顱內(nèi)動(dòng)脈分叉部血管結(jié)構(gòu)與分叉部動(dòng)脈瘤形成的相關(guān)性研究

肖峰++詹仁雅++潘劍威

[摘要]目的通過回顧性采集顱內(nèi)動(dòng)脈分叉部的血管形態(tài)幾何參數(shù)，分析血管結(jié)構(gòu)與動(dòng)脈瘤發(fā)生的相關(guān)性，為后期前瞻性研究提供理論依據(jù)。方法通過回顧確診顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的病例資料，得到可以進(jìn)行頸內(nèi)_后交通動(dòng)脈分叉部分叉角、頸內(nèi)動(dòng)脈和后交通動(dòng)脈直徑測(cè)量的頸內(nèi)_后交通動(dòng)脈分叉部動(dòng)脈瘤共14例為研究組，非頸內(nèi)_后交通動(dòng)脈分叉部動(dòng)脈瘤共15例為對(duì)照組。分別測(cè)量?jī)山M的頸內(nèi)_后交通動(dòng)脈分叉部分叉角（Ap），后交通動(dòng)脈直徑（Dp），頸內(nèi)動(dòng)脈c6段（Dc6）與C7段直徑（Dc7），統(tǒng)計(jì)分析頸內(nèi)_后交通動(dòng)脈分叉部血管形態(tài)幾何參數(shù)與動(dòng)脈瘤發(fā)生的相關(guān)性。結(jié)果研究組頸內(nèi)_后交通動(dòng)脈分叉部分叉角明顯小于對(duì)照組（p<0.01）。根據(jù)分叉角進(jìn)行分層，對(duì)分叉角在84度至120度的病例，進(jìn)行頸內(nèi)_后交通動(dòng)脈分叉部血管直徑的第二次統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果顯示研究組的后交通動(dòng)脈直徑明顯小于對(duì)照組（p<0.05）；研究組后交通動(dòng)脈與C6段直徑比值明顯小于對(duì)照組（P<0.05）。結(jié)論頸內(nèi)_后交通動(dòng)脈分叉部分叉角的大小與頸內(nèi)_后交通動(dòng)脈分叉部動(dòng)脈瘤的形成相關(guān)，分叉角越小越有可能形成動(dòng)脈瘤；而在一定分叉角范圍內(nèi)，后交通動(dòng)脈與頸內(nèi)動(dòng)脈直徑的比值與頸內(nèi)_后交通動(dòng)脈分叉部動(dòng)脈瘤的形成具有相關(guān)性，比值越小越有可能形成動(dòng)脈瘤。

[關(guān)鍵詞]數(shù)字減影血管成像；血流動(dòng)力學(xué)；顱內(nèi)動(dòng)脈瘤；后交通動(dòng)脈

中圖分類號(hào)：l543.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-816X（2015）05-0362-04

顱內(nèi)動(dòng)脈瘤是顱內(nèi)常見的血管性疾病，破裂后發(fā)生蛛網(wǎng)膜下腔出血或腦內(nèi)血腫等，具有高死亡率、高致殘率的特點(diǎn)。但是目前，顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的發(fā)生與發(fā)展的機(jī)制尚不清楚，年齡、性別、吸煙、飲酒、高血壓、動(dòng)脈粥樣硬化、動(dòng)脈瘤家族史、多囊腎等多種因素均被認(rèn)為與顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的發(fā)生與發(fā)展相關(guān)。目前主流觀點(diǎn)認(rèn)為，遺傳因素與血流動(dòng)力學(xué)因素共同作用產(chǎn)生血管因素改變是顱內(nèi)動(dòng)脈瘤形成的主要相關(guān)因素，并且血流動(dòng)力學(xué)因素在顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的形成中占主導(dǎo)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(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院神經(jīng)外科行顱腦DSA檢查確診顱內(nèi)動(dòng)脈瘤并利用血管影像系統(tǒng)（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(dòng)脈未顯影而致頸內(nèi)_后交通動(dòng)脈分叉部血管幾何參數(shù)無法測(cè)量的病例，最后得到可以進(jìn)行頸內(nèi)_后交通動(dòng)脈分叉部分叉角、頸內(nèi)動(dòng)脈和后交通動(dòng)脈直徑測(cè)量的頸內(nèi)后交通動(dòng)脈分叉部動(dòng)脈瘤共14例為研究組，非頸內(nèi)后交通動(dòng)脈分叉部動(dòng)脈瘤包括大腦前動(dòng)脈瘤。例、大腦前交通動(dòng)脈瘤3例、大腦中動(dòng)脈瘤5例、眼動(dòng)脈段動(dòng)脈瘤4例共15例為對(duì)照組。分別測(cè)量?jī)山M的頸內(nèi)_后交通動(dòng)脈分叉部分叉角（Ap），后交通動(dòng)脈直徑（Dp），頸內(nèi)動(dòng)脈C6段（Dc6）與C7段直徑（Dc7），通過統(tǒng)計(jì)分析研究頸內(nèi)_后交通動(dòng)脈分叉部血管結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)與動(dòng)脈瘤發(fā)生的相關(guān)性。

1.2.影像資料與數(shù)據(jù)測(cè)量：所有入選病例的DSA檢查影像學(xué)資料均利用血管影像系統(tǒng)進(jìn)行血管的三維重建。通過該系統(tǒng)的軟件，測(cè)量?jī)山M頸內(nèi)_后交通動(dòng)脈分叉部分叉角（Ap），并選取頸內(nèi)動(dòng)脈和后交通動(dòng)脈上距離頸內(nèi)_后交通分叉部5mm的位置分別測(cè)量C7段、C6段頸內(nèi)動(dòng)脈直徑（Dc7，Dc6）和后交通動(dòng)脈直徑（Dp）。所有數(shù)據(jù)均由兩位技術(shù)人員進(jìn)行兩次重復(fù)測(cè)量并取平均值（圖1）。

1.3.統(tǒng)計(jì)學(xué)處理：所有數(shù)據(jù)均利用SPSS16.0版軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。計(jì)量資料用（x±s）表示，組間比較采用l檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料比較采用卡方檢驗(yàn)，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.結(jié)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(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.2.兩組頸內(nèi)_后交通動(dòng)脈血管結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)的統(tǒng)計(jì)分析：見表1。研究組14例病例的頸內(nèi)_后交通動(dòng)脈分叉部分叉角為（88.93±19.63）。明顯小于對(duì)照組15例的頸內(nèi)_后交通動(dòng)脈分叉部分叉角（113.27±13.73）。差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.01）；研究組血管管徑均小于對(duì)照組，研究組后交通動(dòng)脈與C6段頸內(nèi)動(dòng)脈直徑比值小于對(duì)照組，研究組C7段頸內(nèi)動(dòng)脈與C6段頸內(nèi)動(dòng)脈直徑比值大于對(duì)照組，比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.3.兩組分叉角處于84度-120度的頸內(nèi)_后交通分叉部血管管徑的統(tǒng)計(jì)分析：見表3。根據(jù)以上所得的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，我們將原始數(shù)據(jù)根據(jù)分叉角度大小進(jìn)行排列，發(fā)現(xiàn)在分叉角低于84度（包括84度）的顱內(nèi)動(dòng)脈瘤均為頸內(nèi) 后交通動(dòng)脈瘤，而高于120。的動(dòng)脈瘤均為非頸內(nèi)后交通動(dòng)脈瘤（圖4）。所以我們將所有數(shù)據(jù)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(duì)85度-119度的16例病例中的動(dòng)脈直徑進(jìn)行第二次統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，研究組的后交通動(dòng)脈直徑為（1.42±0.23）mm，小于對(duì)照組后交通動(dòng)脈直徑（1.87±0.42）一，且有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；而研究組后交通動(dòng)脈直徑與頸內(nèi)動(dòng)脈C6段直徑的比值為（0.46±0.11）明顯小于對(duì)照組的比值（0.59±0.09），差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。

3.討論

顱內(nèi)動(dòng)脈瘤是引起蛛網(wǎng)膜下腔出血（subarachnoiodhaemorrhage，SAH）的最常見原因。顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的人群發(fā)病率為0.4%-6%，顱內(nèi)動(dòng)脈瘤破裂的發(fā)生率為1%-2%，其病變特點(diǎn)為局部動(dòng)脈壁張力減弱、管腔進(jìn)行性擴(kuò)張并有自發(fā)性破裂的傾向，遺傳因素、環(huán)境、年齡、性別、吸煙、動(dòng)脈粥樣硬化及高血壓等多種因素均能促進(jìn)動(dòng)脈瘤的形成與發(fā)展。目前的觀點(diǎn)認(rèn)為動(dòng)脈瘤的發(fā)生、發(fā)展與局部動(dòng)脈壁外膜和中膜慢性炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)、免疫因素、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞外基質(zhì)（extra-cellular matrix，ECM）代謝失衡、血壓調(diào)節(jié)和血流動(dòng)力學(xué)異常有關(guān)。進(jìn)一步明確顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的形成機(jī)制，將為早期發(fā)現(xiàn)動(dòng)脈瘤、穩(wěn)定動(dòng)脈瘤瘤體甚至逆轉(zhuǎn)動(dòng)脈瘤的進(jìn)程提供理論依據(jù)。

近年來血流動(dòng)力學(xué)變化在顱內(nèi)動(dòng)脈瘤形成機(jī)制中的作用受到國內(nèi)外研究者越來越多的重視。血流動(dòng)力學(xué)的作用表現(xiàn)在剪切力、壓力作用于血管壁產(chǎn)生的一系列生物學(xué)反應(yīng)變化。目前認(rèn)為，血流動(dòng)力學(xué)因素在顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的形成中占主導(dǎo)地位。而血流動(dòng)力學(xué)因素受到血管本身形態(tài)幾何結(jié)構(gòu)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(jié)合以往血管形態(tài)學(xué)研究成果，本研究考慮到數(shù)據(jù)的可測(cè)量性及數(shù)據(jù)測(cè)量的準(zhǔn)確性，選取了血管管徑、分叉部血管的分叉角度進(jìn)行測(cè)量分析其與動(dòng)脈瘤形成的相關(guān)性。而根據(jù)Linder等的研究發(fā)現(xiàn)，顱內(nèi)不同血管部位的動(dòng)脈瘤的產(chǎn)生有不同的生物物理機(jī)制，所以本研究選擇單一位置動(dòng)脈瘤，即頸內(nèi)_后交通動(dòng)脈分叉部動(dòng)脈瘤作為本研究的主要研究對(duì)象。而由于遺傳學(xué)方面研究已經(jīng)證實(shí)，患者性別、年齡、吸煙、高血壓等相關(guān)病史會(huì)影響動(dòng)脈瘤的發(fā)生，所以我們回顧患者的一般病例資料，并利用顱內(nèi)其他血管部位的動(dòng)脈瘤病例作為對(duì)照，以此來平衡研究組與對(duì)照組之間的遺傳因素對(duì)動(dòng)脈瘤形成的影響，去除混雜因素，使結(jié)論更加精確，可信。

本研究通過顱內(nèi)動(dòng)脈三維重建，利用軟件對(duì)頸內(nèi)_后交通動(dòng)脈的血管直徑、分叉部的分叉角進(jìn)行測(cè)量。在初步的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析中，我們得出，分叉部分叉角的大小與分叉部動(dòng)脈瘤的存在相關(guān)，分叉角越小，存在動(dòng)脈瘤的可能性越大。這樣的結(jié)果與國外研究人員的研究結(jié)果相一致。Bor等]對(duì)104例分叉部動(dòng)脈瘤的血管進(jìn)行幾何參數(shù)測(cè)量，通過統(tǒng)計(jì)學(xué)分析后發(fā)現(xiàn)，分叉角越小，動(dòng)脈瘤存在的可能性越大。由于血管分叉，血管內(nèi)血液分流，流向轉(zhuǎn)變。流向的轉(zhuǎn)變使血液對(duì)血管壁產(chǎn)生壓力，通過壓力傳遞、轉(zhuǎn)導(dǎo)作用于血管內(nèi)皮細(xì)胞，改變內(nèi)皮細(xì)胞一氧化氮、內(nèi)皮素.、組織型纖溶酶原激活物、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β、堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子、血小板衍生生長(zhǎng)因子B、單核細(xì)胞趨化蛋白，等細(xì)胞因子表達(dá)，而這些物質(zhì)和細(xì)胞因子不僅調(diào)節(jié)了血管細(xì)胞的生理活性，還影響其增殖、遷移及基質(zhì)成分分泌活性，還可以直接影響金屬基質(zhì)蛋白酶等細(xì)胞外基質(zhì)成分調(diào)節(jié)物質(zhì)的活性，也是這些物質(zhì)的表達(dá)異常直接導(dǎo)致了血管管壁內(nèi)彈力層的損傷，最終致使動(dòng)脈瘤的產(chǎn)生。

在初步的統(tǒng)計(jì)結(jié)果中我們發(fā)現(xiàn)，分叉部動(dòng)脈的血管管徑大小與動(dòng)脈瘤的形成無明顯相關(guān)性，而根據(jù)Bor等的血管形態(tài)學(xué)分析研究，分叉部分叉血管的管徑也是分叉部動(dòng)脈瘤發(fā)生的一大危險(xiǎn)因素，分叉部出口動(dòng)脈越狹窄，動(dòng)脈瘤的發(fā)生率也越高，這樣的結(jié)論與我們的結(jié)果不相符。而根據(jù)血流動(dòng)力學(xué)理論推斷，當(dāng)恒定的血流量通過不同直徑的血管時(shí)，血管管壁的壓力不同；當(dāng)血流由大血管通過小血管時(shí)，血流速度會(huì)增大，并在局部形成渦流或湍流，而根據(jù)Takeuchi等研究證實(shí)，不同血流速度和不同血流方式對(duì)管壁的切應(yīng)力不同，血流速度低，血流方式穩(wěn)定的部位，管壁切應(yīng)力明顯低于血流不平穩(wěn)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(xiàn)？而在臨床實(shí)踐中我們不難發(fā)現(xiàn)，同樣是血管分叉部，同樣的分叉角，有的患者出現(xiàn)了動(dòng)脈瘤，有的卻沒有。同樣的事實(shí)也出現(xiàn)在我們的研究中。分叉角處于85度-119度的病例，有的出現(xiàn)了頸內(nèi) 后交通分叉部動(dòng)脈瘤，而有的卻在其他位置出現(xiàn)了動(dòng)脈瘤，頸內(nèi)后交通分叉部未出現(xiàn)動(dòng)脈瘤。所以我們根據(jù)先前選取了分叉角處于85度-119度的病例，并對(duì)血管的直徑重新進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，分叉角大小位于該區(qū)域的病例中，頸內(nèi) 后交通動(dòng)脈瘤組的后交通動(dòng)脈直徑明顯小于非頸內(nèi) 后交通動(dòng)脈瘤組，頸內(nèi) 后交通動(dòng)脈瘤組的后交通動(dòng)脈直徑與C6段的比值也明顯小于非頸內(nèi)后交通動(dòng)脈瘤組。由于出口動(dòng)脈直徑小，致使出口動(dòng)脈內(nèi)血流速度增大，并在分叉部位形成不穩(wěn)定血流如渦流、湍流等，促使管壁切應(yīng)力增大，而應(yīng)力的轉(zhuǎn)導(dǎo)使動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞發(fā)生一系列的病理變化，最終導(dǎo)致分叉部動(dòng)脈瘤的產(chǎn)生。

由此，通過我們的統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，分叉部動(dòng)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(dòng)脈瘤形成中起主要作用，對(duì)于分叉角極小的分叉部，即使出口動(dòng)脈直徑偏大，動(dòng)脈瘤發(fā)生的危險(xiǎn)度仍非常高，而對(duì)于分叉角趨近于180度的分叉部，即使出口動(dòng)脈直徑偏小，動(dòng)脈瘤發(fā)生的危險(xiǎn)度仍偏低。我們認(rèn)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(yīng)力增大，形成動(dòng)脈瘤。而處于中間分叉角的分叉部，由于直流直接沖擊產(chǎn)生的切應(yīng)力不足以直接導(dǎo)致動(dòng)脈瘤的發(fā)生，而需要血管管徑的影響，不穩(wěn)定的血流形式共同作用，才能致使血管內(nèi)皮細(xì)胞發(fā)生病理變化，促使動(dòng)脈瘤的形成。而以上的推斷有賴于后期利用血流動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行模擬血流動(dòng)力學(xué)相關(guān)參數(shù)的研究進(jìn)一步證實(shí)。

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(dāng)時(shí)統(tǒng)計(jì)學(xué)可能出現(xiàn)偏倚，這也有待與后期更多臨床病例資料的納入，擴(kuò)充樣本容量進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)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(tài)學(xué)參數(shù)與動(dòng)脈瘤形成的相關(guān)性，并不能作為因果關(guān)系結(jié)論。此研究將為后期前瞻性病例對(duì)照研究提供可靠的參數(shù)指標(biāo)，為以后動(dòng)脈瘤形成因素的前瞻性研究打下基礎(chǔ)。