Willis環(huán)不同mTICI代償分級對單側(cè)頸動脈重度狹窄患者血管重建術(shù)的決策影響

溫宏峰， 賀大權(quán)， 陳 宇

缺血性腦血管病占所有腦血管病的75%～85%。頸動脈狹窄或閉塞引起的缺血性腦血管病占20%～30%[1]。Willis環(huán)作為腦初級側(cè)支循環(huán)，能在短時間內(nèi)通過前、后交通動脈將血流代償至狹窄側(cè)改善血液供應(yīng)保護腦組織不受損傷，但其血管構(gòu)成和變異較大。本研究主要探討CT灌注成像聯(lián)合CTA、DSA 評估單側(cè)頸動脈狹窄患者Willis環(huán)的代償功能差異對腦血流分布的影響，以指導(dǎo)臨床治療決策。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 收集2018年6月-2021年12月在本院就診的頸動脈狹窄患者,行頭部CTP成像及頭頸部CTA成像，從中選取單側(cè)頸動脈狹窄≥70%，對側(cè)無狹窄或狹窄程度≤30%的患者65例，其中男50例、女15例，其中Willis環(huán)代償良好組33例,即DSA壓頸試驗證實有經(jīng)Willis環(huán)向狹窄側(cè)代償血供，且改良腦梗死溶栓分級(modified thrombolysis in cerebral infarction score,mTICI≥2b)，Willis環(huán)代償不良組32例(DSA壓頸試驗證實無經(jīng)Willis環(huán)向狹窄側(cè)代償血供，或代償不充分mTICI≤2a)，對所有患者給與狹窄血管的支架植入手術(shù)治療(carotid artery stenting,CAS)，術(shù)后殘余狹窄≤30%。術(shù)后3 m內(nèi)再次完善CTP檢查。本研究告知患者并征得患者同意。

1.2 掃描技術(shù)與方法 所有患者均用西門子雙源CT行頭部平掃、全腦CTP和頭頸部血管CTA。CTP 掃描參數(shù)：患者行常規(guī)準備后，檢查時須仰臥并保持頭部靜止，雙頭高壓注射器連接至肘靜脈留置針，而后經(jīng)肘靜脈處團注碘佛醇(370 mg/ml，50 ml，流速5.0 ml/s)，行128層X線動態(tài)掃描，延遲時間設(shè)定為4 s。總掃描時間60 s，層厚1.5 mm。掃描范圍包括顱底部至半卵圓中心層面。CT 機器參數(shù)：管電壓100 kv，管電流120 mAa，球管轉(zhuǎn)速0.3 r/s。CTA 掃描參數(shù)：再次注入碘佛醇(370 mg/ml，60 ml，流速4.0 ml/s)，掃描范圍從主動脈弓起始部到顱頂，并將圖像進行VR(3D容積重建)及MIP(最大密度投影)顯示。

1.3 灌注圖像處理 灌注數(shù)據(jù)使用EBW工作站提供的全腦灌注分析軟件進行分析，選擇大腦前動脈及上矢狀竇作為輸入動脈和輸出靜脈，由軟件自動生成腦血流量(CBF)腦血容量(CBV)平均通過時間(MTT)達峰時間(TTP)的偽彩圖。由3名高年資神經(jīng)放射醫(yī)生對圖像進行研究分析。本研究感興趣區(qū)(regionofinterest,ROI)劃定于大腦中動脈(middle cerebralartery,MCA)血管分布區(qū)域，對MCA分布區(qū)偽彩圖異常的層面進行測定分析,ROI區(qū)盡量避開血管和腦梗死灶，CT灌注軟件自動生成ROI區(qū)和對側(cè)鏡像的CBF、CBV、MTT、TTP值。實際采用患側(cè)/健側(cè)MCA供血區(qū)的各相對灌注參數(shù)(rCBV、rCBF、rMTT和rTTP)。

1.4 CTA圖像處理 CTA數(shù)據(jù)使用EBW工作站提供的血管分析軟件處理，由3名高年資神經(jīng) 放射醫(yī)生對圖像進行分析。頸動脈的狹窄率計算參考北美癥狀性頸動脈內(nèi)膜切除術(shù)標準(The North American Symptomatic Carotid Endarterectomy Trial,NASCET)標準，狹窄率=[1-(最狹窄處直徑/狹窄 遠端正常直徑)]×100%，極重度狹窄為90%～99%。軟件自動測量狹窄率。同時評價每個患者的 Willis環(huán)結(jié)構(gòu)(包括大腦前動脈的A1段、腦后動脈的P1段、同側(cè)和對側(cè)的后交通動脈以及前交通動脈)Willis環(huán)的開放標準被描述為:兩側(cè)A1段直徑≥1 mm和前交通動脈可以看見，前交通被認為是開放的，當患側(cè)后交通動脈和患側(cè)P1段的直徑≥1 mm，后交通被認為是開放的。

1.5 DSA檢查及治療 先在局麻下行全腦血管造影檢查，進行頸動脈狹窄狹窄程度的重新測量和分級(參照北美癥狀性頸動脈內(nèi)膜切除術(shù)標準)，并以此為準。動態(tài)觀察經(jīng)Willis 血流代償情況，有代償描述需符合CTA對Willis環(huán)的開放標準，且通過壓頸試驗(徒手完全壓閉狹窄側(cè)頸總動脈末端)證實有無經(jīng)后循環(huán)或健側(cè)頸內(nèi)動脈系統(tǒng)經(jīng)Willis向狹窄側(cè)的代償血流(mTICI≥2b級為代償良好；mTICI≤2a級為代償不良)。對所有患者均行頸動脈狹窄支架置入手術(shù)，手術(shù)過程:置入8F動脈鞘，全身肝素化。將8F導(dǎo)引導(dǎo)管置于患側(cè)頸總動脈近端，在路徑圖的指引下送入保護傘于狹窄部位遠端。沿保護傘導(dǎo)絲送入與該患者狹窄血管相適應(yīng)的球囊對狹窄部位進行預(yù)擴。撤出球囊,沿保護傘導(dǎo)絲送入適宜支架釋放,置入后殘余狹窄>30%者再行后擴，使殘余狹窄≤30%。回收保護傘，術(shù)畢。

2 結(jié) 果

2.1 兩組患者的一般臨床資料對比(見表1)。

表1 患者臨床資料(n=65)

2.2 組內(nèi)術(shù)前CTP參數(shù)比較 Willis環(huán)代償不良組rMTT、rTTP延長、rCBV略增加與Willis環(huán)代償良好組比較有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05)，而rCBF無顯著差異(P=0.14)(見表2)。

表2 兩組術(shù)前CTP參數(shù)比較

2.3 組間術(shù)后CTP參數(shù)比較 術(shù)后Willis環(huán)代償不良組rCBV、rCBF、rMTT、rTTP與Willis環(huán)代償良好組比較均無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)(見表3)。

表3 兩組術(shù)后CTP參數(shù)比較

2.4 兩組術(shù)前、術(shù)后各參數(shù)變化差值比較 rCBV、rMTT、rTTP改善程度在Willis代償不良組明顯大于Willis代償良好組(P<0.05)，僅rCBF無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)(見表4)。

表4 兩組術(shù)前、術(shù)后CTP各參數(shù)變化差值比較

3 討 論

頸動脈狹窄是引起短暫性腦缺血發(fā)作(transient ischemic attack,TIA)或腦梗死的常見原因，由于個體的腦血管儲備能力的不同，治療方案及預(yù)后都不同。腦血管儲備能力主要包括腦血管的自身調(diào)節(jié)能力和側(cè)支循環(huán)的建立[2,3]。側(cè)支循環(huán)可分為初級側(cè)支循環(huán)和次級側(cè)支循環(huán)兩種代償方式[4]，初級側(cè)支循環(huán)主要指Willis環(huán)通路能在短時間內(nèi)通過前后交通動脈將血流代償至狹窄側(cè)改善血液供應(yīng)保護腦組織不受損傷，是最主要的代償方式。腦血管自身調(diào)節(jié)能力是指腦血流灌注壓在一定范圍內(nèi)波動時，機體可通過小動脈和毛細血管平滑肌的代償性擴張或收縮來維持腦血流的相對動態(tài)穩(wěn)定。當頸動脈狹窄嚴重時，腦灌注壓進一步下降時，血管自身調(diào)節(jié)能力失代償，CBF會進一步下降，發(fā)生缺血性卒中的風(fēng)險增高。

Chuang等[5]提出,腦動脈狹窄或閉塞會導(dǎo)致腦血流動力學(xué)的改變，在這個過程中，腦動脈的側(cè)支循環(huán)起重要的作用。相對完整的Willis環(huán)的環(huán)前動脈(如頸內(nèi)動脈)發(fā)生嚴重狹窄或閉塞時，其他供血動脈可通過Willis環(huán)向病變血管供血區(qū)有效代償，以避免或減少缺血梗死。Fujioka等[6]研究顯示頸內(nèi)動脈閉塞時側(cè)支通路中起重要作用的是Willis環(huán)。然而也有不同觀點，Jongen等[7]認為Willis環(huán)的開放與否對頸動脈狹窄的腦血流動力學(xué)改變無影響。

本研究通過CTA觀察腦Willis環(huán)的結(jié)構(gòu)，合并應(yīng)用DSA壓頸試驗評估初級側(cè)支通道是否建立及代償?shù)燃?mTICI≥2b；mTICI≤2a)分組觀察。在重度狹窄Willis環(huán)代償良好的患者中狹窄側(cè)CBV略有升 高、CBF輕度下降、MTT輕度延長、TTP明顯延長；Willis環(huán)代償不良的患者術(shù)前狹窄側(cè)CBV有所升高、 CBF輕度下降、MTT及TTP明顯延長，與Willis環(huán)代償良好患者的腦血流rCBF無統(tǒng)計學(xué)差異，而 rCBV、rMTT、rTTP具有統(tǒng)計學(xué)差異，這表明Willis環(huán)代償不良組患者在治療前存在更嚴重的腦血流動力損傷，推測通過腦血管自身調(diào)節(jié)能力保持CBF的基本不變。Willis環(huán)代償不良的患者術(shù)后狹窄側(cè)CBV恢復(fù)正常，CBF接近于正常，MTT和TTP延長較術(shù)前明顯改善，與Willis環(huán)代償良好患者的腦血流rCBV、rCBF、rMTT、rTTP比較均無統(tǒng)計學(xué)差異，說明支架的植入改善了腦血流，而Willis環(huán)的良好代償對術(shù)前血流的重新分布也起到了關(guān)鍵的作用。初級側(cè)支即Willis環(huán)的代償能力與否在頸動脈血管狹窄≥90%時意義更加重大，在試驗中，這部分患者壓頸試驗前的造影即可見到經(jīng)Willis環(huán)的代償出現(xiàn)，出現(xiàn)比例顯著高于血管狹窄率在70%～89%的患者，而支架植入后這種現(xiàn)象消失，與之前的相類似研究相一致[8]。頸內(nèi)動脈嚴重狹窄或閉塞的患者，Willis環(huán)完整，良好的側(cè)支循環(huán)形成，可以有效降低半球卒中和短暫性腦缺血發(fā)作的危險性，或者避免其發(fā)生[9]。相反，如果側(cè)支循環(huán)的代償能力不足，頸內(nèi)動脈嚴重狹窄或閉塞的患者出現(xiàn)同側(cè)腦部缺血的比率及嚴重性大大增加[10]。本實驗在兩組基線資料對比中，Willis環(huán)代償良好組發(fā)生責(zé)任血管相關(guān)的腦梗死和TIA數(shù)明顯少于Willis環(huán)代償不良組，證明Willis環(huán)的代償可能起了關(guān)鍵作用。Trojanowskal[11]等人的研究示單側(cè)頸動脈重度狹窄Willis環(huán)未開放的患者行動脈內(nèi)支架植入術(shù)前，有84%的患者有灌注異常，其表現(xiàn)為 MTT延長，CBF下降，CBV輕度升高。術(shù)后3 d，灌注異常患者的比例降為30%，6個月后僅有6%的患者仍有灌注異常。MTT、TTP延遲的主要原因是：腦缺血后發(fā)生局部神經(jīng)生物化學(xué)改變，導(dǎo)致腦血管擴張、循環(huán)阻力下降，以代償因血流速度減低引起的局部CBF下降，當血管擴張失代償時，腦血流量才開始下降，MTT、TTP改變較CBF先出現(xiàn)。TTP延遲另一原因：血管狹窄的患者側(cè)支循環(huán)建立，參與病變動脈支配區(qū)腦組織的供血，但是血液經(jīng)側(cè)支循環(huán)比正常的動脈直接供血途徑所需時間長，所以導(dǎo)致對比劑通過時間延長TTP延長越明顯，表明血流緩慢或血液到達ROI的通路越遠，血流動力學(xué)損傷也越嚴重。由于血流緩慢，導(dǎo)致血流清除率下降，從而大大增加了卒中的風(fēng)險。TTP、MTT能夠在CBF， CBV改變以前發(fā)現(xiàn)腦缺血性病變，是反應(yīng)血液動力 學(xué)異常變化的敏感參數(shù)。明確CTP參數(shù)與頸動脈狹窄程度的關(guān)系對規(guī)范CEA和CAS的入選標準，評估患者預(yù)后，選擇治療方法以及比較不同治療方法的療效等方面將具有重要的指導(dǎo)意義。

頸動脈狹窄程度、粥樣斑塊性質(zhì)和腦血流灌注狀態(tài)目前仍被認為是選擇治療方案的重要參考標準。當頸動脈血管阻塞≥70%時，腦血管自身調(diào)節(jié)能力將可能失代償，如果此時Willis環(huán)通道又不能建立，則發(fā)生低灌注型缺血性卒中風(fēng)險非常高，需要積極治療。反之，Willis環(huán)通道良好，則狹窄側(cè)血流可能影響不大，發(fā)生低灌注型缺血性卒中風(fēng)險較小，如果判斷狹窄處斑塊處于穩(wěn)定狀態(tài)，可以暫緩或不必行頸動脈支架植入治療。對單側(cè)頸動脈重度狹窄的患者，評估腦Willis環(huán)的結(jié)構(gòu)至關(guān)重要，再結(jié)合全腦灌注半定量分析，能科學(xué)地評估腦血管儲備情況，從而架起頸動脈狹窄、Willis環(huán)和腦灌注之間架起有效橋梁，科學(xué)選擇治療決策。