Συσχέτιση των τοπικών αιμορρεολογικών συνθηκών με την εντόπιση των αθηρωματικών βλαβών στην αορτή
Creators: name: Γεωργιάδης, Θωμάς Γεωργίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2013
Subjects: Αθηροσκλήρωση
Εντόπιση
Τοιχωματική Διατμητική Τάση
Atherosclerosis
Localization
Wall Shear Stress

description: Η αθηρωμάτωση και οι κλινικές της συνέπειες έχουν εξελιχθεί σε πραγματική μάστιγα στις δυτικές ιδίως κοινωνίες. Οι καρδιαγγειακές παθήσεις ευθύνονται για το μεγαλύτερο μέρος των θανάτων και της νοσηρότητας στις περισσότερες ανεπτυγμένες χώρες, ενώ και στις αναπτυσσόμενες το ποσοστό τους βαίνει διαρκώς αυξανόμενο. Η αθηρωμάτωση είναι νόσος των αρτηριών μέσου και μεγάλου μεγέθους και ακολουθεί προοδευτική πορεία, που αρχίζει από πολύ μικρή ηλικία. Η βιβλιογραφία είναι πολύ πλούσια όσον αφορά στην αθηρωμάτωση των στεφανιαίων αρτηριών και των καρωτίδων, ωστόσο υπολείπεται για την αθηροσκλήρωση της αορτής και των υπολοίπων κλάδων της. Πολλοί είναι εκείνοι οι παράγοντες που συνεισφέρουν στην εμφάνιση και εξέλιξη της αθηροσκλήρωσης. Φαίνεται όμως πως παρά το συστηματικό χαρακτήρα της νόσου, οι εντοπίσεις των αθηρωματικών βλαβών αφορούν συγκεκριμένες περιοχές του αρτηριακού δένδρου σε πολύ μεγαλύτερη συχνότητα. Το γεγονός αυτό οδήγησε στην υπόθεση πως αιμοδυναμικοί παράγοντες ευθύνονται εν μέρει τουλάχιστον για την παρουσία και την προοδευτική εξέλιξη των αθηρωματικών βλαβών. Το μεγαλύτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει η λεγόμενη τοιχωματική διατμητική τάση ή Wall Shear Stress (WSS) των αγγείων. Έχει διατυπωθεί η υπόθεση πως οι αθηρωματικές βλάβες εμφανίζονται με μεγαλύτερη συχνότητα στις περιοχές όπου η WSS είναι χαμηλότερη. Η παρούσα διπλωματική εργασία αποσκοπεί στην ανασκόπηση της βιβλιογραφίας που αναφέρεται στις εντοπίσεις των αθηρωματικών βλαβών στα διάφορα τμήματα της αορτής με απώτερο στόχο την προσπάθεια να συσχετιστεί η εντόπιση των βλαβών αυτών με τις αιμορρεολογικές συνθήκες στα αντίστοιχα σημεία της. Η βιβλιογραφία αναφέρεται σε περιστατικά από αρκετές διαφορετικές ηπείρους (Ασία, Ευρώπη, Βόρεια και Νότια Αμερική, Αφρική) και χρονικά επεκτείνεται σε αρκετές δεκαετίες. Το ηλικιακό εύρος είναι μεγάλο και περιλαμβάνει από τη βρεφική μέχρι και την 4η ηλικία, ενώ έχουν μελετηθεί διάφορες φυλές (λευκοί, μαύροι, λατινογενείς, ασιάτες). Οι εντοπίσεις των αθηρωματικών βλαβών έχουν περιγραφεί είτε με άμεση αναγνώρισή τους μακροσκοπικά σε νεκροτομικές μελέτες και με υπερηχογραφία και διοισοφάγειο ηχοκαρδιογραφία σε ζώντες ασθενείς, είτε έμμεσα χρησιμοποιώντας ως δείκτη το πάχος του μέσου–έσω χιτώνα (intima media thickness–IMT) ως μέτρο παθολογικών αλλοιώσεων στην αορτή. Οι τοπικές αιμορρεολογικές συνθήκες είναι γνωστές από τη βιβλιογραφία και έχουν άμεση σχέση με τη τοιχωματική διατμητική τάση (WSS–wall shear stress). Από τη μελέτη της βιβλιογραφίας κατασκευάστηκαν χάρτες–απεικονίσεις της συχνότητας εμφάνισης των αθηρωματικών αλλοιώσεων στην αορτή τόσο στο πρόσθιο όσο και στο οπίσθιο τμήμα της. Η σύγκριση των χαρτών αυτών με τους χάρτες που απεικονίζουν το μέγεθος της WSS στα διάφορα τμήματα της αορτής σε συγκεκριμένη χρονική στιγμή του καρδιακού κύκλου, φανερώνει τη σαφή αντιστοιχία των περιοχών εντόπισης των περισσότερων αθηρωματικών βλαβών με τα σημεία όπου η τοιχωματική διατμητική τάση είναι χαμηλότερη. Οι περιοχές αυτές εντοπίζονται κυρίως σε σημεία διχασμού των αρτηριών και έκφυσης των διακλαδώσεων, όπου και εμφανίζονται κατά κύριο λόγο διαταραχές της ροής του αίματος (στροβιλώδης ροή, στάση, χαμηλή τοιχωματική διατμητική τάση). Η υπόθεση ότι οι αθηρωματικές βλάβες συμπίπτουν με τις περιοχές χαμηλής τοιχωματικής διατμητικής τάσης διατυπώθηκε αρχικά από τους Caro et al. [1]. Στην παρούσα διπλωματική εργασία έγινε σύγκριση των περιοχών εντόπισης των αθηρωματικών βλαβών στο τοίχωμα της αορτής (από νεκροτομικές, είτε εν ζωή εξετάσεις), με τους «χάρτες» διακύμανσης της τοιχωματικής διατμητικής τάσης σε αντίστοιχες περιοχές, όπως απεικονίζονται σε εξομοιώσεις αορτής. Η σύγκριση έδειξε ότι οι περιοχές εντόπισης των αθηρωματικών βλαβών συμπίπτουν, κατά το μάλλον ή ήττον, με τις περιοχές χαμηλής τοιχωματικής διατμητικής τάσης.
description: Atherosclerosis and its clinical consequences have come to be a real scourge, especially in the western world. Cardiovascular diseases are responsible for the larger part of deaths and disease in most of the developed countries, while in the developing world their percentage is constantly on the rise. Atherosclerosis is a phenomenon that occurs in the medium- and large-sized arteries and its course is a progressive one, starting at a very young age. There is a significant amount of bibliographic references, as far as atherosclerosis of the coronary and carotid arteries is concerned, yet not nearly as many exist with regards to the aorta and the rest of its branches. There are many contributing factors to the emergence and progression of atherosclerosis. It seems though that, despite the systematic nature of the disease, atherosclerotic lesions appear at certain areas of the arterial tree with much greater frequency. This fact led to the assumption that hemodynamic factors are at least partly responsible for the presence, as well as the progression, of atherosclerotic lesions. Of greatest interest is the Wall Shear Stress (WSS) of the vessels. It has been hypothesized that atherosclerotic lesions come forth at much greater frequency in areas where the WSS is lower. The present thesis's goal is to review the literature referring to the localization of atherosclerotic lesions in different parts of the aorta, with the ultimate purpose to compare the lesions' localization with the blood flow conditions in the respective aortic areas. The literature refers to cases from several different continents (Asia, Europe, North and South America, Africa) and expands over several decades. The age range is quite large and it involves infants and up to the most elderly, while several races have been studied (Whites, Blacks, Latin, Asians). Localization of the lesions has been done either directly, by gross identification in autopsy studies and through ultra-sonography and trans-esophageal echo-cardiography in the living, or indirectly, by using the intima-media thickness (IMT) as a measure of pathological alterations in the aorta. Local blood flow conditions are also known and are directly related to Wall Shear Stress. After studying the literature, maps of frequency of the atherosclerotic lesions in the aorta were constructed, of both its anterior and posterior aspects. A comparison of these frequency maps with maps depicting WSS measurements in all parts of the aorta in a specific time moment of the cardiac cycle, obviates the correlation of the atherosclerosis-prone areas with low-WSS-areas. These areas match the branching ostia and bifurcation sites, where the most important blood flow deviations occur (i.e. turbulent flow, stagnation, low WSS). In the present study, a comparison was made between the areas of the localization of atherosclerotic lesions on the aortic wall (as described either in autopsy or in vivo studies) and “maps” of Wall Shear Stress fluctuations in corresponding areas, as seen in aortic simulation models. The comparison has shown that the areas where atherosclerotic lesions occur, more or less coincide with areas exhibiting low Wall Shear Stress, as was originally hypothesized by Caro et al. [1]