颈内动脉瘤头颅CT血管造影血流动力学参数和形态学参数与颈内动脉瘤破裂的相关性

丁金铎,尹乾坤,艾鹏辉

(濮阳市人民医院神经外科,河南 濮阳 457000)

颅内动脉瘤是一种颅内动脉血管管壁发生局部受损，产生异常膨出而形成的动脉瘤，其可发生于任何年龄阶段，是导致自发性蛛网膜下腔出血的主要原因[1-2]。颈内动脉瘤是颅内动脉瘤的常见类型之一，其发生率占颅内动脉瘤的41.3%，具有易破裂、预后差、病情进展迅速、病因复杂等特点，一旦动脉瘤破裂出血，其致死率高达35%，严重危及患者生命安全[3-4]。因此，早期准确诊断颈内动脉瘤，评估动脉瘤破裂的发生风险，对挽救患者生命、降低病死率具有积极意义。目前，随着影像技术的发展，颈内动脉瘤的检出率逐渐增加，对未发生破裂的颈内动脉瘤采取积极的治疗措施是临床医生的关注热点[5]。既往多对头颅计算机体层摄影血管造影(computed tomographic angiography，CTA)动脉瘤血流/形态学参数与动脉瘤患者的临床特征的关系进行研究，而关于头颅CTA动脉瘤血流/形态学参数对颈内动脉瘤破裂的影响鲜有报道[6-7]。本研究以颈内动脉瘤患者为研究对象，探讨头颅CTA动脉瘤血流动力学参数和形态学参数与颈内动脉瘤破裂的相关性，以期为颈内动脉瘤破裂的临床预测提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料选择2016年5月至2021年5月濮阳市人民医院收治的82例颈内动脉瘤患者为研究对象，其中男45例，女37例；年龄38～70(55.41±4.18)岁。病例纳入标准：(1)符合颈内动脉瘤的诊断标准[8]，并经影像学检查证实；(2)患者或家属签署知情同意书。排除标准：(1)伴有其他脑血管畸形或有外伤导致的动脉瘤；(2)有动脉瘤破裂史；(3)伴有恶性肿瘤者；(4)伴有严重肝肾功能障碍不能接受手术者。根据颈内动脉瘤是否发生破裂将患者分为破裂组(n=32，38枚动脉瘤)和未破裂组(n=50，59枚动脉瘤)。本研究经医院医学伦理委员会批准同意。

1.2 临床资料收集通过查阅病历资料收集可能影响颈内动脉瘤破裂的相关因素，包括性别、年龄、吸烟史、饮酒史、高血压史。

1.3 检查方法患者入院24 h内行头颅CTA检查，采用64层螺旋CT机对患者头颅进行扫描，扫描参数：层间距0.55 mm，层厚 0.734 mm，扫描速度每周0.5 s，螺距0.994，管电压120 kV，视场角25 cm×25 cm，管电流500 mA，矩阵512×512。固定患者头部，先行常规平扫，确定病灶位置，然后采用CT Panion D双筒双通道高压注射器(苏州恒瑞迪生医疗科技有限公司)经肘静脉注射造影剂，流速 4.5 mm·s-1，然后注射生理盐水，行增强扫描。扫描范围自患者颈内动脉起始处至颅顶，扫描线与颅底平行，然后将CT扫描数据传输至工作站，进行图像重建。

1.4 动脉瘤血流动力学和形态学参数评估参考文献[9]中的测量方法及公式评估患者动脉瘤形态学参数。测量出患者动脉瘤最长径、瘤体宽度、瘤体垂直高度、瘤体直径、瘤颈宽度，计算动脉瘤的体颈比值(aspect ratio，AR)和动脉瘤体宽径/瘤颈宽径比值，AR=瘤体最长径/瘤径宽度，动脉瘤体宽径/瘤颈宽径比值指前交通动脉瘤体宽径与瘤颈宽径的比值。

血流动力学参数采用流体力学计算方法得出，分别描记出动脉瘤表面的压力、壁面剪切梯度、壁面剪切力。计算患者收缩期动脉瘤表面平均压力(pressure average，PA)、标准化PA(normalized pressure average，NPA)、平均壁面剪切力(wall shear stress average，WSSA)、标准化WSSA(normalized WSSA，NWSSA)、平均壁面剪切梯度(wall shear stress gradient average，WSSGA)、一个心动周期内的动脉瘤表面最大压力(pressur maximum，PM)、标准化PM(normalized PM，NPM)、壁面剪切力最大值(wall shear stress maximum，WSSM)、标准化WSSM(normalized WSSM，NWSSM)、剪切力震荡指数(oscillatory shear index，OSI)及低剪切力面积比值(low shear area ratio，LSAR)(指低剪切力区域占动脉瘤的比例)。

2 结果

2.1 颈内动脉瘤破裂危险因素单因素分析结果见表1。患者的性别、年龄、吸烟史、饮酒史、高血压史、动脉瘤数目、瘤体宽度、瘤体垂直高度、瘤体直径、瘤颈宽度、PA、NPA、PM、NPM、WSSA、NWSSA、WSSM与颈内动脉瘤破裂无关(P>0.05)。患者的动脉瘤最长径、AR、动脉瘤体宽径/瘤颈宽径比值、NWSSM、OSI、LSAR、WSSGA与颈内动脉瘤破裂有关(P<0.05)。

表1 颈内动脉瘤破裂危险因素单因素分析结果

2.2 颈内动脉瘤患者动脉瘤破裂影响因素logistic回归分析结果见表2。将单因素分析中差异有统计学意义的指标进一步行logistic回归分析，结果显示，AR值、动脉瘤体宽径/瘤颈宽径比值、NWSSM、OSI均是颈内动脉瘤患者动脉瘤破裂的危险因素(P<0.05)。

表2 颈内动脉瘤破裂危险因素logistic回归分析结果

2.3 动脉瘤形态学参数和血流动力学参数对颈内动脉瘤患者动脉瘤破裂的预测效能结果见表3和图1。ROC曲线显示，AR、动脉瘤体宽径/瘤颈宽径比值、NWSSM、OSI预测颈内动脉瘤破裂的最佳截断值分别为1.470 0、1.530 0、0.390 0、0.003 2，灵敏度分别为79.64%、75.62%、90.24%、85.49%，特异度分别为86.37%、89.46%、64.79%、79.86%，AUC分别为0.813、0.791、0.894、0.851。

表3 动脉瘤形态学参数和血流动力学参数对颈内动脉瘤破裂的预测价值

3 讨论

颈内动脉瘤是一种常见的血管疾病，其病因尚未明确，但可能与动脉粥样硬化、创伤、感染、先天性因素等有关，临床表现为肢体麻木、头痛、眼花等症状，严重时可出现偏盲、感觉障碍、偏瘫，甚至是休克，严重危及患者生命[10-11]。因颈内动脉瘤发生破裂后可导致较高的病死率和致残率，故准确评估动脉瘤破裂对颈内动脉瘤患者预后具有重要意义。目前，对颈内动脉瘤破裂风险的预测主要基于数字减影血管成像(digital subtraction angiography，DSA)、核磁共振血管造影(magnetic resonance angiography，MRA)以及CTA等进行分析。DSA是诊断血管病变的金标准，但其是一种有创检查，且价格昂贵、操作过程复杂，因此在临床中的广泛应用受到一定的限制[12]。与DSA相比，MRA具有无创、无辐射的优势，但其分辨率较差，漏诊率较高[13]。与DSA、MRA相比，CTA检查不受上述情况的影响，且随着影像后处理技术的发展，CTA动脉瘤血流动力学参数和形态学参数为评估动脉瘤破裂风险带来新的契机，为颈内动脉瘤治疗方案的选择提供参考[14]。

AR值结合了动脉瘤长径与瘤径宽度，能有效反映动脉瘤的整体形态特征，是预测动脉瘤破裂的重要参数。XU等[15]研究显示，AR值不仅能判断颈内动脉瘤的形态学变化，亦是颅内动脉瘤破裂的危险因素。本研究结果显示，AR值是颅内动脉瘤破裂的危险因素，与上述观点一致，提示AR值大小与颅内动脉瘤破裂具有一定的相关性，分析原因可能为AR值的升高可导致动脉瘤内形成封闭的涡流，且血流流速缓慢，进而促使血小板的形成，加重瘤壁炎症反应，最终导致颈内动脉瘤管壁结构改变，甚至是瘤壁溶解破裂。动脉瘤体宽径/瘤颈宽径比值是瘤体宽径与瘤颈宽径的比值，可反映动脉瘤的形态特征，对判断颈内动脉瘤破裂也具有重要意义。本研究结果显示，动脉瘤体宽径/瘤颈宽径比值是颈内动脉瘤破裂的危险因素，这与MALHOTRA 等[16]研究结果一致，提示动脉瘤体宽径/瘤颈宽径比值与颅内动脉瘤破裂具有一定的相关性。其原因可能为动脉瘤体宽径/瘤颈宽径比值越大，瘤体宽径越大，瘤腔内血流流速越慢，导致局部血流滞留，加重颈内动脉瘤管壁结构的改变，从而增加重颈内动脉瘤破裂风险。

有研究显示，血流动力学在颈内动脉瘤的形成、发展过程中发挥重要作用，其中NWSSM能反映颈内动脉瘤表面壁面剪切力的标准化最大值，低壁面剪切力能导致瘤体管壁结构的改变以及炎症因子浸润血管管壁[17]。本研究结果显示，NWSSM是颈内动脉瘤破裂的危险因素，这与吴俊等[18]研究结果一致，提示NWSSM水平与颈内动脉瘤破裂存在一定相关性。同时，本研究还发现，OSI亦是颈内动脉瘤破裂的危险因素，这与PERERA 等[19]研究结果一致，提示OSI与颈内动脉瘤破裂也存在一定相关性，其原因可能是OSI能反映动脉瘤部位的血流环境，其值越高，表明动脉瘤部位血流越不稳定，这种不稳定性可加重血管壁动脉粥样硬化的进展及炎症反应程度，从而导致颈内动脉瘤破裂。本研究中ROC曲线结果显示，AR值、动脉瘤体宽径/瘤颈宽径比值、NWSSM、OSI预测颈内动脉瘤患者动脉瘤破裂的灵敏度、特异度均较高，进一步提示AR值、动脉瘤体宽径/瘤颈宽径比值、NWSSM、OSI与颈内动脉瘤破裂关系密切。

综上所述，AR值、动脉瘤体宽径/瘤颈宽径比值、NWSSM、OSI均是影响颈内动脉患者动脉瘤破裂的危险因素，与颈内动脉瘤破裂具有一定的相关性，对颈内动脉瘤破裂的发生具有较好的预测价值。