Tętniak aorty: jest sposób na przewidzenie, kiedy może pęknąć

Tętniak to lokalne wybrzuszenie tętnicy w miejscu, gdzie jej ściana jest cienka. Do powstania tej anomalii przyczynia się nieleczone nadciśnienie tętnicze i miażdżyca, ale nie bez znaczenia są również uwarunkowania genetyczne. Poszerzenie tętniaka następuje stopniowo, zazwyczaj bezobjawowo aż do nagłego pęknięcia wywołanego np. silniejszym prądem krwi podczas wysiłku. Zjawisko to przypomina nadmuchiwanie balonu: na początku trudniej go napełnić powietrzem, ale w miarę jak jego ścianki stają się coraz cieńsze, powiększa się coraz łatwiej. Kończy się to masywnym krwotokiem i nagłym zgonem.

Problem w tym, że nie ma klinicznie zatwierdzonego protokołu, który by przewidywał tempo poszerzania się osłabionej ściany. Przyjmuje się, że w ciągu roku pęka 2 proc. takich miejsc w tętnicy, jeśli ich średnica nie przekroczyła 5 cm, ale przy 10 cm – już niemal połowa. Dlatego jak najwcześniej wykryty tętniak, zazwyczaj podczas przypadkowego badania obrazowego (np. usg), może być okolicznością ratującą życie. Od tego momentu pacjent poddany jest bowiem okresowym badaniom, by wychwycić moment, kiedy ryzyko pęknięcia jest już na tyle wysokie, że mimo pewnego niebezpieczeństwa związanego z trudną operacją, warto ją wykonać.

Naukowcy z Northwestern University opracowali metodę pozwalającą przewidzieć w dużo bardziej precyzyjny sposób czy tętnicy nie zagraża rozerwanie (publikacja w „Nature Biomedical Engineering”). Jej podstawą jest pomiar nawet niewielkiego trzepotania poszerzonej ściany aorty w rezonansie magnetycznym (MRI). Opiera się zaś na wykorzystaniu nowego wskaźnika nazwanego „parametrem niestabilności trzepotania" (FIP – Flutter Instability Parameter), który z dokładnością 98 proc. przewiduje pęknięcie tętnika w okresie do trzech lat.

Prof. Neelesh A. Patankar i dr Tom Zhao z McCormick School of Engineering Northwestern University, specjalizujący się w inżynierii mechanicznej i biomechanice, przeanalizowali dane z MRI 117 pacjentów, którzy przeszli obrazowanie serca w celu monitorowania ich chorób kardiologicznych, a także 100 zdrowych ochotników.

Odkryli, że do pękania tętniaków aorty w odcinku piersiowym przyczynia się utrata stabilności jej ściany. „Ta niestabilność powoduje trzepotanie, które z kolei jest mechaniczną sygnaturą przyszłego wzrostu tętniaka. Niestabilne trzepotanie można porównać do łopotania flagi na wietrze” – opisuje prof. Patankar. Aby określić ilościowo przejście od stabilności do niestabilności, połączono kilka parametrów, które dają się u pacjenta zmierzyć: ciśnienie krwi, rozmiar aorty, sztywność jej ściany, naprężenie i częstość tętna. Chodził o znalezienie zależności między ciśnieniem krwi a sztywnością ścian, która ostatecznie doprowadza do niestabilności trzepotania.

„Lekarze wiedzieli, że te czynniki – ciśnienie, częstotliwość bicia serca i rozmiar aorty – są zaangażowane w ten proces, ale traktowali je dotąd oddzielnie, nie wiedząc, że ich połączenie może dać wskazówkę prognostyczną” – mówi dr Patankar. Okazało się, że ważna jest kombinacja tych czynników, bo dziś pacjent może mieć niestabilną ścianę aorty, ale jeśli tętnica ma prawidłową szerokość, lekarz nawet nie zorientuje się, że jest problem. Co zaskakujące, naukowcy odkryli przy okazji, że niestabilność ma tendencję do pojawienia się, kiedy ściana aorty jest bardziej elastyczna, choć do tej pory wydawało się, że to jej większa sztywność jest oznaką choroby.

Korzystając ze wskaźnika FIP, lekarze będą mogli racjonalniej planować zabiegi operacyjne, by nie dopuścić do krytycznego poszerzenia aorty, kiedy choremu z rozerwanym już tętniakiem zagraża szybka śmierć.

Teraz prof. Patankar i dr Zhao planują zbadać, czy FIP może dostarczyć wskazówek na temat rozwoju innych chorób serca. Planują również sprawdzić, czy specyficzny dla każdego pacjenta FIP może decydować o wyborze najskuteczniejszej metody zapobiegającej progresję tętniaków.