基于TOF-MRA評估椎動脈夾層與椎基底動脈迂曲程度的關(guān)系

李琰，陸瑤，楊文蕊，楊黎，張洪英

顱內(nèi)椎動脈夾層是中青年患者缺血性腦卒中和蛛網(wǎng)膜下腔出血的主要原因，雖發(fā)生率比較低，但易造成嚴(yán)重的臨床后果[1]。大量病理學(xué)和流行病學(xué)數(shù)據(jù)證實了發(fā)病機制與多種因素相關(guān)，如多基因遺傳、創(chuàng)傷、感染、血管結(jié)構(gòu)和血管形態(tài)學(xué)特征異常等，這些因素均可影響動脈壁的物理特征，進(jìn)而導(dǎo)致動脈病變[2,3]。既往研究結(jié)果提示，動脈延長和彎曲時管壁的病理學(xué)特征為中膜變性和內(nèi)彈力層節(jié)段性斷裂，這些病理學(xué)特征的改變可能導(dǎo)致血管壁脆性增加，進(jìn)一步導(dǎo)致動脈迂曲，增加發(fā)生動脈夾層的風(fēng)險[4]。因此，彎曲血管的存在可能是發(fā)生夾層的風(fēng)險因素。本研究基于時間飛躍法磁共振血管成像(time-of-flight magnetic resonance angiography,TOF-MRA)對比分析了椎動脈夾層患者和健康對照者的血管形態(tài)學(xué)特征，旨在為椎動脈夾層的診斷和預(yù)防提供幫助。

材料與方法

1.研究對象和臨床資料

回顧性搜集2018年1月-2021年10月在江蘇省蘇北人民醫(yī)院確診的52例椎動脈夾層患者的臨床和影像資料。其中，經(jīng)高分辨率(high-resolution HR)-MRI和DSA聯(lián)合確診者28例，經(jīng)CTA及HR-MRI聯(lián)合確診者14例，經(jīng)HR-MRI確診者10例。將同一時期內(nèi)行常規(guī)頭顱MRI及HR-MRI檢查、年齡和性別相匹配且臨床和影像資料完整的60例健康受試者(對照組)納入研究。記錄每例被試的基線臨床資料，包括高血壓、高血脂、高血糖、吸煙和飲酒史及相關(guān)實驗室指標(biāo)[甘油三酯(triglyceride,TG)、總膽固醇(total cholesterol, TC)、高密度脂蛋白膽固醇(high-density lipoprotein cholesterol, HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇(low-density lipoprotein cholesterol,LDL-C)和同型半胱氨酸(homocysteine,Hcy)血漿濃度]。

夾層組患者納入標(biāo)準(zhǔn)：①患者有頭痛、頸部撕裂樣疼痛和其它疑似椎動脈夾層的臨床癥狀；②既往無頭頸動脈夾層、缺血性或出血性卒中及動脈瘤等病史；③發(fā)病7天內(nèi)完成常規(guī)頭顱MRI檢查；④臨床資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：①HR-MRI發(fā)現(xiàn)有斑塊、血管炎和血管痙攣等因素導(dǎo)致的椎基底動脈狹窄；②因椎動脈夾層或其它動脈夾層而接受過相應(yīng)治療；③影像學(xué)資料不完整，或圖像質(zhì)量較差不能滿足診斷要求。

本研究經(jīng)蘇北人民醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)(2021ky203)。系回顧性分析，故無需受試者知情同意。

2.影像學(xué)檢查方法

使用聯(lián)影uMR790 3.0T磁共振儀和32通道頭線圈聯(lián)合8通道頸部表面線圈，囑患者保持頭頸部靜止，采用頭先進(jìn)、仰臥位。HR-MRI掃描序列包括常規(guī)頭顱MRI(T1WI、T2WI、T2WI FLAIR及DWI)、TOF-MRA和T1W調(diào)制翻轉(zhuǎn)角成像(modulated flip angle technique in refocused imaging with extended echo train,T1-MATRIX)，各序列的掃描參數(shù)如下。TOF-MRA：TR 17 ms，TE 4 ms，視野180 mm×220 mm，矩陣352×352，層厚1.10 mm，帶寬260 Hz，體素大小0.78 mm×0.63 mm×1.10 mm，掃描時間4 min 39 s；T1-MATRIX：TR 800 ms，TE 13 ms，視野192 mm×232 mm，矩陣384×384，層厚0.60 mm，帶寬600 Hz，體素大小0.60 mm×0.60 mm×0.60 mm，掃描時間5 min 7 s。33例椎動脈夾層患者加掃對比增強T1W-MATRIX序列，經(jīng)靜脈注射釓噴酸葡胺對比劑，注射流率3.0 mL/s,劑量0.1 mmol/kg，監(jiān)測頸內(nèi)動脈分叉處，有對比劑到達(dá)時開始掃描，掃描參數(shù)同T1-MATRIX序列。

3.椎動脈夾層的診斷和評估

椎動脈夾層的診斷標(biāo)準(zhǔn)：①以DSA為診斷金標(biāo)準(zhǔn)，表現(xiàn)為火焰征、線樣征和串珠征等；②CTA表現(xiàn)為壁間血腫引起的偏心性狹窄，以及及血管外徑擴張、雙腔征和內(nèi)膜瓣等；③HR-MRI表現(xiàn)為雙腔征、內(nèi)膜瓣、壁內(nèi)血腫、串珠征或節(jié)段性狹窄及夾層動脈瘤等征象[5]。由2位神經(jīng)影像專業(yè)的副主任醫(yī)師采用雙盲法對每例患者的影像檢查資料進(jìn)行獨立評估，當(dāng)診斷意見不一時經(jīng)協(xié)商討論后達(dá)成一致意見。由另外2位副主任醫(yī)師對椎動脈的血管形態(tài)學(xué)特征進(jìn)行評估及測量，各指標(biāo)取2位醫(yī)師所測結(jié)果的平均值。

基于PACS及聯(lián)影醫(yī)學(xué)影像后處理軟件(UWS-MR)，對所有被試的TOF-MRA圖像進(jìn)行后處理、測量及分析，對椎動脈形態(tài)學(xué)特征的評估指標(biāo)如下。①基底動脈側(cè)方偏離類型(圖1)：共分為3型，1型為基底動脈側(cè)方偏離最遠(yuǎn)處離顱腦中線垂直距離<2 mm；2型為顯著偏向優(yōu)勢椎動脈的同側(cè)(>2 mm)；3型為顯著偏向優(yōu)勢椎動脈的對側(cè)(>2 mm)。在每支椎動脈距椎-基底動脈交界點3 mm處測量其管腔內(nèi)徑(作為其直徑)，椎動脈直徑較對側(cè)直徑大0.3 mm及以上者定義為優(yōu)勢椎動脈，或者兩側(cè)椎動脈直徑相等，與基底動脈連接更直接的一側(cè)定義為優(yōu)勢椎動脈，同時排除距椎基底動脈交界處3 mm以內(nèi)發(fā)生夾層的患者[6](圖2)。②基底動脈最小彎曲角：MRA前后位圖像上基底動脈彎曲形成的最小夾角。③椎動脈V4段最小彎曲角：MRA前后位圖像上夾層病變遠(yuǎn)心端椎動脈V4段彎曲形成的最小夾角。④椎基底動脈最小彎曲角：取基底動脈最小彎曲角和椎動脈V4段最小彎曲角的最小值[7,8](圖3a～b)。

圖1 MRA后處理后正位最大密度投影圖，顯示基底動脈側(cè)方偏離分型。a)1型為基底動脈側(cè)方偏離最遠(yuǎn)處與顱腦中線的垂直距離(DV)<2mm；b)2型為基底動脈顯著偏向優(yōu)勢椎動脈同側(cè)，且DV>2mm；c)3型為基底動脈顯著偏向優(yōu)勢椎動脈對側(cè)，DV>2mm。

圖2 MRA后處理后正位最大密度投影圖，為椎動脈優(yōu)勢判定示意圖。a)每支椎動脈的直徑為距離椎基底動脈交界點3mm處測量的管腔內(nèi)徑，左側(cè)椎動脈較右側(cè)椎動脈直徑增大0.3mm以上，即左側(cè)椎動脈為優(yōu)勢椎動脈；b)當(dāng)兩側(cè)椎動脈直徑相等，將椎動脈與基底動脈所形成的夾角更大的一側(cè)(箭)定義為優(yōu)勢椎動脈。圖3 MRA后處理后正位最大密度投影圖，為椎基底動脈形態(tài)學(xué)指標(biāo)測量方法示意圖。a)a角為基底動脈最小彎曲角114.3°，b角為椎動脈V4段最小彎曲角132.8°，因此椎基底動脈最小彎曲角為114.3°；b)c角(基底動脈最小彎曲角)=120.6°，d角(椎動脈V4段最小彎曲角)=83.2°，因此椎基底動脈最小彎曲角為83.2°。

4.統(tǒng)計學(xué)分析

使用SPSS 26.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。計數(shù)資料以例數(shù)(構(gòu)成比)表示，組間比較采用χ2檢驗。計量資料先采用Kolmogorov-Smirnov法進(jìn)行正態(tài)性檢驗，符合正態(tài)分布者以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，兩組之間比較采用獨立樣本t檢驗；呈非正態(tài)分布時以中位數(shù)和四分位數(shù)間距[M(P25,P75)]表示，組間比較采用Mann-WhitneyU檢驗。定量資料的相關(guān)性分析，符合正態(tài)分布者采用Pearson法，非正態(tài)分布者采用Spearman法，等級資料的相關(guān)性分析采用Spearman法。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié) 果

椎動脈夾層組和對照組的臨床特征的比較結(jié)果見表1。兩組之間有高血壓者的比例及HDL-C和Hcy血漿濃度的差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，其余指標(biāo)在2組間的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。

表1 椎動脈夾層組和健康對照組臨床特征的比較

表2 兩組間椎基底動脈形態(tài)學(xué)指標(biāo)的比較

椎動脈夾層組中夾層血管52支及對照組中60例共120支(雙側(cè))椎動脈被納入研究。在椎動脈夾層組中，累及左側(cè)椎動脈30條，右側(cè)椎動脈22條。兩組之間椎基底動脈形態(tài)特征的影像學(xué)評估結(jié)果見表2，兩組之間基底動脈最小彎曲角、椎動脈V4段最小彎曲角、椎基底動脈最小彎曲角及最小彎曲角≤90°的椎基底動脈的比例的差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。2組間椎基底動脈側(cè)方偏離分型各占比見表3，統(tǒng)計學(xué)結(jié)果顯示2組之間椎基底動脈側(cè)方偏離分型無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)。

表3 兩組基底動脈側(cè)方偏離分型的比較 /例

相關(guān)性分析結(jié)果顯示，HDL-C血漿濃度與椎動脈夾層的是否發(fā)生呈負(fù)相關(guān)(r=-0.514，P<0.001)，Hcy血漿濃度與椎動脈夾層是否發(fā)生呈正相關(guān)(r=0.427，P<0.001)，其余臨床指標(biāo)與椎動脈夾層的相關(guān)性均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；基底動脈最小彎曲角、椎動脈V4段最小彎曲角、椎基底動脈最小彎曲角與椎動脈夾層的是否發(fā)生均呈負(fù)相關(guān)(r=-0.342、-0.564、-0.593，P值均<0.001)。

討 論

本研究基于TOF-MRA對比分析了椎動脈夾層患者和健康志愿者的臨床特征和血管(椎基底動脈)形態(tài)學(xué)特征的差異。將既往研究中提出的椎動脈夾層的臨床危險因素，如糖尿病[9]、高血壓[10-12]和高脂血癥[13]等，作為臨床基線數(shù)據(jù)納入分析，結(jié)果顯示兩組之間有高血壓者的比例、以及HDL-C及Hcy水平的差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。本研究結(jié)果顯示，HDL-C血漿濃度與夾層的發(fā)生呈負(fù)相關(guān)，Hcy血漿濃度與夾層的發(fā)生呈正相關(guān)。HDL-C是唯一與動脈血栓形成相關(guān)的脂質(zhì)，對血管有保護(hù)作用，其作用是逆轉(zhuǎn)膽固醇運輸，從外周組織中清除膽固醇，同時它可以通過抗炎、抗血栓、抗氧化和抗凋亡等作用對血管壁起到保護(hù)作用，因此低濃度的HDL-C目前被視為風(fēng)險的生物標(biāo)志物[14]。Hcy是一種含硫的非蛋白源性氨基酸，其水平升高是動脈粥樣硬化、高血壓、血管鈣化和動脈瘤等多種血管疾病的獨立危險因素[15]。目前研究表明，通過膳食補充葉酸和維生素B來降低血漿中Hcy濃度，能夠有效地預(yù)防血管疾病[16]。

本研究中對比分析了椎動脈夾層組和正常對照組的椎基底動脈血管形態(tài)學(xué)特征，結(jié)果顯示2組之間基底動脈側(cè)方偏離分型的差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；基底動脈最小彎曲角、椎動脈V4段最小彎曲角和椎基底動脈最小彎曲角的差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，且均與椎動脈夾層的是否發(fā)生呈負(fù)相關(guān)；椎基底動脈最小彎曲角≤90°更易發(fā)生椎動脈夾層。

既往關(guān)于椎動脈夾層與椎基底動脈迂曲程度關(guān)系的研究較少。已有病理學(xué)研究證實，動脈夾層與動脈管壁結(jié)構(gòu)異常有關(guān)，如膠原蛋白和彈性纖維的缺乏，可削弱血管壁導(dǎo)致血管壁的脆弱性增加，進(jìn)而導(dǎo)致血管內(nèi)膜的撕裂或血管扭曲[17]。組織病理學(xué)檢查發(fā)現(xiàn)動脈延長時動脈壁發(fā)生退行性改變，即非動脈粥樣硬化和非炎癥性改變，主要累及動脈壁的內(nèi)膜。此外，動脈迂曲存在于與主動脈疾病相關(guān)的多種遺傳性疾病中，如馬凡綜合征，涉及轉(zhuǎn)化生長因子-β的表達(dá)和信號傳導(dǎo)通路異常、基質(zhì)金屬蛋白酶水平升高和血管平滑肌松弛等機制[3]?；谶@些先前的研究，動脈迂曲和動脈夾層之間的關(guān)系可以通過兩種潛在的血管壁結(jié)構(gòu)缺陷來解釋。Kim等[18]研究了椎基底動脈的形態(tài)特征對椎動脈夾層患者經(jīng)保守治療后血管正?；挠绊?，認(rèn)為對于未破裂的椎動脈夾層患者，基底動脈彎曲程度較小、椎動脈V4段與基底動脈形成的夾角、雙側(cè)椎動脈V4段所形成的夾角較小可能有更好的預(yù)后。他們推測這2個角度的擴大可能導(dǎo)致椎動脈血流動力學(xué)的改變和剪切應(yīng)力的變化，這些變化可能使血管壁的脆弱性增加，從而影響了血管的愈合。雖然該研究的目的以及對椎基底動脈形成的夾角設(shè)定與本研究不同，但都證實了血管迂曲程度對椎動脈夾層的影響。在本研究結(jié)果顯示椎基底動脈最小彎曲角≤90°時更易發(fā)生椎動脈夾層，顯然椎基底動脈彎曲角度越小，就越容易導(dǎo)致血流形式的改變。而且，GiossiI等[19]的研究中發(fā)現(xiàn)在反復(fù)發(fā)生夾層的患者中血管彎曲程度更大。因此，血管迂曲程度可能成為一種有用的、易于測量且對動脈夾層患者的預(yù)后有提示意義的影像生物標(biāo)記物。

在椎動脈夾層的血管形態(tài)學(xué)分析中，本研究結(jié)果顯示基底動脈側(cè)方偏離分型與是否發(fā)生椎動脈夾層無顯著相關(guān)性，與Satoshi等[20]的研究結(jié)果不同，筆者分析原因可能是基底動脈側(cè)方偏離不一定是夾層的好發(fā)因素，夾層的發(fā)生還應(yīng)當(dāng)與側(cè)方偏離程度有關(guān)，即與基底動脈偏離所形成的彎曲角度、基底動脈與椎動脈V4段所形成的夾角有關(guān)。還需要更深入的研究來進(jìn)一步探討基底動脈彎曲程度與椎動脈夾層的關(guān)系。

本研究存在一定的局限性：一、本研究為回顧性分析，樣本量較小，部分患者的隨訪資料仍有欠缺，不能進(jìn)行危險因素的預(yù)測研究，只能進(jìn)行簡單的相關(guān)性分析，尚有待今后進(jìn)行多中心和大樣本研究，進(jìn)一步驗證本研究結(jié)果；二、MRI掃描時間較長，降低了部分患者的臨床耐受性，尚需要在未來進(jìn)一步優(yōu)化掃描序列。

綜上所述，雖然本研究有一定的局限性，但仍然傳遞了重要信息。高血壓、較低的HDL-C水平和較高的Hcy水平是椎動脈夾層發(fā)生的危險因素，對于椎基底動脈過度彎曲的患者，即使MRI結(jié)果為陰性(未發(fā)現(xiàn)椎動脈夾層)，也需要認(rèn)真對待，密切隨診復(fù)查。