老年人椎基底动脉延长扩张症的后循环脑血流灌注研究

张恒，徐贤，陈穗惠，刘新球，韩绍军，杨章燕，贾芮，安宁豫*

1.解放军总医院第二医学中心放射科，北京 100853；2.中国科学院生物物理研究所脑与认知科学国家重点实验室，北京 100176；3.首都医科大学朝阳医院放射科，北京 100871；*通讯作者 安宁豫 13611304046@163.com

椎基底动脉延长扩张症（vertebrobasilar dolichoectasia，VBD）是以基底动脉扩张、延长为特征的脑血管形态改变疾病，其病因尚不明确，临床症状常以头晕为主，但头晕的病因较多，症状无特异性[1]。既往多数研究认为VBD为血管先天性变异，无需治疗，近年研究表明VBD会引起后循环血流动力学改变，继而产生临床症状[2-3]。VBD约占脑卒中患者的17.1%，由于其临床症状无特异性，在临床诊断中常被忽视[4]。随着老年人年龄的增加，基底动脉形态逐渐发生变化，扩张、延长、纡曲或成角，VBD的发病高峰为 60～80岁[5]。后循环卒中约占卒中发病率的20%[6]。年龄增加、吸烟、动脉硬化均是VBD的独立危险因素[4,7]。VBD是否会造成后循环供血区缺血目前尚无定论。本研究拟探讨VBD患者的后循环供血情况。

测量脑血流量（cerebral blood flow，CBF）的“金标准”是 PET中的氧摄取指数，但其实际应用较复杂，操作困难，较少使用。三维准连续动脉自旋标记灌注成像（three-dimensional pseudocontinuous arterial spin labeling，3D-pCASL）测量CBF无需引入外源性对比剂，有较好的可靠性及可重复性[8-9]。标记延迟时间（post labeling delay，PLD）的选择对于pCASL测量CBF值尤为重要，年龄越大，需要的PLD越长[10]。本研究拟比较VBD患者与正常老年人后循环CBF值的差异，明确VBD患者后循环的CBF值，为临床治疗老年VBD提供可靠的影像学依据。

1 资料与方法

1.1 研究对象 回顾性分析2016年2月—2018年2月解放军总医院第二医学中心入院的老年患者，测量磁共振血管成像（MRA）图像基底动脉形态学数据。根据VBD的MRA诊断标准，共纳入24例VBD患者作为研究组，年龄70～91岁，平均（80.75±8.07）岁。连续纳入同期解放军总医院第二医学中心门诊体检志愿者 25例作为对照组，年龄 70～95岁，平均（77.92±8.32）岁，纳入标准：既往无脑卒中、脑外伤、肿瘤等神经系统疾病史，前循环及后循环血管无明显狭窄及动脉瘤，无代谢异常类疾病及认知功能障碍病史。研究组与对照组均不排除高血压和高血脂病史者，但要求服药控制血压及血脂良好。两组受检者临床资料见表1。

表1 研究组与对照组受检者基本资料比较

1.2 仪器与方法 使用GE Discovery 3.0T MR 750成像仪，8通道线圈。MRA扫描序列：三维时间飞越法，扫描参数：TR 34 ms，TE最小值，视野（FOV）22 cm×22 cm，矩阵512×256，层厚1.4 mm，重叠1.0 mm，翻转角20°，带宽31.25 kHz/pixel，采集时间3 min 55 s。采集CBF的序列包括三维快速扰相梯度回波（fast spoiled gradient echo，FSPGR）T1WI及3D-pCASL序列，扫描参数，3D-pCASL：TR 4632 ms，TE 10.5 ms，FOV 24 cm×24 cm，矩阵 512×8，层厚4.0 mm，采集次数3次，扫描层数36层，PLD分别取1525 ms、2525 ms，扫描时间4 min 29 s、5 min 9 s。3D-FSPGR：T1WI扫描参数：TR 6.7 ms，TE 2.9 ms，FOV 25.6 cm ×25.6 cm，矩阵 256×256，层厚 1.0 mm，采集次数1次，扫描层数200层，扫描时间4 min 11 s。

1.3 数据处理

1.3.1 MRA 本研究采用Ubogu提出的MRA诊断VBD的标准[11]：基底动脉长度>29.5 mm，横向偏离超过基底动脉起始点到分叉之间连线 10 mm，直径>4.5 mm；椎动脉直径>4.5 mm，或椎动脉偏离超过椎动脉颅内入口到基底动脉起始点之间连线的10 mm。

1.3.2 CBF 基于GE AW 4.6工作站，function tool软件 3DASL工具处理，将 CBF图导出与 3D T1 FSPGR结构像进行空间配准，使用SPM 12软件对融合图像进行分割处理，使用生成的变形场蒙特利尔神经科学研究所（MNI）空间进行标准化，图像重采样后体素大小为2 mm×2 mm×2 mm；按模板分别计算提取分割每个模板中各脑区的平均 CBF值，包括双侧顶叶皮层、颞叶皮层、枕叶皮层、小脑皮层。后循环平均CBF值包括枕叶、顶叶、小脑，由于颞叶前部由前、后循环血管共同供血，故不纳入最后结果。提取2个PLD时间的CBF数据，根据公式（1）计算延迟脑血流量比（△CBF）。

1.4 统计学方法 采用SPSS 21.0软件，研究组及对照组符合正态分布的计量资料比较采用成组资料t检验，计数资料比较采用χ2检验；两组后循环延迟△CBF的差异及双侧枕叶、顶叶、丘脑和小脑2个PLD的CBF值差异比较采用独立样本t检验，P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 CBF比较 PLD=1525 ms时，研究组后循环的CBF值低于对照组，双侧顶叶、枕叶、丘脑和小脑的CBF值均低于对照组，差异有统计学意义（P<0.05、P<0.01）。PLD=2525 ms时，研究组后循环CBF值与对照组比较，差异无统计学意义（P>0.05）。见表2及图1。

2.2 延迟脑血流量特征 研究组顶叶、枕叶、丘脑和小脑的延迟△CBF大于对照组，差异有统计学意义（P<0.05、P<0.01）。见表3。

表2 研究组与对照组PLD=1525 ms及PLD=2525 ms时后循环脑区CBF值比较[±s，ml/（100 g·min）]

表2 研究组与对照组PLD=1525 ms及PLD=2525 ms时后循环脑区CBF值比较[±s，ml/（100 g·min）]

脑区 脑区 研究组 对照组t值P值顶叶PLD=1525 ms 39.37±15.2551.32±17.68-2.530.015 PLD=2525 ms 58.46±14.5958.88±16.85-0.090.927枕叶PLD=1525 ms 32.72±14.5548.24±19.38-3.160.003 PLD=2525 ms 56.48±17.4359.59±19.63-0.590.560丘脑PLD=1525 ms 53.22±19.4765.36±21.54-2.070.044 PLD=2525 ms 64.45±18.7464.31±13.72-0.030.976小脑PLD=1525 ms 44.35±14.5455.07±19.19-2.1970.033 PLD=2525 ms 58.37±14.3659.80±15.76-0.3330.741

图1 VBD患者与对照组MRA图、CBF图比较。A.VBD患者MRA图像；B.VBD患者PLD=1525 ms时的CBF图，可见后循环存在低灌注区；C.VBD患者PLD=2525 ms时的CBF图，可见后循环低灌注区消失；D.对照组的MRA图像；E.对照组PLD=1525 ms时的CBF图；F.对照组PLD=2525 ms时的CBF图

3 讨论

后循环系统由双侧椎动脉、基底动脉、大脑后动脉及其分支血管供血[12]。与前循环相比，后循环供血血管形态变异更多，尤其是随着老年人脑血管病的危险因素增多，后循环血流更缓慢。VBD是一种进展性疾病，60岁以上老年人进展速度加快[5,12]。Wolters等[13]研究表明VBD与后循环脑卒中发生有关。Kumral等[14]研究表明，基底动脉直径每增加1 mm，卒中致死的风险比增加1.23。VBD患者的卒中表现为多种类型，但最常见的是缺血性卒中。由于脑缺血的影响因素较多，且脑灌注代偿机制复杂。VBD是否导致后循环缺血进而引起缺血性卒中是本研究主要讨论的问题。

本研究发现，与对照组相比，VBD患者在PLD=1525 ms时后循环供血区皮质CBF值较低。此时动脉血流刚到达皮质微血管床，不能反映皮质的真实CBF峰值。但是VBD后循环供血脑区灌注较对照组低，提示VBD患者后循环血流速度较慢，标记后的血液到达皮层数量少。尽管VBD后循环血流速度减慢，但在PLD=2525 ms时后循环供血区皮质CBF值无差异，表明 VBD不影响灌注峰值。本研究采取PLD=2525 ms时的CBF为老年人的灌注峰值；Dai等[15]研究表明，平均年龄约70岁的老年人使用3D-pCASL技术的最佳PLD时间为2.3 s，且随着年龄增大，动脉通过时间变长，PLD应大于2.3 s。本研究中两组受检者的平均年龄约为80岁，故选取PLD=2525 ms时的CBF值反映老年人的最大CBF值。

表3 研究组与对照组后循环脑区延迟△CBF比较（%）

本研究发现，VBD患者延迟△CBF大于对照组，提示由于基底动脉的扩张延长，血流经过基底动脉时压力降低，使皮层的血流峰值抵达时间延迟。基底动脉形态改变引起血流动力学变化。

目前研究认为VBD引起后循环缺血性卒中的发病机制可能为：①椎基底动脉内的血流速度减慢，易在靠近血管壁处形成湍流或涡流，进而导致附壁血栓形成。血管内血栓或粥样硬化斑块的形成进一步加重湍流或涡流形成，而且栓子脱落可以引起卒中的发生[16]。②延长扩张的椎基底动脉内血流压力降低会导致与其垂直或反向相连的细小分支血流不足，如脑桥动脉[17]。脑桥动脉走行向外侧，基底动脉血流方向向上。基底动脉扩张延长，管腔内血流压力降低，与其直接相连的血流方向近似垂直的细小分支动脉血压降低，血流量下降明显。此外，椎基底动脉扩张和延长直接拉长或扭曲相连的小动脉，使动脉血流减少[18]。本研究发现，VBD患者的后循环CBF值与对照组无显著差异，表明VBD不会直接导致后循环缺血，但会引起后循环血流的延迟到达。

本研究的临床意义：目前针对VBD临床上多采用内科治疗，长期抗凝、抗血小板治疗，预防缺血性卒中。然而本研究发现，VBD患者的后循环CBF值无异常，阐释了其发病机制及脑血流动力学改变，并为VBD的治疗提供了参考。

本研究的局限性为：①研究组VBD患者样本量较小，应进一步增加样本量进行研究；②本研究纳入的受检者均为老年人，故测量 CBF值采用不需注射造影剂的pCASL技术，PLD=2525 ms作为所有老年人的最大灌注值的延迟采集时间，但是个体间的动脉通过时间仍存在微小差异，如有条件，可以采用注射对比剂的动态磁敏感对比技术，可以更精确地测量动脉通过时间、脑血容量、达峰时间等灌注参数。

总之，VBD患者后循环血流速度减慢，导致动脉血流到达微血管床的速度减慢，抵达血流峰值时间延迟，延迟灌注现象显著，但不影响皮质的CBF最大灌注值。VBD患者后循环CBF值与对照组无显著差异。