运用CTA分析镜像后交通动脉瘤破裂的危险因素

陈解南， 黄钟情， 孟志华*， 侯仲军, 黄穗乔, 于　昊, 温志波, 汪求精, 李平安

(1汕头大学医学院附属粤北人民医院影像诊断科,韶关　512026； 2珠海市妇幼保健院影像诊断科； 3广州医科大学附属第二医院影像诊断科； 4中山大学孙逸仙纪念医院影像诊断科； 5南方医科大学珠江医院影像诊断科； 6南方医科大学珠江医院神经外科； 7汕头大学医学院附属粤北人民医院神经外科； *通讯作者，E-mail：zhihua_meng@163.com)



运用CTA分析镜像后交通动脉瘤破裂的危险因素

陈解南1，2， 黄钟情1， 孟志华1*， 侯仲军3, 黄穗乔4, 于昊5, 温志波5, 汪求精6, 李平安7

(1汕头大学医学院附属粤北人民医院影像诊断科,韶关512026；2珠海市妇幼保健院影像诊断科；3广州医科大学附属第二医院影像诊断科；4中山大学孙逸仙纪念医院影像诊断科；5南方医科大学珠江医院影像诊断科；6南方医科大学珠江医院神经外科；7汕头大学医学院附属粤北人民医院神经外科；*通讯作者，E-mail：zhihua_meng@163.com)

摘要：目的探讨颅内动脉瘤破裂的危险因素。方法收集4所三甲医院2008-01～2014-03经手术或CTA 诊断为动脉瘤的2 361例患者(2 674个动脉瘤)。依据CT平扫时蛛网膜下隙出血类型或者手术结果将动脉瘤二分为破裂组和未破裂组。纳入研究的镜像动脉瘤形态学参数包括瘤颈宽度、瘤体大小及形状、瘤体深度与瘤颈宽度的比值(aspect ratio，AR)、 瘤体深度与载瘤动脉直径的比值(size ratio,SR)、高度瘤体之比(height-width ratio,HWR)、动脉瘤面积与瘤颈处载瘤动脉面积的比值(area ratio)。采用单变量和多变量条件Logistic回归分析动脉瘤破裂的独立危险因素。结果本研究共纳入34例镜像动脉瘤患者(29例女性)，平均年龄为(62.2±10.2)岁。单变量统计分析显示动脉瘤的大小，AR，SR，面积比值和不规则的瘤壁在破裂组和未破裂组中具有显著差异。以不规则的瘤壁作为调节变量,多变量分析显示动脉瘤的大小≥4.55 mm(AOR 9.233,95%CI 2.023-42.144),AR≥1.114(AOR 8.438,95%CI 1.730-41.160),SR≥1.869(AOR 16.709,95%CI 2.112-132.200)和面积比≥1.531(AOR 34.722,95% CI 2.503-481.649)是动脉瘤破裂的重要预测因素。结论动脉瘤的大小≥4.55 mm,AR ≥1.114,SR≥1.869和面积比 ≥1.531是独立于不规则瘤壁和人口学特征的破裂危险因素。这些动脉瘤的形态学参数在评估、预测、预防动脉瘤破裂风险中具有一定的价值。

关键词：颅内动脉瘤；CT；血管造影术；形态学

未破裂颅内动脉瘤的人群发病率约3%-7%[1]。动脉瘤破裂是自发性蛛网膜下隙出血最常见的病因，具有较高的致残率和致死率，严重危害人类健康。此外，预防性治疗未破裂动脉也具有一定的风险[2]。因此，明确动脉瘤破裂的危险因素以便评价未破裂动脉瘤的破裂机率和选择合适的干预措施。

虽然有研究表明,瘤体深度与瘤颈宽度的比值(AR)、瘤体深度与载瘤动脉直径比值(SR)、流入角等形态学参数与动脉瘤的破裂具有相关性，但是这些病例对照研究比较的是动脉瘤破裂人群与未破裂人群间的差异[3-5]。研究结果受到了患者个体性特征的影响。患者的性别、年龄、高血压、地理位置和既往动脉瘤性蛛网膜下隙出血史等个体性特征已被证实是动脉瘤破裂的相关危险因素[6]。为了避免这种个体性特征的交互作用，在同一个体中比较破裂与未破裂动脉瘤的形态学参数才能证实动脉瘤破裂的相关危险因素。因此，我们设计了一个多中心、回顾性的队列研究。该研究的目的是为了阐述动脉瘤形态学参数在镜像动脉瘤患者中预测动脉瘤破裂与否的价值。

1材料与方法

1.1一般资料

回顾性收集4家三甲医院2008-01～2014-03经CTA(64排以上)检查发现的颅内动脉瘤患者。本研究仅收集患者CTA资料且不涉及药物治疗，无需患者知情同意，得到了各医院伦理委员会的许可。

1.2形态学参数的定义及测量方法

为了提高动脉瘤各参数测量的准确性和一致性，2位神经放射医师分别独立测量了动脉瘤各参数，取其平均值用于之后的统计分析[7]。一旦发现患有动脉瘤，我们将评估以下动脉瘤参数：①动脉瘤深度(Hmax)，即瘤颈中点到瘤顶的最远距离;②动脉瘤高度(Hp)，即瘤颈平面到瘤顶的垂直距离;③瘤体宽度(W)和瘤颈宽度(N)，即动脉瘤瘤体和瘤颈垂直于Hp的最大直径;④载瘤动脉直径(vessel diameter,Dv)，流入角(flow angle,θF)和流出角(parent-daughter angle，θP),各参数的定义参照文献[3-5]。

根据以上测量参数，我们计算了以下参数：①瘤体深度与瘤颈宽度的比值(aspect ratio，AR)，AR=Hmax/N；②瘤体深度与载瘤动脉直径的比值(size ratio,SR)，SR=Hmax/Dv；③瘤体高度宽度之比(height-width ratio,HWR),HWR=Hp/W；④动脉瘤面积与瘤颈处载瘤动脉面积的比值(area ratio,见图1)，即动脉瘤的面积与瘤颈处载瘤动脉的面积，因此area ratio=Hp×W/(Dv×N) 。

A.CTA图像放大4倍并采用最大密度投影(maximum intensity projection, MIP)后处理模式，层厚10 mm，窗宽窗位标准化(窗宽窗位值均等于动脉瘤瘤体的CT值);B.动脉瘤深度(Hmax)，瘤颈宽度(N)，流入角(θF)和流出角(θP)的测量方法；C.动脉瘤面积与瘤颈处载瘤动脉面积的比值(area ratio)的测量方法，area ratio=Hp×W/(Dv×N),Da1,Db1为近瘤体处一侧载瘤血管直径,Da2,Db2分别为远离瘤体1.5Da1、1.5Db1处载瘤血管直径，Dv=(Da1+Da2+Db1+Db2)/4图1　颅内动脉瘤形态学参数的定义及测量方法 Figure 1　Measurements and definition of morphological parameters

所有参数都用CT机后处理工作站电子测量尺进行测量。测量时，图像放大4倍并采用最大密度投影(maximum intensity projection,MIP)后处理模式。MIP测量时层厚选择10 mm，窗宽窗位标准化(窗宽窗位值均等于动脉瘤瘤体的CT值)。CT机后处理工作站电子测量尺的测量精度(保留1位小数位数)为0.1 mm或0.1°，二次计算时的计算精度则保留3位小数位数。选取瘤体宽度和瘤体深度较大者作为动脉瘤的大小。动脉瘤的形状二分为球形(即当Hp/W或W/Hp≥80%时认为是球形)和非球形。动脉瘤瘤壁二分为光滑(即瘤壁无突起)和不规则瘤壁(即瘤壁存在泡样影，分叶或突起)。

1.3统计学分析

2结果

2.1人口学统计结果

在2 361例患者中发现了2 674个动脉瘤，269例(11.4%)患者发现多发动脉瘤，45例(1.7%)患者发现镜像后交通动脉瘤。这45例患者共有11例患者因以下原因被排除：①8例患者难以依据CT中蛛网膜下隙出血类型或手术结果判断动脉瘤破裂情况；②2例患者影像质量不佳难以评价动脉瘤的形态学特征；③1例患者伴发血管畸形。因此，本研究最后纳入34例患者68个动脉瘤，其中男5例(14.7%)，女29例(85.3%)，平均年龄(62.2±10.2)岁。

2.2形态学参数比较

破裂组动脉瘤的大小、AR、SR、动脉瘤面积与瘤颈处载瘤动脉面积的比值与未破裂组间比较，差异具有统计学意义(P<0.05,见表1)。但瘤体高度宽度之比、瘤颈、Dv、θF和θP两组间差异无统计学意义。

组别瘤颈(mm)动脉瘤大小(mm)Dv(mm)θFθPARSR面积之比瘤体高度宽度之比未破裂组2.59±0.7563.29±1.2312.51±0.391119.68±27.328100.97±24.7301.15±0.5121.18±0.5831.30±0.9680.77±0.157破裂组2.89±0.8525.43±2.0942.39±0.305129.84±31.87499.44±21.2901.84±0.6162.19±0.8493.20±2.1080.75±0.165 t-1.624-4.4151.811-1.4460.376-5.589-5.063-4.6290.520 P0.114<0.0010.0790.1580.709<0.001<0.001<0.0010.606

通过ROC 曲线进一步计算ROC曲线下面积，找出敏感度及特异度最大时的临界值，结果见图2。动脉瘤大小,AR,SR和面积比在ROC曲线下的面积分别为0.824(95%CI 0.724-0.924),0.821(0.723-0.920),0.847(0.755-0.939)和0.839(0.746-0.932)。这些动脉瘤参数的临界值分别为4.55,1.114，SR≥1.869和面积比≥1.531。

破裂组和未破裂组动脉瘤各参数Logistic回归分析结果见表2。不规则瘤壁与动脉瘤破裂具有显著相关性(OR 3.625,95%CI 1.657-7.929)。当调节不规则瘤壁后,动脉瘤的大小≥4.55 mm(AOR 9.233，95%CI 2.023-42.144),AR≥1.114(AOR 8.438，95%CI 1.730-41.160),SR≥1.869(AOR 16.709，95%CI 2.112-132.200)和面积比≥1.531(AOR 34.722,95%CI 2.503-481.649)与动脉瘤破裂具有显著相关性。

图2 镜像后交通动脉瘤几何学参数的ROC曲线Figure2 ROCcurvesforaneurysmsize,AR,SRandarearatiointhesymmetricalbilateralposteriorcommunicatingarteryaneu-rysms

表2破裂组与未破裂组动脉瘤形态学参数比较

Table 2Morphological parameters of ruptured and unruptured aneurysms

指标未破裂(n=34)破裂(n=34)P(OR)P(AOR)动脉瘤的瘤壁为不规则瘤壁9(26.47)26(76.47)0.002(6.667)--动脉瘤的大小≥4.55mm5(14.71)26(76.47)0.001(8.000)0.004(9.233)AR≥1.11412(35.29)29(85.29)0.002(6.667)0.008(8.438)SR≥1.8695(14.71)22(64.71)0.001(7.333)0.008(16.709)Arearatio≥1.5318(23.53)26(76.47)0.004(19.000)0.008(34.722)动脉瘤的形状为球形16(47.06)16(47.06)1.000(1.000)0.831(1.132)

3讨论

未破裂动脉瘤较常见且其破裂后可造成灾难性的后果，加之并非所有未破裂动脉瘤都会破裂，因此未破裂动脉瘤的治疗策略一直是神经外科争论的焦点[1,2,7,8]。当前尚无简单、可靠、易行的动脉瘤破裂的预测指标。关于未破裂动脉瘤的治疗策略，先前的研究报道主要依赖于动脉瘤大小这一参数，当动脉瘤≥7 mm时破裂风险显著增加[8,9]。然而已有众多学者报道过破裂动脉瘤中有相当大的一部分实际上小于7 mm[10,11]。我们的研究中破裂组动脉瘤平均大小为5.43 mm(范围2.0-11.3 mm)。通常，破裂的动脉瘤并不一定是最大的动脉瘤。因此，除了大小以外的其他参数可能是影响动脉瘤破裂的重要因素。

3.1动脉瘤大小、不规则瘤壁、SR和AR预测镜像动脉瘤破裂

既往的回顾性研究发现动脉瘤的大小与动脉瘤的破裂显著相关，但这些研究结果并未以不规则的动脉瘤壁进行调节[12]。近期的大样本前瞻性研究表明具有子囊(瘤壁不规则的突起)的未破裂动脉瘤较瘤壁光滑的动脉瘤更易破裂[8]。在调节不规则的动脉瘤壁后，本研究表明动脉瘤的大小、SR和AR与动脉瘤的破裂具有相关性。虽然大多数的研究发现破裂组和未破裂组间AR、SR具有统计学差异，能够预测动脉瘤的破裂风险，但是这些研究结果仍具有争议性[4,8-10]。这种不一致的研究结果我们认为可能是由于以下原因造成的：①预测动脉瘤破裂时，未调节患者个体特征性影响因素；②研究者们运用不同的影像技术(DSA、MRA、CTA)及其图像测量方法[12-14]。关于AR，仅有3位研究者为了缩小这种交互作用而报道了多发动脉瘤的破裂危险因素。其中2位研究者发现AR与动脉瘤的破裂具有相关性，但这两项研究并未采用多变量分析AR与动脉瘤破裂的关系[13,15]。本研究与另外一项研究结果[12]相似：调节动脉瘤的位置和大小后，AR和动脉瘤的破裂仍具有相关性。关于SR，本研究结果与Backes等[12]不一致，可能因为：①本研究纳入样本量较少；②统计分析所选调节变量不同。

3.2面积比预测镜像动脉瘤破裂

关于流入角、流出角、瘤颈宽度、瘤体宽度和瘤体高度宽度之比的既往研究不仅没有调节动脉瘤的不规则瘤壁，而且研究结果无或临界于统计学差异[3,5,10]。这些有争议的研究结果可能是由于有限的随访资料和不同的影像检查手段与图像测量方法所致。面积比值不仅考虑了动脉瘤自身因素(瘤高和瘤宽)，而且还考虑了载瘤动脉(血管平均直径和瘤颈)。在调节动脉瘤的大小后，本研究表明面积比值与动脉瘤的破裂具有相关性。超过76%的破裂组动脉瘤面积比≥1.531(动脉瘤破裂的临界值)，然而约76.5%的未破裂组动脉瘤面积比小于临界值。此外，破裂组动脉瘤面积比大于未破裂组(3.20±2.108vs1.30±0.968,P<0.01)。既往研究表明随着动脉瘤增大，瘤内血流速率变慢，瘤壁剪切力减小，动脉瘤更加易于破裂[5,16]。因此基于上述研究成果，我们尝试从血流动力学角度对面积比这个参数给予以下阐述：本研究动脉瘤面积(A1)代表着单位时间内动脉瘤能容纳的血容量，瘤颈处载瘤动脉面积(A2)代表着载瘤动脉单位时间内通过瘤颈供给动脉瘤的血容量。在A1 相同的条件下，A2 越小代表着载瘤动脉单位时间内通过瘤颈供给动脉瘤的血容量越少，其瘤内的血流速度就会越慢，瘤内平均壁面切应力就越低，动脉瘤越容易破裂。在A2 相同的条件下，A1 越大代表着单位时间内动脉瘤能容纳的血容量越大，动脉瘤内的血流速度就会越慢，瘤内平均壁面切应力就越低，动脉瘤就更容易破裂。

本研究存在以下不足:①本研究为回顾性研究,纳入研究的CTA检查患者可能存在选择偏倚。②本研究仅仅使用了CTA的影像资料，且检查结果并未与动脉瘤诊断的传统金标准DSA进行对照。但是，CTA诊断颅内动脉瘤不仅敏感性、特异性高，而且还具有很好的一致性[7]。因此，CTA误诊动脉瘤的可能性很小，我们认为这种小概率的误诊是可以接受的。③动脉瘤大小、AR、SR、面积比、不规则瘤壁也可能是动脉瘤破裂后的结果，而非其破裂的原因。因此，前瞻性地建立动脉瘤破裂前后的对比模型，以探讨动脉瘤形态学差异是非常必要的。

4结论

使用标准化后的CTA图像测量方法，我们在同一个体中比较了破裂和未破裂动脉瘤的形态学特征。动脉瘤大小、面积比值、SR和AR是影响动脉瘤破裂的独立危险因素。这些独立危险因素可能有助于评估未破裂动脉瘤的破裂风险，甚至可能有利于制定未破裂动脉瘤的干预和预后措施。

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Risk factors analysis of ruptured aneurysms in patients with mirror posterior communicating artery aneurysms by CT angiography

CHEN Jienan1,2, HUANG Zhongqing1, MENG Zhihua1*, HOU Zhongjun3, HUANG Suiqiao4, YU Hao5, WEN Zhibo5, WANG Qiujing6, LI Pingan7

(1DepartmentofMedicalImageCenter,YuebeiPeople’sHospital,ShantouUniversityMedicalCollege,Shaoguan512026,China;2DepartmentofMedicalImageCenter,ZhuhaiMaternalandChildHealth;3DepartmentofMedicalImageCenter,SecondAffiliatedHospitalofGuangzhouMedicalUniversity;4DepartmentofMedicalImageCenter,SunYat-SenMemorialHospital,SunYat-SenUniversity;5DepartmentofMedicalImageCenter,ZhujiangHospital,SouthernMedicalUniversity;6DepartmentofNeurosurgery,ZhujiangHospital,SouthernMedicalUniversity;7DepartmentofNeurosurgery,YuebeiPeople’sHospital,ShantouUniversity；*Correspondingauthor,E-mail:zhihua_meng@163.com)

Abstract：ObjectiveTo explore the risk factors of intracranial aneurysm rupture.MethodsFrom January 2008 to March 2014, a total of 2 361 patients harboring 2 674 aneurysms were diagnosed by CT angiography or surgical findings in four medical centers. Patients with aneurysm were divided into 2 groups on the basis of surgical results or the pattern of hemorrhage on conventional head CT: ruptured group and unruptured group. Morphological parameters examined for aneurysms comprised aneurysm wall regularity, size, neck width, aspect ratio(AR), size ratio(SR), neck-to-parent-artery ratio, height-width ratio(HWR) and area ratio. Univariate and multivariate statistical analyses were performed to explore the independent risk factors for rupture. ResultsA total of 34 patients(29 females) with symmetrical bilateral aneurysms were included, with a mean age of (62.2±10.2)years. Univariate analysis showed that aneurysm size, AR, SR, area ratio and irregular wall were significantly different between ruptured and unruptured patients. Multivariate analysis showed that aneurysm size≥4.55 mm(AOR 9.233,95%CI 2.023-42.144),AR≥1.611(AOR 9.521,95%CI 2.182-41.535),area ratio≥1.481(AOR 4.089,95%CI 1.247-13.406),and irregular shape(AOR 10.443,95%CI 3.394-32.135) were significant predictive factors for aneurysm rupture after adjustment for irregular wall.ConclusionAn aneurysm size≥4.55 mm, aspect ratio≥1.114, SR≥1.869, and area ratio≥1.531 are associated with aneurysm rupture independent of aneurysm size and patient characteristics. These aneurysm characteristics can be used for the evaluation, prognosis, and prevention of rupture risk for intracranial aneurysm.

Key words:intracranial aneurysm;CT；angiography；morphology

作者简介：陈解南，女，1984-05生，汕头大学医学院在读硕士，主治医师，E-mail：cjn-2004@163.com

收稿日期：2016-02-25

中图分类号：R739.41

文献标志码：A

文章编号：1007-6611(2016)05-0463-05

DOI：10.13753/j.issn.1007-6611.2016.05.015