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 состояния или приобретенного заболевания. Аневризмы также могут быть очагом (отправной точкой) для образования сгустка ( тромбоза ) и эмболизации . По мере увеличения размера аневризмы увеличивается риск ее разрыва, что приводит к неконтролируемому кровотечению. [2] Хотя они могут возникнуть в любом кровеносном сосуде, особенно смертельными примерами являются аневризмы круга Виллизи в мозге, аневризмы аорты, поражающие грудную аорту , и аневризмы брюшной аорты . Аневризмы могут возникнуть в самом сердце после сердечного приступа , включая аневризмы как желудочков , так и межпредсердной перегородки. Существуют врожденные аневризмы межпредсердной перегородки — редкий порок сердца.
Слово греческого : ἀνεύρυσμα, аневризма, «расширение», от ἀνευρύνειν, аневринеин, «расширять».
Аневризмы классифицируются по типу, морфологии или местоположению.
Истинная аневризма — это аневризма, которая затрагивает все три слоя стенки артерии ( интиму , медию и адвентицию ). Истинные аневризмы включают атеросклеротические , сифилитические и врожденные аневризмы, а также желудочковые аневризмы , которые являются следствием трансмуральных инфарктов миокарда (аневризмы, которые затрагивают все слои истонченной стенки сердца, также считаются истинными аневризмами). [3]
Ложная аневризма, или псевдоаневризма , представляет собой скопление крови, полностью вытекающей из артерии или вены, но ограниченной рядом с сосудом окружающей тканью. Эта заполненная кровью полость в конечном итоге либо тромбируется (сгустится), чтобы закрыть утечку, либо разорвется из окружающей ткани. [3] : 357
Псевдоаневризмы могут быть вызваны травмой , которая прокалывает артерию, например, ножевыми и пулевыми ранениями [4] , в результате чрескожных хирургических процедур, таких как коронарная ангиография или артериальная трансплантация [5] , или использования артерии для инъекций [6] .
Аневризмы также можно классифицировать по их макроскопическим формам и размерам и описывать как мешковидные или веретенообразные. Форма аневризмы не является специфической для конкретного заболевания. [3] : 357 Размер основания или шейки полезен для определения вероятности, например, эндоваскулярной спирали . [7]
Мешковидные аневризмы, или «ягодные» аневризмы, имеют сферическую форму и затрагивают только часть стенки сосуда; они обычно имеют диаметр от 5 до 20 см (от 2,0 до 7,9 дюймов) и часто заполнены, частично или полностью, тромбом . [ 3] : 357 Мешковидные аневризмы имеют «шейку», которая соединяет аневризму с ее основной («родительской») артерией, более крупной округлой областью, называемой куполом. [ необходима цитата ]
Веретенообразные аневризмы («веретенообразные» аневризмы) различаются как по диаметру, так и по длине; их диаметр может достигать 20 см (7,9 дюйма). Они часто поражают большие части восходящей и поперечной дуги аорты , брюшной аорты или, реже, подвздошных артерий . [3] : 357
Аневризмы также можно классифицировать по месту их расположения:
Аневризмы сосудов головного мозга , также известные как внутричерепные или мозговые аневризмы, чаще всего встречаются в передней мозговой артерии , которая является частью Виллизиева круга . Это может вызвать тяжелые инсульты, приводящие к смерти. Следующее по частоте место возникновения аневризмы сосудов головного мозга — внутренняя сонная артерия . [14]
Аневризмы брюшной аорты обычно классифицируются по размеру и симптоматике. Аневризму обычно определяют как наружный диаметр аорты более 3 см (нормальный диаметр аорты составляет около 2 см), [17] или более 50% от нормального диаметра здорового человека того же пола и возраста. [9] [18] Если наружный диаметр превышает 5,5 см, аневризма считается большой. [16]
Общая подвздошная артерия классифицируется как: [19]
Проявления аневризмы могут варьироваться от опасных для жизни осложнений гиповолемического шока до случайного обнаружения на рентгенограмме. [20] Симптомы будут различаться в зависимости от места расположения аневризмы и могут включать:
Симптомы могут возникнуть, когда аневризма давит на структуру в мозге. Симптомы будут зависеть от того, разорвалась аневризма или нет. Симптомы могут отсутствовать вообще, пока аневризма не разорвется. [21] Для аневризмы, которая не разорвалась, могут возникнуть следующие симптомы: [ необходима цитата ]
При разрыве аневризмы могут наблюдаться симптомы субарахноидального кровоизлияния :
Аневризма брюшной аорты подразумевает региональное расширение аорты и диагностируется с помощью ультрасонографии , компьютерной томографии или магнитно-резонансной томографии . Сегмент аорты, который оказывается более чем на 50% больше, чем у здорового человека того же пола и возраста, считается аневризматичным. [9] Аневризмы брюшной аорты обычно протекают бессимптомно , но в редких случаях могут вызывать боль в пояснице или ишемию нижних конечностей.
Факторы риска аневризмы включают диабет , ожирение , гипертонию , употребление табака , алкоголизм , высокий уровень холестерина, дефицит меди , пожилой возраст и третичный сифилис . [20] : 602 Заболевания соединительной ткани, такие как синдром Лоеса-Дитца, синдром Марфана и некоторые формы синдрома Элерса-Данлоса, также связаны с аневризмами. Аневризмы, расслоения и разрывы у лиц моложе 40 лет являются основными диагностическими критериями сосудистой формы синдрома Элерса-Данлоса (vEDS). [22]
Конкретные инфекционные причины, связанные с аневризмой, включают:
Меньшая часть аневризм связана с генетическими факторами. Примеры включают:
Аневризмы образуются по ряду взаимодействующих причин. Множество факторов, включая факторы, влияющие на стенку кровеносного сосуда и кровь через сосуд, способствуют этому.
Давление крови внутри расширяющейся аневризмы может также повредить кровеносные сосуды, снабжающие саму артерию , еще больше ослабляя стенку сосуда. Без лечения эти аневризмы в конечном итоге будут прогрессировать и разорвутся. [24]
Инфекция. Микотическая аневризма — это аневризма, которая возникает в результате инфекционного процесса, затрагивающего артериальную стенку. [25] У человека с микотической аневризмой есть бактериальная инфекция в стенке артерии, что приводит к образованию аневризмы. Одной из причин микотических аневризм является инфекционный эндокардит . [26] Наиболее распространенные места включают артерии в области живота, бедра, шеи и руки. Микотическая аневризма может привести к сепсису или опасному для жизни кровотечению, если аневризма разорвется. Менее 3% аневризм брюшной аорты являются микотическими аневризмами. [27]
Сифилис. Третья стадия сифилиса также проявляется в виде аневризмы аорты , которая возникает из-за потери vasa vasorum в адвентициальной оболочке . [28]
Дефицит меди. Меньшая часть аневризм вызвана дефицитом меди , что приводит к снижению активности фермента лизилоксидазы , влияющего на эластин , ключевой компонент стенок сосудов. [29] [30] [31] Дефицит меди приводит к истончению стенок сосудов, [32] и, таким образом, был отмечен как причина смерти у людей с дефицитом меди, [33] кур и индеек. [34]
Аневризматические кровеносные сосуды склонны к разрыву при нормальном кровяном давлении и потоке из-за особых механических свойств, которые делают их слабее. Чтобы лучше понять это явление, мы можем сначала рассмотреть здоровые артериальные сосуды, которые демонстрируют J-образную кривую напряжения-деформации с высокой прочностью и высокой ударной вязкостью [ уточнить ] (для биоматериала in vivo ). [35] В отличие от кристаллических материалов, чья линейная упругая область следует закону Гука при одноосной нагрузке, многие биоматериалы демонстрируют J-образную кривую напряжения-деформации, которая является нелинейной и вогнутой вверх. [35] Кровеносный сосуд может находиться под большой деформацией или величиной растяжения, которую кровеносный сосуд может претерпеть, для диапазона низкого приложенного напряжения до разрыва, как показано в нижней части кривой. Площадь под кривой до заданной деформации намного меньше, чем для эквивалентной кривой Гука, которая коррелирует с ударной вязкостью. Ударная вязкость определяется как количество энергии на единицу объема, которое материал может поглотить до разрыва. Поскольку количество высвобождаемой энергии пропорционально количеству распространения трещины, стенка кровеносного сосуда может выдерживать давление и является «жесткой». Таким образом, здоровые кровеносные сосуды с механическими свойствами J-образной кривой напряжения-деформации обладают большей устойчивостью к аневризмам, чем материалы с линейной эластичностью. [ необходима цитата ]
С другой стороны, кровеносные сосуды с аневризмами находятся под влиянием S-образной кривой напряжения-деформации. В качестве наглядного пособия аневризмы можно рассматривать как длинный цилиндрический баллон. Поскольку это плотный баллон под давлением, он может лопнуть в любой момент, когда прикладывается напряжение, превышающее определенный порог силы. В том же духе нездоровый кровеносный сосуд имеет упругую нестабильность, которая приводит к разрыву. [35] 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, тем самым увеличивая воздействие на материал, которое будет способствовать распространению трещины. Различия в механических свойствах аневризматических кровеносных сосудов и здоровых кровеносных сосудов вытекают из различий 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 более низкую объемную долю эластина (22,7% против 2,4%) и гладких мышц (22,6% против 2,2%), что способствует более высокой начальной жесткости. [36] Также было обнаружено, что предельная прочность на растяжение или прочность на разрыв стенки аневризматического сосуда на 50% ниже, чем у нормальных аорт. [37] Также было обнаружено, что прочность стенки разорванной аневризматической аорты составляет 54,2 Н/см2 , что намного ниже, чем у восстановленной стенки аорты, 82,3 Н/см2 . [ 37] Из-за изменения состава артериальной стенки аневризмы в целом имеют гораздо более низкую прочность на разрыв. Прогнозирование риска разрыва затруднено 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. [38]
Диагностика разорванной церебральной аневризмы обычно проводится путем обнаружения признаков субарахноидального кровоизлияния на компьютерной томографии (КТ). Если КТ отрицательная, но на основании клинических данных все еще подозревается разорванная аневризма, можно провести люмбальную пункцию для обнаружения крови в спинномозговой жидкости . Компьютерная томографическая ангиография (КТА) является альтернативой традиционной ангиографии и может проводиться без необходимости артериальной катетеризации. Этот тест сочетает в себе обычное КТ-сканирование с контрастным красителем, вводимым в вену. После того, как краситель вводится в вену, он перемещается в мозговые артерии, и изображения создаются с помощью КТ. Эти изображения показывают, как именно кровь поступает в мозговые артерии. [39]
Исторически лечение артериальных аневризм ограничивалось либо хирургическим вмешательством, либо выжидательной тактикой в сочетании с контролем артериального давления . По крайней мере, в случае аневризмы брюшной аорты (ААА) решение не принимается без значительного риска и затрат, поэтому существует большой интерес к выявлению более продвинутых подходов к принятию решений, которые основаны не только на диаметре ААА , но и включают другие геометрические и механические нюансы, такие как локальная толщина и напряжение стенки. [9] В последние годы [ когда? ] были разработаны эндоваскулярные или минимально инвазивные методы для многих типов аневризм. Клипсы для аневризм используются для хирургической процедуры, т. е. клипирования аневризм. [40]
В настоящее время существует два варианта лечения аневризм головного мозга : хирургическое клипирование или эндоваскулярная спирализация. В настоящее время в медицинской литературе ведутся дебаты о том, какое лечение является наиболее подходящим в конкретных ситуациях. [41]
Хирургическое клипирование было введено Уолтером Дэнди из больницы Джонса Хопкинса в 1937 году. Оно состоит из краниотомии для обнажения аневризмы и закрытия основания или шейки аневризмы клипсой. Хирургическая техника была изменена и улучшена с годами. [ необходима цитата ]
Эндоваскулярная спираль была введена 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 мозговые артерии и, наконец, в саму аневризму. Платиновые спирали инициируют реакцию свертывания внутри аневризмы, которая, в случае успеха, заполняет купол аневризмы и предотвращает ее разрыв. [42] Можно использовать дивертор потока , но это сопряжено с риском осложнений. [43]
При аневризмах аорты, рук, ног или головы ослабленный участок сосуда может быть заменен шунтирующим трансплантатом, который сшивается на сосудистых культях. Вместо сшивания концы трубки трансплантата, сделанные жесткими и расширяемыми с помощью нитинолового каркаса, могут быть легко вставлены в своем уменьшенном диаметре в сосудистые культи, а затем расширены до наиболее подходящего диаметра и постоянно зафиксированы там внешней лигатурой. [44] [45] Недавно были разработаны новые устройства для замены внешней лигатуры расширяемым кольцом, что позволяет использовать их при остром расслоении восходящей аорты, обеспечивая герметичный (т.е. не зависящий от целостности коагуляции), легкий и быстрый анастомоз, расширенный до вогнутости дуги [46] [47] [48] Менее инвазивные эндоваскулярные методы позволяют вводить покрытые металлические стент-графты через артерии ноги и развертывать их через аневризму.
Аневризмы почек встречаются очень редко и составляют всего 0,1–0,09% [49], а разрывы — еще реже. [49] [50] Консервативное лечение с контролем сопутствующей гипертензии является основным вариантом при аневризмах размером менее 3 см. Если возникают симптомы или аневризма увеличивается, следует рассмотреть возможность эндоваскулярного или открытого восстановления. [51] Беременных женщин (из-за высокого риска разрыва до 80%) следует лечить хирургическим путем. [52]
Частота возникновения краниальных аневризм оценивается в пределах от 0,4% до 3,6%. У лиц без факторов риска ожидаемая распространенность составляет 2–3%. [14] : 181 У взрослых женщин вероятность развития аневризм выше. Они наиболее распространены среди людей в возрасте 35–60 лет, но могут встречаться и у детей. Аневризмы редко встречаются у детей, их распространенность составляет от 0,5% до 4,6%. Наиболее распространена среди 50-летних, и обычно нет никаких предупреждающих признаков. Большинство аневризм развиваются после 40 лет. [ необходима цитата ]
Аневризмы у детей имеют иную частоту и особенности, чем аневризмы у взрослых. [53] Внутричерепные аневризмы редко встречаются у детей, более 95% всех аневризм возникают у взрослых. [14] : 235
У мужчин заболеваемость в два-три раза выше, при этом наблюдается больше крупных и гигантских аневризм и меньше множественных аневризм. [14] : 235 Внутричерепные кровоизлияния в 1,6 раза чаще возникают из-за аневризм, чем церебральных артериовенозных мальформаций у белых, но в четыре раза реже у некоторых азиатских популяций. [14] : 235
Большинство пациентов, особенно младенцев, имеют субарахноидальное кровоизлияние и соответствующие головные боли или неврологические дефициты. Уровень смертности от аневризм у детей ниже, чем у взрослых. [14] : 235
Моделирование аневризм заключается в создании 3D-модели, которая имитирует конкретную аневризму. Используя данные пациента о скорости крови и артериальном давлении, а также геометрию аневризмы, исследователи могут применять вычислительную гидродинамику (CFD), чтобы предсказать, является ли аневризма доброкачественной или она подвержена риску осложнения. Одним из рисков является разрыв. Анализ профилей скорости и давления кровотока приводит к получению результирующего напряжения сдвига стенки на сосуде и стенке аневризмы. Шейка аневризмы подвергается наибольшему риску из-за сочетания небольшой толщины стенки и высокого напряжения сдвига стенки. Когда напряжение сдвига стенки достигает своего предела, аневризма разрывается, что приводит к внутричерепному кровоизлиянию . И наоборот, другим риском аневризм является образование тромбов. Аневризмы создают карман, который отклоняет кровоток. Этот отклоненный кровоток создает вихрь внутри аневризмы. Этот вихрь может привести к областям внутри аневризмы, где поток крови застаивается, что способствует образованию тромбов. Тромбы могут смещаться от аневризмы, что затем может привести к эмболии, когда тромб застревает и нарушает поток крови. Анализ модели позволяет идентифицировать и лечить эти рискованные аневризмы. [54] [55] [56] [57]
В прошлом аневризмы моделировались как жесткие сферы с линейными входами и выходами. По мере развития технологий способность обнаруживать и анализировать аневризмы становится проще. Исследователи могут сканировать тело пациента с помощью КТ, чтобы создать трехмерную компьютерную модель, которая обладает правильной геометрией. Теперь аневризмы можно моделировать с их характерной формой «баллона». В настоящее время исследователи оптимизируют параметры, необходимые для точного моделирования аневризмы пациента, что приведет к успешному вмешательству. Однако текущее моделирование не может учитывать все переменные. Например, кровь считается неньютоновской жидкостью . Некоторые исследователи вместо этого рассматривают кровь как ньютоновскую жидкость, так как иногда она оказывает незначительное влияние на анализ в крупных сосудах. Однако при анализе мелких сосудов, таких как те, которые присутствуют во внутричерепных аневризмах. Аналогично, иногда сложно моделировать изменяющуюся толщину стенки в мелких сосудах, поэтому исследователи рассматривают толщину стенки как постоянную. Исследователи делают эти предположения, чтобы сократить время вычислений. Тем не менее, ошибочные предположения могут привести к неправильному диагнозу, который может подвергнуть риску жизнь пациента. [54] [58] [59] [60]