煙霧病旁路移植術中熒光造影在血流動力學評估中的應用

葉 迅，劉興炬，劉靈童，張 東，張 巖，趙元立，馬 力，王 昊，陳曉霖，王 嶸

煙霧病（moyamoya disease，MMD）是以雙側頸內動脈末端慢性進行性狹窄或閉塞為特征，并繼發引起顱底異常血管網形成的一種少見的腦血管疾病，1969年日本學者Suzuki及Takaku將該病稱之為“煙霧病”[1]。MMD病程呈現進展性，目前絕大多數的MMD患者可采用外科手術治療。手術治療分為直接和間接的血管重建手術。而直接血管重建手術中最常用為顳淺動脈-大腦中動脈（superficial temporal artery to middle cerebral artery，STA-MCA）旁路移植術[2]，術中及時判斷吻合口的通暢情況，了解旁路移植血管的血流灌注改善情況是手術成功的首要條件，吲哚菁綠（indocyanine green，ICG）熒光造影技術與手術顯微鏡結合提高了檢查的便利性和速度。自2006年整合ICG系統的顯微鏡在國內開始應用以來，ICG造影逐漸成為術中評價腦血流的常規監測手段[3]。目前國內ICG造影在MMD旁路移植手術中應用主要是判斷吻合血管是否暢通。國外Czabanka等[4]借助術中ICG造影對MMD以及動脈粥樣硬化所致煙霧綜合征患者的皮層血流灌注及微血管特點的研究發現MMD缺血癥狀及血供儲備能力與ICG造影信息相關。ICG造影可以在2 min內完成，與術中數字減影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）相比快速、無放射污染，且不需要將顯微鏡從術野推開中斷手術，允許神經外科醫生及時做出調整，以防止發生腦缺血等并發癥[5]。Kamp等[6]在一項術中ICG血流動力學定量分析的研究中，通過ICG曲線分析獲得相關的最大熒光強度、達峰時間、半數最大達峰時間、強度增加時間等血流動力學參數對腦血流灌注異常情況的患者展開初步分析，發現ICG血流動動力學參數能很好地反映腦血流灌注情況。但目前尚無報道運用ICG造影技術對旁路移植前后皮層微循環血流動力學改變進行研究，本文應用術中ICG造影技術及Flow800分析軟件對行STA-MCA旁路移植手術MMD和顱內動脈粥樣硬化（atherosclerotic cerebrovascular disease，ACVD）所致煙霧綜合征患者的皮層血流動力學特點進行分析并評估旁路移植手術對皮層血流灌注的改善情況。

1 對象與方法

1.1 研究對象 連續選取2013年4月～2014年9月首都醫科大學附屬北京天壇醫院腦血管3病房進行STA-MCA旁路移植手術治療的MMD和ACVD所致煙霧綜合征患者共34例，其中MMD患者19例，ACVD患者15例。對照組選擇無顱內血管狹窄、閉塞的額頂部海綿狀血管畸形和顱內未破裂前循環動脈瘤患者13例。

1.2 入組標準 根據日本厚生省煙霧病研究委員會于1997年提出的放射學診斷標準進行分期診斷，均行腦血管造影檢查符合煙霧病和煙霧病綜合征的診斷標準[7]，表現為不明原因的雙側頸內動脈末端、大腦前動脈和（或）大腦中動脈起始部狹窄或閉塞，并伴有顱內煙霧血管形成（兒童可以為單側）歸入MMD組；單側病變有明確高血壓病、脂代謝紊亂、高同型半胱氨酸血癥診斷為顱內動脈粥樣硬化所致煙霧綜合征歸入ACVD組。

1.3 排除標準 ①出血型煙霧病和煙霧綜合征；②自身免疫性疾病、腦膜炎、腦腫瘤、唐氏綜合征等引起煙霧綜合征的患者；③海綿狀血管畸形＞3 cm或合并腦內血腫、有明顯占位效應病例；④顱內破裂前循環動脈瘤、頸內動脈巨大動脈瘤和大腦中動脈動脈瘤。

1.4 術中熒光造影方法 顯微神經外科治療采用Pentero（Carl Zeiss Co Ltd.， Oberkochen，德國）熒光顯微鏡。注射用吲哚菁綠造影劑由丹東醫創藥業有限公司生產，配成生理鹽水溶液（5 mg/ml、0.5 mg/kg）經外周靜脈快速推注入患者體內。對照組剪開硬膜暴露側裂附近皮層血管后行ICG造影。STA-MCA旁路移植術中分離暴露顳淺動脈和皮層受體血管后行第1次ICG造影，旁路移植手術后相同放大倍數和間距再行ICG造影，時間間隔30 min以上。

1.5 數據采集和分析 通過Pentero（Carl Zeiss Co Ltd.，Oberkochen，德國）手術顯微鏡記錄術中的ICG動態影像資料，顯微鏡整合的Flow800分析軟件可以選取感興趣的血管或區域進行熒光強度的曲線分析，通過軟件時間延遲彩色模式分析旁路移植前后，旁路移植血管是否通暢，受體動脈及周邊皮層動靜脈顯影時間是否提前。通過曲線分析獲得延遲時間：0～50%最大熒光強度的時間。代表局部腦血流灌注（regional cerebral blood flow，rCBF）指數的曲線斜率（slope）=最大熒光強度（MaxΔICG）/強度增加時間。局部皮層血管血流通過時間（microvascular transit time，MVTT）=1/2MaxΔICG出現皮層靜脈時間－1/2MaxΔICG皮層動脈出現時間[4，8]。

1.6 統計學方法 采用Excel軟件建立數據庫，SPSS 21.0軟件進行統計學分析，計量資料如符合正態分布采用（表示，兩組間比較用獨立樣本t檢驗；組間兩兩比較，經方差分析之后用LSD檢驗；計數資料用頻數或百分位數表示，組間比較用卡方檢驗，P＜0.05為差異有顯著性。

2 結果

2.1 一般資料 本組納入擬行STA-MCA旁路移植手術治療的MMD和ACVD所致煙霧病綜合征患者共34例，MMD組19例，其中Ⅱ期7例，Ⅲ期9例，Ⅳ期3例。ACVD組15例，右側9例，左側6例。對照組：13例，海綿狀血管畸形6例，頸內動脈瘤7例。MMD組年齡（19.0±6.5）歲，ACVD組年齡（48.0±6.4）歲，對照組年齡（45.0±7.5）歲，MMD組年齡和ACVD組、對照組年齡比較差異無顯著性（P＞0.05），ACVD組和對照組年齡比較差異無顯著性（P＞0.05）。MMD組男∶女=11∶9，ACVD組男∶女=6∶9，對照組男∶女=9∶4。

2.2 皮層血流動力學特點ICG相關參數分析結果 選取MMD組、ACVD組、對照組的皮層動脈、靜脈進行熒光強度的曲線分析，ICG曲線slope分別為：44.21±11.59、101.00±52.40、163.20±12.19，3組間兩兩比較差異均具有顯著性（P＜0.01），MMD組、AC VD組、對照組的MVTT值分別為（5.75±0.23）s、（4.57±1.21）s、（3.27±0.57）s，3組間兩兩比較差異均具有顯著性（P均＜0.01）。

2.3 旁路移植前后ICG相關血流參數分析結果選取感興趣的血管或區域（圖1）進行熒光強度的曲線分析，比較19例MMD患者旁路移植手術前后皮層受體動脈、受體分支動脈、鄰近小動脈、遠處小動脈ICG曲線slope值、皮層MVTT結果見表1，顯示STA-MCA旁路移植后受體動脈、受體分支動脈、鄰近小動脈的slope值與旁路移植前比較顯著增高，差異具有顯著性；但與旁路移植前比較，遠處小動脈的slope值增高，差異無顯著性。STA-MCA旁路移植后受體動脈、受體分支動脈、鄰近小動脈、遠處小動脈的管轄區域微循環時間MVTT與旁路移植前比較，顯著縮短，差異具有顯著性（表2）。

圖1 應用Flow800軟件進行術中ICG曲線分析示意圖

表1 MMD旁路移植前后皮層受體動脈、受體分支動脈、鄰近小動脈、遠處小動脈ICG曲線slope值比較

表2 MMD旁路移植前后皮層受體動脈、受體分支動脈、鄰近小動脈、遠處小動脈局部皮層血流通過時間MVTT值比較

3 討論

目前研究顯示多數MMD患者術前rCBF下降、腦血管的儲備能力（cerebrovascular reserve capacity，CVRC）減低、近端血管阻力（proximal cerebrovascular resistance，PCVR）增高、遠處血管阻力（distal cerebrovascular resistance，DCVR）降低、MT T延長、皮層微血管增多、局部氧攝取分數（regional oxygen extraction fraction，rOEF）增加、局部腦組織氧代謝率（regional cerebral metabolic rate of oxygen，rCMRO2）下降[9－11]等，這些檢查結果在一定程度上反映MMD患者的腦血流動力學和氧代謝的損傷程度[12-13]。大多數情況下這種rCBF的異常都提示MMD患者存在的腦血流動力學障礙[14-16]，因此rCBF可以反映受損血管分布區的腦血流灌注情況。術中移動計算機斷層掃描灌注成像（computerized tomography perfusion，CTP）可以評估術中皮層血流情況，但由于操作復雜、耗時，受術區金屬器械干擾，因此在MMD旁路移植術中應用較少，目前術中尚無理想的手段實時評估rCBF。Kuebler等[8]通過動物實驗發現ICG曲線slope值可以代表血流參數局部血流灌注參數（regional blood flow index，rBFI），且熒光造影獲得的血流參數值可以反映真實的血流變化。基于該理論基礎，本組對和rCBF相關的slope值進行血流動力學分析，發現MMD和ACVD皮層的血流和正常對照比較都存在不同程度的低灌注。MMD患者發展到第Ⅲ期，皮質微血管的增多成為有效的代償方式，皮層血管在腦灌注和腦血流的調控中起著非常重要的作用。Czabanka等[5]通過術中使用ICG造影，對皮層血管進行直接觀察，觀察到MMD患者的微血管密度增加20%，且微血管直徑、微血管表面積均顯著增加，MVTT延長，該研究認為MMD局部皮層慢性缺血主要是由于皮層血流灌注能力下降，皮層微血管代償性增多導致皮層微血管阻力增加又加重慢性缺血程度。本研究ICG相關血流參數分析slope值下降，MVTT值增加，提示MMD和ACVD患者皮層存在低灌注，循環時間延長的特點，與上述研究結果一致。而且MMD的慢性缺血表現更為嚴重，本研究認為可能的原因是由于ACVD組血管血流動力的不足可以通過顱內的Willis環而得到代償。所以皮層血管的slope值沒有明顯下降，MVTT值延長不明顯，而在煙霧病患者，由于對側頸內血管同樣發生狹窄或閉塞，Willis環不能發揮其代償作用，所以皮層的低灌注情況和循環時間延長現象較ACVD更為明顯。提示MMD患者對腦血流減少和氧供應缺乏表現出特有的代償機制。

既往的研究多是通過術后的影像學和癥狀兩方面評估STA-MCA旁路移植手術效果。戴冬偉等[17]通過對以缺血性或出血卒中起病的MMD患者進行間接旁路移植手術前后灌注CT的比較，結果發現術后3個月CTP與術后1周比較，額、顳葉局部達峰時間（relative time to peak，rTTP），局部腦血容量（relative cerebral blood volume，rCBV）降低。旁路移植術中常使用鉤形多普勒血流儀評估旁路移植血管的血流速度，但該技術無法監測局部皮層血流灌注情況，目前術中尚無有效的檢測方法評估STA-MCA旁路移植后皮層血流改變情況。本組研究嘗試應用ICG術中實時分析軟件對旁路移植手術前后皮層血流進行半定量分析以評估旁路移植手術效果，結果發現STA-MCA旁路移植手術不僅增加了局部皮層的血流速度和血流量，而且還改善了局部皮層的血流循環時間及皮層灌注。當然術中ICG血流分析也存在一定局限性，ICG曲線會受到術中患者的血壓波動范圍，心率以及術中ICG的給藥速度，顯微鏡采集ICG前后的距離差別等多方面的影響，這些影響將導致皮層血流動力學參數測定偏移，目前尚不能單純地將ICG曲線分析作為皮層血流動力學定量分析的標準，只能作為半定量分析。但是通過對ICG熒光造影資料計算所得皮層局部血流動力學參數，對這些參數進一步分析可以將MMD缺血癥狀及血供儲備能力與ICG造影的信息相關聯，而且ICG在STA-MCA旁路移植手術中使用，可以提前了解旁路移植的作用，對于術中顯影不佳，或者血流動力學參數改善不理想的情況，可以立即做出調整和評估。相信隨著ICG技術和圖像處理技術的發展，以上影響因素可以逐步得到改善，ICG技術將為STA-MCA旁路移植手術中血流動力學分析提供更精確的定量分析和疾病預后評估。

綜上所述，通過術中ICG及血流動力學分析發現，在MMD和ACVD所致煙霧綜合征患者中行STA-MCA旁路移植手術中可以了解皮層動力學特點和皮層血流灌注情況，有助于受體血管的選擇，通過實時血流動力學分析可以快速判斷旁路移植通暢程度及旁路移植后皮層血流灌注改善程度。

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【點睛】本文通過術中ICG聯合Flow800軟件進行血流動力學分析，有助于了解MMD和ACVD皮層血流動力學特點，在STA-MCA旁路移植手術中有助于選擇受體血管，并快速判斷旁路移植通暢程度及旁路移植后皮層血流灌注改善程度。