颅内椎-基底动脉夹层形态学与后循环缺血程度的相关性研究

边祥兵，林家骥，张森皓，董小楠，刘铁芳，段曹辉，娄昕，吕晋浩

颅内椎-基底动脉夹层（vertebral-basilar dissection，VBD）是椎基底动脉系统一种相对少见的疾病，其首发症状多为后循环血管狭窄或闭塞引起脑灌注不足导致的头痛、眩晕等缺血性症状，甚至出现脑梗死[1-2]。VBD导致的后循环缺血机制复杂，尚未完全清楚，有研究报道脑灌注缺损是重要机制之一[3]。目前临床上主要依靠DSA、MRA、高分辨率磁共振管壁成像（high-resolution vessel wall imaging，HR VWI）等神经影像学技术对VBD进行诊断以及形态学和狭窄程度分析[4-5]。动态磁敏感对比增强灌注成像（dynamic susceptibility contrast enhanced perfusion weight imaging，DSC-PWI）技术是目前临床上最常用的脑灌注成像方法之一，它能够敏感地获得患者脑组织的微循环血流动力学相关参数[6]，并对灌注异常进行定性分析，随着先进后处理软件的开发，目前也可以实现部分参数的定量测量。本研究预假设VBD形态和患者脑灌注缺损程度相关，拟采用DSC-PWI对脑组织灌注缺损进行定量分析，比较不同形态和不同狭窄程度VBD的灌注缺损特点，以期为颅内VBD患者的风险评估及治疗提供参考。

1 对象与方法

1.1 研究对象 回顾性纳入2015年12月-2019年12月在中国人民解放军总医院第一医学中心连续收治的VBD患者。纳入标准：①年龄≥18周岁；②缺血性脑血管事件史，包括缺血性卒中与TIA；③经DSA证实责任病变为VBD；④同时进行了MRI检查，包括MRA，HR VWI以及DSC序列。排除标准：①未经DSA证实的VBD；②未进行MRI检查或未同时进行MRA、HR VWI及DSC-PWI检查；③图像质量差或者不完整，达不到诊断要求或无法进行后处理；④后循环供血区域大面积陈旧性梗死（定义为累及病变血管下游供血区域1/3以上）；⑤已治疗的既往VBD。

1.2 数据收集和分析 收集患者的基线资料，包括年龄、性别、缺血性事件、发病至MRI检查时间，及血管危险因素（高血压、糖尿病、高脂血症、冠心病）数据。

1.3 磁共振检查及图像处理 磁共振检查均采用GE 3.0T（DISCOVERY MR 750，GE Healthcare）磁共振成像仪，32通道头线圈进行，序列及参数如下，TOF MRA：重复时间（time of repetition，TR）34 ms，回波时间（time of echo，TE）3.1 ms，层厚1 mm，采集矩阵512×128；HR VWI：TR 3 ms，TE 3.1 ms，层厚1 mm，采集矩阵512×128，以横断面扫描为主，根据具体情况增加冠状面或矢状面，增强前及增强后分别进行扫描；DSCPWI：TR 1200 ms，TE 16.7 ms，层厚5 mm，回波链1，连续扫描50期，采用钆对比剂，用量2 mL/kg，流速4 mL/s。

使用GE Healthcare后处理平台AW4.5 Workstation重建血管成像，并由2名资深神经影像医师（从事放射诊断5年以上）通过MR影像进行VBD的分析和判断。依据MRA影像，VBD按其形态分为3型：瘤样扩张型（不伴有血管狭窄）、线珠型（瘤样扩张伴血管狭窄）以及狭窄-闭塞型（血管狭窄-闭塞并不伴有瘤样扩张）[7]。图1为三种形态学分型示意图。2名医师均不参考DSA或HR VWI，首先分别进行分析，对MRA上夹层形态进行分型，其次对于评价不一致的病例，经过商议后给出一致意见进行统计分析。

图1 颅内椎-基底动脉夹层形态学分型示意图

在MRA和HR VWI影像上行最狭窄处狭窄率测量，采用华法林vs阿司匹林治疗症状性颅内动脉狭窄研究（Warfarin-Aspirinfor Symptomatic Intracranial Disease，WASID）中的标准[8]，依据狭窄部位的血管直径（D狭窄）与狭窄近端的正常血管直径（D正常）计算，公式为：狭窄率=（1－D狭窄/D正常）×100%。并按照上述标准分为：无狭窄、轻度狭窄（狭窄率0～49%）、中度狭窄（狭窄率50%～69%）、重度狭窄-闭塞（狭窄率70%～100%）。

将DSC-PWI原始数据导入后处理软件NeuBrainCARE软件（东软，Beta1.2.10.17），自动化设置动脉输入函数，生成灌注参数图。利用软件灌注分割的功能，低灌注区进行量化和可视化，自动计算相应阈值下的容积，必要时进行分割结果的手工调整。低灌注区通过Tmax参数图进行判定，定义Tmax＞4 s为低灌注区，记录每例患者Tmax＞4 s的容积。

1.4 统计学方法 统计分析均使用SPSS 25.0及MedCalc（V18.11.3）软件进行。计量资料采用表示，计数资料采用频数（%）表示。比较不同夹层形态、狭窄程度之间的低灌注区容积差异，根据是否符合正态分布及方差齐性，计量资料多组间比较采用方差分析或非参数检验，组间两两比较使用Bonferroni校正的t检验；计数资料采用χ2检验。夹层不同狭窄程度与VBD的低灌注区容积相关性采用Spearman相关性分析。不同夹层形态分组之间狭窄程度的比较采用单向有序的非参数检验。采用Kappa检验评价VBD形态判断的观察者间一致性，当Kappa值＞0.60代表具有高度的一致性，＞0.80代表具有极好的一致性。以双向P＜0.05认为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料 本研究共纳入VBD患者34例，其中男27例（79.4%），年龄范围30～72岁，平均年龄53.79±10.83岁，平均低灌注区容积为47.50±64.03 mL。基于MRA上VBD形态学评判结果，瘤样扩张型11例，线珠型15例，狭窄-闭塞型8例。MRA上夹层形态学分型观察者间Kappa=0.728（95%CI0.529～0.927），表明通过MRA进行夹层形态学分型具有高度的观察者间一致性。

三组不同形态VBD组年龄、性别比例及发病事件的比例无统计学差异，发病到检查时间间隔具有统计学差异，狭窄-闭塞型患者发病到检查时间间隔明显较短；三组高血压、糖尿病、高脂血症、冠心病的患病比例无统计学差异（表1）。

2.2 不同夹层形态的低灌注区容积比较 不同夹层形态组间低灌注区容积比较有统计学差异（瘤样扩张型18.99±21.63 mLvs线珠型78.31±85.64 mLvs狭窄-闭塞型28.91±16.88 mL，P=0.014）；图2为三组间低灌注区容积比较箱图；两两比较显示，线珠型VBD组的低灌注区容积高于瘤样扩张型VBD组（P＜0.05），与狭窄-闭塞型VBD组无统计学差异。

2.3 不同狭窄程度VBD的低灌注区容积比较根据MRA影像进行VBD狭窄程度分组，无狭窄10例，轻度狭窄7例，中度狭窄3例，重度狭窄-闭塞14例。不同形态的狭窄程度情况，其中狭窄-闭塞型VBD责任血管的狭窄程度最重，8例患者的狭窄程度均大于85%；线珠型VBD责任血管的狭窄程度不同，6例（40%）患者的狭窄程度在10%～50%，6例（40%）在50%～85%，3例（20%）大于85%；瘤样扩张型VBD患者以责任血管扩张为主，仅有1例患者的责任血管近端管壁增厚。不同狭窄程度各组低灌注区容积见表2；两两比较显示，轻度狭窄组、中度狭窄组及重度狭窄-闭塞组低灌注区容积均高于无狭窄组（均P＜0.05）。相关性分析结果显示基于MRA影像测得的狭窄程度与低灌注区容积具有相关性（相关系数r=0.383，P=0.025）。不同夹层形态分组之间狭窄程度具有明显差异（P＜0.001），两两比较显示狭窄-闭塞型VBD管腔狭窄程度最重，高于线珠型VBD及瘤样扩张型VBD。

根据HR VWI影像进行VBD狭窄程度分组，无狭窄6例，轻度狭窄10例，中度狭窄6例，重度狭窄-闭塞12例，各组低灌注区容积见表2；两两比较各组间低灌注区容积无统计学差异。相关性分析结果显示基于HR VWI影像测得狭窄率的程度与低灌注区容积具有显著相关性（相关系数r=0.435，P=0.010）。不同夹层形态分组之间狭窄程度具有明显差异（P=0.017），两两比较显示狭窄-闭塞型VBD及线珠型VBD管腔狭窄程度高于瘤样扩张型VBD，而狭窄-闭塞型VBD及线珠型VBD管腔狭窄程度无统计学差异。

表1 不同夹层形态组的患者基线资料

图2 不同夹层形态组的低灌注区容积比较箱图

表2 不同狭窄程度分组的低灌注区容积比较

3 讨论

VBD的发病机制目前尚不明确，可能和遗传因素、感染性因素、代谢因素、内分泌因素等密切相关，也可能为多种因素共同作用的结果[9]。既往研究主要认为血管相关危险因素是导致VBD发生的重要原因：尸检结果显示VBD的血管内膜破损，血流通过破损的内膜流入血管壁，并向血管壁的外膜进展，柔软的外膜无法维持管壁的正常形态，从而形成夹层或夹层动脉瘤[10-11]。研究发现外伤性因素也是VBD发生的重要原因，椎动脉颅内段和基底动脉的活动度较大，头颈部按摩、过度屈伸或外伤都可能造成相邻的骨质活动，从而造成血管损伤[12]。既往一项VBD的多中心大样本研究，690例动脉夹层患者和1170名健康志愿者进行对比，结果显示夹层组患者的高血压比例明显高于正常对照组，提示高血压可能与动脉夹层有关联[13]。虽然本研究中高血压在不同VBD形态学分组中没有统计学差异，但34例患者中31例（91.2%）患者有高血压病史，推测高血压可能是VBD的一个潜在危险因素。

目前临床上有多种方式可以对VBD进行形态学分型，如按病理组织学可将VBD血管形态分型为4类：经典型夹层动脉瘤，部分扩张型夹层动脉瘤，延长扩张型夹层动脉瘤，囊状动脉瘤[14-15]；按DSA影像可分型为双腔征、线珠征、玫瑰花征、梭形扩张等[14]。虽然DSA作为VBD形态学分型的金标准常用于临床诊疗，但是因其介入有创的特点制约了其在临床筛查、随访中的应用。随着神经影像学技术的不断发展，MRA及HR VWI等技术影像也可以对VBD形态学进行分型，由于两种影像检查均无创，更适宜于临床广泛应用；对于这两种成像技术，管壁成像对扫描设备要求高，扫描时间长，因此MRA更适用于临床筛查和随访，且管壁成像更加侧重于血管壁局部细节的显示，而MRA对整体形态的显示更加直观。本研究中依据MRA分析不同VBD形态之间的对低灌注区容积，结果存在明显整体差异，线珠型VBD的低灌注区容积显著高于瘤样扩张型VBD和狭窄-闭塞型VBD。该结果和既往VBD血管形态学和继发性的低灌注相关研究一致，提示VBD形态学分型和患者后循环缺血密切相关，VBD形态学分型对于临床预后具有重要的提示意义，值得临床医师重视[16-17]。

此外，本研究中发现VBD相关后循环供血区域的低灌注区容积同基于MRA和HR VWI测量的不同狭窄程度存在相关性，虽然都为弱相关，但仍提示了狭窄率对后循环灌注的影响，随着狭窄率的增加，后循环缺血随之更加严重。同时，基于MRA影像的不同夹层形态分组之间狭窄程度不同，其中狭窄-闭塞型VBD的8例患者责任血管的狭窄程度均大于85%，而线珠型VBD责任血管狭窄程度并不相同，只有3例（20%）患者的狭窄程度大于85%，瘤样扩张型VBD患者以责任血管扩张为主。以上结果提示，线珠型VBD后循环灌注缺损最为严重，并非狭窄-闭塞型VBD后循环灌注缺损最为严重，而这提示了除管腔狭窄程度之外，症状性颅内椎-基底动脉夹层MRA的形态学特征与后循环灌注缺损严重程度密切相关，分析原因可能与TOF-MRA技术特点本身有关，不同程度狭窄所引起的血流变化，夹层动脉瘤壁间血肿、附壁血栓及动脉瘤腔内的缓慢血流均可以导致TOF-MRA上血流信号发生变化，所以TOFMRA上病变形态可能是各种因素综合作用的结果，能够反映夹层病变所致血流动力学变化之后的后循环灌注情况。

本研究存在一定的局限性：①本研究为单中心回顾性研究，样本数量较少，同时纳入的临床指标较少。②TOF MRA对于血管狭窄程度的准确评估在VBD中会受到病变本身特点的影响，如壁间血肿、附壁血栓都有可能导致局部磁场信号的变化、丢失，从而影响对管腔狭窄程度的测量或估计。③本研究采集的HR VWI影像只测量了狭窄率，虽然HR VWI影像对于血管腔内壁间血肿、内膜瓣和管壁周围结构等具有高度敏感性，以及目前在血管病变中应用越来越普遍，但HR VWI对病变整体形态的评价不够直观，未来应进一步开展VBD的HR VWI影像形态学研究，包括图像后处理、重建技术的开发及改进，以及其临床意义的拓展和深入。

综上所述，本研究表明在颅内椎-基底动脉夹层中，后循环灌注缺损程度不仅与狭窄率有关，也与MRA所示的VBD形态学分型密切相关，其中线珠型夹层可能会引起更为严重的后循环供血区缺血，该结论可能有助于这类患者危险分层、随访及疗效评估。

【点睛】颅内椎-基底动脉夹层形态学分型与后循环灌注缺损程度密切相关，其中线珠型夹层可能引起更为严重的后循环缺血。