ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΣΧΟΛΗ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΥΓΕΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΙΑΤΡΙΚΗΣ ΑΓΓΕΙΟΧΕΙΡΟΥΡΓΙΚΗ ΚΛΙΝΙΚΗ Δ/ΝΤΗΣ: ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ Α.Ν. ΚΑΤΣΑΜΟΥΡΗΣ ΚΛΙΝΙΚΗ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΕΞΕΛΙΞΗΣ ΤΗΣ ΑΙΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗΣ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑΣ ΤΩΝ ΑΝΕΥΡΥΣΜΑΤΩΝ ΤΗΣ ΚΟΙΛΙΑΚΗΣ ΑΟΡΤΗΣ (Πειραματική μελέτη) Ευστράτιος Ι. Γεωργακαράκος Αγγειοχειρουργός ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην ερευνητική μας προσπάθεια δόθηκε εξ αρχής έμφαση στην μελέτη της επίδρασης του ενδοαυλικού θρόμβου στις τιμές της Μέγιστης Τοιχωματικής Τάσης (ΜΤΤ), καθώς στην πρόσφατη βιβλιογραφία είτε ο ρόλος του μελετάται σε ιδανικά γεωμετρικά μοντέλα υπολογιστικά κατασκευασμένα (και άρα πολύ λίγο ομοιάζοντα την σύνθετη γεωμετρία των πραγματικών τρισδιάστατων μοντέλων), είτε σε ανευρύσματα των οποίων η μέγιστη διάμετρος δεν ξεπερνούσε τα 6-7cm. Ένα ερώτημα που απασχολεί την βιβλιογραφία και εκφράζεται από τους κλινικούς κυρίως ιατρούς, είναι κατά πόσον μπορούν τα αποτελέσματα της προσπάθειας για εκτίμηση της ΜΤΤ να αποκτήσουν και να απηχούν ευρύτερο κλινικό-πρακτικό ενδιαφέρον, χωρίς να απαιτείται η χρήση πολύπλοκων υπολογιστικών προγραμμάτων από εξειδικευμένο επιστημονικό προσωπικό, σε διαδικασία που είναι επίπονη και χρονοβόρα. Προσπαθήσαμε λοιπόν αφενός να δούμε αν η ελάττωση της ΜΤΤ μπορεί να συσχετιστεί με τη διαφορά των τιμών ορισμένων γεωμετρικών παραμέτρων της κεντρογραμμής του αυλού κάθε ΑΚΑ (υπολογισμένου με παρουσία και απουσία θρόμβου, αντίστοιχα), αφετέρου να εξετάσουμε την πρόταση ενός μαθηματικού μοντέλου που, στηριζόμενο σε απλά γεωμετρικά χαρακτηριστικά (εύκολα υπολογιζόμενα), να μπορεί να προβλέψει το μέγεθος της ΜΤΤ (η τιμή της ΜΤΤ αναφερόταν σε μοντέλα με παρουσία θρόμβου). Επιλέξαμε να μελετήσουμε τα 1
χαρακτηριστικά των κεντρογραμμών του ανευρύσματος, καθώς αυτές υπολογίζονται αντικειμενικά και αξιόπιστα. ΥΛΙΚΟ & ΜΕΘΟΔΟΣ Ανατομικώς ορθά για κάθε ασθενή τρισδιάστατα ανασυνδιασμένα μοντέλα ΑΚΑ κατασκευάστηκαν βάσει των αξονικών τομογραφιών από 19 άρρενες ασθενείς, οι οποίοι χωρίστηκαν σε 2 υποομάδες ανάλογα της μέγιστης εγκάρσιας διαμέτρου, 5-7cm (10 ασθενείς) και μεγαλύτερα των 7cm (9 ασθενείς), αντίστοιχα. H Μέγιστη Τοιχωματική Τάση (ΜΤΤ) εκτιμήθηκε παρουσία και απουσία του ΕΑΘ και υπολογίστηκε η εκατοστιαία μεταβολή (ΔΜΤΤ%) της τιμής της, μεταξύ των 2 μοντέλων. H ανάλυση πεπερασμένων στοιχείων χρησιμοποιήθηκε για τον υπολογισμό της κατανομής της τοιχωματικής τάσης, θεωρώντας το μοντέλο ΑΚΑ υπερελαστικού τοιχώματος με πάχος 2mm υπό ομοιόμορφη φόρτιση με 120mmHg συστολικής πίεσης. Ο ανασυνδυασμένος αυλός των μοντέλων, παρουσία και απουσία του ΕΑΘ, επεξεργάστηκε προς την εξαγωγή των κεντρογραμμών τους και τον υπολογισμό των τιμών της μέσης καμπύλωσης στρέψης και στρέβλωσης. Ως «εσωτερικές» αναφέρονται οι τιμές των γεωμετρικών παραμέτρων παρουσία ΕΑΘ, ενώ ως «εξωτερικές» οι τιμές απουσία ΕΑΘ στα μοντέλα μας. H σύγκριση μεταξύ των τιμών της μέγιστης τοιχωματικής τάσης παρουσία και απουσία θρόμβου, έγινε με το t-test. Για την εξέταση συσχέτισης μεταξύ της ελάττωσης των τιμών της ΜΤΤ (παρουσία και απουσία θρόμβου, αντίστοιχα) χρησιμοποιήθηκε το Pearson s test. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Τα μεγαλύτερα ΑΚΑ (>7cm) έχουν υψηλότερες τιμές ΜΤΤ από τα μικρότερα ΑΚΑ (5-7cm), τόσο παρουσία θρόμβου (36.9±5.8 έναντι 23.5±6.2 N/cm 2, P=0.0001) όσο και απουσία του (52.6±15.4 έναντι 35.0±10.5 N/cm 2, P=0.01). Παρόλα αυτά, η ελάττωση της ΜΤΤ ανάμεσα στις ομάδες όταν ο ΕΑΘ συμπεριλαμβανόταν στα μοντέλα, ήταν παρόμοια (26.9±12.5 έναντι 31.0±11.7 N/cm 2, P=0.48). H παρουσία του ΕΑΘ οδήγησε σε σημαντική ελάττωση της ΜΤΤ και στις 2 ομάδες. Δεν υπήρχε στατιστικά σημαντική διαφορά στην μέση ελάττωση της ΜΤΤ (26.9±12.5 N/cm 2 στη «μεγάλη» ομάδα έναντι 31.0±11.7 N/cm 2 στη «μικρή» ομάδα, P=0.48) και στον σχετικό όγκο του ΕΑΘ (49.9±10.6 στη «μεγάλη» ομάδα έναντι 58.5±13.8 στη «μικρή» ομάδα, P=0.14) ανάμεσα στις 2 ομάδες. Ο ΕΑΘ % φαινόταν να έχει την ίδια 2
επίδραση στην ελάττωση της ΜΤΤ, ανεξάρτητα της διαμέτρου. Ο βαθμός συσχέτισης ανάμεσα στο σχετικό όγκο του ΕΑΘ και το βαθμό ελάττωσης της ΜΤΤ εξετάστηκε για κάθε ομάδα, όπου μια ισχυρή συσχέτιση ανάμεσα στον ΕΑΘ% και το ποσοστό ελάττωσης της ΜΤΤ βρέθηκε μόνο για την ομάδα των 5-7cm λλλ (Pearson s r=0.86, P<0.001), ενώ καμία γραμμική συσχέτιση δεν παρατηρήθηκε στην μεγάλη ομάδα (Pearson s r=0.05). Στη μελέτη μας η ΜΤΤ (παρουσία θρόμβου) συσχετιζόταν ισχυρά με τη μέγιστη εγκάρσια διάμετρο (Spearman s r:=0.875 με P<0.0001). Δεν βρέθηκε γραμμική συσχέτιση μεταξύ της ΜΤΤ και του ποσοστού του θρόμβου (Spearman s r=0.08, P=0.73). H εξέταση για γραμμική συσχέτιση μεταξύ των γεωμετρικών μεταβλητών (παρουσία ΕΑΘ) στα μοντέλα με ΕΑΘ, ανέδειξε ισχυρή θετική συσχέτιση (Spearman s r=0.65, P=0.003) μεταξύ ΜΤΤ και εσωτερικής στρέβλωσης. Επιπρόσθετα, ισχυρή θετική συσχέτιση παρατηρήθηκε μεταξύ της μέγιστης εγκάρσιας διαμέτρου και της εσωτερικής στρέβλωσης (Spearman s r=0.717, P=0.01). Αντίθετα, δεν υπήρχε συσχέτιση της ΜΤΤ με την καμπυλότητα (Spearman s r= 0.1, P=0.66) ή τη στρέψη (Spearman s r= - 0.44, P=0.06). Ακολούθως, όταν συγκρίναμε με το t-test μεταξύ των 2 ομάδων της μελέτης μας (5-7 και >7cm) για διαφορές μεταξύ των γεωμετρικών παραμέτρων, δε σημειώθηκε σημαντική διαφορά (εσωτερική στρέψη P=0.35, εξωτερική στρέψη P=0.08, εσωτερική καμπυλότητα P=0.22, εξωτερική καμπυλότητα P=0.82 και εξωτερική στρέβλωση P=0.51). Αντιθέτως, σημειώθηκε σημαντική διαφορά στην εσωτερική καμπυλότητα, κατά το t-test (P=0.01). Οι ασθενείς στη μεγάλη ομάδα (>7cm) έχουν σημαντικά μεγαλύτερες τιμές για την εσωτερική καμπυλότητα, καθώς η μέση τιμή στην ομάδα 5-7 λλλ είναι 0.07, ενώ στη μεγαλύτερη ομάδα ισούται με 0.175. Όταν μελετήσαμε την ελάττωση της ΜΤΤ εξαιτίας του ενδοαυλικού θρόμβου λαμβάνοντας υπόψη τις μεταβολές στις προαναφερόμενες γεωμετρικές παραμέτρους εφαρμόζοντας ανάλυση μερικών συσχετίσεων, δεν επιβεβαιώθηκε η συσχέτιση μεταξύ της ποσοστιαίας ελάττωσης της ΜΤΤ και του ΕΑΘ (non-parametric Spearman s r=0.413 με P=0.112). Κατά τον έλεγχο διάφορων μοντέλων παλινδρόμησης για την ανάδειξη εκείνου που θα προέβλεπε τις τιμές της ΜΤΤ καλύτερα από τη μέγιστη εγκάρσια διάμετρο, η αξιολόγηση με τα προαναφερόμενα στατιστικά εργαλεία ανέδειξε το μοντέλο που περιλαμβάνει το συνδυασμό της μέγιστης εγκάρσιας διαμέτρου και της εσωτερικής 3
στρέβλωσης (ΜΤΤ = 8.791 + 2.395 x Μεγ.Διάμετρος + 25.292 x Εσωτ.Στρέβλωση) ως το μόνο καλύτερο από τη μέγιστη εγκάρσια διάμετρο (αύξηση της προγνωστικής αξίας κατά 5%). Στο ανευρυσματικό μοντέλο που περιλάμβανε μια φυσαλιδώδη περιοχή στο πρόσθιο τοίχωμα, ο υπολογισμός και η κατανομή των τοιχωματικών τάσεων δεν προέβλεψε την περιοχή της επικείμενης ρήξης (η οποία διαπιστώθηκε διεγχειρητικά), ακόμη και όταν θεωρήθηκε στους υπολογισμούς τοιχωματικό πάχος της φυσαλίδας 4 φορές λεπτότερο. Στα μοντέλα των 3 μικρών ( 5cm) ανευρυσμάτων που διατάθηκαν, η αύξηση του όγκου του ΕΑΘ (από 3% ως 40%) συμβαδίζει αντίστοιχα με αύξηση της στρέβλωσης της εσωτερικής κεντρογραμμής (από 7% ως 130%). Δεν φάνηκε να συσχετίζεται άλλη γεωμετρική μεταβολή με μεταβολή στον όγκο του ΕΑΘ, τον όγκο του σάκου, ή τη μεταβολή της ΜΤΤ. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Οι τιμές της ΜΤΤ ελαττώνονται κατ αναλογία του ποσοστού του ΕΑΘ σε ανευρύσματα με μέγιστη εγκάρσια διάμετρο μικρότερη των 7cm, σε αντίθεση με αυτά που είναι μεγαλύτερα των 7 cm. Η παρατήρηση αυτή θα μπορούσε να τονίζει τη σημασία της γεωμετρίας των ΑΚΑ, καθώς γεωμετρικά χαρακτηριστικά ιδιαίτερης κλινικής και ερευνητικής σημασίας, παρουσιάζουν σημαντικά υψηλότερες τιμές στα μεγαλύτερα ΑΚΑ (που υφίστανται ρήξη συχνότερα). Σε ανασυνδυασμένα μοντέλα ΑΚΑ με ταυτόχρονη θεώρηση της παρουσίας του ενδοαυλικού θρόμβου, δείξαμε ότι η ΜΤΤ μπορεί να συσχετιστεί με συγκεκριμένα γεωμετρικά χαρακτηριστικά, όπως η μέγιστη εγκάρσια διάμετρος και η στρέβλωση της κεντρογραμμής. Η στατιστική ανάλυση επιβεβαίωσε ότι η μέγιστη εγκάρσια διάμετρος επηρεάζει σημαντικά τη ΜΤΤ και ότι η στρέβλωση μπορεί να επηρεάσει τη ΜΤΤ προς την ίδια κατεύθυνση. Η εκτίμηση της στρέβλωσης της κεντρογραμμής του ανευρύσματος είναι εύκολο να εκτιμηθεί και η μεθοδολογία που χρησιμοποιήθηκε εδώ μπορεί να αποτελέσει χρήσιμο συμπληρωματικό στοιχείο στο κριτήριο της μέγιστης εγκάρσιας διαμέτρου, όσον αφορά στην απόφαση για θεραπευτική παρέμβαση στα ΑΚΑ. Ασφαλώς, το προτεινόμενο μοντέλο χρήζει περαιτέρω μελέτης. Πάντως, οι τιμές της ΜΤΤ δεν προσδιορίζουν απόλυτα τις πιθανότερες περιοχές ρήξης, καθώς οι συγκεκριμένες μπορεί να χαρακτηρίζονται από αυξημένη 4
αντοχή. H ρήξη μπορεί να επισυμβεί και σε περιοχές μικρής τοιχωματικής τάσης και ελαττωμένης αντοχής. Έτσι αναδεικνύεται η ανάγκη για την ανάπτυξη και χρησιμοποίηση ενός μοντέλου εκτίμησης της τοιχωματικής αντοχής στη μηχανική καταπόνηση, ώστε να βελτιωθεί περαιτέρω η δυνατότητα πρόγνωσης της πιθανής ρήξης ενός ανευρύσματος. Για την αιμοδυναμική μελέτη της πρόγνωσης των εξέλιξης των μικρών ανευρυσμάτων απαιτούνται μεγαλύτερης κλίμακας μελέτες των γεωμετρικών χαρακτηριστικών των ΑΚΑ και ειδικότερα των μεταβολών της στρέβλωσης της εσωτερικής κεντρογραμμής. 5