Аневризма — это выпячивание наружу, похожее на пузырь или воздушный шар, вызванное локализованным, аномальным, слабым местом на стенке кровеносного сосуда . [1] Аневризмы могут быть результатом наследственного или приобретенного заболевания. Аневризмы также могут быть очагом (отправной точкой) образования тромба ( тромбоза ) и эмболизации . По мере увеличения размеров аневризмы увеличивается риск разрыва, который приводит к неконтролируемому кровотечению. [2] Хотя они могут возникнуть в любом кровеносном сосуде, особенно смертельные примеры включают аневризмы виллизиева круга головного мозга, аневризмы аорты, поражающие грудной отдел аорты , и аневризмы брюшной аорты . Аневризмы могут возникнуть в самом сердце после сердечного приступа , включая аневризмы как желудочковой , так и межпредсердной перегородки. Встречаются врожденные аневризмы межпредсердной перегородки , редкий порок сердца.
Это слово греческого происхождения : ἀνεύρυσμα, аневризма, «расширение», от ἀνευρύνειν, аневринеин, «расширять».
Аневризмы классифицируются по типу, морфологии или местоположению.
Истинная аневризма – это та, которая поражает все три слоя стенки артерии ( интиму , среду и адвентицию ). К истинным аневризмам относятся атеросклеротические , сифилитические и врожденные аневризмы, а также аневризмы желудочков , развивающиеся после трансмуральных инфарктов миокарда (аневризмы, поражающие все слои истощенной стенки сердца, также считаются истинными аневризмами). [3]
Ложная аневризма, или псевдоаневризма , представляет собой скопление крови, полностью вытекающей из артерии или вены, но удерживаемой рядом с сосудом окружающей тканью. Эта заполненная кровью полость в конечном итоге либо тромбируется (сгустится), чтобы закрыть утечку, либо разрывается из окружающей ткани. [3] : 357
Псевдоаневризмы могут быть вызваны травмой , приводящей к проколу артерии, такой как ножевые или пулевые ранения [4] , в результате чрескожных хирургических процедур, таких как коронарография или артериальная трансплантация, [5] или использования артерии для инъекций. [6]
Аневризмы также можно классифицировать по макроскопическим формам и размерам: их описывают как мешотчатые или веретенообразные. Форма аневризмы не является специфичной для конкретного заболевания. [3] : 357 Размер основания или шейки полезен для определения вероятности, например, эндоваскулярного наложения спиральных катетеров . [7]
Мешотчатые аневризмы, или «ягодные» аневризмы, имеют сферическую форму и поражают только часть стенки сосуда; они обычно имеют диаметр от 5 до 20 см (от 2,0 до 7,9 дюйма) и часто частично или полностью заполнены тромбом . [3] : 357 Мешотчатые аневризмы имеют «шею», соединяющую аневризму с ее главной («родительской») артерией, — более крупную округлую область, называемую куполом. [ нужна цитата ]
Веретенообразные аневризмы («веретенообразные» аневризмы) различаются как по диаметру, так и по длине; их диаметр может достигать 20 см (7,9 дюйма). Они часто вовлекают большие участки восходящей и поперечной дуги аорты , брюшную аорту или, реже, подвздошные артерии . [3] : 357
Аневризмы также можно классифицировать по расположению:
Церебральные аневризмы , также известные как внутричерепные или мозговые аневризмы, чаще всего возникают в передней мозговой артерии , которая является частью виллизиева круга . Это может вызвать тяжелые инсульты, ведущие к смерти. Следующим по распространенности местом возникновения церебральной аневризмы является внутренняя сонная артерия . [13]
Аневризмы брюшной аорты обычно разделяют в зависимости от их размера и симптоматики. Аневризмой обычно называют наружный диаметр аорты более 3 см (в норме диаметр аорты составляет около 2 см) [16] или более 50% нормального диаметра здорового человека того же пола и возраста. [9] [17] Если наружный диаметр превышает 5,5 см, аневризма считается большой. [15]
Общая подвздошная артерия классифицируется как: [18]
Проявление аневризмы может варьироваться от опасных для жизни осложнений гиповолемического шока до случайного обнаружения на рентгенограмме. [19] Симптомы различаются в зависимости от места расположения аневризмы и могут включать:
Симптомы могут возникнуть, когда аневризма давит на структуру головного мозга. Симптомы будут зависеть от того, разорвалась аневризма или нет. Симптомы могут отсутствовать вообще до тех пор, пока аневризма не разорвется. [20] При неразорвавшейся аневризме могут возникнуть следующие симптомы :
При разрыве аневризмы симптомы субарахноидального кровоизлияния могут проявляться:
Аневризма брюшной аорты включает региональное расширение аорты и диагностируется с помощью УЗИ , компьютерной томографии или магнитно-резонансной томографии . Аневризматическим считается сегмент аорты, размер которого более чем на 50% больше, чем у здорового человека того же пола и возраста. [9] Аневризмы брюшной полости обычно протекают бессимптомно , но в редких случаях могут вызывать боли в пояснице или ишемию нижних конечностей.
Факторы риска развития аневризмы включают диабет , ожирение , гипертонию , употребление табака , алкоголизм , высокий уровень холестерина, дефицит меди , старение и третичный сифилис . [19] : 602 Заболевания соединительной ткани, такие как синдром Лойса-Дитца, синдром Марфана и некоторые формы синдрома Элерса-Данлоса, также связаны с аневризмами. Аневризмы, диссекции и разрывы у лиц до 40 лет являются основным диагностическим критерием сосудистой формы синдрома Элерса-Данлоса (сЭДС). [21]
Конкретные инфекционные причины, связанные с аневризмой, включают:
Меньшая часть аневризм связана с генетическими факторами. Примеры включают в себя:
Аневризмы образуются по разным взаимосвязанным причинам. Этому способствуют многочисленные факторы, в том числе факторы, влияющие на стенку кровеносного сосуда и кровь через сосуд.
Давление крови внутри расширяющейся аневризмы может также повредить кровеносные сосуды, снабжающие саму артерию , что еще больше ослабит стенку сосуда. Без лечения эти аневризмы в конечном итоге прогрессируют и разрываются. [23]
Инфекционное заболевание. Микотическая аневризма – это аневризма, возникающая в результате инфекционного процесса, поражающего артериальную стенку. [24] У человека с микотической аневризмой возникает бактериальная инфекция стенки артерии, приводящая к образованию аневризмы. Одной из причин возникновения микотических аневризм является инфекционный эндокардит . [25] Наиболее распространенными местами поражения являются артерии живота, бедра, шеи и рук. Микотическая аневризма может привести к сепсису или опасному для жизни кровотечению в случае разрыва аневризмы. Менее 3% аневризм брюшной аорты являются микотическими аневризмами. [26]
Сифилис. Третья стадия сифилиса проявляется также аневризмой аорты , обусловленной поражением vasa vasorum в адвентициальной оболочке . [27]
Дефицит меди. Меньшая часть аневризм вызвана дефицитом меди , что приводит к снижению активности фермента лизилоксидазы , влияющего на эластин , ключевой компонент стенок сосудов. [28] [29] [30] Дефицит меди приводит к истончению стенок сосудов, [31] и поэтому считается причиной смерти людей с дефицитом меди, [32] кур и индеек. [33]
Аневризматические кровеносные сосуды склонны к разрыву при нормальном кровяном давлении и кровоточивости из-за особых механических свойств, которые делают их слабее. Чтобы лучше понять этот феномен, мы можем сначала взглянуть на здоровые артериальные сосуды, которые демонстрируют J-образную кривую напряжения-деформации с высокой прочностью и высокой вязкостью [ уточнить ] (для биоматериала in vivo ). [34] В отличие от кристаллических материалов, линейная упругая область которых подчиняется закону Гука при одноосной нагрузке, многие биоматериалы демонстрируют J-образную кривую напряжения-деформации, которая является нелинейной и вогнутой вверх. [34] Кровеносный сосуд может подвергаться большой нагрузке или величине растяжения, которому может подвергнуться кровеносный сосуд, в диапазоне низких приложенных напряжений перед разрушением, как показано нижней частью кривой. Площадь под кривой до заданной деформации намного меньше, чем у эквивалентной кривой Гука, которая коррелирует с ударной вязкостью. Прочность определяется как количество энергии на единицу объема, которое материал может поглотить до разрушения. Поскольку количество выделяемой энергии пропорционально скорости распространения трещины, стенка кровеносного сосуда выдерживает давление и является «жесткой». Таким образом, здоровые кровеносные сосуды с механическими свойствами J-образной кривой растяжения обладают большей устойчивостью к аневризмам, чем материалы с линейной эластичностью. [ нужна цитата ]
Кровеносные сосуды с аневризмами, напротив, находятся под влиянием S-образной кривой напряжения-деформации. Для наглядности аневризму можно представить как длинный цилиндрический баллон. Поскольку это плотный воздушный шар под давлением, он может лопнуть в любой момент, когда приложена нагрузка, превышающая определенный порог силы. Аналогичным образом, нездоровый кровеносный сосуд имеет упругую нестабильность, которая приводит к разрыву. [34] Первоначально для заданного радиуса и давления жесткость материала увеличивается линейно. В определенный момент жесткость артериальной стенки начинает уменьшаться с увеличением нагрузки. При более высоких значениях деформации площадь под кривой увеличивается, что увеличивает воздействие на материал, способствующее распространению трещин. Различия в механических свойствах аневризматических кровеносных сосудов и здоровых кровеносных сосудов обусловлены различиями в составе сосудов. По сравнению с нормальными аортами, аневризматические аорты имеют гораздо более высокую объемную долю коллагена и основного вещества (54,8% против 95,6%) и гораздо меньшую объемную долю эластина (22,7% против 2,4%) и гладких мышц (22,6% против 2,4%). 2,2%), что способствует более высокой начальной жесткости. [35] Также было обнаружено, что предел прочности на разрыв или прочность на разрыв стенки аневризматического сосуда на 50% ниже, чем у нормальной аорты. [36] Прочность стенки разорванной аневризматической стенки аорты также составила 54,2 Н/см 2 , что значительно ниже, чем у восстановленной стенки аорты - 82,3 Н/см 2 . [36] Из-за изменения состава артериальной стенки аневризмы в целом имеют гораздо меньшую прочность, чтобы противостоять разрыву. Предсказать риск разрыва сложно из-за региональной анизотропии, которую проявляют затвердевшие кровеносные сосуды, а это означает, что значения напряжения и прочности различаются в зависимости от региона и направления сосуда, вдоль которого они измеряются. [37]
Диагноз разрыва церебральной аневризмы обычно ставится при обнаружении признаков субарахноидального кровоизлияния на компьютерной томографии (КТ). Если КТ дает отрицательный результат, но на основании клинических данных все еще подозревается разрыв аневризмы, можно выполнить люмбальную пункцию для обнаружения крови в спинномозговой жидкости . Компьютерная томографическая ангиография (КТА) является альтернативой традиционной ангиографии и может выполняться без необходимости катетеризации артерий. Этот тест сочетает в себе обычную компьютерную томографию с введением контрастного вещества в вену. После того, как краситель вводится в вену, он попадает в мозговые артерии, и изображения создаются с помощью компьютерной томографии. Эти изображения показывают, как именно кровь течет в артерии головного мозга. [38]
Исторически лечение артериальных аневризм ограничивалось либо хирургическим вмешательством, либо бдительным ожиданием в сочетании с контролем артериального давления . По крайней мере, в случае аневризмы брюшной аорты (ААА) решение не принимается без значительного риска и затрат, следовательно, существует большой интерес к выявлению более продвинутых подходов к принятию решений, которые не основаны исключительно на диаметре АБА , но включает в себя другие геометрические и механические нюансы, такие как локальная толщина и напряжение стенки. [9] В последние годы [ когда? ] Эндоваскулярные или минимально инвазивные методы были разработаны для многих типов аневризм. Зажимы для аневризмы используются для хирургической процедуры, т.е. клипирования аневризмы. [39]
В настоящее время существует два варианта лечения аневризм головного мозга : хирургическое клипирование или эндоваскулярная намотка. В настоящее время в медицинской литературе ведутся споры о том, какое лечение наиболее целесообразно в конкретной ситуации. [40]
Хирургическое клипирование было предложено Уолтером Денди из больницы Джонса Хопкинса в 1937 году. Оно состоит из краниотомии для обнажения аневризмы и закрытия основания или шейки аневризмы зажимом. Хирургическая техника с годами видоизменялась и совершенствовалась. [ нужна цитата ]
Эндоваскулярная спиральная технология была предложена итальянским нейрохирургом Гвидо Гульельми в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе в 1989 году. Она заключается в проведении катетера в бедренную артерию в паху, через аорту в артерии головного мозга и, наконец, в саму аневризму. Платиновые спирали инициируют реакцию свертывания крови внутри аневризмы, которая в случае успеха заполняет купол аневризмы и предотвращает ее разрыв. [41] Можно использовать отклонитель потока, но существует риск осложнений . [42]
При аневризмах аорты, рук, ног или головы ослабленный участок сосуда может быть заменен шунтирующим трансплантатом, который пришивается к культям сосудов. Вместо сшивания концы трансплантата, сделанные жесткими и расширяемыми благодаря нитиноловому каркасу, можно легко вставить в уменьшенном диаметре в культю сосуда, а затем расширить до наиболее подходящего диаметра и навсегда зафиксировать там внешней лигатурой. [43] [44] Недавно были разработаны новые устройства для замены внешней лигатуры расширяемым кольцом, позволяющие использовать их при остром расслоении восходящей аорты, обеспечивающие герметичный (т.е. не зависящий от целостности коагуляции), легкий и быстрый анастомоз, расширяемый до вогнутости дуги [45] ] [46] [47] Менее инвазивные эндоваскулярные методы позволяют вводить покрытые металлические стент-графты через артерии ноги и размещать их поперек аневризмы.
Аневризмы почек встречаются очень редко и составляют всего 0,1–0,09% [48] , а разрывы еще реже. [48] [49] Консервативное лечение с контролем сопутствующей гипертензии является основным вариантом при аневризмах менее 3 см. При появлении симптомов или увеличении аневризмы следует рассмотреть возможность эндоваскулярного или открытого лечения. [50] Беременным женщинам (из-за высокого риска разрыва (до 80%)) следует проводить хирургическое лечение. [51]
Заболеваемость краниальными аневризмами оценивается в пределах от 0,4% до 3,6%. Те, у кого нет факторов риска, ожидают, что распространенность составит 2–3%. [13] : 181 У взрослых женщины чаще страдают аневризмами. Они наиболее распространены у людей в возрасте 35–60 лет, но могут встречаться и у детей. Аневризмы у детей встречаются редко, их распространенность составляет от 0,5% до 4,6%. Наиболее распространена заболеваемость среди 50-летних людей, и настораживающие признаки обычно отсутствуют. Большинство аневризм развиваются после 40 лет .
Частота возникновения и особенности детских аневризм отличаются от аневризм у взрослых. [52] Внутричерепные аневризмы в детстве встречаются редко, более 95% всех аневризм встречаются у взрослых. [13] : 235
Заболеваемость в два-три раза выше у мужчин, при этом чаще встречаются крупные и гигантские аневризмы и меньше множественных аневризм. [13] : 235 Внутричерепные кровоизлияния в 1,6 раза чаще возникают из-за аневризм, чем церебральные артериовенозные мальформации у белых, но в четыре раза реже в некоторых азиатских популяциях. [13] : 235
У большинства пациентов, особенно младенцев, наблюдаются субарахноидальные кровоизлияния и соответствующие головные боли или неврологические нарушения. Смертность от аневризм у детей ниже, чем у взрослых. [13] : 235
Моделирование аневризмы заключается в создании 3D-модели, имитирующей конкретную аневризму. Используя данные пациентов о скорости кровотока и артериальном давлении, а также геометрию аневризмы, исследователи могут применить вычислительную гидродинамику (CFD), чтобы предсказать, является ли аневризма доброкачественной или существует ли риск осложнений. Один из рисков – разрыв. Анализ профилей скорости и давления кровотока приводит к получению результирующих сдвиговых напряжений на стенке сосуда и аневризмы. Шейка аневризмы подвергается наибольшему риску из-за сочетания небольшой толщины стенки и высокого напряжения сдвига стенки. Когда напряжение сдвига стенки достигает предела, аневризма разрывается, что приводит к внутричерепному кровоизлиянию . И наоборот, еще одним риском возникновения аневризмы является образование тромбов. Аневризмы создают карман, который отклоняет кровоток. Этот отклоняющийся поток крови создает воронку внутри аневризмы. Этот вихрь может привести к застою кровотока внутри аневризмы, что способствует образованию тромбов. Сгустки крови могут выйти из аневризмы, что затем может привести к эмболии, когда тромб застревает и нарушает кровоток. Модельный анализ позволяет выявлять и лечить эти рискованные аневризмы. [53] [54] [55] [56]
Раньше аневризмы моделировались как твердые сферы с линейными входами и выходами. По мере развития технологий возможность обнаружения и анализа аневризм становится проще. Исследователи могут выполнить компьютерную томографию тела пациента, чтобы создать трехмерную компьютерную модель с правильной геометрией. Теперь аневризмы можно моделировать с использованием их характерной формы «воздушного шара». В настоящее время исследователи оптимизируют параметры, необходимые для точного моделирования аневризмы пациента, что приведет к успешному вмешательству. Однако современное моделирование не в состоянии принять во внимание все переменные. Например, кровь считается неньютоновской жидкостью . Вместо этого некоторые исследователи рассматривают кровь как ньютоновскую жидкость, поскольку иногда она оказывает незначительное влияние на анализ в крупных сосудах. Однако при анализе мелких сосудов, например, присутствующих при внутричерепных аневризмах. Точно так же иногда трудно смоделировать различную толщину стенок мелких сосудов, поэтому исследователи считают толщину стенок постоянной. Исследователи делают эти предположения, чтобы сократить время вычислений. Тем не менее, ошибочные предположения могут привести к неправильному диагнозу, который может поставить под угрозу жизнь пациента. [53] [57] [58] [59]