椎动脉发育不全对小脑后下动脉供血区脑灌注的影响

马乾坤　张道培　张杰文(通讯作者)　张淑玲　鹿桂凤　尹　所

1)郑州大学人民医院神经内科　郑州　450003　2)郑州人民医院神经内科　郑州　450012　3)郑州人民医院影像科　郑州　450003



椎动脉发育不全对小脑后下动脉供血区脑灌注的影响

马乾坤1)张道培2)张杰文1)(通讯作者)张淑玲2)鹿桂凤1)尹所3)

1)郑州大学人民医院神经内科郑州4500032)郑州人民医院神经内科郑州4500123)郑州人民医院影像科郑州450003

【摘要】目的探讨椎动脉发育不全(vertebral artery hypoplasia，VAH)对小脑后下动脉供血区脑灌注的影响。方法选择2014-12—2015-07年龄≥30岁并行头颅磁共振灌注成像和头颈部三维对比增强磁共振血管造影检查的头晕或眩晕患者244例。获脑血流量(CBF)、脑血容量(CBV)、平均通过时间(MTT)和达峰时间(TTP)灌注图，测量一侧小脑后下动脉供血区及对侧镜像区的灌注参数值(CBF、CBV、MTT、TTP)，计算椎动脉直径较小侧/对侧镜像区的灌注参数相对比值(rCBF、rCBV、rMTT、rTTP)。定义VAH为椎动脉直径≤2 mm，或双侧椎动脉不对称比≥1.7：1，分为VAH组和non-VAH(Non-hypoplasitic vertebral artey)组，对临床资料和小脑、延髓灌参数相对比值进行比较。结果共纳入114例患者，男女各57例；VAH组31例(27.2%)，左侧5例(16%)，右侧26例(84%)；Non-VAH组83例。2组间VA直径较小侧与对侧的rTTP和rCBF≤0.85的例数存在显著统计学差异(P值分别为0.005，0.031)；rCBF倾向于有统计学差异(P=0.098)；rCBV、rMTT及rCBV≤0.85例数无显著统计学差异。结论VAH可以造成小脑后下动脉供血区域低灌注改变，且以TTP延长或CBF降低为主。

【关键词】椎动脉发育不全；磁共振灌注成像；磁共振血管造影术

椎动脉发育不全(Vertebralarteryhypoplasia，VAH)是一种较为常见的先天性血管变异，通常指一侧椎动脉(Vertebralartery，VA)全程纤细或不显影，或双侧VA直径差异明显并达到一定标准[1-3]。越来越多的证据表明，VAH是后循环脑梗死的潜在危险因素，特别是小脑后下动脉供血区脑梗死，但确切机制尚不清楚[4-6]。研究表明，局部低灌注可能是促发椎基底动脉系统梗死的重要因素之一[7]。因此，本研究探讨VAH对小脑后下动脉供血区脑血流灌注的影响，旨在明确VAH促发后循环梗死的可能机制。

1对象和方法

1.1研究对象选择2014-12—2015-07在郑州人民医院神经内科住院年龄≥30岁的患者。纳入标准：(1)头晕或眩晕且伴有1个以上血管危险因素(高血压、糖尿病、高脂血症、吸烟、肥胖等)的患者；(2)具备头颅MRI、颈部增强磁共振血管造影(contrast enhanced MRA，CE-MRA)及脑磁共振灌注成像(PWI)资料。排除标准：(1)成像质量差、资料不全；(2)椎基底动脉局部明显狭窄(>50%)；(3)伴严重肝肾疾病或恶性肿瘤。

1.2临床资料收集收集和记录所有患者的人口统计学资料(年龄、性别、身高、体质量)、既往史(糖尿病、高血压、高脂血症、吸烟史、饮酒史)、入院时美国国立卫生研究院卒中量表(National Institute ofhealth stroke scale，NIHSS)评分。

1.3影像学检查采用GE SignahDX3.0Tesla超导磁共振系统及配套头颅专用线圈，对患者行头颅常规MRI扫描(包括T1WI、T2WI、Flair、DWI)、颈部CE-MRA及PWI检查。方法为三维时光飞跃(3D-TOF)技术成像。三维时光飞跃影像参数：TR 24 ms，TE 6 ms，视(Fov)240，层面厚度 0.8~1.6 mm，激励次数 1；扫描后经最大密度投影法(MIP)和多层面重建(MRP)进行重建而获得MRA图像。所有测量都使用西门子Angiovia5.2软件在显示器上测量。PWI扫采用磁共振扫描仪，16通道头线圈，常规进行横轴面T2WI(TR1 500 ms，TE 30 ms，视野230 mm×230 mm，矩阵128×128，Thk/SP 4.0/1.2 mm，激励1次，翻转角90°)，开始检查前于患者肘静脉处放置一个18G静脉留置针，连续采集60次，前5次扫描不注射对比剂，作为时间信号曲线的平台期，在第5次扫描结束时快速高压团注Gd-DTPA，剂量0.2 mL/kg，注射流率4 mL/s，注射完毕以相同剂量生理水进行冲洗，每个扫描层面有19帧图像，得到共计1 140(60×19)帧图像，扫描时间为98 s。然后传到GE Medical System软件包，采用Brainstat AIF模块和SVD去卷积法，自动选择动脉血管作为参考动脉，获得输入函数，获取脑灌注曲线，计算机自动计算并重建出脑血容量(cerebral blood volume，CBV)、脑血流(cerebral blood flow，CBF)、平均通过时间(mean transit time，MTT)、达峰时间(time to peak，TTP)等一系列参数图。测量一侧小脑后下动脉供血区及对侧镜像区的灌注参数值(CBF、CBV、MTT、TTP)，计算椎动脉直径较小侧/对侧镜像区的灌注参数相对比值(rCBF、rCBV、rMTT、rTTP)并记录rCBF、rCBV≤0.85个例。

由2名经验丰富的影像科医师进行图像分析和VA直径测量，取平均值作为结果。选择椎动脉V2段作为目标血管，根据椎动脉V2段直径≤2 mm，或双侧椎动脉不对称比≥1.7[5-6]，将患者分为VAH组和非VAH(Non-VAH)组。

1.4统计学分析采用SPSS 17.0软件包进行统计学处理。不符合正态分布的计量资料采用非参数检验；符合正态分布的计量资料以均数±标准差表示，2组间比较采用独立样本t检验；计数资料以频数和百分率表示，2组间比较采用χ2检验或Fisher精确检验。双侧P<0.05差异有统计学意义。

2结果

2.1一般资料研究期间共收治244例头晕或眩晕患者，未完成颈部CE-MRA者29例，椎动脉局部狭窄者17例，其中未完成PWI者48例，PWI图像质量差者5例，不完整者30例，严重肝肾功能疾病1例。最终纳入114例为观察对象，男57例，女57例，年龄33～83岁，平均(60.5±12.7)岁；VAH组31例(27.2%)，左侧5例(16%)，右侧26例(84%)，无双侧VAH患者；Non-VAH组83例(72.8%)。2组性别、年龄、NIHSS评分、高血压、糖尿病、高脂血症、吸烟史、饮酒史及体重指数(BMI)等无显著统计学差异。见表1。

表1　2组一般资料比较

注：#Pearson卡方检验；*t检验；**非参数检验；*#Fisher精确检验

2.22组之间VA形态学比较2组间右侧椎动脉V2段直径、VAH侧椎动脉V2直径及双侧椎动脉V2段直径不对称比差异有统计学意义(P<0.01)，2组间左侧椎动脉V2段直径和非VAH侧椎动脉V2段直径无统计学差异。见表2。

2.32组间小脑PWI相关参数比较2组间VA较小侧rTTP、rCBF≤0.85例数存在显著统计学差异(P值分别为0.005，0.031)；rCBF倾向于有统计学差异(P=0.098)；rCBV、rMTT及rCBV≤0.85例数无显著统计学差异。见表3及图1。

表2　2组椎动脉V2段形态学资料比较

注：*独立样本t检验，VAH：Vertebr alartery hypoplasia

表3　2组小脑PWI相关参数资料对比

注：*独立样本t检验，#Pearson卡方检验

2.42组之间延髓PWI相关参数比较2组间rCBF比值有统计学差异(P=0.047)；rCBV、rMTT、rTTP及rCBF≤0.85、rCBV≤0.85例数无统计学意义。见表4。

图173岁，男性患者的头颅磁共振灌注检查所得影像图片，包括原始扫描图像(图1A、2A)、时间-强度曲线(图1B、2B)和CBF、CBV、MTT、TTP四幅参数图，以及相应的头颈部CE-MRA。患者右侧VAH(图1G白色箭头所指示)，PWI检查可见右侧小脑后下动脉供血区(小脑半球下部)低灌注，表现为CBF降低(图1C白色箭头所指示)、TTP延迟(图1F白色箭头所指示)

表4　2组延髓PWI相关参数资料对比

注：*独立样本t检验，#Pearson卡方检验

3讨论

由于VAH诊断标准、样本人群及检查手段的不同，不同研究中的VAH发生率也有所差异。一项725例首次发生脑梗死患者大样本观察研究中VAH(椎动脉V2段直径≤2.5 mm，或双侧不对称比大于1：1.7伴同侧血流阻力指数(resistant index，RI)≥0.85且较对侧血流速度显著降低；彩色多普勒超声)的发生率为7.4%[6]。另一项研究中，VAH(椎动脉V2段直径≤2 mm；MRA)在529例脑梗死患者和306例健康人群中的发生率分别为35.2%、26.5%[5]。Thierfelder 等[8]通过筛查934例疑似卒中患者，发现VAH(椎动脉V4段直径≤2.0 mm，且双侧VA全程直径比≤1：1.7；CTA)的发生率为15.6%。我们采用CE-MRA评估VA直径，结果显示，头晕或眩晕患者中VAH的发生率为27.2%，本研究中VAH多发生在右侧(84%)，与过去的研究一致[1，5-6，9]，这可能与两侧VA的解剖特点的差异所致[10]。Szárazová等[4]研究中发现后循环卒中病人中男性VAH的发生率高于女性。Demarin等[12]研究结果提示，VAH具有遗传倾向，且女性多于男性。本研究中，VAH发生率在头晕或眩晕男性和女性患者中相等。

脑灌注成像技术被广泛应用于急慢性脑血管疾病患者[14]，帮助评估脑血流动力学变化，其中PWI及CT脑灌注(CT Perfusion，CTP)成像能够提供多个血流动力学参数，为评估脑血流动力学的变化提供重要信息。CBF、CBV、MTT、TTP是PWI或CTP的四个主要参数。MTT延长提示脑灌注压降低，脑灌注储备受损，TTP延迟提示血流速度减慢或侧支循环形成[11]。MTT延长或TTP延迟能够灵敏地反映局部脑血流动力学变化，提示早期阶段的脑缺血倾向或脑灌注改变，而CBF、CBV则能更好的反映脑灌注情况[13-14]。，由于多种因素的影响，通过PWI或CT获取的参数值为相对值，不同个体间不具有可比性，多采用两侧对比法，即感兴趣区参数与对侧脑组织参数之比(rCBF、rCBV、rMTT、rTTP)或目测观察对比法[8，14]。

目前对后循环血流灌注的研究较少，尤其是VAH对后循环灌注影响的研究更少。最近，Thierfelder等[8]通过CTP技术，定性分析CTP影像学资料发现，VAH患者同侧小脑后下动脉供血区较非VAH患者相比，MTT、对比剂清除时间(time to drain，TTD)延长，CBF减低，而CBV不受明显影响，因此得出VAH可导致同侧存在脑灌注的相对不足的结论。本研究利用非侵入、无放射性的动态磁敏感对比增强磁共振灌注成像(DSC-PWI)技术，采用了比值法探究相关参数的比较，避免了定性分析的主观性，提高了研究结果的可靠性，而且对小脑后下动脉供血区分为延髓和小脑进行分析，得出VAH导致同侧TTP延长，CBF减少15%以上(即rCBF≤0.85)的比例增加，我们的结果支持VAH导致同侧小脑灌注相对不足的结论。而VAH侧延髓CBF高于对侧，可能与起自椎动脉的小脑后下动脉仅供应延髓背外侧，部分血供有其他动脉参与有关。

进一步的分析结果还显示，VAH组与Non-VAH组小脑后下动脉供血区(延髓和小脑)rTTP均>1，且两侧差异有统计学意义。rMTT虽无统计学差异，但VAH组rMTT>1，说明VAH可能导致同侧的小脑后下动脉供血区TTP和MTT较对侧延长，血流动力学紊乱，血流速度减慢或侧支循环形成。虽然2组之间小脑CBF之比差异无统计学意义，但VAH组rCBF<1，提示VAH可能导致同侧的小脑后下动脉供血区的脑CBF较对侧减低。既往研究[6，15]多数采用多普勒超声技术探索VAH对血流的影响，与直径正常大小的个体相比，VAH的同侧的净血流量显著降低、血流速度减慢。观察性研究显示[5，9]，VAH与大动脉粥样硬化性脑梗死及同侧远端动脉狭窄或闭塞密切相关，并据此推测，VAH导致血栓清除能力下降，血管发生粥样硬化性病变，导致远端动脉狭窄或闭塞，尤其当与其他血管危险因素共同存在时，同时VAH导致血流调节能力受损[16]，从而较易引起椎动脉供血区缺血性卒中。而我们较早的采用DSC-PWI技术多角度、多层次对比参数变化，得出VAH造成相应供血区低灌注的结论，结合Thierfelder 等[8]研究结果，使研究VAH促发后循环缺血事件的低灌注机制从推测走向事实，从而为更深层次的研究奠定了初步的基础。本研究也有以下几点不足之处：首先，由于CE-MRA不能显示血管壁，VAH和椎动脉粥样硬化或狭窄在某些情况下鉴别困难，且入组年龄偏大，部分可能会受到动脉粥样硬化的影响；其次，小脑下部(即小脑后下动脉供血区)的血液供应存在一定程度的变异性，可能影响研究结果。

总之，本研究较早采用DSC-PWI技术，半定量分析发现VAH可造成相关供血区域低灌注状态，阐释了VAH促发后循环缺血事件的可能机制之一，为今后深入研究VAH的临床意义奠定了基础。

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(收稿2015-05-22)

Effect of vertebral artery hypoplasia on the territory-related perfusion of posterior inferior cerebellar artery

MaQiankun*，ZhangDaopei，ZhangJiewen，ZhangShuling，LuGuifeng，YinSuo

*DepartmentofNeurology，thepeople′sHospitalofZhengzhouUniversity，Zhengzhou450003，China

【Abstract】Objective To investigate the effect of vertebral artery hypoplasia on the territory perfusion of posterior inferior cerebellar artery (PICA).Methods 244 patients with vertigo or dizziness (age≥30 years old) from December 2014 to July 2015 were selected as subjects who underwent brain perfusion-weighted imaging (pWI) and three-dimensional dynamic contrast-enhanced MRA (3D DCE-MRA).The perfusion figures of cerebral blood flow(CBF)，cerebral blood volume(CBV)，mean transit time(MTT) and time to peak(TTP) were obtained.The perfusion parameters including CBF，CBV，MTT and TTP values were measured at PICA areas and at the opposite mirror-imaging areas.Relative perfusion parameter values (rCBF，rCBV，rMTT and rTTP) defined as the ratio of the shorter diameter side of vertebral artery to the mirror-imaging areas were calculated.VAH was determined as diameter of less than 2mm or an asymmetry ratio of noless than 1.7：1 of bilateral vertebral arteries.The patients were divided into VAH group or non-VAH group according to the above-mentioned definition.Differences in clinical data and PWI parameters of cerebellum and medulla oblongata were compared between the two groups.Difference would be considered statistically significant ifP<0.05.Results：A total of 114 patients were admitted，including 57 males and 57 females.There are 31 cases (27.2%) in VAH group including 5 cases on the left side of vertebral artery and 26 cases on the right and 83 cases in non-VAH group.There were significant differences in the number of rTTP (P=0.005) or rCBF (P=0.031) of less than 85% between two groups.Significant difference tended to emerge in rCBF.No significant difference existed in rMTT or rCBV of ≤85%.Conclusions VAH could cause the hypo-perfusion of relevant territories of posterior inferior cerebellar artery，mainly predominating TTP extension and CBF reduction.

【Key words】Vertebral artery hypoplasia；perfusion-weighted Imaging；Magnetic Resonance Angiography

【中图分类号】R743

【文献标识码】A

【文章编号】1673-5110(2016)01-0005-04

基金项目：国家自然科学基金面上项目(编号：81471203，代码：H0906)