未破裂后交通動(dòng)脈瘤三維DSA圖像下動(dòng)脈瘤形態(tài)及血流動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)分析

王 輝，劉 珍，李 鋼

顱內(nèi)動(dòng)脈瘤是一類常見(jiàn)的血管性疾病，主要是由于局部血管異常性改變引起腦血管瘤樣突起，具有發(fā)病率高、致死(殘)率高的特點(diǎn)。后交通動(dòng)脈瘤(posterior communicating artery，PCoA)發(fā)病率高達(dá)60%[1]。臨床上常見(jiàn)自發(fā)性蛛網(wǎng)膜下腔出血為特發(fā)性初期癥狀，蛛網(wǎng)膜下腔出血極易導(dǎo)致腦血管痙攣、腦水腫、腦梗死、積水等病理性變化，據(jù)國(guó)內(nèi)外最新研究報(bào)告稱，因顱內(nèi)動(dòng)脈瘤破裂造成蛛網(wǎng)膜下腔出血的發(fā)病率為0.6/萬(wàn)人，而未破裂動(dòng)脈瘤的人群患病率為2%[2]。如出血早期未得到有效治療，則出血致死率、致殘率高達(dá)80%以上。而其中動(dòng)眼神經(jīng)麻痹被臨床上認(rèn)為是PCoA破裂的重要臨床表征，研究發(fā)現(xiàn)病人血流動(dòng)力學(xué)改變情況能夠作為顱內(nèi)動(dòng)脈瘤破裂的一個(gè)重要評(píng)定因素[3]。由此，本研究主要分析未破裂后交通動(dòng)脈動(dòng)脈瘤三維數(shù)字減影血管造影技術(shù)(DSA)圖像下動(dòng)脈瘤形態(tài)及血流動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2015年7月—2016年7月于海南省第三人民醫(yī)院神經(jīng)介入科收治并確診為未破裂單發(fā)PCoA的病人80例，其中男22例，女58例；年齡35～72(60.1±7.4)歲。納入研究人員均簽署知情同意書(shū)，本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)審批同意。

1.2 納入標(biāo)準(zhǔn) ①符合囊性、單發(fā)PCoA動(dòng)脈瘤臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)；②經(jīng)CT診斷證實(shí)病人無(wú)蛛網(wǎng)膜下腔出血傾向；③病人知情同意，并簽署知情同意書(shū)。

1.3 排除標(biāo)準(zhǔn) ①經(jīng)DSA或(和)CT檢查確診為顱內(nèi)動(dòng)脈瘤破裂并證實(shí)蛛網(wǎng)膜下腔出血；②具有典型蛛網(wǎng)膜下腔出血臨床表現(xiàn)；③未簽署知情同意書(shū)不能配合進(jìn)行相關(guān)檢查；④存在其他內(nèi)分泌系統(tǒng)疾??；⑤伴有嚴(yán)重合并癥。

1.4 分組方法 按照臨床癥狀進(jìn)行分組，①無(wú)癥狀組：病人無(wú)明顯臨床癥狀，可伴有輕度頭痛、頭暈；②動(dòng)眼神經(jīng)麻痹組：病人反復(fù)出現(xiàn)重影復(fù)視、上眼瞼下垂、眼球歪斜并伴有運(yùn)動(dòng)方向障礙，患側(cè)對(duì)光及調(diào)節(jié)反射消失；③其他臨床癥狀組：包括視物模糊、視力下降，肢體麻木、力弱、感覺(jué)障礙，面神經(jīng)麻痹，言語(yǔ)不清，吞咽困難，一過(guò)性意識(shí)喪失。按照病人主要臨床癥狀分成無(wú)癥狀組40例、動(dòng)眼神經(jīng)麻痹組17例及其他臨床癥狀組23例。

1.5 方法 采用三維DSA圖像進(jìn)行血流動(dòng)力學(xué)測(cè)定，采用Matlab分析惠普Z(yǔ)820圖形工作站得出的數(shù)值進(jìn)行模擬。通過(guò)三維數(shù)字DSA獲取病人動(dòng)脈瘤所在位置的三維數(shù)據(jù)圖，通過(guò)軟件進(jìn)行處理，最終獲得動(dòng)脈瘤基礎(chǔ)數(shù)據(jù)形態(tài)，并能夠初步計(jì)算動(dòng)脈瘤長(zhǎng)徑、腫瘤頸寬度、表面積、體積等。最后，采用數(shù)值模擬方法，計(jì)算血流作用于血管壁的動(dòng)力學(xué)效應(yīng)，進(jìn)而獲得血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)。

1.6 觀察指標(biāo) 運(yùn)用ANSYS軟件分析處理，計(jì)算血管壁切應(yīng)力(WSS)=動(dòng)脈瘤WSS/載瘤動(dòng)脈WSS；血管壁切應(yīng)力震蕩因子(OSI)及低血管壁切應(yīng)力面積百分比(LSA)。

2 結(jié) 果

2.1 3組臨床資料比較 3組病人年齡、性別、吸煙史、飲酒史、高血壓病史比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。詳見(jiàn)表1。

表1 3組臨床資料比較

2.2 3組動(dòng)脈瘤形態(tài)比較 3組徑頸比比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，其中動(dòng)眼神經(jīng)麻痹組明顯高于無(wú)癥狀組及其他臨床癥狀組。而3組側(cè)壁/分叉型、子瘤、最大徑、瘤頸寬度、表面積及體積比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。詳見(jiàn)表2、表3。

表2 3組動(dòng)脈瘤一般形態(tài)比較

表3 3組動(dòng)脈瘤體積形態(tài)比較

與無(wú)癥狀組、其他臨床癥狀組比較，1)P<0.05

2.3 3組動(dòng)脈瘤血流動(dòng)力學(xué)比較 3組比較LSA、WSS差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，其中動(dòng)眼神經(jīng)麻痹組WSS低于無(wú)癥狀組及其他臨床癥狀組(P<0.05)，而LSA高于無(wú)癥狀組及其他臨床癥狀組(P<0.05)，3組OSI比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。詳見(jiàn)表4。

表4 3組動(dòng)脈瘤血流動(dòng)力學(xué)比較

與無(wú)癥狀組、其他臨床癥狀組比較，1)P<0.05

3 討 論

顱內(nèi)動(dòng)脈瘤具有高致死率、高致殘率，是一類病因及發(fā)病機(jī)制尚未明確的腦血管疾病，目前研究顯示，環(huán)境及遺傳是其發(fā)病的高危因素，可最終導(dǎo)致動(dòng)脈瘤發(fā)生、發(fā)展直至破裂。文獻(xiàn)報(bào)道稱，動(dòng)脈瘤破裂風(fēng)險(xiǎn)在腦血管意外中占1%左右[4]。其中，動(dòng)脈瘤發(fā)生部位是顱內(nèi)動(dòng)脈瘤破裂的重要影響因素之一，后交通動(dòng)脈瘤破裂概率最大。

有報(bào)道稱，伴動(dòng)眼神經(jīng)麻痹的后交通動(dòng)脈瘤是后交通動(dòng)脈瘤即將破裂的先兆，從出現(xiàn)瞳孔散大到動(dòng)脈瘤破裂一般不超過(guò)1個(gè)月[5]。因此研究伴有動(dòng)眼神經(jīng)麻痹的未破裂后交通動(dòng)脈瘤形態(tài)及血流動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)為臨床判定后交通動(dòng)脈瘤風(fēng)險(xiǎn)因素提供依據(jù)。

后交通動(dòng)脈瘤的大小即腫瘤瘤體的最大徑一直以來(lái)被認(rèn)為是影響未破裂動(dòng)脈瘤的重要因素，一般來(lái)講動(dòng)脈瘤趨向破裂的概率與體積呈正相關(guān)，體積越大、長(zhǎng)徑越大動(dòng)脈瘤破裂的風(fēng)險(xiǎn)就越趨于高危[6]。國(guó)內(nèi)外多項(xiàng)循證醫(yī)學(xué)證實(shí)，顱內(nèi)動(dòng)脈瘤瘤徑在10 mm以下破裂出血率在0.05%左右，而10 mm以上在1.00%左右，因此部分學(xué)者認(rèn)為10 mm是動(dòng)脈瘤發(fā)生破裂的臨界值[7]。然而近年來(lái)隨著對(duì)腦動(dòng)脈瘤的研究不斷深入，有部分隊(duì)列研究表明，由于后交通動(dòng)脈瘤的位置相對(duì)特殊，因而瘤體長(zhǎng)徑并非評(píng)估后交通動(dòng)脈瘤破裂風(fēng)險(xiǎn)的直接影響因子[8]。本研究結(jié)果顯示，動(dòng)眼神經(jīng)麻痹組最大徑均值為7.75 mm，較無(wú)癥狀組5.21 mm及其他臨床癥狀組5.76 mm高，但3組間比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。因此從研究結(jié)果可以看出，后交通動(dòng)脈瘤的瘤體最大徑大小與臨床癥狀無(wú)明顯關(guān)聯(lián)。

由于最大徑只能從單一方向上對(duì)瘤體形態(tài)進(jìn)行描述且具有一定的偏倚，進(jìn)而研究納入徑頸比來(lái)評(píng)估動(dòng)脈瘤的整體形態(tài)，以獲得更加完善的比對(duì)資料。國(guó)內(nèi)外動(dòng)物模型研究認(rèn)為，徑頸比可以充分描述瘤體內(nèi)血流的模式形態(tài)，而后續(xù)臨床試驗(yàn)研究證實(shí)，當(dāng)徑頸比達(dá)到1.6時(shí)，瘤體頂部血流減緩，甚至出現(xiàn)血流停滯的現(xiàn)象，而徑頸比達(dá)到1.6以上時(shí)，動(dòng)脈瘤破裂的概率達(dá)80%，而經(jīng)頸比在1.6以下時(shí)90%的動(dòng)脈瘤未發(fā)生破裂，因此徑頸比1.6為預(yù)測(cè)動(dòng)脈瘤破裂的臨界值[9]。本研究發(fā)現(xiàn)，伴動(dòng)眼神經(jīng)麻痹組未破裂后交通動(dòng)脈瘤徑頸比均值為1.75，超出臨界值，3組徑頸比比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，其中動(dòng)眼神經(jīng)麻痹組明顯高于無(wú)癥狀組及其他臨床癥狀組。其可能由于徑頸比高的后交通動(dòng)脈瘤的形態(tài)較為瘦狹，對(duì)動(dòng)眼神經(jīng)壓迫性增高，同時(shí)瘤體頂部血流可能存在停滯，兩者相互作用極易造成瘤體血栓形成并加重瘤體壁炎癥反應(yīng)，加重動(dòng)脈瘤瘤體壁退化，使得動(dòng)脈瘤的破裂風(fēng)險(xiǎn)明顯增高。

本實(shí)驗(yàn)在三維DSA模擬成像的基礎(chǔ)上對(duì)瘤體徑頸比與病人癥狀之間的關(guān)系進(jìn)行了研究，但是對(duì)瘤體的血流動(dòng)力學(xué)情況無(wú)法進(jìn)行了解。臨床血流動(dòng)力學(xué)研究證實(shí)，低WSS將可能提示后交通動(dòng)脈瘤的破裂風(fēng)險(xiǎn)明顯升高，因此通過(guò)模擬計(jì)算WSS、LSA及OSI對(duì)瘤體血流動(dòng)力學(xué)情況進(jìn)行了研究。臨床循證醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)表明，在后交通動(dòng)脈這個(gè)特殊位置，WSS過(guò)低是腫瘤破裂的唯一有效預(yù)測(cè)因子[10]。而通過(guò)后續(xù)臨床研究證實(shí)，LSA過(guò)高也同樣是動(dòng)脈瘤破裂的高危因素，兩者同時(shí)發(fā)揮影響作用[11]。國(guó)內(nèi)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，伴動(dòng)眼神經(jīng)麻痹的未破裂后交通動(dòng)脈瘤與一般資料相同的已破裂動(dòng)脈瘤進(jìn)行對(duì)比得出，未破裂組的WSS更低[12-14]。研究結(jié)果顯示，伴有動(dòng)眼神經(jīng)麻痹的未破裂后交通動(dòng)脈瘤相比無(wú)此類癥狀的病人WSS更低而LSA更高。可能由于瘤體內(nèi)血流速度降低甚至產(chǎn)生停滯或形成栓塞，最終導(dǎo)致局部產(chǎn)生過(guò)低的WSS，繼而加重動(dòng)脈瘤瘤壁的炎性反應(yīng)，最終導(dǎo)致動(dòng)脈瘤破裂。

以上結(jié)果發(fā)現(xiàn)，高徑頸比是動(dòng)眼神經(jīng)麻痹組后交通動(dòng)脈瘤的明顯形態(tài)學(xué)特點(diǎn)，其血流動(dòng)力學(xué)特征為低WSS及高LSA。因此WSS、LSA及OSI為動(dòng)脈瘤破裂的高危風(fēng)險(xiǎn)因子。

本研究仍具有一定的局限性：①由于動(dòng)眼神經(jīng)麻痹組樣本量較少，3組最大徑均在臨界值以下，且3組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，因此不能完全認(rèn)為最大徑不是瘤體破裂的高危風(fēng)險(xiǎn)因素之一；②由于樣本量有限，動(dòng)脈瘤瘤體大小與動(dòng)眼神經(jīng)麻痹之間的關(guān)系仍有待進(jìn)一步大樣本數(shù)據(jù)調(diào)查研究。

綜上所述，雖然顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的病程發(fā)展尚無(wú)明確研究證實(shí)，動(dòng)脈瘤破裂的影響因素尚無(wú)法提供有效的臨床循證證據(jù)。但隨著影像及建模技術(shù)的不斷發(fā)展，將來(lái)可以對(duì)動(dòng)脈瘤的破裂風(fēng)險(xiǎn)因素提供更加有效的風(fēng)險(xiǎn)因素分析。