基底動脈斑塊特征與椎-基底動脈幾何特征的關系探討

李 寧，吳 江，李 璇，梁秀琴

顱內動脈粥樣硬化性疾病(intracranial atherosclerotic disease，ICAD)是缺血性腦卒中的主要原因，早期發現并及時進行臨床干預對預后極為關鍵[1]。基底動脈粥樣硬化所致后循環缺血占缺血性腦卒中的20%～25%[2]。基底動脈(BA)斑塊不僅與吸煙、高血壓、高脂血癥等危險因素導致的血管內皮損傷及炎癥反應有關[3]，而且與血管形態變異導致血流動力學和血管管壁剪切應力改變有關[4-5]，因此，對血管危險因素和血管幾何形態的研究具有重要的臨床意義[6]。椎-基底動脈系統(VBs)解剖結構特殊性，由2條椎動脈匯合形成BA，且多達50%的雙側椎動脈直徑不同[7]，VBs這種構型使雙側椎動脈血流速度及血流方式不同，在椎動脈匯入BA時對BA不同管壁壓力存在差異，長時間壓力差可能導致BA彎曲，并可能在低剪切應力處生成斑塊。本研究通過比較兩組臨床特征、VBs幾何特征的差異，分析基底動脈斑塊形成的危險因素，并探討BA斑塊負荷與VBs幾何特征的相關性，預測BA斑塊形成的風險，積極進行臨床干預，從而降低BA斑塊造成后循環腦梗死致殘率、致死率。

1 資料與方法

1.1 研究對象 選取2020年5月—2022年3月在山西省心血管病醫院行高分辨血管壁成像(HR-VWI)與磁共振三維時間飛躍法血管成像(3D-TOF-MRA)掃描的75例病人，其中男52例，女23例，年齡35～78(58.91±8.35)歲。納入標準：符合中國后循環專家共識關于后循環急性腦梗死及短暫性腦缺血發作(TIA)急性發作[8]的診斷標準；掃描圖像質量達到診斷標準(無運動及金屬偽影)；臨床資料齊全(包括年齡、性別、是否患有高脂血癥、糖尿病史、吸煙史、飲酒史 、體質指數及有無腦卒中家族史)。排除標準：非動脈粥樣硬化性腦血管病，如動脈夾層、動脈瘤、煙霧病等；心源性腦卒中；椎動脈或基底動脈閉塞病人(3D-TOF-MRA中血管未顯影)；有磁共振檢查禁忌證。根據HR-VWI基底動脈橫斷面圖像是否有斑塊形成將病人分為有斑塊組(36例)和無斑塊組(39例)。本研究經山西省心血管病醫院倫理委員會批準。

1.2 檢查儀器與方法 使用Siemens 3.0T 磁共振掃描儀(Skyra)、20通道頭頸聯合線圈進行掃描。掃描時病人取仰臥位，頭先進，首先行3D-TOF-MRA掃描，具體參數：重復時間(TR)20 ms，回波時間(TE)3.5 ms，體素 0.3 mm×0.3 mm×0.6 mm，視野(FOV)220 mm×195 mm，矩陣320×240，采集次數(NEX)1，掃描時間 4 min 58 s。之后行HR-VWI掃描，掃描序列為3D可變反轉角度快速自旋回波序列(T1WI_sag_SPACE)及增強掃描，掃描參數：TR 900 ms，TE 15 ms，FOV 200 mm×200 mm，體素0.63 mm×0.63 mm×0.63 mm，矩陣320×320，NEX 1次，掃描時間 7 min 36 s，對比劑釓雙胺注射液0.25 mL/kg。

1.3 圖像分析

1.3.1 VBs幾何參數測量 正側位BA彎曲度測量(見圖1A)：通過測量磁共振血管成像(MRA)圖像不同方向BA中角，選取BA中角最大的圖像作為計算基底動脈彎曲度的圖像；BA頂點與雙側VA匯合點之間的連線定義為BA最短長度(ML)；根據BA彎曲及長度不同，從BA頂點沿著血管中心線畫出假想線，所有線段之和定義為BA實際長度(AL)；BA彎曲度=(AL/ML)×100。分別在MRA正位、側位圖像中從BA頂點和雙側椎動脈匯合點沿著BA中軸線畫出兩條假想線，2條假想線的夾角分別定義為正位BA中角(見圖1B)、側位BA中角(見圖1C)。VA直徑的計算方法：從雙側椎動脈交匯點為起點，向椎動脈近端連續計算3個連續點(相距3 mm)的椎動脈平均值作為VA直徑。

圖1 3D-TOF-MRA重建圖像VBs幾何參數的測量

1.3.2 BA斑塊特征測量 BA粥樣硬化斑塊定義為偏心性管壁增厚。斑塊負荷=[(最狹窄處管周面積-最狹窄處管腔面積)/最狹窄處管周面積]×100%。

2 結 果

2.1 兩組臨床資料比較 有斑塊組較無斑塊組年齡更大、高脂血癥占比更高，差異有統計學意義(P<0.05)。詳見表1。

表1 兩組臨床資料比較

2.2 兩組VBs幾何特征比較 有斑塊組較無斑塊組BA實際長度更長、BA彎曲度更大、正側位BA中角更大，差異有統計學意義(P<0.01)。詳見表2。

表2 兩組VBs幾何特征比較(±s)

2.3 BA斑塊形成的多因素二元Logistic回歸分析 以是否形成BA斑塊為因變量，單因素分析中差異有統計學意義的指標為自變量，進行多因素Logistic回歸分析，結果顯示，年齡、BA彎曲度是影響BA斑塊形成的獨立危險因素。詳見表3。

表3 影響VBs幾何特征的多因素Logistic回歸分析

2.4 VBs幾何特征與BA斑塊負荷的Pearson相關分性析 BA斑塊負荷與BA實際長度(r=0.339，P=0.043)、正位BA中角(r=0.635，P<0.001)、BA彎曲度(r=0.849，P<0.001)呈正相關；與BA最短長度、側位BA中角無相關性。

3 討 論

基底動脈粥樣硬化所致后循環缺血性腦卒中病人3個月內死亡或嚴重致殘率高達21%[9]，早期診斷并進行臨床干預對改善預后極為重要。除糖尿病、高血壓、高脂血癥等傳統動脈粥樣硬化危險因素外[5]，年齡是基底動脈斑塊形成的獨立危險因素，可能原因是衰老通過異常蛋白質表達[10-13]及基因突變[14]致病。

目前，無創診斷基底動脈粥樣硬化性疾病常用的檢查方法是3D-TOF-MRA，然而在血流緩慢或湍流情況下，由于血流去相位效應，狹窄程度常被高估，因此，采用這種方法存在檢查不準確的問題，且該檢查方法無法評估血管壁情況。HR-VWI技術具有分辨率高的特點，可識別BA血管壁病變，并可測量管周面積、管腔面積、斑塊面積及計算斑塊負荷等重要參數，將2種檢查技術結合，可為臨床診斷BA斑塊提供更多的影像學證據。BA彎曲度是基底動脈斑塊形成的一個獨立危險因素。一項關于股淺動脈彎曲率對動脈粥樣硬化影響的研究指出，有動脈粥樣硬化斑塊組股淺動脈彎曲率大于無動脈粥樣硬化組[15]。血管彎曲度和斑塊形成的關系可用血管壁剪切應力(wall shear stress，WSS)解釋。WSS是血流對血管壁的切向力，WSS主要取決于血液黏度、血流速度梯度及血管幾何形狀[16]。血管內皮細胞的機械傳感器可識別WSS大小和方向，將機械信號轉化為細胞內生化信號[17]，這種信號的轉化在斑塊形成和發展中發揮著重要的作用。血管彎曲度可影響WSS大小，彎曲度大的血管低WSS范圍更大[15]，而低WSS可促進血管壁炎癥反應、動脈粥樣硬化和血栓形成，同時減弱血管內皮細胞的保護功能[18]。這種改變發生在血管狹窄之前，因此，根據BA彎曲度可篩選出基底動脈粥樣硬化的高危病人進行二級預防。

血管彎曲度與BA斑塊負荷呈正相關。有研究表明，股淺動脈彎曲度越大，低WSS面積占比越大[15]。隨著WSS降低，動脈內膜顯著增厚，斑塊負荷增大，且WSS降低出現在內膜增厚之前[16]。Deng等[5]研究顯示，BA彎曲度和BA管壁厚度(該指標可較好地反映斑塊負荷)顯著相關。BA斑塊負荷隨著BA彎曲度增大而變大。有研究顯示，BA彎曲度與斑塊負荷無關，造成這種不同結果的原因可能是測量BA彎曲度之前應測量并比較MRA各方向BA中角，并選取最大BA中角圖像計算BA彎曲度，通過目測BA彎曲程度最大圖像作為測量圖像[6]。正位BA中角與斑塊負荷呈線性相關，造成這種原因的結果可能是BA彎曲度與BA中角一定程度可反映BA彎曲程度[19]。

4D flow MRI是一種可直接獲取WSS的方法[20]，運用該技術測量BA WSS，通過量化指標深入研究BA斑塊形成的原因。本研究樣本量有限，今后可納入更多的研究人群擴大樣本量，進一步提高研究結果的準確性；且研究是一項觀察性橫斷面研究，可能受到非控混雜因素的影響。通過隨訪進行前瞻性研究以消除混雜因素，得到準確的研究結果。