ATVB:于波/贾海波教授揭示机械应力/应变在易损斑块破裂中的重要作用

2024-05-23 论道心血管 论道心血管 发表于加利福尼亚

应用血管内光学相干成像技术(OCT)完成易损斑块及斑块破裂处的高分辨率影像采集,并首次基于OCT影像数据完成易损斑块浸润血管节段的特异性三维流固耦合(FSI)模型构建,探究高斑块应力及应变导致易损斑块

急性冠脉综合征(ACS)是导致冠心病患者死亡的首要原因,冠状动脉易损斑块的形成及破裂是导致ACS的主要病理机制。有假说认为,斑块新发破裂可能与斑块的高结构应力、应变和流动切应力(WSS)密切相关。尽管这一假说已被广泛认可甚至接受,但由于难以在体获取易损斑块破裂即刻的生物力学特征,使这一假说难以充分验证。既往基于流体力学的研究表明,WSS可独立预测斑块破裂的位置,提示血流动力学因素与斑块破裂具有相关性。基于固体力学的研究表明,斑块结构应力远远超过WSS(高达105106),在斑块破裂中可能发挥主导作用。然而,易损斑块时刻在流动的血液作用下,单独考虑流体或固体的力学因素难以反映斑块的真实生物力学特征,须同时考虑流体和固体力学因素,模拟真实的血流和生理场景。

202459日,哈尔滨医科大学附属第二医院心血管内科于波教授、贾海波教授团队和美国伍斯特理工学院数学系唐达林教授团队合作在Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology杂志在线发表题为“Plaque Ruptures Are Related to High Plaque Stress and Strain Conditions: Direct Verification by Using In Vivo OCT Rupture Data and FSI Models”的研究论文。该研究应用血管内光学相干成像技术(OCT)完成易损斑块及斑块破裂处的高分辨率影像采集,并首次基于OCT影像数据完成易损斑块浸润血管节段的特异性三维流固耦合(FSI)模型构建,探究高斑块应力及应变导致易损斑块破裂的直接证据。

研究者获取了10个易损斑块用于FSI模型构建,其中5个易损斑块纤维帽发生断裂形成破裂腔,5个易损斑块纤维帽保持完整。对易损斑块OCT影像进行逐帧标注,完成了斑块纤维帽、成分、管腔及外弹力膜的分割,同时将OCT检测的易损斑块血管节段与冠脉造影进行配准,获取斑块的3D坐标,应用空间位置信息(中心线)进一步完成3D FSI模型构建。
本研究需要解决的一个关键问题是如何评估已发生破裂的斑块在破裂发生前的几何形态。研究者使用了撕裂纤维瓣作为参考来重建纤维帽缺失部分,同时考虑到斑块通常具有不规则的形态,因此开发了一种四等分均匀间隔方法来提取血管和纤维帽厚度的数据,以用于数据分析及模型构建。

 

模型构建结果表明,发生破裂的易损斑块其最大纤维帽应力和应变值比未破裂斑块高142%48%,平均纤维帽应力和应变值比未破裂斑块高52%20%,最大和平均流体切应力比未破裂斑块高77%20%

 

这是首次在三维FSI建模研究中使用在体OCT检测的破裂斑块来寻求生物力学与斑块破裂之间的关联。与未破裂斑块相比,发生破裂的易损斑块具有更高的应力、应变和流动剪切应力。本研究基于OCT检测到的斑块破裂数据直接验证了斑块破裂的高应力/应变假设,为斑块应力/应变参数用于斑块易损性评估提供了直接的证据支持。

 

哈尔滨医科大学附属第二医院心血管内科赵晨博士、山东省第二人民医院心脏外科及大血管疾病中心吕蕊博士为论文共同第一作者。哈尔滨医科大学附属第二医院心血管内科、寒地心血管病全国重点实验室于波教授、贾海波教授和美国伍斯特理工学院数学科学系唐达林教授为论文的共同通讯作者。该项研究得到国家自然科学基金和黑龙江省重点研发计划的资助。
原文链接:
https://www.ahajournals.org/doi/abs/10.1161/ATVBAHA.124.320764

版权声明:
本网站所有内容来源注明为“梅斯医学”或“MedSci原创”的文字、图片和音视频资料,版权均属于梅斯医学所有。非经授权,任何媒体、网站或个人不得转载,授权转载时须注明来源为“梅斯医学”。其它来源的文章系转载文章,或“梅斯号”自媒体发布的文章,仅系出于传递更多信息之目的,本站仅负责审核内容合规,其内容不代表本站立场,本站不负责内容的准确性和版权。如果存在侵权、或不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。
在此留言
评论区 (1)
#插入话题
  1. [GetPortalCommentsPageByObjectIdResponse(id=2206124, encodeId=a227220612487, content=<a href='/topic/show?id=ab99522007b' target=_blank style='color:#2F92EE;'>#急性冠脉综合征#</a> <a href='/topic/show?id=7b3d5966e31' target=_blank style='color:#2F92EE;'>#易损斑块#</a> <a href='/topic/show?id=aaeb114e43ff' target=_blank style='color:#2F92EE;'>#机械应力#</a>, beContent=null, objectType=article, channel=null, level=null, likeNumber=15, replyNumber=0, topicName=null, topicId=null, topicList=[TopicDto(id=52200, encryptionId=ab99522007b, topicName=急性冠脉综合征), TopicDto(id=59667, encryptionId=7b3d5966e31, topicName=易损斑块), TopicDto(id=114743, encryptionId=aaeb114e43ff, topicName=机械应力)], attachment=null, authenticateStatus=null, createdAvatar=null, createdBy=cade5395722, createdName=梅斯管理员, createdTime=Thu May 23 04:45:35 CST 2024, time=2024-05-23, status=1, ipAttribution=加利福尼亚)]

相关资讯

Cardiovasc Diabetol:甘油三酯葡萄糖体重指数与急性冠脉综合征患者冠状动脉病变程度的关系

TyG-BMI指数与女性ACS患者复杂冠状动脉病变程度呈线性相关。然而,纳入TyG-BMI指数并没有提高潜在风险模型对女性ACS患者的预测能力。

Sci Bull (Beijing):中国急性冠脉综合征患者治疗和结果的地区差异:来自国家胸痛中心项目的证据

NCPCP是中国首个全国性的医院质量改进计划,通过研究发现,在急性冠状动脉综合征患者管理中,不同地区存在显著差异,但在认证后,这些差异有所减小,为进一步降低地区差异提供了指导。

Cardiovasc Diabetol:钠-葡萄糖共转运蛋白2抑制剂与2型糖尿病合并急性冠脉综合征患者主要不良心血管事件风险的关联

在伴有ACS的T2D患者中,SGLT2i的使用有明显的增加趋势。SGLT2i与MACE风险显著降低相关,这是由于心血管死亡和心力衰竭再入院风险降低所致。

2023年欧洲心脏病协会急性冠脉综合征的治疗指南“十诫”

急性冠脉综合征(ACS)应被视为一个临床谱系,包括不稳定型心绞痛(UA)、非st段抬高型心肌梗死(NSTEMI)和st段抬高型心肌梗死(STEMI)。

Eur Heart J-Card Pha:糖蛋白IIb/IIIa抑制剂治疗急性冠脉综合征的安全性和有效性

在接受PCI治疗并接受强效P2Y12抑制剂的ACS患者中,接受GPI治疗的患者1年MACE风险降低,大出血风险增加。

谨防心脏“应激伤”!几分钟就能看懂应激性心脏病

应激性心脏病目前尚无全球的统一诊断标准。应激性心脏病虽然并不少见,但是很容易被忽略。现行的诊断标准是限定性的,因此也更需要进行讨论和商榷。

Eur Heart J:无机硝酸盐对急性冠脉综合征冠状动脉造影后造影剂肾病的益处

在因ACS而接受冠状动脉造影且伴有肾损伤风险的患者中,与安慰剂相比,每天一次的短疗程(5天)无机硝酸盐降低了CIN,改善了3个月时的肾脏结局,改善了1年时的MACE事件。

斑块和血栓是怎么形成的?揭秘:急性冠状综合征的5大发病过程

急性冠脉综合征(ACS)指冠状动脉内不稳定的粥样硬化斑块破裂或糜烂继发新鲜血栓形成所导致的心脏急性缺血综合征。

Eur Heart J:替格瑞洛单药治疗急性冠脉综合征的效果分析

在接受DES植入的ACS患者中,与以替格瑞洛为基础的12个月双重抗血小板治疗相比,短期双重抗血小板治疗后单药替格瑞洛与较少的大出血相关,且未伴随缺血性事件的增加。

超大的血管,超大的血栓

患者男性,59岁,以突发胸痛,心悸10小时为主诉收住入院。