颈总动脉分叉部的几何形态在缺血性脑血管疾病中的临床意义

冯军屏 黄 松 盛伟华 陆 祎 宋黎涛

缺血性脑血管疾病（ischemic cerebrovascular disease， ICVD）是一系列包括缺血性脑卒中（ischemic stroke，IS）或短暂性脑缺血发作（transient ischemic attack， TIA）等相关症状的疾病[1]，占脑血管病变的70%～80%，是最主要的脑血管病变，致死率和致残率高。而ICVD的主要病因之一被认为是颈动脉粥样硬化及其引起的局部管腔狭窄[2]。动脉血管网的主要分叉或弯曲处常是动脉粥样硬化好发部位，例如颈总动脉分叉(common carotid artery bifurcation，CCAB)，研究认为动脉几何形态及其导致的局部血流动力学变化是局部粥样硬化的主要危险因素[3-4]，随后的大样本研究[5]确认了CCAB几何形态的变化是导致血管粥样硬化的主要危险因素。同时，其他大样本研究[6]也提示CCAB的几何形态变化及其导致的血流动力学变化与相应部位血管壁的变化密切相关，CCAB的几何形态是相应血管管壁病变的独立危险因素[7]，而局部血管壁的损伤、病变正是血管粥样硬化的病理基础。基于此，本研究回顾性的分析资料所收集的相关心血管病变的危险因素和CCAB的几何形态情况，探索CCAB的几何形态在ICVD中的临床意义。

方 法

1．研究对象

收集自2014年1月1日到2016年4月1日所有在上海市第七人民医院同时行CT头颈部血管成像检查和MR头颅检查的患者，共187名，其中男105名，女82名，年龄53～76岁，平均年龄63．1岁。

2．检查方法

采用德国SIEMENS公司SOMATOM Definition双源CT扫描仪进行扫描，患者取常规仰卧位，运用双能扫描模式，扫描范围自升主动脉弓至颅顶。常规行颈部平扫后再行增强扫描，增强扫描应用人工智能触发扫描系统，当兴趣区(升主动脉)密度达到预设值(100 HU)时，再延迟4s后扫描自动开始。使用双筒高压注射器经肘静脉以4 ml/s流率注入碘佛醇（350 mgI/ml）100ml，随后以相同流率注射生理盐水40ml。扫描条件：管电压分别为140kV和80kV，管电流分别为60mAs、230mAs，准直64mm×0．6mm，螺距为0．7，旋转时间0．33s/r，FOV160mm，自动重建层厚0．75mm，重建间隔0．5mm，图像融合参数0．3，卷积核B30f。

扫描完成后，将图像传至西门子后处理工作站（Syngo）进行分析，在原始横断位图像的基础上，运用后处理软件进行图像重建，包括曲面重建（curved planar reformation， CPR）、最大密度投影（maximum intensity projection， MIP）、多平面重建（multiplanar reformation， MPR）和容积再现（volume reconstruction， VR）。

采用GE Signs 1．5T MR机，运用多通道头颅线圈进行扫描，包括横断面自旋回波T1WI、T2WI、FLAIR、DWI和矢状面自旋回波T1WI。扫描参数如下：T1WI（TR500ms，TE30ms，NEX 1）、T2WI（TR 4100ms，TE 100ms，NEX 1）FOV 24cm，矩阵 320×256。FLAIR（TR 4000ms，TE 120ms，TI 1450ms，NEX 1）FOV 24cm，矩阵 320×224。DWI（b=0 和 1000s/mm2，TR 4500ms，TE 80ms）FOV 24cm，矩阵128×128。以上各序列均为层厚5．0mm，层间隔1．5mm。

3．评价方法

根据文献[8-9]，将CCAB进行几何形态分类并测量分叉角。其几何形态学分类根据颈内动脉（internal carotid artery， ICA）弯曲点距离CCAB的距离远近分为三类（图1）：①直分叉，即在颈动脉窦长度的2倍范围内没有弯曲；②直弯分叉，即在颈动脉窦末端开始弯曲，颈动脉窦本身保持直线形态；③弯分叉，即在颈动脉窦根部就开始弯曲。CCAB分叉角的测量方法（均测量右侧CCAB分叉角，见图1A）：于VR图像上，沿ICA和颈外动脉(external carotid artery， ECA)各画一中心线，两者间夹角即为分叉的角度。

4．相关心血管病变的危险因素

与心血管疾病有关的危险因素包括：高血压、高血脂症、糖尿病、冠心病、高同型半胱氨酸血症和吸烟史、饮酒史等。高同型半胱氨酸血症的标准为血清同型半胱氨酸＞15μmol/L。

5 统计学分析

结 果

本研究中，正常人有61名，脑缺血性疾病患

者126名。多因素Logistic回归分析显示，两组之间男女性别、年龄、血压、血糖、是否冠心病、血同型半胱氨酸水平及吸烟、饮酒史与ICVD发生没有明显关系；相反，高血脂和CCAB角度与ICVD发生有关系。具体来看，两组之间的CCAB几何形态也存在着显著差异：正常组颈动脉分叉角明显小于脑缺血性疾病组（34．7±13．6vs．46．4±16．4，P＜0．0001），正常组CCA远端的内径明显小于脑缺血性疾病组（6．7±0．7vs．7．1±0．8，P=0．0010），正常组ICA膨大处近端内径明显小于脑缺血性疾病组（7．2±1．1vs．7．7±1．3，P=0．0104），正常组 ICA膨大处内径明显小于脑缺血性疾病组（7．6±1．1vs．8．8±1．3，P＜0．0001），正常组 ICA 膨大处远端内径明显小于脑缺血性疾病组（4．8±0．6vs．5．3±0．7，P＜0．0001），正常组ECA开口以远1．5cm处的内径明显小于脑缺血性疾病组（4．3±0．5vs．4．9±0．6，P＜0．0001）。具体情况见表1、表2和图2～4。

表1 ICVD患者相关因素的多因素分析

表2 ICVD患者CCAB的几何形态数值

图1 颈总动脉分叉部解剖值测量示意图，颈内、外动脉长轴延伸线的夹角即为分叉部夹角。B～D为CCAB相应三种分型的简易示意图。

图2 男，65岁，A、B．头颅MR扫描，未发现异常情况。C、D．颈动脉CTA测量：颈动脉分叉角27．6°，颈总动脉远端的内径6．4mm，颈内动脉膨大处近端内径7．1mm，颈内动脉膨大处内径7．4mm，颈内动脉膨大处远端内径4．5mm，颈外动脉开口以远1．5cm处的内径4．2mm。

图3 女，65岁，右侧肢体感觉行动异常。A、B．头颅MR扫描发现右侧丘脑腔隙性梗死灶。C、D．颈动脉CTA测量：颈动脉分叉角45．1°，颈总动脉远端的内径7．0mm，颈内动脉膨大处近端内径7．6mm，颈内动脉膨大处内径8．7mm，颈内动脉膨大处远端内径5．2mm，颈外动脉开口以远1．5cm处的内径4．8mm。

图4 男，75岁，既往有卒中史。A、B．头颅MR扫描发现双侧顶叶及右侧基底节区多发梗死灶。C、D．颈动脉CTA测量：颈动脉分叉角72．1°，颈总动脉远端的内径7．3mm，颈内动脉膨大处近端内径2．9mm（明显狭窄形成，考虑软斑块所致），颈内动脉膨大处内径8．5mm，颈内动脉膨大处远端内径5．3mm，颈外动脉开口以远1．5cm处的内径4．5mm。MIP可见多处附壁钙化粥样硬化斑块并不规则狭窄。

讨 论

脑血管疾病对于公共健康的危害仅次于心脏病，除了导致死亡外，还可致残而引发其他长期问题。因此，了解其易感因素进行更有针对性的预防，对降低该病的危害大有裨益。约70%～80%的脑血管疾病为ICVD，其中又有约75%的ICVD为颈动脉狭窄所致[10]，因此重视颈动脉狭窄的病因，能更好地防范脑缺血性疾病的发生。

动脉粥样硬化是颈动脉狭窄的病理学基础，具体而言：动脉壁内膜的中层因各种致病因素的共同作用下，如糖代谢异常、脂代谢异常、冠心病、吸烟等，内膜中层厚度增加，脂质沉积，形成斑块，斑块突入管腔逐渐引起管腔的狭窄甚至闭塞，最终导致相应组织器官的缺血、功能受损。现阶段认为动脉粥样硬化发生的主要机制，是一种血管壁内皮细胞和平滑肌细胞受损后引发的慢性炎症性增殖性反应[11]。而颈动脉粥样硬化最常发的部位就在CCAB。

CCAB的几何形态会随着年龄的变化而变化[2]：儿童期前人们的ICA和ECA管径大致相同，ICA起始部在青少年期开始扩张，并于成年期逐渐形成颈动脉窦。上述解剖结构伴随年龄发生的变化可能与日益增长的脑部供血有关[12]。正是因为CCAB特殊的解剖结构和几何形态学变化，导致其独特的血流动力学特点，最终成为动脉粥样硬化好发区。这些可能导致动脉粥样硬化的直接原因归纳起来有：①CCAB局部血流的低剪切力：CCA内血流为单向，在CCAB管径分叉，原有血流方向改变并形成高、低剪切力区，出现涡流和湍流，冲刷血管内壁造成损伤并使脂质易于沉积，继而引发血小板和胶原蛋白的聚集，促进粥样硬化和附壁血栓的形成[13]；②颈动脉窦解剖结构上扭曲或弯曲，进一步促进了上述病理过程。CCAB血液动力学变化与其分叉角度密切相关，分叉角度越大，血流动力学改变也越明显，发生动脉粥样硬化的风险也就更高[14]。一项涉及多个危险因素的多重回归分析研究[7]认为CCAB的几何形态是血管壁增厚的独立危险因素，而局部血管壁增厚是血管壁受损的最直接证据。血流的低剪切力促进粥样硬化的形成，高剪切力相反起到保护作用，这直接导致颈动脉窦的外侧低剪切力区管壁最厚，颈动脉窦的内侧中-高剪切力区管壁较薄[15]。同时血流的低剪切力也促使脂质的沉积，导致血管内皮凋亡，诱发动脉粥样硬化的发生[2]。

我们通过回顾性的多因素分析发现，性别、年龄、血压、血糖、是否冠心病、血同型半胱氨酸水平及吸烟、饮酒史与ICVD发生没有明显关系；血脂和CCAB角度与ICVD的发生有关。ICVD患者的CCAB角度明显要大于健康人，支持与文献相似的观点[14]：CCAB几何形态的变化（更扭曲）促使CCAB粥样硬化的发生，进一步导致ICVD的发生。也正如Bijari等[7]所述，CCAB的扭曲和旋转不是动脉粥样硬化的结果，而是其原因。进一步的血管内径的对比发现，ICVD患者的血管内径均大于正常人，也与文献相仿[16]，这应该也是CCAB几何形态所致的血液动力学作用的结果。

ICVD患者的CCAB角度更大，CCAB角度很有可能作为一个预测ICVD的有用指标，其更明确的价值有赖于更完整、细致的前瞻性实验设计去探究，当然也不能仅凭CCAB角度就单纯的判断ICVD的发生[16]。本研究由于属于回顾性研究，也未对颈动脉的管壁钙化情况和管壁的厚度变化进行深入观察研究，这些都可以在今后的进一步研究中予以完善。另外，虽然MRI对于ICVD的诊断有很高的敏感度、特异度，但更优的金标准检查依赖于核素脑灌注扫描，这也可能导致有少部分病人漏诊，虽然这样的病人数量可能并不多，因此未来的研究也应予完善相关核素扫描检查。