马克“心”文献 | TEVAR 术后远端支架移植物引起的新的通道形成情况的数值模拟 马克医疗

一、研究背景与目的         胸主动脉腔内修复术（TEVAR） 是治疗B型主动脉夹层的主要方法，但可能引发并发症，其中远端支架诱导新破口（DSINE） 发生率较高。本研究旨在通过有限元模拟，分析DSINE患者与非DSINE患者在力学参数和主动脉形态参数上的差异，揭示DSINE发生的生物力学机制。   

        二、研究方法   Part.2               1、患者数据与模型重建： 选取两名年龄、性别、植入支架型号相同的B型主动脉夹层患者（一名DSINE，一名非DSINE）,基于术前CTA图像建立个性化主动脉模型，包括真腔、假腔和内膜片。    图1   2例胸主动脉腔内修复术（TEVAR）患者的术后随访 CTA 图像。（A）DSINE 患者。（B）非 DSINE 患者。    图2 主动脉夹层的几何建模。（A）为真腔和血管腔创建掩膜。（B）将真腔和血管腔各扩大 1.4 毫米。（C）从真腔中对血管腔进行布尔减法操作，以获得内膜瓣。（D）将内膜瓣与血管腔布尔相加，从而创建主动脉夹层模型。

  2、主动脉夹层模型建立 通过径向力实验拟合支架材料参数，建立支架模型。   表1 支架材料参数表    3、TEVAR过程模拟 (1)主动脉预应力加载 使用 Abaqus隐式分析进行迭代计算，模拟舒张压（80 mmHg） 下的血管预应力。迭代至血管变形 < 0.5 mm 时停止，得到稳定的预应力场。 （2）支架植入模拟（显式分析） 模拟分为四个步骤： 压缩：将支架压入弯曲导管。 弯曲：使支架沿真腔中心线弯曲。 扩张：控制扩张导管使支架扩张至与真腔接触。 释放：撤除导管，完成支架释放。 设置接触摩擦系数为0.2，引入瑞利阻尼（α=800, β=0）以抑制振荡。 模拟结果与术后DSA图像对比，验证准确性。

        三、结果   Part.1               （1）DSINE风险区力学参数计算 在支架远端真腔段定义 “DSINE风险区” （长度30 mm，覆盖支架波峰）。提取该区域内每个网格单元的最大主应力和最大主应变。按数值从高到低排序，分别计算前50%、40%、30%、20%、10% 单元的平均力学参数值，以逼近最易发生DSINE的高应力/应变区域。

    图3   DSINE 风险区域的选择。（A）确定真正的血管腔、健康的血管壁以及内膜瓣。（B）为 DSINE 患者确定 DSINE 风险区域。（C）为非DSINE患者确定DSINE风险区域。

    图4   机械参数（A）：将 DSINE 风险区域中每个单元的最大主应力按降序排列，然后计算前 50%、40%、30%、20% 和 10% 的单元最大主应力的平均值。 （B）：将 DSINE 风险区域中每个单元的最大主应变按降序排列，然后计算前 50%、40%、30%、20% 和 10% 的单元最大主应变的平均值。   代表每个百分比下机械参数的平均值，直线代表拟合曲线。

  （2）形态学参数计算 比较以下四种形态参数：锥度比、支架过盈比、远端真腔扩张不匹配比（EMRDTR）、支架扭曲指数（STI）。   表2 患者形态学参数   

        四、结论   Part.1               本研究对两名年龄和性别相同的患者进行了胸主动脉腔内修复术（TEVAR）的模拟建模。计算了这两名患者在 DSINE 风险区内的主动脉形态学参数和力学参数。随着分析逐渐接近 DSINE 风险区内力学参数较高的区域，很明显，DSINE 患者的力学参数值更大，且这些参数的增长率也更高，与非 DSINE 患者相比。DSINE 患者观察到的较大力学参数值和增长率与较高的形态学参数（如锥度比、过度扩张比和 EMRDTR）相对应。STI 在预测 DSINE 方面的失败凸显了仅依赖形态学参数进行预测的局限性。这表明力学参数是 DSINE 更根本的潜在原因。