形態(tài)學(xué)和血流動力學(xué)參數(shù)對夾閉術(shù)中顱內(nèi)動脈瘤破裂的預(yù)測價值

連 燁 金 曉 張秀卿

南陽市第一人民醫(yī)院，河南 南陽 473000

成人顱內(nèi)動脈瘤的發(fā)病率3%～8%，動脈瘤破裂導(dǎo)致的蛛網(wǎng)膜下腔出血仍是致命性的[1-3]。目前已開發(fā)一些評分系統(tǒng)評估動脈瘤破裂的風(fēng)險，如人口、高血壓、年齡、動脈瘤的大小、引起蛛網(wǎng)膜下腔出血的動脈瘤和動脈瘤的位置[4]。所有診斷為顱內(nèi)動脈瘤的患者均可使用形態(tài)參數(shù)，如長寬比、尺寸比、體積與頸縮比和入流角度進行評估。研究表明破裂的顱內(nèi)動脈瘤與未破裂的顱內(nèi)動脈瘤之間存在形態(tài)學(xué)差異[5]。部分研究假設(shè)動脈瘤在破裂前后形態(tài)是相同的，破裂后動脈瘤形態(tài)用來預(yù)測動脈瘤的破裂[6]。但大部分破裂后的動脈瘤形態(tài)已發(fā)生改變，不足以替代破裂前的形態(tài)。此外，形態(tài)學(xué)指標(biāo)和顱內(nèi)動脈瘤增長受動脈瘤位置、大小和臨床危險因素的影響。因此，在調(diào)查破裂的形態(tài)學(xué)危險因素時，必須調(diào)整或匹配這些因素。顱內(nèi)動脈瘤的形成，目前并無有效的預(yù)防措施，只能提高預(yù)測水平，為早期明確診斷和手術(shù)治療提供依據(jù)，同時積極預(yù)防并發(fā)癥的發(fā)生，有效降低病死率。

臨床上對于未破裂動脈瘤的管理仍存在爭議，因此必須權(quán)衡預(yù)防性治療的風(fēng)險和單個動脈瘤破裂的風(fēng)險[7]。研究顯示囊狀動脈瘤的大小、位置和子囊的存在與腦動脈瘤的破裂明顯相關(guān)[8]，腦動脈瘤的大小、縱橫比和動脈瘤形態(tài)均與破裂相關(guān)[9]；還有研究顯示長期大量吸煙為動脈瘤破裂的獨立危險因素，前交通動脈瘤破裂的概率高于其他部位[10-11]。通常情況下，動脈瘤大小被認(rèn)為是動脈瘤破裂的重要危險因素之一，動脈瘤越大，瘤壁的彈力纖維拉伸程度越大，拉伸過度的纖維容易斷裂引起動脈瘤破裂[12]。盡管動脈瘤的破裂隨著動脈瘤的增大而增加，但許多蛛網(wǎng)膜下腔出血卻起源于小動脈瘤和不規(guī)則的動脈瘤，而不規(guī)則動脈瘤的危險程度遠高于動脈瘤的大小[12-14]。為了增加對動脈瘤破裂危險因素的了解，部分學(xué)者研究動脈瘤的遺傳學(xué)[15]、生物標(biāo)志物[16]和炎癥[17]，以上研究可能具有一定的臨床價值，但成本太高。所有診斷為動脈瘤的患者均可測量形態(tài)學(xué)參數(shù)，本研究主要探討動脈瘤的形態(tài)參數(shù)和血流動力學(xué)參數(shù)對動脈瘤夾閉術(shù)中破裂的影響。

1 資料與方法

1．1一般資料選取2016-10—2020-02南陽市第一人民醫(yī)院手術(shù)夾閉治療的動脈瘤患者1 108例，其中發(fā)生動脈瘤破裂32例，另選取未破裂的患者145例。其中男93例，女84例，年齡(52.6±10.4)歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)CT血管成像(CT angiography，CTA)確診為顱內(nèi)動脈瘤；(2)CTA資料可用于血流動力學(xué)分析。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)多發(fā)顱內(nèi)動脈瘤；(2)有神經(jīng)外科手術(shù)史或動脈瘤破裂史；(3)合并腦腫瘤；(4)麻醉或開顱過程中動脈瘤破裂。本研究經(jīng)過南陽市第一人民醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)，患者和家屬知情并簽署同意書。破裂組男18例，女14例；年齡<60歲24例，≥60歲8例；高血壓16例，糖尿病4例，有腦血管病史10例，吸煙史16例；動脈瘤位于大腦中動脈4例，位于前交通動脈10例，位于后循環(huán)動脈3例。未破裂組男75例，女70例；年齡<60歲86例，≥60歲59例；高血壓78例，糖尿病22例，有腦血管病史45例，吸煙史68例；動脈瘤位于大腦中動脈27例，位于前交通動脈37例，位于后循環(huán)動脈7例。2組間以上資料比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。

1．2記錄動脈瘤的形態(tài)學(xué)參數(shù)從高分辨CTA工作站上獲得DICOM 影像數(shù)據(jù)。將脈管系統(tǒng)分割成三維模型，使用血管建模工具包(http：//www.vmtk.org)計算動脈瘤形態(tài)參數(shù)(圖1)，如瘤體直徑、脈瘤最長徑、瘤頸寬度、瘤體寬徑、動脈瘤的垂直高度及載瘤動脈血管直徑，計算瘤體最長徑與瘤頸寬度的比值(aspect ratio，AR)。

1．3收集血流動力學(xué)參數(shù)運用計算流體力學(xué)的方法分別計算收縮期動脈瘤的表面平均壓力(pressure average，PA)、一個心動周期內(nèi)的動脈瘤表面最大壓力(pressure maximum，PM)、壁面剪切力(wall shear stress，WSS)、WSS最大值(WSS maximum，WSSM)、動脈瘤標(biāo)準(zhǔn)化的 PA(normalized PA，NPA)、標(biāo)準(zhǔn)化的PM(normalized PM，NPM)和標(biāo)準(zhǔn)化的WSSA(normalized WSSA，NWSSA)、平均WSS(WSS average，WSSA)、標(biāo)準(zhǔn)化表面最大剪切力(normalized WSSM，NWSSM)及平均WSS梯度(WSS gradient average，WSSGA)、低剪切力面積比值(low shear area ratio，LSAR)。

2 結(jié)果

2.12組患者動脈瘤形態(tài)學(xué)比較2組瘤體長徑、瘤體寬徑、瘤頸寬度和載瘤動脈寬度比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，動脈瘤破裂組動脈瘤最長徑和AR均顯著高于動脈瘤未破裂組(P<0.05)。見表1。

圖1 動脈瘤形態(tài)學(xué)參數(shù)測量示意圖Figure 1 Schematic diagram of aneurysm morphological parameters measurement

2．22組動脈瘤血流動力學(xué)參數(shù)比較動脈瘤破裂組NWSSM值顯著低于動脈瘤未破裂組，WSSGA和LSQR顯著高于動脈瘤未破裂組(P<0.05)，其他指標(biāo)在2組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表2。

2．3影響動脈瘤破裂的危險因素分析將表1和表2中2組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義的因素代入多因素Logistic回歸模型中，結(jié)果顯示動脈瘤最長徑、AR和NWSSM是影響動脈瘤破裂的獨立危險因素。見表3。

表1 2組動脈瘤形態(tài)學(xué)比較Table 1 Comparison of aneurysm morphology between 2

表2 2組動脈瘤血流動力學(xué)比較Table 2 Hemodynamic comparison of aneurysms in 2

表3 影響動脈瘤破裂的危險因素分析Table 3 Analysis of risk factors affecting aneurysm rupture

2．4獨立危險因素評估動脈瘤破裂ROC曲線ROC曲線提示，AR值(AUC=0.821，95%CI：0.693～0.901，P<0.001)、動脈瘤最長徑(AUC=0.712，95%CI：0.624～0.769，P<0.05)及NWSSM(AUC=0.806，95%CI：0.707～0.874，P<0.001)對術(shù)中動脈瘤破裂均有較好的預(yù)測作用。見圖2。

3 討論

隨著醫(yī)療水平的提高和影像技術(shù)的進展，偶然發(fā)現(xiàn)動脈瘤的病例逐漸增加，攜帶未破裂動脈瘤的患者占3%[18-23]。顱內(nèi)動脈瘤破裂導(dǎo)致動脈瘤性蛛網(wǎng)膜下腔出血，病死率較高，與其他卒中類型相比年齡較小[24-30]。篩選影響動脈瘤破裂的危險因素，以便針對高破裂風(fēng)險的動脈瘤患者采取預(yù)防措施。動脈瘤破裂在一定程度上受手術(shù)操作和術(shù)者經(jīng)驗的影響[31-35]，但排除這些人為因素外，在夾閉術(shù)中仍有動脈瘤發(fā)生破裂。為了進一步分析影響動脈瘤破裂的危險因素及術(shù)前進行有效的評估，本研究收集動脈瘤的形態(tài)學(xué)和血流動力學(xué)資料，經(jīng)單因素和多因素Logistic回歸分析影響動脈瘤破裂的危險因素，ROC曲線評估危險因素對動脈瘤破裂的預(yù)測價值。

本研究中動脈瘤最長徑為影響動脈瘤破裂的獨立危險因素。DUAN等[22]研究顯示，隨著顱內(nèi)動脈瘤尺寸的增加，發(fā)生破裂的風(fēng)險逐漸增加。AR是影響動脈瘤破裂的另一個重要因素，且在評估動脈瘤破裂中具有重要的指導(dǎo)意義[36-38]。DHAR等[23]研究表明AR不僅對動脈瘤的不規(guī)則形態(tài)有一定量化作用，對動脈瘤的破裂也有一定預(yù)測價值。QIU等[24]研究表明AR值較大的動脈瘤，低WSS區(qū)域較大，且瘤壁結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重，為動脈瘤破裂提供病理學(xué)相關(guān)知識。本研究中AR值為夾閉術(shù)中動脈瘤破裂的危險因素，與DHAR和QIU的研究結(jié)果有相似之處。本研究還顯示NWSSM也是動脈瘤破裂的危險因素，對動脈瘤破裂的評估具有一定的臨床價值，而本研究中破裂組和未破裂組患者NWSSA值差異無統(tǒng)計學(xué)意義，可能與動脈瘤的異常形態(tài)和較低的WSS相關(guān)。

動脈瘤最大長徑、AR值和NWSSM對動脈瘤術(shù)中破裂具有較好的預(yù)測作用，術(shù)前應(yīng)對以上危險因素逐一排查[39-42]。在預(yù)防動脈瘤破裂的注意事項中應(yīng)盡早顯露載瘤動脈近端，對其進行臨時阻斷，術(shù)中應(yīng)盡可能避免鈍性游離；對于需要血運重建的動脈瘤術(shù)前應(yīng)做好血管搭橋的準(zhǔn)備，在游離動脈瘤前準(zhǔn)備好血管縫合的器械等。

本研究還存在一定不足，為使2組患者的基線資料平衡，未破裂組患者的納入可能存在選擇偏倚；另外，影響動脈瘤破裂的因素還有很多，本文僅對動脈瘤形態(tài)和血流動力學(xué)兩個因素進行分析，具有一定的片面性。