顱內動脈分叉部血管結構與分叉部動脈瘤形成的相關性研究

肖峰++詹仁雅++潘劍威

[摘要]目的通過回顧性采集顱內動脈分叉部的血管形態幾何參數，分析血管結構與動脈瘤發生的相關性，為后期前瞻性研究提供理論依據。方法通過回顧確診顱內動脈瘤的病例資料，得到可以進行頸內_后交通動脈分叉部分叉角、頸內動脈和后交通動脈直徑測量的頸內_后交通動脈分叉部動脈瘤共14例為研究組，非頸內_后交通動脈分叉部動脈瘤共15例為對照組。分別測量兩組的頸內_后交通動脈分叉部分叉角（Ap），后交通動脈直徑（Dp），頸內動脈c6段（Dc6）與C7段直徑（Dc7），統計分析頸內_后交通動脈分叉部血管形態幾何參數與動脈瘤發生的相關性。結果研究組頸內_后交通動脈分叉部分叉角明顯小于對照組（p<0.01）。根據分叉角進行分層，對分叉角在84度至120度的病例，進行頸內_后交通動脈分叉部血管直徑的第二次統計分析，結果顯示研究組的后交通動脈直徑明顯小于對照組（p<0.05）；研究組后交通動脈與C6段直徑比值明顯小于對照組（P<0.05）。結論頸內_后交通動脈分叉部分叉角的大小與頸內_后交通動脈分叉部動脈瘤的形成相關，分叉角越小越有可能形成動脈瘤；而在一定分叉角范圍內，后交通動脈與頸內動脈直徑的比值與頸內_后交通動脈分叉部動脈瘤的形成具有相關性，比值越小越有可能形成動脈瘤。

[關鍵詞]數字減影血管成像；血流動力學；顱內動脈瘤；后交通動脈

中圖分類號：l543.4 文獻標識碼：A

文章編號：1009-816X（2015）05-0362-04

顱內動脈瘤是顱內常見的血管性疾病，破裂后發生蛛網膜下腔出血或腦內血腫等，具有高死亡率、高致殘率的特點。但是目前，顱內動脈瘤的發生與發展的機制尚不清楚，年齡、性別、吸煙、飲酒、高血壓、動脈粥樣硬化、動脈瘤家族史、多囊腎等多種因素均被認為與顱內動脈瘤的發生與發展相關。目前主流觀點認為，遺傳因素與血流動力學因素共同作用產生血管因素改變是顱內動脈瘤形成的主要相關因素，并且血流動力學因素在顱內動脈瘤的形成中占主導地位。

1.資料與方法

1.1.一般資料：通過回顧2009年1月至2010年6月就診于浙江大學醫學院附屬第一醫院神經外科行顱腦DSA檢查確診顱內動脈瘤并利用血管影像系統（PhilipsIntegris BH5000 Angiographic x—rav svstem）行血管立體三維重建的87例患者的病例資料，剔除由于后交通動脈未顯影而致頸內_后交通動脈分叉部血管幾何參數無法測量的病例，最后得到可以進行頸內_后交通動脈分叉部分叉角、頸內動脈和后交通動脈直徑測量的頸內后交通動脈分叉部動脈瘤共14例為研究組，非頸內后交通動脈分叉部動脈瘤包括大腦前動脈瘤。例、大腦前交通動脈瘤3例、大腦中動脈瘤5例、眼動脈段動脈瘤4例共15例為對照組。分別測量兩組的頸內_后交通動脈分叉部分叉角（Ap），后交通動脈直徑（Dp），頸內動脈C6段（Dc6）與C7段直徑（Dc7），通過統計分析研究頸內_后交通動脈分叉部血管結構幾何參數與動脈瘤發生的相關性。

1.2.影像資料與數據測量：所有入選病例的DSA檢查影像學資料均利用血管影像系統進行血管的三維重建。通過該系統的軟件，測量兩組頸內_后交通動脈分叉部分叉角（Ap），并選取頸內動脈和后交通動脈上距離頸內_后交通分叉部5mm的位置分別測量C7段、C6段頸內動脈直徑（Dc7，Dc6）和后交通動脈直徑（Dp）。所有數據均由兩位技術人員進行兩次重復測量并取平均值（圖1）。

1.3.統計學處理：所有數據均利用SPSS16.0版軟件進行統計學分析。計量資料用（x±s）表示，組間比較采用l檢驗，計數資料比較采用卡方檢驗，P<0.05為差異有統計學意義。

2.結果

2.1.兩組一般資料比較：見表1。兩組的年齡、性別、吸煙史、高血壓史的比較均無統計學意義。

2.2.兩組頸內_后交通動脈血管結構幾何參數的統計分析：見表1。研究組14例病例的頸內_后交通動脈分叉部分叉角為（88.93±19.63）。明顯小于對照組15例的頸內_后交通動脈分叉部分叉角（113.27±13.73）。差異有統計學意義（P<0.01）；研究組血管管徑均小于對照組，研究組后交通動脈與C6段頸內動脈直徑比值小于對照組，研究組C7段頸內動脈與C6段頸內動脈直徑比值大于對照組，比較差異無統計學意義。

2.3.兩組分叉角處于84度-120度的頸內_后交通分叉部血管管徑的統計分析：見表3。根據以上所得的統計結果，我們將原始數據根據分叉角度大小進行排列，發現在分叉角低于84度（包括84度）的顱內動脈瘤均為頸內 后交通動脈瘤，而高于120。的動脈瘤均為非頸內后交通動脈瘤（圖4）。所以我們將所有數據按照分叉角的大小分為三層，≤84度、≥120度以及85度-119度，然后對85度-119度的16例病例中的動脈直徑進行第二次統計分析，結果發現，研究組的后交通動脈直徑為（1.42±0.23）mm，小于對照組后交通動脈直徑（1.87±0.42）一，且有統計學意義（P<0.05）；而研究組后交通動脈直徑與頸內動脈C6段直徑的比值為（0.46±0.11）明顯小于對照組的比值（0.59±0.09），差異有統計學意義（P<0.05）。

3.討論

顱內動脈瘤是引起蛛網膜下腔出血（subarachnoiodhaemorrhage，SAH）的最常見原因。顱內動脈瘤的人群發病率為0.4%-6%，顱內動脈瘤破裂的發生率為1%-2%，其病變特點為局部動脈壁張力減弱、管腔進行性擴張并有自發性破裂的傾向，遺傳因素、環境、年齡、性別、吸煙、動脈粥樣硬化及高血壓等多種因素均能促進動脈瘤的形成與發展。目前的觀點認為動脈瘤的發生、發展與局部動脈壁外膜和中膜慢性炎癥細胞浸潤、免疫因素、細胞凋亡、細胞外基質（extra-cellular matrix，ECM）代謝失衡、血壓調節和血流動力學異常有關。進一步明確顱內動脈瘤的形成機制，將為早期發現動脈瘤、穩定動脈瘤瘤體甚至逆轉動脈瘤的進程提供理論依據。

近年來血流動力學變化在顱內動脈瘤形成機制中的作用受到國內外研究者越來越多的重視。血流動力學的作用表現在剪切力、壓力作用于血管壁產生的一系列生物學反應變化。目前認為，血流動力學因素在顱內動脈瘤的形成中占主導地位。而血流動力學因素受到血管本身形態幾何結構的影響，包括血管管徑、血管迂曲程度、血管形狀、血管夾角等。結合以往血管形態學研究成果，本研究考慮到數據的可測量性及數據測量的準確性，選取了血管管徑、分叉部血管的分叉角度進行測量分析其與動脈瘤形成的相關性。而根據Linder等的研究發現，顱內不同血管部位的動脈瘤的產生有不同的生物物理機制，所以本研究選擇單一位置動脈瘤，即頸內_后交通動脈分叉部動脈瘤作為本研究的主要研究對象。而由于遺傳學方面研究已經證實，患者性別、年齡、吸煙、高血壓等相關病史會影響動脈瘤的發生，所以我們回顧患者的一般病例資料，并利用顱內其他血管部位的動脈瘤病例作為對照，以此來平衡研究組與對照組之間的遺傳因素對動脈瘤形成的影響，去除混雜因素，使結論更加精確，可信。

本研究通過顱內動脈三維重建，利用軟件對頸內_后交通動脈的血管直徑、分叉部的分叉角進行測量。在初步的統計學分析中，我們得出，分叉部分叉角的大小與分叉部動脈瘤的存在相關，分叉角越小，存在動脈瘤的可能性越大。這樣的結果與國外研究人員的研究結果相一致。Bor等]對104例分叉部動脈瘤的血管進行幾何參數測量，通過統計學分析后發現，分叉角越小，動脈瘤存在的可能性越大。由于血管分叉，血管內血液分流，流向轉變。流向的轉變使血液對血管壁產生壓力，通過壓力傳遞、轉導作用于血管內皮細胞，改變內皮細胞一氧化氮、內皮素.、組織型纖溶酶原激活物、轉化生長因子β、堿性成纖維細胞生長因子、血小板衍生生長因子B、單核細胞趨化蛋白，等細胞因子表達，而這些物質和細胞因子不僅調節了血管細胞的生理活性，還影響其增殖、遷移及基質成分分泌活性，還可以直接影響金屬基質蛋白酶等細胞外基質成分調節物質的活性，也是這些物質的表達異常直接導致了血管管壁內彈力層的損傷，最終致使動脈瘤的產生。

在初步的統計結果中我們發現，分叉部動脈的血管管徑大小與動脈瘤的形成無明顯相關性，而根據Bor等的血管形態學分析研究，分叉部分叉血管的管徑也是分叉部動脈瘤發生的一大危險因素，分叉部出口動脈越狹窄，動脈瘤的發生率也越高，這樣的結論與我們的結果不相符。而根據血流動力學理論推斷，當恒定的血流量通過不同直徑的血管時，血管管壁的壓力不同；當血流由大血管通過小血管時，血流速度會增大，并在局部形成渦流或湍流，而根據Takeuchi等研究證實，不同血流速度和不同血流方式對管壁的切應力不同，血流速度低，血流方式穩定的部位，管壁切應力明顯低于血流不平穩部位，所以我們提出血管管徑的影響是否由于分叉角角度的影響使其作用未能體現？而在臨床實踐中我們不難發現，同樣是血管分叉部，同樣的分叉角，有的患者出現了動脈瘤，有的卻沒有。同樣的事實也出現在我們的研究中。分叉角處于85度-119度的病例，有的出現了頸內 后交通分叉部動脈瘤，而有的卻在其他位置出現了動脈瘤，頸內后交通分叉部未出現動脈瘤。所以我們根據先前選取了分叉角處于85度-119度的病例，并對血管的直徑重新進行統計學分析，結果發現，分叉角大小位于該區域的病例中，頸內 后交通動脈瘤組的后交通動脈直徑明顯小于非頸內 后交通動脈瘤組，頸內 后交通動脈瘤組的后交通動脈直徑與C6段的比值也明顯小于非頸內后交通動脈瘤組。由于出口動脈直徑小，致使出口動脈內血流速度增大，并在分叉部位形成不穩定血流如渦流、湍流等，促使管壁切應力增大，而應力的轉導使動脈內皮細胞發生一系列的病理變化，最終導致分叉部動脈瘤的產生。

由此，通過我們的統計分析發現，分叉部動脈瘤的形成影響因素包括分叉角度，分叉部血管的管徑。其中分叉角度在分叉部動脈瘤形成中起主要作用，對于分叉角極小的分叉部，即使出口動脈直徑偏大，動脈瘤發生的危險度仍非常高，而對于分叉角趨近于180度的分叉部，即使出口動脈直徑偏小，動脈瘤發生的危險度仍偏低。我們認為，由于分叉角度直接影響了血流沖擊面的壓力，角度越大，壓力越大，只是管壁切應力增大，形成動脈瘤。而處于中間分叉角的分叉部，由于直流直接沖擊產生的切應力不足以直接導致動脈瘤的發生，而需要血管管徑的影響，不穩定的血流形式共同作用，才能致使血管內皮細胞發生病理變化，促使動脈瘤的形成。而以上的推斷有賴于后期利用血流動力學模型進行模擬血流動力學相關參數的研究進一步證實。

而此研究也存在不足之處，首先，選取的病例較少，樣本容量低當時統計學可能出現偏倚，這也有待與后期更多臨床病例資料的納入，擴充樣本容量進一步統計分析；其次，此研究為病例回顧分析，此分析只能得出血管形態學參數與動脈瘤形成的相關性，并不能作為因果關系結論。此研究將為后期前瞻性病例對照研究提供可靠的參數指標，為以后動脈瘤形成因素的前瞻性研究打下基礎。