流动力学环境变化。方法获取冠脉重度狭窄并植入支架的患者的冠脉CTA数据,构建基于个体化的冠脉三维模型,根据患者真实的经皮冠状动脉介入治疗(percutaneous coronary intervention,PCI)过程,通过有限元方法在三维模型中完成冠脉支架的虚拟植入。根据支架虚拟植入结构分析结果构建流体分析模型,进行瞬态计算血流动力学(computational fluid dynamics,CFD)分析,讨论支架植入后血流动力学变化。结果支架植入后非支架段血管流体域壁面剪切力(wall shear stress,WSS)分布均匀而平缓,变化梯度小,而且整体上要低于支架段血管;支架段血管流体域WSS波动范围大,变化梯度也较大;血管狭窄最严重的地方WSS值要高于其他血管部位;在支架钢梁附近出现了WSS值小于0.5 Pa的区域。血液流经支架区域过程中,血流作用在血管壁上的垂直压力整体上呈现逐渐减小的趋势。支架植入后,支架血管段血流速度低于近端非支架血管段;血流在支架区域明显出现了血流变向和血流分离的现象,特别是在支架U型连接茎区域,流速接近于0。结论支架植入增加了WSS的变化梯度,尤其在支架钢梁附近出现低WSS区域;支架钢梁引起血流方向改变,产生分流、湍流、涡流等扰动流现象,并产生低速血流区域。

基于有限元分析切割球囊对冠状动脉钙化病变预处理效果

目的探讨切割球囊在浅部冠状动脉钙化病变预处理中的适用范围,以减少其在钙化病变治疗中严重并发症的发生。方法采用有限元方法,以普通球囊为对照分析切割球囊对不同弧度、厚度和长度钙化斑块的作用效果。将钙化斑块厚度设置为0.3、0.4 mm,长度设置为2、4 mm。并根据血管内超声(intravenous ultrasound,IVUS)钙化严重程度分级,设置钙化弧度为120°、180°、270°和360°,共16种钙化斑块。对钙化斑块使用脆性断裂模块来模拟钙化断裂情况,在预处理仿真的基础上进行支架虚拟植入,使用钙化断裂情况和支架圆形率来评价预处理效果。结果对于浅部钙化病变,在小于120°病变中,球囊无法解除钙化斑块阻碍,支架圆形率为82.75%。在厚度小于0.3 mm的180°钙化病变中,切割球囊在1215.9 kPa下使钙化发生断裂,支架后圆形率为74.42%;普通球囊在安全扩张压力(1418.55 kPa)下无法使钙化发生断裂。在270°小于0.3 mm厚钙化病变,普通球囊在1013.25 kPa下产生3处断裂;切割球囊在1013.25 kPa下产生2处断裂,球囊无法使厚0.3 mm的环状钙化发生断裂。结论推荐在厚度小于0.3 mm的180°左右钙化病变中使用切割球囊,270°钙化斑块使用普通球囊。对于厚度大于0.3 mm的环状病变,不推荐使用球囊预处理方法。