颅内动脉分叉部血管结构与分叉部动脉瘤形成的相关性研究

肖峰++詹仁雅++潘剑威

[摘要]目的通过回顾性采集颅内动脉分叉部的血管形态几何参数，分析血管结构与动脉瘤发生的相关性，为后期前瞻性研究提供理论依据。方法通过回顾确诊颅内动脉瘤的病例资料，得到可以进行颈内_后交通动脉分叉部分叉角、颈内动脉和后交通动脉直径测量的颈内_后交通动脉分叉部动脉瘤共14例为研究组，非颈内_后交通动脉分叉部动脉瘤共15例为对照组。分别测量两组的颈内_后交通动脉分叉部分叉角（Ap），后交通动脉直径（Dp），颈内动脉c6段（Dc6）与C7段直径（Dc7），统计分析颈内_后交通动脉分叉部血管形态几何参数与动脉瘤发生的相关性。结果研究组颈内_后交通动脉分叉部分叉角明显小于对照组（p<0.01）。根据分叉角进行分层，对分叉角在84度至120度的病例，进行颈内_后交通动脉分叉部血管直径的第二次统计分析，结果显示研究组的后交通动脉直径明显小于对照组（p<0.05）；研究组后交通动脉与C6段直径比值明显小于对照组（P<0.05）。结论颈内_后交通动脉分叉部分叉角的大小与颈内_后交通动脉分叉部动脉瘤的形成相关，分叉角越小越有可能形成动脉瘤；而在一定分叉角范围内，后交通动脉与颈内动脉直径的比值与颈内_后交通动脉分叉部动脉瘤的形成具有相关性，比值越小越有可能形成动脉瘤。

[关键词]数字减影血管成像；血流动力学；颅内动脉瘤；后交通动脉

中图分类号：l543.4 文献标识码：A

文章编号：1009-816X（2015）05-0362-04

颅内动脉瘤是颅内常见的血管性疾病，破裂后发生蛛网膜下腔出血或脑内血肿等，具有高死亡率、高致残率的特点。但是目前，颅内动脉瘤的发生与发展的机制尚不清楚，年龄、性别、吸烟、饮酒、高血压、动脉粥样硬化、动脉瘤家族史、多囊肾等多种因素均被认为与颅内动脉瘤的发生与发展相关。目前主流观点认为，遗传因素与血流动力学因素共同作用产生血管因素改变是颅内动脉瘤形成的主要相关因素，并且血流动力学因素在颅内动脉瘤的形成中占主导地位。

1.资料与方法

1.1.一般资料：通过回顾2009年1月至2010年6月就诊于浙江大学医学院附属第一医院神经外科行颅脑DSA检查确诊颅内动脉瘤并利用血管影像系统（PhilipsIntegris BH5000 Angiographic x—rav svstem）行血管立体三维重建的87例患者的病例资料，剔除由于后交通动脉未显影而致颈内_后交通动脉分叉部血管几何参数无法测量的病例，最后得到可以进行颈内_后交通动脉分叉部分叉角、颈内动脉和后交通动脉直径测量的颈内后交通动脉分叉部动脉瘤共14例为研究组，非颈内后交通动脉分叉部动脉瘤包括大脑前动脉瘤。例、大脑前交通动脉瘤3例、大脑中动脉瘤5例、眼动脉段动脉瘤4例共15例为对照组。分别测量两组的颈内_后交通动脉分叉部分叉角（Ap），后交通动脉直径（Dp），颈内动脉C6段（Dc6）与C7段直径（Dc7），通过统计分析研究颈内_后交通动脉分叉部血管结构几何参数与动脉瘤发生的相关性。

1.2.影像资料与数据测量：所有入选病例的DSA检查影像学资料均利用血管影像系统进行血管的三维重建。通过该系统的软件，测量两组颈内_后交通动脉分叉部分叉角（Ap），并选取颈内动脉和后交通动脉上距离颈内_后交通分叉部5mm的位置分别测量C7段、C6段颈内动脉直径（Dc7，Dc6）和后交通动脉直径（Dp）。所有数据均由两位技术人员进行两次重复测量并取平均值（图1）。

1.3.统计学处理：所有数据均利用SPSS16.0版软件进行统计学分析。计量资料用（x±s）表示，组间比较采用l检验，计数资料比较采用卡方检验，P<0.05为差异有统计学意义。

2.结果

2.1.两组一般资料比较：见表1。两组的年龄、性别、吸烟史、高血压史的比较均无统计学意义。

2.2.两组颈内_后交通动脉血管结构几何参数的统计分析：见表1。研究组14例病例的颈内_后交通动脉分叉部分叉角为（88.93±19.63）。明显小于对照组15例的颈内_后交通动脉分叉部分叉角（113.27±13.73）。差异有统计学意义（P<0.01）；研究组血管管径均小于对照组，研究组后交通动脉与C6段颈内动脉直径比值小于对照组，研究组C7段颈内动脉与C6段颈内动脉直径比值大于对照组，比较差异无统计学意义。

2.3.两组分叉角处于84度-120度的颈内_后交通分叉部血管管径的统计分析：见表3。根据以上所得的统计结果，我们将原始数据根据分叉角度大小进行排列，发现在分叉角低于84度（包括84度）的颅内动脉瘤均为颈内 后交通动脉瘤，而高于120。的动脉瘤均为非颈内后交通动脉瘤（图4）。所以我们将所有数据按照分叉角的大小分为三层，≤84度、≥120度以及85度-119度，然后对85度-119度的16例病例中的动脉直径进行第二次统计分析，结果发现，研究组的后交通动脉直径为（1.42±0.23）mm，小于对照组后交通动脉直径（1.87±0.42）一，且有统计学意义（P<0.05）；而研究组后交通动脉直径与颈内动脉C6段直径的比值为（0.46±0.11）明显小于对照组的比值（0.59±0.09），差异有统计学意义（P<0.05）。

3.讨论

颅内动脉瘤是引起蛛网膜下腔出血（subarachnoiodhaemorrhage，SAH）的最常见原因。颅内动脉瘤的人群发病率为0.4%-6%，颅内动脉瘤破裂的发生率为1%-2%，其病变特点为局部动脉壁张力减弱、管腔进行性扩张并有自发性破裂的倾向，遗传因素、环境、年龄、性别、吸烟、动脉粥样硬化及高血压等多种因素均能促进动脉瘤的形成与发展。目前的观点认为动脉瘤的发生、发展与局部动脉壁外膜和中膜慢性炎症细胞浸润、免疫因素、细胞凋亡、细胞外基质（extra-cellular matrix，ECM）代谢失衡、血压调节和血流动力学异常有关。进一步明确颅内动脉瘤的形成机制，将为早期发现动脉瘤、稳定动脉瘤瘤体甚至逆转动脉瘤的进程提供理论依据。

近年来血流动力学变化在颅内动脉瘤形成机制中的作用受到国内外研究者越来越多的重视。血流动力学的作用表现在剪切力、压力作用于血管壁产生的一系列生物学反应变化。目前认为，血流动力学因素在颅内动脉瘤的形成中占主导地位。而血流动力学因素受到血管本身形态几何结构的影响，包括血管管径、血管迂曲程度、血管形状、血管夹角等。结合以往血管形态学研究成果，本研究考虑到数据的可测量性及数据测量的准确性，选取了血管管径、分叉部血管的分叉角度进行测量分析其与动脉瘤形成的相关性。而根据Linder等的研究发现，颅内不同血管部位的动脉瘤的产生有不同的生物物理机制，所以本研究选择单一位置动脉瘤，即颈内_后交通动脉分叉部动脉瘤作为本研究的主要研究对象。而由于遗传学方面研究已经证实，患者性别、年龄、吸烟、高血压等相关病史会影响动脉瘤的发生，所以我们回顾患者的一般病例资料，并利用颅内其他血管部位的动脉瘤病例作为对照，以此来平衡研究组与对照组之间的遗传因素对动脉瘤形成的影响，去除混杂因素，使结论更加精确，可信。

本研究通过颅内动脉三维重建，利用软件对颈内_后交通动脉的血管直径、分叉部的分叉角进行测量。在初步的统计学分析中，我们得出，分叉部分叉角的大小与分叉部动脉瘤的存在相关，分叉角越小，存在动脉瘤的可能性越大。这样的结果与国外研究人员的研究结果相一致。Bor等]对104例分叉部动脉瘤的血管进行几何参数测量，通过统计学分析后发现，分叉角越小，动脉瘤存在的可能性越大。由于血管分叉，血管内血液分流，流向转变。流向的转变使血液对血管壁产生压力，通过压力传递、转导作用于血管内皮细胞，改变内皮细胞一氧化氮、内皮素.、组织型纤溶酶原激活物、转化生长因子β、碱性成纤维细胞生长因子、血小板衍生生长因子B、单核细胞趋化蛋白，等细胞因子表达，而这些物质和细胞因子不仅调节了血管细胞的生理活性，还影响其增殖、迁移及基质成分分泌活性，还可以直接影响金属基质蛋白酶等细胞外基质成分调节物质的活性，也是这些物质的表达异常直接导致了血管管壁内弹力层的损伤，最终致使动脉瘤的产生。

在初步的统计结果中我们发现，分叉部动脉的血管管径大小与动脉瘤的形成无明显相关性，而根据Bor等的血管形态学分析研究，分叉部分叉血管的管径也是分叉部动脉瘤发生的一大危险因素，分叉部出口动脉越狭窄，动脉瘤的发生率也越高，这样的结论与我们的结果不相符。而根据血流动力学理论推断，当恒定的血流量通过不同直径的血管时，血管管壁的压力不同；当血流由大血管通过小血管时，血流速度会增大，并在局部形成涡流或湍流，而根据Takeuchi等研究证实，不同血流速度和不同血流方式对管壁的切应力不同，血流速度低，血流方式稳定的部位，管壁切应力明显低于血流不平稳部位，所以我们提出血管管径的影响是否由于分叉角角度的影响使其作用未能体现？而在临床实践中我们不难发现，同样是血管分叉部，同样的分叉角，有的患者出现了动脉瘤，有的却没有。同样的事实也出现在我们的研究中。分叉角处于85度-119度的病例，有的出现了颈内 后交通分叉部动脉瘤，而有的却在其他位置出现了动脉瘤，颈内后交通分叉部未出现动脉瘤。所以我们根据先前选取了分叉角处于85度-119度的病例，并对血管的直径重新进行统计学分析，结果发现，分叉角大小位于该区域的病例中，颈内 后交通动脉瘤组的后交通动脉直径明显小于非颈内 后交通动脉瘤组，颈内 后交通动脉瘤组的后交通动脉直径与C6段的比值也明显小于非颈内后交通动脉瘤组。由于出口动脉直径小，致使出口动脉内血流速度增大，并在分叉部位形成不稳定血流如涡流、湍流等，促使管壁切应力增大，而应力的转导使动脉内皮细胞发生一系列的病理变化，最终导致分叉部动脉瘤的产生。

由此，通过我们的统计分析发现，分叉部动脉瘤的形成影响因素包括分叉角度，分叉部血管的管径。其中分叉角度在分叉部动脉瘤形成中起主要作用，对于分叉角极小的分叉部，即使出口动脉直径偏大，动脉瘤发生的危险度仍非常高，而对于分叉角趋近于180度的分叉部，即使出口动脉直径偏小，动脉瘤发生的危险度仍偏低。我们认为，由于分叉角度直接影响了血流冲击面的压力，角度越大，压力越大，只是管壁切应力增大，形成动脉瘤。而处于中间分叉角的分叉部，由于直流直接冲击产生的切应力不足以直接导致动脉瘤的发生，而需要血管管径的影响，不稳定的血流形式共同作用，才能致使血管内皮细胞发生病理变化，促使动脉瘤的形成。而以上的推断有赖于后期利用血流动力学模型进行模拟血流动力学相关参数的研究进一步证实。

而此研究也存在不足之处，首先，选取的病例较少，样本容量低当时统计学可能出现偏倚，这也有待与后期更多临床病例资料的纳入，扩充样本容量进一步统计分析；其次，此研究为病例回顾分析，此分析只能得出血管形态学参数与动脉瘤形成的相关性，并不能作为因果关系结论。此研究将为后期前瞻性病例对照研究提供可靠的参数指标，为以后动脉瘤形成因素的前瞻性研究打下基础。