Динамическое наблюдение изменения морфологических и гемодинамических характеристик малых церебральных аневризм

Основные положения Малые церебральные аневризмы (<3 мм), составляющие большую часть всех аневризм в абсолютном выражении, разрываются чаще, хотя стандартные (>3 мм) и большие (>15 мм) имеют больший риск разрыва. В данной работе впервые показано, что критерии риска разрыва, установленные для больших церебральных аневризм, не применимы к малым аневризмам. Исследовано развитие малых аневризм у реальных пациентов и выполнено сравнение измеренных морфологических характеристик аневризм с их рассчитанными гидродинамическими характеристиками.

Цель. Изучить динамику развития малых церебральных аневризм, оценить применимость существующих методик расчета риска разрыва, сформулировать новые уточняющие гипотезы расчета риска разрыва малых церебральных аневризм.

Материалы и методы. Данные пациентов предоставлены Федеральным центром нейрохирургии г. Новосибирска. КТ-ангиография выполнена на томографе Philips Ingenuity (Philips Medical Systems, США; 128 срезов). Динамика размеров аневризм оценена путем измерения трех основных размеров с точностью до 0,1 мм в программной среде IntelliSpace Portal Philips. Численные расчеты произведены в ANSYS CFX 2020R2.

Результаты Гемодинамические характеристики меняются в направлении изменения купола аневризмы. В случае когда морфологические характеристики аневризмы не менялись, наблюдалось изменение геометрии Виллизиева круга пациента: кривизна артерий, углы бифуркаций (структура круга оставалась неизменна). Критерий разрыва аневризмы PHASES оказался неприменим для рассмотренных аневризм.

Заключение В настоящей работе впервые сформулировано и подтверждено на данных добровольцев как морфологически, так и гидродинамически, что на изменение рисковых оценок для малых аневризм принципиальное влияние оказывает даже незначительное перестроение Виллизиева круга: изменение (тавтология) кривизны отдельных сегментов церебральных артерий, а также углов их бифуркаций. Полученный результат направлен на модификацию существующих рисковых критериев разрыва церебральных аневризм.

1. Rinkel G.J., Djibuti M., Algra A., van Gijn J. Prevalence and risk of rupture of intracranial aneurysms: a systematic review. Stroke. 1998;29(1):251-6. doi: 10.1161/01.str.29.1.251.

2. International Study of Unruptured Intracranial Aneurysms Investigators. Unruptured intracranial Aneurysms Risk of Rupture and Risk of surgical intervention. N. Engl. J. Med. 1998; 339:1725–1733. doi: 10.1056/NEJM199812103392401.

3. Salvadori E., Papi G., Insalata G., Rinnoci V., Donnini I., Martini M., Falsini C., Hakiki B., Romoli A., Barbato C., Polcaro P., Casamorata F., Macchi C., Cecchi F., Poggesi A. Comparison between Ischemic and Hemorrhagic Strokes in Functional Outcome at Discharge from an Intensive Rehabilitation Hospital. Diagnostics (Basel). 2020;11(1):38. doi: 10.3390/diagnostics11010038.

4. Hoh B.L.. Putman C.M., Budzik R.F., Carter B.S., Ogilvy C.S. Combined surgical and endovascular techniques of flow alteration to treat fusiform and complex wide-necked intracranial aneurysms that are unsuitable for clipping or coil embolization. J Neurosurg. 2001;95(1):24-35. doi: 10.3171/jns.2001.95.1.0024.

5. Andaluz N., Zuccarello M. Treatment strategies for complex intracranial aneurysms: review of a 12-year experience at the university of cincinnati. Skull Base. 2011;21(4):233-42. doi: 10.1055/s-0031-1280685.

6. Khe A.K., Chupakhin A.P., Cherevko A.A., Eliava S.S., Pilipenko Y.V. Viscous dissipation energy as a risk factor in multiple cerebral aneurysms. Russ. J. Numer. Anal. Math. Model. 2015; 30(5): 277–287. doi: 10.1515/rnam-2015-0025

7. Dhar S., Tremmel M., Mocco J., Kim M., Yamamoto J., Siddiqui A.H., Hopkins L.N., Meng H. Morphology parameters for intracranial aneurysm rupture risk assessment. Neurosurgery. 2008;63(2):185-96; discussion 196-7. doi: 10.1227/01.NEU.0000316847.64140.81.

8. Greving J.P., Wermer M.J., Brown R.D.Jr., Morita A., Juvela S., Yonekura M., Ishibashi T., Torner J.C., Nakayama T., Rinkel G.J., Algra A. Development of the PHASES score for prediction of risk of rupture of intracranial aneurysms: a pooled analysis of six prospective cohort studies. Lancet Neurol. 2014;13(1):59-66. doi: 10.1016/S1474-4422(13)70263-1.

9. Neyazi B., Swiatek V.M., Skalej M., Beuing O., Stein K.P., Hattingen J., Preim B., Berg P., Saalfeld S., Sandalcioglu I.E. Rupture risk assessment for multiple intracranial aneurysms: why there is no need for dozens of clinical, morphological and hemodynamic parameters. Ther Adv Neurol Disord. 2020;13:1756286420966159. doi: 10.1177/1756286420966159.

10. Руководство для рентгенолаборантов по выполнению протоколов исследований на компьютерном томографе: учебно-методическое пособие.Cост. В. А. Гомболевский, С. П. Морозов, В. Ю. Чернина. М.: ГБУЗ «НПКЦ ДиТ ДЗМ»; 2020

11. Церебральные аневризмы. Нетравматическое субарахноидальное кровоизлияние. Методические рекомендации. сост. В.В. Крылов, А.А. Гринь, А.В. Природов. М.: ГБУЗ «НИИ СП им. Н.В. Склифосовского ДЗМ»; 2021

12. Backes D., Vergouwen M.D., Tiel Groenestege A.T., Bor A.S., Velthuis B.K., Greving J.P., Algra A., Wermer M.J., van Walderveen M.A., terBrugge K.G., Agid R., Rinkel G.J. PHASES Score for Prediction of Intracranial Aneurysm Growth. Stroke. 2015;46(5):1221-6. doi: 10.1161/STROKEAHA.114.008198.

13. Yushkevich P.A., Piven J., Hazlett H.C., Smith R.G., Ho S., Gee J.C., Gerig G. User-guided 3D active contour segmentation of anatomical structures: significantly improved efficiency and reliability. Neuroimage. 2006;31(3):1116-28. doi: 10.1016/j.neuroimage.2006.01.015.

14. ANSYS. ANSYS Documentation, ANSYS CFX-Solver Theory Guide. http://www.ansys.com/2006 .

15. Kuyanova Y.O., Chupakhin A.P., Parshin D.V., Presnyakov S.S., Dubovoi A.V. Numerical Study of the Tee Hydrodynamics in the Model Problem of Optimizing the LowFlow Vascular Bypass Angle. Journal of Applied Mechanics and Technical Physics. 2019;60 (6): 1038–1045. doi: 10.1134/S0021894419060087

16. Kuianova Iu.O., Dubovoy A.V., Parshin D V . Towards the numerical assessment in solving the problem of the effectiveness of vascular anastomosis in neurosurgical operations. Journal of Physics: Conference Series. 2019; 1359:012085. doi 10.1088/1742-6596/1359/1/012085

17. Tikhvinskii D., Kuianova J., Kislitsin D., Orlov K., Gorbatykh A., Parshin D. Numerical Assessment of the Risk of Abnormal Endothelialization for Diverter Devices: Clinical Data Driven Numerical Study. J Pers Med. 2022;12(4):652. doi: 10.3390/jpm12040652.

18. Zarrinkoob L., Ambarki K., Wåhlin A., Birgander R., Eklund A., Malm J. Blood flow distribution in cerebral arteries. J Cereb Blood Flow Metab. 2015;35(4):648-54. doi: 10.1038/jcbfm.2014.241.

19. Etminan N., Rinkel G.J. Unruptured intracranial aneurysms: development, rupture and preventive management. Nat Rev Neurol. 2016;12(12):699-713. doi: 10.1038/nrneurol.2016.150.

20. Oliveira I., Gasche J. L., Militzer Ju., Baccin C. Hemodynamic and morphological case study of an intracranial aneurysm inception and evolution. 25th International Congress of Mechanical Engineering - COBEM 2019. 20-25 October. 2019. doi: 10.26678/ABCM.COBEM2019.COB2019-0516