基底動(dòng)脈斑塊特征與椎-基底動(dòng)脈幾何特征的關(guān)系探討

李 寧，吳 江，李 璇，梁秀琴

顱內(nèi)動(dòng)脈粥樣硬化性疾病(intracranial atherosclerotic disease，ICAD)是缺血性腦卒中的主要原因，早期發(fā)現(xiàn)并及時(shí)進(jìn)行臨床干預(yù)對(duì)預(yù)后極為關(guān)鍵[1]?；讋?dòng)脈粥樣硬化所致后循環(huán)缺血占缺血性腦卒中的20%～25%[2]?；讋?dòng)脈(BA)斑塊不僅與吸煙、高血壓、高脂血癥等危險(xiǎn)因素導(dǎo)致的血管內(nèi)皮損傷及炎癥反應(yīng)有關(guān)[3]，而且與血管形態(tài)變異導(dǎo)致血流動(dòng)力學(xué)和血管管壁剪切應(yīng)力改變有關(guān)[4-5]，因此，對(duì)血管危險(xiǎn)因素和血管幾何形態(tài)的研究具有重要的臨床意義[6]。椎-基底動(dòng)脈系統(tǒng)(VBs)解剖結(jié)構(gòu)特殊性，由2條椎動(dòng)脈匯合形成BA，且多達(dá)50%的雙側(cè)椎動(dòng)脈直徑不同[7]，VBs這種構(gòu)型使雙側(cè)椎動(dòng)脈血流速度及血流方式不同，在椎動(dòng)脈匯入BA時(shí)對(duì)BA不同管壁壓力存在差異，長(zhǎng)時(shí)間壓力差可能導(dǎo)致BA彎曲，并可能在低剪切應(yīng)力處生成斑塊。本研究通過(guò)比較兩組臨床特征、VBs幾何特征的差異，分析基底動(dòng)脈斑塊形成的危險(xiǎn)因素，并探討B(tài)A斑塊負(fù)荷與VBs幾何特征的相關(guān)性，預(yù)測(cè)BA斑塊形成的風(fēng)險(xiǎn)，積極進(jìn)行臨床干預(yù)，從而降低BA斑塊造成后循環(huán)腦梗死致殘率、致死率。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 選取2020年5月—2022年3月在山西省心血管病醫(yī)院行高分辨血管壁成像(HR-VWI)與磁共振三維時(shí)間飛躍法血管成像(3D-TOF-MRA)掃描的75例病人，其中男52例，女23例，年齡35～78(58.91±8.35)歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：符合中國(guó)后循環(huán)專(zhuān)家共識(shí)關(guān)于后循環(huán)急性腦梗死及短暫性腦缺血發(fā)作(TIA)急性發(fā)作[8]的診斷標(biāo)準(zhǔn)；掃描圖像質(zhì)量達(dá)到診斷標(biāo)準(zhǔn)(無(wú)運(yùn)動(dòng)及金屬偽影)；臨床資料齊全(包括年齡、性別、是否患有高脂血癥、糖尿病史、吸煙史、飲酒史 、體質(zhì)指數(shù)及有無(wú)腦卒中家族史)。排除標(biāo)準(zhǔn)：非動(dòng)脈粥樣硬化性腦血管病，如動(dòng)脈夾層、動(dòng)脈瘤、煙霧病等；心源性腦卒中；椎動(dòng)脈或基底動(dòng)脈閉塞病人(3D-TOF-MRA中血管未顯影)；有磁共振檢查禁忌證。根據(jù)HR-VWI基底動(dòng)脈橫斷面圖像是否有斑塊形成將病人分為有斑塊組(36例)和無(wú)斑塊組(39例)。本研究經(jīng)山西省心血管病醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2 檢查儀器與方法 使用Siemens 3.0T 磁共振掃描儀(Skyra)、20通道頭頸聯(lián)合線(xiàn)圈進(jìn)行掃描。掃描時(shí)病人取仰臥位，頭先進(jìn)，首先行3D-TOF-MRA掃描，具體參數(shù)：重復(fù)時(shí)間(TR)20 ms，回波時(shí)間(TE)3.5 ms，體素 0.3 mm×0.3 mm×0.6 mm，視野(FOV)220 mm×195 mm，矩陣320×240，采集次數(shù)(NEX)1，掃描時(shí)間 4 min 58 s。之后行HR-VWI掃描，掃描序列為3D可變反轉(zhuǎn)角度快速自旋回波序列(T1WI_sag_SPACE)及增強(qiáng)掃描，掃描參數(shù)：TR 900 ms，TE 15 ms，F(xiàn)OV 200 mm×200 mm，體素0.63 mm×0.63 mm×0.63 mm，矩陣320×320，NEX 1次，掃描時(shí)間 7 min 36 s，對(duì)比劑釓雙胺注射液0.25 mL/kg。

1.3 圖像分析

1.3.1 VBs幾何參數(shù)測(cè)量 正側(cè)位BA彎曲度測(cè)量(見(jiàn)圖1A)：通過(guò)測(cè)量磁共振血管成像(MRA)圖像不同方向BA中角，選取BA中角最大的圖像作為計(jì)算基底動(dòng)脈彎曲度的圖像；BA頂點(diǎn)與雙側(cè)VA匯合點(diǎn)之間的連線(xiàn)定義為BA最短長(zhǎng)度(ML)；根據(jù)BA彎曲及長(zhǎng)度不同，從BA頂點(diǎn)沿著血管中心線(xiàn)畫(huà)出假想線(xiàn)，所有線(xiàn)段之和定義為BA實(shí)際長(zhǎng)度(AL)；BA彎曲度=(AL/ML)×100。分別在MRA正位、側(cè)位圖像中從BA頂點(diǎn)和雙側(cè)椎動(dòng)脈匯合點(diǎn)沿著B(niǎo)A中軸線(xiàn)畫(huà)出兩條假想線(xiàn)，2條假想線(xiàn)的夾角分別定義為正位BA中角(見(jiàn)圖1B)、側(cè)位BA中角(見(jiàn)圖1C)。VA直徑的計(jì)算方法：從雙側(cè)椎動(dòng)脈交匯點(diǎn)為起點(diǎn)，向椎動(dòng)脈近端連續(xù)計(jì)算3個(gè)連續(xù)點(diǎn)(相距3 mm)的椎動(dòng)脈平均值作為VA直徑。

圖1 3D-TOF-MRA重建圖像VBs幾何參數(shù)的測(cè)量

1.3.2 BA斑塊特征測(cè)量 BA粥樣硬化斑塊定義為偏心性管壁增厚。斑塊負(fù)荷=[(最狹窄處管周面積-最狹窄處管腔面積)/最狹窄處管周面積]×100%。

2 結(jié) 果

2.1 兩組臨床資料比較 有斑塊組較無(wú)斑塊組年齡更大、高脂血癥占比更高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。詳見(jiàn)表1。

表1 兩組臨床資料比較

2.2 兩組VBs幾何特征比較 有斑塊組較無(wú)斑塊組BA實(shí)際長(zhǎng)度更長(zhǎng)、BA彎曲度更大、正側(cè)位BA中角更大，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。詳見(jiàn)表2。

表2 兩組VBs幾何特征比較(±s)

2.3 BA斑塊形成的多因素二元Logistic回歸分析 以是否形成BA斑塊為因變量，單因素分析中差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的指標(biāo)為自變量，進(jìn)行多因素Logistic回歸分析，結(jié)果顯示，年齡、BA彎曲度是影響B(tài)A斑塊形成的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。詳見(jiàn)表3。

表3 影響VBs幾何特征的多因素Logistic回歸分析

2.4 VBs幾何特征與BA斑塊負(fù)荷的Pearson相關(guān)分性析 BA斑塊負(fù)荷與BA實(shí)際長(zhǎng)度(r=0.339，P=0.043)、正位BA中角(r=0.635，P<0.001)、BA彎曲度(r=0.849，P<0.001)呈正相關(guān)；與BA最短長(zhǎng)度、側(cè)位BA中角無(wú)相關(guān)性。

3 討 論

基底動(dòng)脈粥樣硬化所致后循環(huán)缺血性腦卒中病人3個(gè)月內(nèi)死亡或嚴(yán)重致殘率高達(dá)21%[9]，早期診斷并進(jìn)行臨床干預(yù)對(duì)改善預(yù)后極為重要。除糖尿病、高血壓、高脂血癥等傳統(tǒng)動(dòng)脈粥樣硬化危險(xiǎn)因素外[5]，年齡是基底動(dòng)脈斑塊形成的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，可能原因是衰老通過(guò)異常蛋白質(zhì)表達(dá)[10-13]及基因突變[14]致病。

目前，無(wú)創(chuàng)診斷基底動(dòng)脈粥樣硬化性疾病常用的檢查方法是3D-TOF-MRA，然而在血流緩慢或湍流情況下，由于血流去相位效應(yīng)，狹窄程度常被高估，因此，采用這種方法存在檢查不準(zhǔn)確的問(wèn)題，且該檢查方法無(wú)法評(píng)估血管壁情況。HR-VWI技術(shù)具有分辨率高的特點(diǎn)，可識(shí)別BA血管壁病變，并可測(cè)量管周面積、管腔面積、斑塊面積及計(jì)算斑塊負(fù)荷等重要參數(shù)，將2種檢查技術(shù)結(jié)合，可為臨床診斷BA斑塊提供更多的影像學(xué)證據(jù)。BA彎曲度是基底動(dòng)脈斑塊形成的一個(gè)獨(dú)立危險(xiǎn)因素。一項(xiàng)關(guān)于股淺動(dòng)脈彎曲率對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化影響的研究指出，有動(dòng)脈粥樣硬化斑塊組股淺動(dòng)脈彎曲率大于無(wú)動(dòng)脈粥樣硬化組[15]。血管彎曲度和斑塊形成的關(guān)系可用血管壁剪切應(yīng)力(wall shear stress，WSS)解釋。WSS是血流對(duì)血管壁的切向力，WSS主要取決于血液黏度、血流速度梯度及血管幾何形狀[16]。血管內(nèi)皮細(xì)胞的機(jī)械傳感器可識(shí)別WSS大小和方向，將機(jī)械信號(hào)轉(zhuǎn)化為細(xì)胞內(nèi)生化信號(hào)[17]，這種信號(hào)的轉(zhuǎn)化在斑塊形成和發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用。血管彎曲度可影響WSS大小，彎曲度大的血管低WSS范圍更大[15]，而低WSS可促進(jìn)血管壁炎癥反應(yīng)、動(dòng)脈粥樣硬化和血栓形成，同時(shí)減弱血管內(nèi)皮細(xì)胞的保護(hù)功能[18]。這種改變發(fā)生在血管狹窄之前，因此，根據(jù)BA彎曲度可篩選出基底動(dòng)脈粥樣硬化的高危病人進(jìn)行二級(jí)預(yù)防。

血管彎曲度與BA斑塊負(fù)荷呈正相關(guān)。有研究表明，股淺動(dòng)脈彎曲度越大，低WSS面積占比越大[15]。隨著WSS降低，動(dòng)脈內(nèi)膜顯著增厚，斑塊負(fù)荷增大，且WSS降低出現(xiàn)在內(nèi)膜增厚之前[16]。Deng等[5]研究顯示，BA彎曲度和BA管壁厚度(該指標(biāo)可較好地反映斑塊負(fù)荷)顯著相關(guān)。BA斑塊負(fù)荷隨著B(niǎo)A彎曲度增大而變大。有研究顯示，BA彎曲度與斑塊負(fù)荷無(wú)關(guān)，造成這種不同結(jié)果的原因可能是測(cè)量BA彎曲度之前應(yīng)測(cè)量并比較MRA各方向BA中角，并選取最大BA中角圖像計(jì)算BA彎曲度，通過(guò)目測(cè)BA彎曲程度最大圖像作為測(cè)量圖像[6]。正位BA中角與斑塊負(fù)荷呈線(xiàn)性相關(guān)，造成這種原因的結(jié)果可能是BA彎曲度與BA中角一定程度可反映BA彎曲程度[19]。

4D flow MRI是一種可直接獲取WSS的方法[20]，運(yùn)用該技術(shù)測(cè)量BA WSS，通過(guò)量化指標(biāo)深入研究BA斑塊形成的原因。本研究樣本量有限，今后可納入更多的研究人群擴(kuò)大樣本量，進(jìn)一步提高研究結(jié)果的準(zhǔn)確性；且研究是一項(xiàng)觀察性橫斷面研究，可能受到非控混雜因素的影響。通過(guò)隨訪進(jìn)行前瞻性研究以消除混雜因素，得到準(zhǔn)確的研究結(jié)果。