MRA技术在破裂颅内动脉瘤诊断及术后复发预测效能中的应用价值

黎 丽， 孟志华， 刘干辉

粤北人民医院影像诊断科， 广东 韶关 512000

颅内动脉瘤(intracranial aneurysms，IA)一旦破裂出血，可引起致命性蛛网膜下腔出血，相关报道指出，30.0% IA破裂患者遗留中重度残疾，且病死率高达32.0%～67.0%[1,2]。血管内栓塞术是现阶段临床治疗IA的重要方法，但有学者指出[3]，使用支架辅助完全栓塞后再通或复发率仍有14.0%～34.0%。数字减影血管造影(digital subtraction angiography，DSA)是目前临床IA介入栓塞后复查的金标准，但其存在有创、辐射等缺点，不利于长期随访。近年来，随影像学技术的不断更新与发展，磁共振血管成像(magnetic resonance angiography，MRA)技术凭借无创、成像快捷、费用便宜等优点，正逐渐成为IA破裂筛查的首选手段，但目前关于其在IA术后复发的预测效能方面缺乏循证依据，有待进一步验证。基于此，本研究尝试探讨MRA技术在IA诊断及术后复发预测效能中的应用价值。

1 资料和方法

1.1 一般资料

选取2019年12月至2021年1月我院颅内动脉瘤(IA)破裂患者45例作为破裂组，同期IA未破裂患者81例为未破裂组，均接受MRA技术检查。纳入标准：破裂组经头部CT提示蛛网膜下腔出血；两组术前均经DSA检查证实为适合分析血流动力学的单发IA；两组符合血管内栓塞术适应症。排除标准：存在凝血机制紊乱或活动性出血者；颅内血管畸形者；合并心、肝、肾等其他重要脏器器质性病变者；夹层、血泡样动脉瘤及其他特殊动脉瘤者；多发动脉瘤、非动脉瘤脑血管疾病所致肿瘤破裂者；海绵窦内或颈内动脉颈段至床突段动脉瘤者；精神失常者。本研究经我院医学伦理委员会批准。

1.2 方法

收集资料：通过查找文献、咨询专家意见、临床经验等设计《IA患者一般资料调查问卷》，收集患者年龄、性别、吸烟史、饮酒史、与载瘤动脉关系、动脉瘤部位、瘤颈、基础疾病、动脉瘤大小、即刻栓塞效果等内容。其中，即刻栓塞效果运用Raymond分级[4]进行评价：完全栓塞为Ⅰ级，瘤颈显影为Ⅱ级，瘤体显影为Ⅲ级。

磁共振血管成像检查：采用GE750W3.0T静音磁共振扫描仪，64通道相控阵头颈联合线圈，实施对比剂增强法MRA检查。扫描参数：重复时间(TR)为7.2 ms，回波时间(TE)为1.8 ms，视野(FOV)为200 mm×172 mm，矩阵为512×480，层数为240层，层厚为0.5 mm，反转角为25°，像素为0.4 mm×0.4 mm×0.5 mm，带宽为180 kHz，获取图像时间为1 min30 s。应用高压注射器经肘静脉注射20 mL钆喷酸葡胺，流速为2 mL/s，自动促发技术确保动脉内信号峰值与卵圆形中心顺序采集时间相同以获取更高成像质量。

运用德国西门子Syngo工作站实时三维容积显示技术对图像进行后处理及分析，运用最大强度投影法重组图像，测量动脉瘤最长径、瘤颈宽度，计算动脉瘤最长径与瘤颈宽度比值(AR)。同时，采用STAR CCM+流体动力学工作站获取标准化表面最大剪切力(normalized wall shear stress maximum，NWSSM)、剪切力震荡指数(oscillating shear index，OSI)、标准化一个心动周期内的动脉瘤表面最大压力(normalized pressure maximum，NPM)、标准化收缩期动脉瘤的表面平均压力(normalized pressure average，NPA)。

1.3 观察指标

(1)比较两组形态学参数(动脉瘤最长径、瘤颈宽度、AR)、血流动力学参数(NWSSM、OSI、NPM、NPA)。(2)分析AR、NWSSM、OSI单一及联合对IA破裂的诊断价值。(3)统计126例IA患者术后3个月复发率，并根据有无复发分为复发者和无复发者进行分析。比较两者的一般资料，其中复发标准为DSA显示已治疗完全且初次治疗后不再显影的动脉瘤又重新出现显影，瘤颈或瘤体残留比初次治疗后显著增大，弹簧圈明显压缩，或术后再次破裂出血。(4)比较不同复发情况患者形态学参数、血流动力学参数。(5)分析IA术后复发的影响因素。(6)分析磁共振成像(MRI)技术对IA术后复发的预测价值。

1.4 统计学方法

2 结果

2.1 两组形态学、血流动力学参数比较

比较两组瘤颈宽度、NPM、NPA，差异无统计学意义(P>0.05)；破裂组动脉瘤最长径明显长于未破裂组，AR、OSI明显高于未破裂组，NWSSM明显低于未破裂组(P<0.05)。见表1。

表1 两组形态学、血流动力学参数比较

2.2 AR、NWSSM、OSI对IA破裂的诊断价值

AR、NWSSM、OSI诊断IA破裂的ROC曲线结果显示，三项单一指标中，AR的AUC最高；各指标联合诊断的AUC最大，为0.850。数据见表2。

表2 AR、NWSSM、OSI对IA破裂的诊断价值

2.3 不同复发情况患者一般资料比较

126例IA患者术后3个月复发率为13.49%(17/126)。IA不同复发患者年龄、性别、吸烟史、饮酒史、动脉瘤破裂、与载瘤动脉关系、动脉瘤部位、瘤颈、基础疾病比较，差异无统计学意义(P>0.05)；IA不同复发情况患者动脉瘤大小、即刻栓塞效果比较，差异有统计学意义(P<0.05)。见表3。

表3 不同复发情况患者一般资料比较

2.4 不同复发患者形态学、血流动力学参数比较

从表4可知，颅内动脉瘤术后有无复发患者瘤颈宽度、NPM、NPA比较，差异无统计学意义(P>0.05)；IA术后复发者动脉瘤最长径长于无复发者，NWSSM低于无复发者，AR、OSI高于无复发者(P<0.05)。见表4。

表4 术后不同复发患者形态学、血流动力学参数比较

2.5 IA术后复发的影响因素

以IA术后复发作为因变量(无为0，有为1)，纳入即刻栓塞效果(赋值：RaymondⅠ级为0，RaymondⅡ～Ⅲ级为1)、动脉瘤最长径(赋值：<平均值为0，≥平均值为1)、AR(赋值：<平均值为0，≥平均值为1)、NWSSM(赋值：<平均值为0，≥平均值为1)、OSI(赋值：<平均值为0，≥平均值为1)作为自变量进行Logistic回归方程分析，结果显示，即刻栓塞效果、动脉瘤最长径、AR、NWSSM、OSI是IA术后复发的重要影响因素(P<0.05)。见表5。

表5 IA术后复发的影响因素

2.6 AR、NWSSM、OSI对IA术后复发的预测效能

根据术后3个月AR、NWSSM、OSI做ROC曲线显示，三者联合预测IA术后复发的AUC值最大，为0.853。见表6。

表6 AR、NWSSM、OSI对IA术后复发的预测效能

3 讨论

MRA是一种通过比较血管内流动血流与相对静止的人体正常组织MR信号差异产生图像的检查技术，通过注射顺磁性对比剂，调节血液T1值，进而清晰呈现血管结构是其成像原理。目前，颅内动脉破裂相关形态学因素已得到较广泛认识，AR值为瘤体最长径与瘤颈宽度的比值，能有效体现动脉瘤整体几何特性[5,6]。相关研究认为[7]，动脉瘤AR超过1.6时，IA破裂出血风险明显升高。国外学者通过回顾性分析2347例动脉瘤患者临床资料可知[8]，当AR>1.6时，IA破裂发生率可达52.44%。本研究显示，与IA未破裂患者相比，IA破裂患者AR值更高，结合连烨等[9]、时代等[10]研究结果认为这可能是由于AR值增大会促使IA内形成封闭涡流，增加瘤内血小板血栓生成危险性，从而引起瘤壁炎症反应，促使瘤壁溶解，甚至破裂。进一步绘制ROC曲线可知，AR值诊断IA破裂的特异度高于NWSSM、OSI诊断，为90.12%。提示MRA技术对IA破裂具有一定诊断价值。

前期研究还表明[11]，终末期即将破裂动脉瘤存在以下征象：血流集中、小冲击区、血流结构复杂、载流动脉血流不均匀及冲撞区附近剪切应力异常等。国外研究则显示[12]，低剪切应力是动脉瘤破裂的独立危险因素。本研究通过对比研究发现，IA破裂患者NWSSM低于未破裂患者，这可能归因于低剪切应力可诱导血管细胞黏附因子表达，延缓炎性细胞在内皮细胞表面滚动速度，进一步加重炎症细胞介导的退行性改变，激发巨噬细胞相关慢性炎症，加快动脉粥样硬化过程，继而增加IA破裂风险。OSI能有效表明局部血流环境稳定程度，其表达升高代表局部血流不稳定性加重[13]。本研究发现，OSI值在IA破裂患者中呈高表达，考虑机制可能在于OSI表达上调一定程度会促使内皮细胞基因表达改变，影响内皮细胞合成血流诱导性一氧化氮，加剧内皮细胞通透性，从而诱发IA破裂。

另外，报道显示，在MRA影像上，复发动脉瘤内残余血流及载瘤动脉内血流均表现为高信号[14]。杨松涛[15]研究还指出，曲度大的血管局部高动态压力、高剪切应力二者共同作用可能是导致IA形成的血流动力学机制所在。聂景浩等[16]观点认为，动脉瘤AR形态参数与IA血流动力学特征存在一定相关性。经Logistic回归方程分析可知，AR和OSI升高、NWSSM降低均是IA术后复发的独立危险因素。盛斌[17]通过随访也发现，床突旁动脉瘤栓塞术后瘤颈区存在高壁面剪切力(wall shear stress，WSS)、OSI及高血流速度，可能引起动脉瘤复发。提示早期采用MRA技术监测IA患者术后形态学、血流动力学，可为预防复发提供影像学技术支持。然而AR、OSI、NWSSM单一预测IA术后复发的敏感度、特异度较低，故本研究采取联合预测模式，结果显示，AR、OSI、NWSSM联合预测IA术后复发的AUC值0.853，提示采用MRI技术监测IA患者形态学与血流动力学，有助于指导临床预测术后复发。此外，王驰等[18]通过回顾性研究429例颅内囊状动脉瘤患者发现，大型或巨大型动脉瘤、术后即刻栓塞不全是动脉瘤栓塞术后复发的独立危险因素，支持本研究观点，可能与大型或巨大型动脉瘤瘤体形态不规则，瘤颈较宽，导致致密填塞效果欠佳，易形成瘤腔内血栓，扩大术后残余瘤腔，进而增加术后复发风险有关，故在评估IA术后复发的同时还应将动脉瘤大小、即刻栓塞效果纳入考虑范围内。

综上可知，采用MRA技术监测IA形态学与血流动力学，可为临床诊断IA破裂、预测术后复发提供科学循证指导。但本研究是在短期随访结果基础上建立的预测模型，关于IA治疗后长期稳定性的价值仍有待于进一步证实。