3D-DSA三維重建聯(lián)合TCD評估Willis環(huán)變異及血流動力學(xué)改變對顱內(nèi)動脈瘤形成和破裂出血的影響.pdf

1、研究背景和目的:
　　 顱內(nèi)動脈瘤(intracranialaneurysm，IA)是顱內(nèi)動脈管壁的異常膨出，是造成蛛網(wǎng)膜下腔出血(subarachnoidhemorrhage，SAH)的首位病因，在腦血管疾病病因中位居第3位。研究顯示，顱內(nèi)動脈瘤的發(fā)病率為3.6％-6％，破裂率（占動脈瘤人群）為1％-3％，其死亡率和致殘率占腦血管病死亡患者的22％-25％，并呈一個逐漸遞增的趨勢。動脈瘤破裂首次出血的死亡率約為15％-50％，

2、未及時診治2年內(nèi)的死亡率達(dá)75％-85％，50％以上的破裂動脈瘤存活者遺留有肢體癱瘓等嚴(yán)重殘疾，嚴(yán)重影響了患者的日常生活能力。如何準(zhǔn)確獲取動脈瘤形成的危險因素、評估動脈瘤的破裂風(fēng)險，為臨床預(yù)防和治療決策提供理論依據(jù)顯得尤為重要。
　　 動脈瘤的發(fā)病機制尚不十分清楚。研究表明，顱內(nèi)動脈瘤的形成受多種因素影響，常見的病因主要有:血流動力學(xué)因素引起的血管退變、動脈粥樣硬化、潛在的血管病變、先天或后天導(dǎo)致的Willis環(huán)變異以及高流狀態(tài)

3、，其他病因還包括外傷、感染、腫瘤、藥源性等。
　　 總體來講，影響顱內(nèi)動脈瘤形成的原因主要分為先天性遺傳和后天性血管壁退變兩類。而其破裂出血多與年齡、高血壓、動脈瘤大小、位置以及血流動力學(xué)改變等因素密切相關(guān)。
　　 目前，對于顱內(nèi)動脈瘤形成和破裂出血的危險因素的研究更多的還是集中在腦動脈形態(tài)學(xué)和計算流體動力學(xué)(computationalfluiddynamics，CFD)對顱內(nèi)動脈瘤血流動力學(xué)信息的三維數(shù)值模擬的研究上。

4、但是，單純的數(shù)字減影血管造影(digitalsubtractionangiography,DSA)技術(shù)難以獲得影響動脈瘤形成和破裂出血的動態(tài)因素參數(shù)。此外，雖然CFD對顱內(nèi)動脈瘤內(nèi)血流動力學(xué)信息的三維數(shù)值模擬重建使得復(fù)雜的流體力學(xué)簡單化，但是由于模擬研究都基于一定的假設(shè)，忽略了動脈瘤的重力、位置、瘤壁的真實厚度等因素的影響，存在不合理性的問題，過多的假設(shè)會影響CFD模型結(jié)果的可靠性，甚至產(chǎn)生不正確的結(jié)果。本研究基于上述研究方法的不足，采

5、用三維數(shù)字減影血管造影(Three-dimensionaldigitalsubtractionangiography,3D-DSA)及三維圖像重建觀察顱內(nèi)動脈瘤的位置、形態(tài)、載瘤動脈曲度，判斷有無大腦動脈環(huán)（Willis環(huán)）變異以及A1優(yōu)勢征，測量動脈瘤大小、瘤頸橫截面積、載瘤動脈內(nèi)徑、雙側(cè)的大腦前動脈A2段起始部夾角以及動脈瘤長軸方向與載瘤動脈所成的角度（動脈瘤傾斜角），計算動脈瘤體頸比(sizeratio，SR)、瘤頸橫截面積與載瘤

6、動脈直徑比(aneurysmalneckarea/diameterofparentartery,AD);同時采用經(jīng)顱多普勒(Transcranialcolor-codedduplex，TCD)檢測顱內(nèi)血流動力學(xué)參數(shù)，計算切應(yīng)力(wallshearstress，WSS)和環(huán)壁張力大小，從影像學(xué)和血流動力學(xué)角度分析Willis環(huán)變異度及顱內(nèi)血流動力學(xué)改變對顱內(nèi)動脈瘤形成和破裂出血的影響，為顱內(nèi)動脈瘤的預(yù)防提供理論依據(jù)，指導(dǎo)顱內(nèi)動脈瘤的治療決

7、策。
　　 第一部分:（第二章）顱內(nèi)單發(fā)動脈瘤形成的危險因素分析
　　 目的:探討顱內(nèi)單發(fā)動脈瘤的性別和年齡分布情況，采用3D-DSA三維重建聯(lián)合TCD檢查從影像學(xué)和血流動力學(xué)角度分析Willis環(huán)變異度及顱內(nèi)血流動力學(xué)改變對顱內(nèi)動脈瘤形成的影響，為顱內(nèi)動脈瘤高危人群的篩查提供理論依據(jù)。
　　 方法:選擇2010年11月-2011年11月南方醫(yī)科大學(xué)珠江醫(yī)院神經(jīng)外科住院部收治的所有經(jīng)DSA檢查證實的顱內(nèi)單發(fā)動脈瘤

8、患者223例，同時選取同時間段所有行DSA檢查結(jié)果陰性的118例患者作為對照。分析顱內(nèi)單發(fā)動脈瘤的性別、年齡分布情況，同時根據(jù)3D-DSA及三維重建圖像分析血流動力學(xué)方面的特征，判斷A1優(yōu)勢征以及Willis環(huán)變異情況。對所有影響顱內(nèi)動脈瘤形成的因素進(jìn)行Logistic回歸分析，探討顱內(nèi)單發(fā)動脈瘤形成的危險因素。變量入選的標(biāo)準(zhǔn)基于既往已經(jīng)確定的對動脈瘤形成有關(guān)的重要因素（如高血壓等），現(xiàn)知的影響血管生理性形態(tài)的流行病學(xué)因素（如性別、年齡

9、等），以及已知的可能影響動脈瘤形成的血流動力學(xué)因素（如Willis環(huán)變異、A1優(yōu)勢征等）。同時，對于發(fā)病率高、受血流動力學(xué)因素影響最明顯的AcoA動脈瘤患者行TCD檢查，獲取血流動力學(xué)參數(shù)，并計算切應(yīng)力、環(huán)壁張力大小，根據(jù)3D-DSA及三維重建圖像測量雙側(cè)大腦前動脈A2段起始部夾角，通過繪制ROC曲線和Logistic回歸分析綜合評估Willis環(huán)變異及血流動力學(xué)改變對AcoA動脈瘤形成的影響。
　　 結(jié)果:動脈瘤組和對照組在性

10、別分布、年齡上比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05;P＞0.05)。但從動脈瘤組患者發(fā)病的性別分布來看，女性偏多，占到了58.74％(131/223);在動脈瘤組中，年齡＞60歲為動脈瘤發(fā)病的高峰期，占到61.44％(43/118)，40-60歲為第二高峰期，占到了30.94％(67/118)，相比之下，40歲以前動脈瘤的發(fā)病率僅為7.52％(8/118)。不論是動脈瘤組還是對照組，Willis前環(huán)變異的發(fā)生率均高于Willis后環(huán)變異

11、的發(fā)生率;A1優(yōu)勢征（Willis前環(huán)變異）的發(fā)生率左側(cè)均明顯大于右側(cè)，這一特征同樣存在于AcoA動脈瘤中。性別(OR2.360，95％CI1.138～4.892，P=0.021)、高血壓Ⅱ級(OR3.294，95％CI1.246～8.711，P=0.016)、空腹血糖(6.1＜FBG＜11.1mmol/L)(OR63.759，95％CI2.219～20.591，P=0.001)和Willis環(huán)變異(OR27.326，95％CI9.01

12、9～82.789，P=0.000)是顱內(nèi)動脈瘤形成的危險因素;年齡（＜40歲）(OR0.028，95％CI0.59～0.739，P=0.002)是顱內(nèi)單發(fā)動脈瘤形成的保護(hù)性因素。對于AcoA動脈瘤而言，性別(OR5.067，95％CI1.011～25.403，P=0.048)、高血壓Ⅱ級(OR6.6734，95％CI1.023～43.501,P=0.047)、Willis環(huán)變異(OR14.152,95％CI1.006～199.012,P

13、=0.049)和A1優(yōu)勢征(OR25.048，95％CI1.438～436.337，P=0.027)是顱內(nèi)AcoA動脈瘤形成的危險因素;空腹血糖正常的糖尿病(OR0.061，95％CI0.005～0.689，P=0.024)、切應(yīng)力(OR0.053，95％CI0.011～0.249，P=0.000)和雙側(cè)大腦前動脈A2段起始部夾角(OR0.037，95％CI0.007～0.211，P=0.000)是顱內(nèi)單發(fā)AcoA動脈瘤形成的保護(hù)性因素

14、。年齡、雙側(cè)大腦前動脈A2段起始部夾角大小以及切應(yīng)力大小對于判斷AcoA動脈瘤形成有顯著意義(P=0.020;P=0.000;P=0.000)，年齡越接近62.5歲，夾角越接近104.9250度、切應(yīng)力越接近9.3050dyne/cm2，AcoA動脈瘤形成的可能性也越大。
　　 結(jié)論:不論是動脈瘤組還是對照組，Willis前環(huán)變異的發(fā)生率均高于Willis后環(huán)變異的發(fā)生率;A1優(yōu)勢征（Willis前環(huán)變異）的發(fā)生率左側(cè)均明顯大于

15、右側(cè)，A1優(yōu)勢征存在明顯左側(cè)優(yōu)勢傾向。女性、高血壓Ⅱ、空腹血糖(6.1＜FBG＜11.1mmol/L)以及Willis環(huán)變異是顱內(nèi)單發(fā)動脈瘤形成的危險因素;年齡小于40歲的人群較少發(fā)生顱內(nèi)動脈瘤。性別、高血壓Ⅱ級、Willis環(huán)變異和A1優(yōu)勢征是AcoA動脈瘤形成的危險因素;空腹血糖正常的糖尿病、切應(yīng)力和雙側(cè)到腦前動脈A2段起始部夾角是顱內(nèi)單發(fā)AcoA動脈瘤形成的保護(hù)性因素。年齡、雙側(cè)大腦前動脈A2段起始部夾角大小以及切應(yīng)力大小與Aco