椎動脈優勢與基底動脈形態及斑塊特征間的關系：基于磁共振高分辨率血管壁成像

摘要：目的 "通過磁共振高分辨率血管壁成像（HR-VWI）研究椎動脈優勢（VAD）與非VAD患者基底動脈的形態、斑塊分布及強化方式的差異。方法 "回顧性分析2022年6月～2024年3月蚌埠醫科大學第附屬二醫院行磁共振HR-MRI檢查的100例患者的臨床資料及基底動脈形態、斑塊特征。采用三維時間飛躍法磁共振血管造影正位視圖，將患者分為VAD組（n=77）和非VAD組（n=23）；測量椎動脈直徑及基底動脈的直徑、長度、彎曲方向和彎曲程度等參數。利用HR-VWI圖像分析斑塊的分布及強化程度，計算狹窄程度、重構指數及斑塊負荷。結果 "兩組患者一般資料的差異無統計學意義（Pgt;0.05）。兩組間基底動脈的彎曲方向、彎曲程度及斑塊的分布和強化程度差異均有統計學意義（Plt;0.05）。VAD組基底動脈多向右側彎曲。VAD組基底動脈的彎曲程度1級和3級占比較大，而非VAD組則主要集中在0級。VAD組斑塊橫向分布多位于腹側壁（P=0.010），縱向分布多為遠端斑塊（P=0.047）。VAD組中斑塊2級強化的比例顯著高于非VAD組（Plt;0.05）。結論 "HR-VWI作為一項無創性核磁共振技術，可以清晰地顯示椎-基底動脈的幾何狀態、血管壁及動脈粥樣硬化斑塊，定性或定量評估斑塊特征和血管的重構狀況、狹窄率等；椎動脈優勢顯著影響基底動脈的彎曲方向、彎曲程度及斑塊的分布和強化程度。

關鍵詞：椎動脈優勢；基底動脈；磁共振高分辨率血管壁成像；斑塊

Relationship between vertebral artery dominance and basilar artery morphology and plaque characteristics： based on high-resolution vessel wall imaging

CHEN Wenjing1， 3， SHEN Longshan1， 2， 3

1Department of Radiology， Shanghai First People's Hospital Bengbu Hospital （The Second Affiliated Hospital of Bengbu Medical College）， Bengbu Medical College， Bengbu 233040， China; 2School of Medical Imaging， Bengbu Medical College， Bengbu 233030， China; 3Key Laboratory of Digital Medicine and Intelligent Health of Anhui General Colleges and Universities （Bengbu Medical College）， Institute of Clinical Applied Anatomy， Bengbu Medical College， Bengbu 233004， China

Abstract： Objective To investigate differences in basilar artery morphology， plaque distribution， and enhancement patterns between vertebral artery dominance （VAD） and non?VAD patients using high-resolution vessel wall imaging （HR?VWI）. Methods A retrospective analysis was conducted on clinical data and basilar artery morphology and plaque characteristics in 100 patients who underwent HR-MRI at the Second Affiliated Hospital of Bengbu Medical College from June 2022 to March 2024. Utilizing 3D time?of?flight magnetic resonance angiography， VAD group （n=77） and non?VAD group （n=23） were examined. Measurements included vertebral and basilar artery diameters， lengths， curvature direction， and degree. Plaque distribution and enhancement were analyzed using HR?VWI， calculating stenosis degree， remodeling index， and plaque burden. Results Clinical data showed no significant differences between the two groups （Pgt;0.05）. Significant differences were found in basilar artery curvature direction， degree， plaque distribution， and enhancement （Plt;0.05）. In the VAD group， basilar artery curvature was predominantly rightward， with higher proportions of grade 1 and 3 curvature， while the non-VAD group mainly had grade 0 curvature. Plaque was more often distributed on the ventral wall （P=0.010） and distally （P=0.047） in the VAD group. Grade 2 plaque enhancement was significantly higher in the VAD group compared to the non?VAD group " " " " " "（Plt;0.05）. Conclusion In VAD patients， the basilar artery predominantly curves to the right， with a higher proportion of moderate to severe curvature compared to non?VAD patients. Plaques in the basilar artery are more frequently located on the ventral wall and distally， with a more pronounced enhancement degree in VAD patients. Vertebral artery dominance significantly influences the direction and degree of basilar artery curvature， as well as plaque distribution and enhancement.

Keywords： vertebral artery dominance; basilar artery; high-resolution vessel wall imaging; plaque

椎-基底動脈系統在人類腦血管系統中具有獨特地位，是唯一通過兩條動脈合并形成第3條動脈的部位，其幾何變異程度大于前循環［1］ 。當雙側椎動脈直徑差異≥0.3 mm，或雙側椎動脈以不對稱的角度匯入基底動脈時，即被認為存在椎動脈優勢（VAD）。

椎-基底動脈的結構和功能的異常可增加后循環腦血管意外的發生率，VAD可改變椎-基底動脈連接處的血流動力學對稱性，導致血液流動紊亂，促進動脈損傷和慢性纖維炎癥反應的產生，從而削弱層流對動脈粥樣硬化的保護機制。此外，動脈分叉處的振蕩血流也與動脈粥樣硬化的形成有關［2-4］ 。VAD已經被公認為后循環缺血性卒中（PCIS）的可能危險因素［5］ 。有研究表明，椎-基底動脈系統的伸長和迂曲具有高度可變性，雖然具體原因尚未確定，但衰老和血流動力學因素仍然被認為是其影響因素［6］ 。有學者發現，基底動脈（BA）易發生動脈粥樣硬化，形成斑塊影響相關區域血供，最終導致缺血性腦卒中［7］ 。BA的彎曲會增加和影響PCIS的發生率［8］ 。近年研究發現BA的曲率主要是由血流不對稱且內徑不一的VA引起的［9］ 。因此，在缺血事件發生之前更好地了解VAD和BA曲率及斑塊之間的關系至關重要［8， 10， 11］ 。

盡管越來越多的研究探討VAD對PCIS的影響，但是將VAD與基底動脈的形態及斑塊的形成的聯系起來的證據有限。本研究通過磁共振高分辨率血管壁像（HR-VWI）這種檢查方法，探究VAD對基底動脈的長度、直徑、彎曲方向以及彎曲程度和基底動脈形成斑塊的分布及強化方式等影響。

1 "資料與方法

1.1 "一般資料

回顧性分析2022年6月～2024年3月蚌埠醫科大學第二附屬醫院磁共振室行HR-MRI檢查的100例的基底動脈粥樣硬化患者。采用三維時間飛躍法磁共振血管造影（3D-TOF-MRA）正位視圖，根據VAD定義，將雙側椎動脈直徑差異≥0.3 mm時或當雙側椎動脈直徑差異lt;0.3 mm時，與基底動脈所成角度接近180°的椎動脈的患者歸為VAD組（n=77），反之歸為非VAD組（n=23）。100例患者中男性70例，女性30例；吸煙者20例，飲酒者48例，高血壓患者81例，糖尿病患者47例，高血脂患者41例。

納入標準：所有患者均接受HR-VWI檢查；HR-VWI檢查證實基底動脈狹窄且存在斑塊；至少存在1種動脈粥樣硬化危險因素，如高血壓病、糖尿病、高脂血癥、吸煙等；患者臨床資料齊全。排除標準：存在MRI檢查禁忌證，如心臟起搏器、心臟支架、電子耳蝸、鐵磁性血管夾等；患有原發性或繼發性血管炎、可逆性腦血管收縮綜合征或煙霧病等病史；椎動脈閉塞的患者；血管造影檢查未發現VA或BA；圖像質量較差，未達到標準。收集患者的性別、年齡、飲酒史、吸煙史、高血壓史、糖尿病史及高血脂癥病史等臨床資料。本研究經過蚌埠醫學院第二附屬醫院倫理委員會批準（審批號：[2024]KY035），免除受試者知情同意，對所有患者的影像及臨床資料進行隱私處理。

1.2 "檢查方法

采用美國GE Discovery MR750w 3.0T掃描儀采集圖像，由16通道標準頭部正交線圈進行掃描。所有患者均行HR-MRI掃描，采用可變反轉角回波采集技術和2D并行加速成像cube序列進行全腦各相同性容積掃描，獲得顱腦常規序列、TOF-MRA和三維快速自旋回波和超長回波鏈采集序列（3D-CUBE）T1WI平掃及增強掃描，設置相關參數：視野為24 mm×24 mm，矩陣為288×288，層厚為0.8 mm，重復時間/回波時間為600 ms/24 ms，在向患者注射釓酸葡胺鹽注射液5 min后進行掃描，掃描時間為7 min 43 s。

1.3 " 圖像分析

1.3.1 "直徑的測量 " 在3D-TOF-MRA正位視圖中測量每條血管的直徑（圖1A）。具體方法是從椎-基底動脈交界處（VA和BA）開始，在3個連續點（相距3 mm）進行測量，取這3個值的平均值作為直徑數值。當雙側椎動脈直徑差異≥0.3 mm時，直徑較大一側定義為VAD側，或當雙側椎動脈直徑差異lt;0.3 mm時，將與基底動脈所成角度接近180°的椎動脈定義為VAD側。椎動脈類型可分為以下4種：1型（Walking型）為兩側管徑相近的椎動脈（管徑差值lt;0.3 mm）合并成基底動脈，在合并成基底動脈之前兩側椎動脈彎向相同方向；2型（Tuning Fork型）為兩側管徑相近的椎動脈（管徑差值lt;0.3 mm）相對于基底動脈以相當對稱的角度合并成基底動脈，在合并成基底動脈之前兩側椎動脈彎向相反的反向；3型（Lambda型）為兩側大小不等的椎動脈（管徑差值≥ 0.3 mm）合并成為基底動脈；4型（No confluence型）為一側椎動脈直接延續為基底動脈，另一側椎動脈未與對側椎動脈匯合而延續為其他動脈。

1.3.2 "基底動脈曲率方向的測量 " 在BA的頂部和椎-基底動脈交界處之間畫一條參考線，以確定基底動脈的彎曲方向。如果基底動脈在參考線上呈S形，則選擇離參考線最遠的彎曲點進行測量。基底動脈的彎曲程度分為4級：0級（無彎曲），0～1.01 mm；1級（輕度彎曲），1.02～2.68 mm；2級（中度彎曲），2.69～3.76 mm；3級（重度彎曲），3.77～7.25 mm。基底動脈的彎曲方向分為3類：向右側彎曲、向左側彎曲或無彎曲（圖1B）［12］ 。

1.3.3 "基底動脈斑塊的特征 " 利用Philips Intellispace Portal軟件在增強掃描Cube T1WI中尋找和分析斑塊。當常規冠狀面和矢狀面無法判斷時，可以借助橫斷面判斷，并在測量層面與血管長軸存在傾斜時，進行我多平面重建校正，確保測量層面垂直于管腔。BA斑塊特征包括：斑塊的縱向分布，以小腦前下動脈為分割線，若斑塊位于椎-基底動脈匯合處至小腦前下動脈則定義為基底動脈近端斑塊，若斑塊位于小腦前下動脈至基底動脈分叉處則定義為基底動脈遠端斑塊。當出現兩根小腦前下動脈時，將顯示較清晰的一根小腦前下動脈作為判斷標準（圖2A）。

斑塊的橫向分布，選擇垂直于基底動脈長軸的HR-VWI橫軸面視圖，將BA管壁分為腹側、背側、左側及右側4個象限（圖2B）。

斑塊的強化程度，以T1增強圖像為標準，若斑塊信號強度與鄰近正常血管壁相似，為0級（無強化）；若斑塊的信號強度低于垂體漏斗部且高于鄰近正常血管壁的信號強度，為1級（輕度至中度強化）；若斑塊的信號強度類似于或大于垂體漏斗部的信號強度，為2級（顯著強化）。

斑塊定量指標，在顯示斑塊厚度最大層面的圖像上，以鄰近且無斑塊形成的血管層面作為參考，手動勾畫管壁及管腔輪廓，測量參考層面血管面積、參考層面管腔面積、最窄層面血管面積及最窄層面管腔面積（圖3～4），按照以下公式計算出重構指數（RI）、斑塊負荷及狹窄率，RI=最窄層面血管面積/參考層面血管面積，RI≥1.05為正性重構，RI≤0.95為負性重構；斑塊負荷=（最窄層面血管面積-最窄層面管腔面積）/最窄層面血管面積；狹窄率=（1-最窄層面管腔面積/參考層面管腔面積）×100%。

1.4 "統計學分析

采用SPSS26.0軟件進行統計學分析，符合正態分布的計量資料以均數±標準差表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗；不符合正態分布的計量資料以中位數和上下四分位數表示，組間比較采用Mann-Whitney U檢驗。計數資料以n（%）表示，組間比較采用卡方檢驗。以Plt;0.05為差異有統計學意義。

2 "結果

2.1 "臨床相關因素及實驗室指標的比較

VAD組與非VAD組在年齡、性別、吸煙史、飲酒史、高血壓病史、糖尿病史、總膽固醇、甘油三脂、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白等臨床資料的差異均無統計學意義（Pgt;0.05，表1）。

2.2 "基底動脈形態學的比較

在VAD組中，基底動脈的彎曲方向主要向右側（無彎曲、右側、左側分別為5.2%、59.7%、35.1%，表2）。VAD組基底動脈的彎曲程度在1級（39%）和3級（32.5%）發生較多，而非VAD組中0級彎曲（78.3%）占比較大。兩組間基底動脈彎曲方向和彎曲程度的差異有統計學意義（Plt;0.001）。

在納入的病例中，排除了椎動脈NO confluence型。非VAD組的椎動脈類型中絕大部分為Walking型（91.3%），而VAD組不含Walking型，相反Lambda型（81.8%）占比較大。兩組間椎動脈類型的差異具有統計學意義（Plt;0.001，表2）。

2.3 "斑塊基本特征的比較

與非VAD組相比，VAD組在最窄層面的血管面積和最窄層面的管腔面積均較小（P=0.020、Plt;0.001）。VAD組的狹窄程度較非VAD組增高（Plt;0.001）。兩組間的重構指數和斑塊負荷的差異有統計學意義（P=0.045、Plt;0.001）。兩組間其他斑塊特征的差異均無統計學意義（Pgt;0.05，表3）。

2.4 "斑塊分布及強化程度比較

在VAD組，斑塊橫向分布多分布于腹側壁 " " " " " "（P=0.010，表4），縱向分布多為基底動脈遠端斑塊 " " " "（P=0.047）。VAD組中斑塊2級強化所占比例較非VAD組大（重度與輕度：0.0% vs 24.7%），兩組差異有統計學意義（P=0.008，表4）。

3 "討論

既往研究更多關注VAD對PCIS的影響，而忽略其中的緣由，對基底動脈的變化關注較少。本研究更加關注基底動脈的形態學以及基底動脈斑塊的特征，證明了BA的曲率及斑塊強化方式與VAD密切相關，為VAD可導致PCIS提供更多的證據。

本研究發現，VAD組患者BA的彎曲程度高于非VAD組，這一結果與既往較多研究一致［6， 10， 11， 13］ 。VAD是PCIS的危險因素，可導致椎-基底底交界處血流不對稱，并可能導致機械性改變，引起BA曲率的改變，包括基底動脈彎曲長度和基底動脈長度，并且BA曲率是BA斑塊的獨立危險因素，其與腦卒中的定向關聯具有VAD的同側傾向性［6， 10， 11］ 。VAD引起BA彎曲的理論越來越受到重視，其臨床意義在于增加了PCIS的可能性。有研究發現［8， 13-15］ ，VAD 的方向與 BA彎方向存在反向關系，BA區的梗死主要發生在BA彎曲的對側，而小腦后下動脈供血區的梗死主要發生在VA的非優勢側，這些結果表明，梗死的位置與BA彎曲或VAD密切相關。非VAD側的口徑較小可導致較低的平均血流量及不規則的剪切應力，從而增加BA曲率發生的風險［16-18］ 。

本研究發現，VAD組患者與非VAD組患者的基底動脈斑塊分布存在差異，VAD組的基底動脈斑塊在橫向上多分布于腹側，這一結果既往研究［19］ 一致。根據椎-基底動脈的解剖結構，動脈粥樣硬化斑塊多位于與分支動脈或穿支動脈孔口的對側，而許多穿支動脈起源于其背壁和外壁［20］ 。此外，與既往研究相比，本研究單獨探討了斑塊縱向分布的情況，在縱向上多分布于遠端。由于病變發生在BA遠端，是因為大多穿支動脈位于遠端［21］ 。有研究發現，BA的彎曲程度不同可能是造成動脈粥樣硬化個體位置差異性的原因之一［18］ 。BA動脈粥樣硬化是PCIS的重要原因之一［19， 22］ 。BA的曲率主要是由血流不對稱且內徑不一的VA引起的，而BA的彎曲往往會影響斑塊的發生和發展［9， 23， 24］ 。

動脈粥樣硬化斑塊多表現為局灶性管壁增強，斑塊強化與斑塊內的炎癥的浸潤、新生血管形成及內皮細胞的通透性增加有關，斑塊增強通常被認為是動脈粥樣硬化斑塊不穩定的一個特征，可能是斑塊進展和腦卒中復發的預測指標。在以往的研究中對于基底動脈斑塊的強化方式研究較少，在本研究中深入探討了VAD組與非VAD組斑塊的強化程度的差異，結果顯示VAD組明顯強化斑塊較非VAD組更多，這也進一步支持了VAD增加了BA斑塊風險的觀點。有研究表明，在HR-VWI上斑塊的增強很有可能成為反映顱內斑塊炎癥反應以及斑塊脆弱性的標志性特征［25-27］ 。斑塊本身的穩定性是影響腦卒中發生的重要因素，斑塊強化程度與臨床癥狀密切相關，在大多數急性腦卒中事件患者中，相關供血動脈的斑塊可顯著強化［28， 29］ 。

本研究仍存在一些不足之處：樣本量較小，屬于單中心回顧性研究，缺乏前瞻性，容易存在偏倚；在HR-VWI成像上發現的斑塊缺乏組織病理學驗證；選擇最狹窄管腔，忽略了不穩定的斑塊，有待進一步研究。

綜上所述，VAD對基底動脈的彎曲方向、彎曲程度及斑塊的分布和強化程度有一定的影響。在研究過程中，使用HR-VWI這種非侵入性技術，可以清晰地顯示基底動脈粥樣硬化性狹窄斑塊，可用于評估斑塊特征和斑塊不穩定性。在臨床中，VAD的概念和風險應當被充分認識，有助于臨床醫生和放射醫生在臨床當中更加關注后循環血管變異，在疾病的預防和治療當中更加謹慎地考慮VAD對PCIS的影響，為臨床藥物治療及血管介入治療提供有效指導。在未來，需要更多的臨床研究將VAD與PCIS聯系在一起，對于無癥狀先天血管突變的患者，應該評估缺血事件發生的潛在風險，制定個體化的治療方案，并且定期隨訪以避免未來的并發癥［30］ 。

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（編輯：林 "萍）