椎动脉狭窄及阻塞的磁共振血管造影相关影像学研究

谷奕诺 张浩

基础研究

椎动脉狭窄及阻塞的磁共振血管造影相关影像学研究

谷奕诺 张浩

目的 探讨磁共振血管造影（MRA）技术对椎动脉狭窄和阻塞的实际应用价值。方法 对97例就诊于吉林大学第一医院椎动脉狭窄和阻塞患者的脑动脉MRA图像进行处理，并对椎动脉和相关脑梗死的影像学数据进行测量。结果 研究和统计了椎动脉狭窄和阻塞的位置、斑块性质以及与其相关脑梗死位置和体积。发现非优势动脉的狭窄发病率明显高于优势动脉，其中椎动脉起始端的发病率最高，达到52.3%，但严重程度与发病部位没有明显的相关性。对斑块性质的分析发现，纤维性、钙化性和混合性斑块比例较为接近，而脂类斑块较少。与狭窄相对应的梗死灶在颅内分布以大脑和脑干为主，小脑仅为12.1%，且狭窄程度与梗死体积呈正相关。结论 MRA可清晰地显示椎动脉狭窄和阻塞的位置，判断其狭窄严重程度和斑块性质，并可预计与椎动脉相关的脑梗死的风险和严重程度。

椎动脉； 磁共振血管造影； 狭窄和阻塞； 脑梗死； 医学影像学

椎动脉作为大脑后循环的供血血管之一，虽然其供血总量少于颈内动脉[1]，但狭窄和阻塞引起的后循环缺血及脑梗死在临床上极为常见，约为缺血性脑血管病的20%[2]，危险性及危害性均高于前循环缺血，尤其某些后循环卒中类型的预后较差，死亡率极高[3]。临床传统认为，由于磁共振（MR）对血液流变学信号依赖性较大，并不适合对椎动脉狭窄和阻塞尤其是存在钙化等现象的栓子或血管壁进行图像采集[4]。随着技术的不断完善，现今应用磁共振血管造影（MRA）对椎动脉进行扫描，获得狭窄和阻塞位置相关数据，分析栓子性质已经成为可能。本研究以此为切入点，通过MRA扫描，将颈动脉狭窄和阻塞区域的影像和参数与颅内梗死灶的情况相结合，探讨MRA在椎动脉狭窄和阻塞临床诊断中的应用价值。

1 对象与方法

1.1 研究对象 2015年3月至2015年10月，就诊于吉林大学第一医院行MRA检查的患者。纳入标准：①26～75岁；②以后循环缺血症状就诊，临床表现包括眩晕、呛咳、呕吐、吞咽困难、肢体无力、语言障碍、行走不稳及意识障碍等；③磁共振检查结果确诊为椎动脉狭窄和阻塞患者。最终入选共计97例，男性46例，女性51例，平均年龄58岁。相关数据处理使用均已告知患者并获得同意。

1.2 检查设备及方法 采用GE公司的DiscoveryTM MR750 3.0T磁共振机，进行头颈部的MRA扫描。扫描覆盖范围由锁骨下缘至头顶。采用Ax 3D TOF MRA，横断面3D TOF MRA多块扫描。扫描参数：FOV 为 FH190；RL 为 190；AP 为 56；Voxel size为 FH0.6；RL 为 0.6；AP 为 0.4；Recon voxel size为0.396。

1.3 图像处理及分析 将所得的扫描容积数据传送至AW Volume Share 4 AW4.5工作站，分别采取多平面重建、最大密度投影（maximum intensity projection，MIP）以及容积再现技术对图像进行后处理，利用软件自带工具进行测量。

1.3.1 椎动脉狭窄和阻塞部位的定位 双侧椎动脉优势的区分：依据椎动脉管径及双侧管径差，对其进行评估和分组[5]。

椎动脉分段：按照临床常用分段习惯将椎动脉分为三段：①起始段（V1）：起自锁骨下动脉上方，向上进入C6横突孔。②颅外段（V2～V3）：通过C6至C3横突孔，经C2，出枢椎，通过C1横突孔，止于穿硬脑膜处。③颅内段（V4）：过枕骨大孔，在脑桥及延髓交界处合成基底动脉。

1.3.2 椎动脉狭窄程度分级 根据欧洲协作组制定的血管狭窄诊断标准，测量狭窄远端正常动脉、狭窄段、狭窄近端直径及狭窄血管长度。狭窄程度（%）=（1－狭窄处直径/狭窄远端正常直径）×100%。将狭窄分为：0级，正常；1级，狭窄程度<50%；2级，狭窄程度50%～69%；3级，狭窄程度70%～99%；4级，狭窄程度100%，血管阻塞。

1.3.3 椎动脉阻塞物性质 在正常MRA扫描的基础上，应用3D-TOF MRA技术对图像进行分析，将特定灰度值范围作为标准，判断阻塞物的性质。

1.3.4 梗死灶位置 采用双盲法，由2位影像科医师独立观察图像，并确定颅内梗死灶位置，意见不同时请第三位医师共同阅片至得出一致判断。

1.3.5 梗死灶体积测量 仪器自带软件可根据live wire算法获取目标梗死灶在单一MRA层面的面积，利用层厚可得到这一层面的梗死灶体积，将各层面体积累加，即可得到完整梗死灶体积：

1.4 统计学方法 影像学测量数据均取三次测量的平均值，最终将每组的数据以±s表示，采用SPSS 13.0统计分析软件进行处理分析。对所有计量资料进行t检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 椎动脉优势与狭窄和阻塞的关系 本研究97例中左侧优势49例，右侧优势28例，其狭窄和阻塞发生率见表1。另存在等势12例，优势不明7例，不纳入此项统计。

［例数及百分率（%）］

表1 优势动脉和非优势动脉狭窄发生率

2.2 椎动脉狭窄和阻塞好发部位与严重程度 本研究收集病例97例，研究椎动脉血管194支，共发现狭窄与阻塞241处（见图1）。按照临床常用椎动脉解剖分段进行分类，各段狭窄与阻塞分部见表2，椎动脉各段狭窄与阻塞的严重程度见表3。

2.3 椎动脉狭窄和阻塞部位斑块的性质 对狭窄和阻塞部位的斑块进行分析，可确定斑块性质，见表4。

2.4 与椎动脉狭窄和阻塞伴发的脑梗死灶位置本研究纳入病例97例，其中伴发脑梗死73人，未发现脑梗死24人。检出梗死灶173个，各梗死灶位置见表5、图2。

2.5 椎动脉狭窄和阻塞程度与梗死灶体积的关系 利用live wire算法和MRA层厚等参数，计算梗死灶体积，其与椎动脉狭窄程度的关系见表6。

表2 椎动脉狭窄与阻塞的分布［例数及百分率（%）］

表3 椎动脉各段狭窄与阻塞严重程度的比较［例数及百分率（%）］

表4 狭窄和阻塞部位物质的性质［例数及百分率（%）］

表5 椎动脉狭窄和阻塞伴发脑梗死灶位置［例数及百分率（%）］

3 讨论

图1 椎动脉各段狭窄和阻塞MRA图像

3.1 椎动脉狭窄和阻塞的好发部位 椎动脉多数起自锁骨下动脉，约6%起自主动脉弓，向上穿C6～C1颈椎横突孔，经枕骨大孔入颅，而后左右椎动脉逐渐靠近，在延髓和脑桥交界处合成基底动脉。由于其管径明显小于颈内动脉，且起始部位成角接近直角，所以供血量仅占脑供血总量的1/3。但是有研究表明，椎动脉狭窄和阻塞与脑梗死的发生有着密切的联系[6]，所以临床上椎动脉狭窄和阻塞引起了广泛的关注。

图2 大脑各部位梗死灶MRA图像

表6 椎动脉狭窄和阻塞程度与梗死灶体积的关系（mm3）

本研究收集了97例194支椎动脉的MRA图像，排除左右等势和优势不明显病例，经筛选获得，左侧优势43例，右侧优势25例。对比狭窄和梗阻在优势和非优势动脉的发生率，可知非优势动脉狭窄和阻塞发生率明显高于优势动脉，推测这与非优势支血流动力学参数有关，在管径较细、流速较缓的情况下，狭窄和梗阻更易发生。同时可见，单侧狭窄较双侧狭窄更易发生，这也与临床上本疾病的发生和转归相一致。

此外本研究分析了椎动脉各段狭窄和阻塞的发生率和严重程度，发现在起始段（V1）的发生率明显高于其他两端，颅内段（V4）略高于颅外段（V2～V3）。而各段狭窄和阻塞的严重程度未见统计学差异。有研究认为，重度狭窄的比例接近50%[7]，这应与疾病表现有关，轻、中度患者由于症状隐匿，常未主动就医。

3.2 椎动脉狭窄和阻塞部位斑块的性质 对于颈部动脉狭窄性病变斑块性质的分析，前人多通过CTA进行研究[8]，现今随着MRA技术的发展，血液流变学及血管的狭窄及分叉部的夸大效应等常见干扰已可利用新的信号分析手段克服。MRA无骨性尾影，对软组织灵敏度高及无辐射、无创的优势，使其能够在临床得到更广泛的应用[9]。

本研究采用3D-TOF MRA分析阻塞部位斑块的性质发现，纤维性斑块的比例最高，接近35%，其次为混合性和钙化性斑块，而脂肪斑块最为少见。参照各性质斑块的比例，发现与国外MRA研究[10]及CT、DSA等的诊断结果类似[11]，说明通过MRA图像分析可以准确判断椎动脉斑块性质。结合斑块的形状等信息，可以对斑块稳定性进行判断，为临床诊疗提供支持。

3.3 椎动脉狭窄和阻塞与颅内梗死灶的关系 本研究分析了椎动脉狭窄和阻塞患者脑内梗死灶的分布情况，发现在传统椎动脉及其延续的基底动脉供血区域内的脑干为梗死灶发病率最高的区域，但是梗死灶在颅内各区域均有发现，在大脑各叶的分布也未见统计学差异。小脑区域的梗死灶明显少于大脑和脑干。有研究认为[12]，这是由于小脑受小脑后下、前下及小脑上动脉的血液供应，这三组血管在小脑形成了丰富的血管网，故小脑不易发生梗死。将脑内供血区域以Willis动脉环为解剖基础进行分析，发现在传统Willis动脉环后循环区域的梗死灶并未明显较其他区域增高，以颈内动脉供血为主的Willis动脉环前循环区域的广泛脑组织内均存在梗死灶。提醒临床上并不能简单以椎动脉或Willis动脉环后循环供血区域作为椎动脉狭窄或阻塞患者脑梗死灶的排查区域，由于Willis动脉环将脑部动脉供血整体联系在一起，来自椎动脉的狭窄和阻塞对全脑均造成梗死风险。

本研究计算了脑内梗死灶的体积，以期将脑梗死的严重程度与椎动脉的狭窄程度联系起来，发现随椎动脉狭窄和阻塞程度加重，脑内梗死灶体积也不断增大，双支狭窄和阻塞组梗死灶体积明显高于单支狭窄和阻塞各组。根据血流动力学的原理,当一侧椎动脉存在重度狭窄或闭塞时，大脑可通过多种侧支循环途径代偿后循环的缺血状态,包括同侧甲状颈干与椎动脉的吻合支、颈外动脉肌支、小脑下后动脉、大脑后动脉的软脑膜支以及后交通动脉等[13]，这就保证了即使单支出现重度狭窄或阻塞，其供血区域仍能保证一定的血流量，梗死灶体积增大并不明显。如双侧椎动脉同时出现狭窄和梗阻，仅通过颈内动脉血液代偿Willis动脉环后循环区域供血，则会造成血液流速和供血总量的明显减少，进而引起梗死灶体积显著增大。

综上所述，MRA已成为椎动脉狭窄和阻塞临床诊断中的重要检查手段。它能够提供准确的影像学资料，通过测量可以确定椎动脉狭窄和阻塞的位置、判断其分级、鉴定斑块性质。同时可将脑内梗死灶与椎动脉病变联系起来，通过斑块性质和形状评价其稳定性，通过狭窄程度评估梗死风险，对疾病筛查和预防具有重要意义。此外MRA还具有CT和DSA等检查所不具备的无创、软组织成像清晰等优势，可以为患者提供更加安全和无痛的诊疗手段，其今后将具有更广阔的临床实际应用价值。

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The imaging research about stenosis and occlusion of vertebral artery in MRA

GU Yi-nuo＊，ZHANG Hao.＊Pharmacology Collage of Yanbian University，Yanji 133002，China

Objective To discuss the actual application value of magnetic resonance angiography technology in vertebral artery stenosis and occlusion.Methods The vertebral artery MRA image of 97 patients who see doctor in the first hospital of Jilin university were analyze and the parameters of the vertebral artery and cerebral infarction which relate with the stenosis and occlusion of vertebral artery were measured.Results The location of the stenosis and obstruction in vertebral artery，the nature of the plaque，as well as the location and volume of the related cerebral infarction were measured.The results showed that the incidence in unpreponderant arteries was significantly higher than which in preponderant arteries，and the initial segment of vertebral artery has the highest incidence，achieving about 52.3%.But the severity has no concern with the pathogenic site.In the analyze to the nature of plaque，fibroid plaque，Calcified plaque and mixed plaque had a similar proportion，and fatty plaque was the least proportion.The infarcts which correspond to stenosis mainly distributed in brain and brain stem，only about 12.1%which was in cerebellum.In addition the degree of stenosis and the volume of infarction were positively correlated.Conclusion MRA can clearly show the location of the stenosis and obstruction in vertebral artery，judge the severity and nature of the plaque and expect the risk and severity of cerebral infarction which relate with the stenosis and occlusion of vertebral artery.

Vertebral artery； MRA； Stenosis and occlusion； Cerebral infarction； Medical imaging

GU Yi-nuo，E-mail：326329603@qq.com

吉林省科技发展项目（项目编号：200705353）

133002 吉林省延吉市，延边大学药学院（谷奕诺）；吉林大学基础医学院（张浩）

谷奕诺，E-mail:326329603@qq.com

10．3969/j．issn．1672－5301．2016．07．019

R543

A

1672-5301（2016）07-0646-05

2015-12-15）