基底动脉斑块特征与椎-基底动脉几何特征的关系探讨

李 宁，吴 江，李 璇，梁秀琴

颅内动脉粥样硬化性疾病(intracranial atherosclerotic disease，ICAD)是缺血性脑卒中的主要原因，早期发现并及时进行临床干预对预后极为关键[1]。基底动脉粥样硬化所致后循环缺血占缺血性脑卒中的20%～25%[2]。基底动脉(BA)斑块不仅与吸烟、高血压、高脂血症等危险因素导致的血管内皮损伤及炎症反应有关[3]，而且与血管形态变异导致血流动力学和血管管壁剪切应力改变有关[4-5]，因此，对血管危险因素和血管几何形态的研究具有重要的临床意义[6]。椎-基底动脉系统(VBs)解剖结构特殊性，由2条椎动脉汇合形成BA，且多达50%的双侧椎动脉直径不同[7]，VBs这种构型使双侧椎动脉血流速度及血流方式不同，在椎动脉汇入BA时对BA不同管壁压力存在差异，长时间压力差可能导致BA弯曲，并可能在低剪切应力处生成斑块。本研究通过比较两组临床特征、VBs几何特征的差异，分析基底动脉斑块形成的危险因素，并探讨BA斑块负荷与VBs几何特征的相关性，预测BA斑块形成的风险，积极进行临床干预，从而降低BA斑块造成后循环脑梗死致残率、致死率。

1 资料与方法

1.1 研究对象 选取2020年5月—2022年3月在山西省心血管病医院行高分辨血管壁成像(HR-VWI)与磁共振三维时间飞跃法血管成像(3D-TOF-MRA)扫描的75例病人，其中男52例，女23例，年龄35～78(58.91±8.35)岁。纳入标准：符合中国后循环专家共识关于后循环急性脑梗死及短暂性脑缺血发作(TIA)急性发作[8]的诊断标准；扫描图像质量达到诊断标准(无运动及金属伪影)；临床资料齐全(包括年龄、性别、是否患有高脂血症、糖尿病史、吸烟史、饮酒史 、体质指数及有无脑卒中家族史)。排除标准：非动脉粥样硬化性脑血管病，如动脉夹层、动脉瘤、烟雾病等；心源性脑卒中；椎动脉或基底动脉闭塞病人(3D-TOF-MRA中血管未显影)；有磁共振检查禁忌证。根据HR-VWI基底动脉横断面图像是否有斑块形成将病人分为有斑块组(36例)和无斑块组(39例)。本研究经山西省心血管病医院伦理委员会批准。

1.2 检查仪器与方法 使用Siemens 3.0T 磁共振扫描仪(Skyra)、20通道头颈联合线圈进行扫描。扫描时病人取仰卧位，头先进，首先行3D-TOF-MRA扫描，具体参数：重复时间(TR)20 ms，回波时间(TE)3.5 ms，体素 0.3 mm×0.3 mm×0.6 mm，视野(FOV)220 mm×195 mm，矩阵320×240，采集次数(NEX)1，扫描时间 4 min 58 s。之后行HR-VWI扫描，扫描序列为3D可变反转角度快速自旋回波序列(T1WI_sag_SPACE)及增强扫描，扫描参数：TR 900 ms，TE 15 ms，FOV 200 mm×200 mm，体素0.63 mm×0.63 mm×0.63 mm，矩阵320×320，NEX 1次，扫描时间 7 min 36 s，对比剂钆双胺注射液0.25 mL/kg。

1.3 图像分析

1.3.1 VBs几何参数测量 正侧位BA弯曲度测量(见图1A)：通过测量磁共振血管成像(MRA)图像不同方向BA中角，选取BA中角最大的图像作为计算基底动脉弯曲度的图像；BA顶点与双侧VA汇合点之间的连线定义为BA最短长度(ML)；根据BA弯曲及长度不同，从BA顶点沿着血管中心线画出假想线，所有线段之和定义为BA实际长度(AL)；BA弯曲度=(AL/ML)×100。分别在MRA正位、侧位图像中从BA顶点和双侧椎动脉汇合点沿着BA中轴线画出两条假想线，2条假想线的夹角分别定义为正位BA中角(见图1B)、侧位BA中角(见图1C)。VA直径的计算方法：从双侧椎动脉交汇点为起点，向椎动脉近端连续计算3个连续点(相距3 mm)的椎动脉平均值作为VA直径。

图1 3D-TOF-MRA重建图像VBs几何参数的测量

1.3.2 BA斑块特征测量 BA粥样硬化斑块定义为偏心性管壁增厚。斑块负荷=[(最狭窄处管周面积-最狭窄处管腔面积)/最狭窄处管周面积]×100%。

2 结 果

2.1 两组临床资料比较 有斑块组较无斑块组年龄更大、高脂血症占比更高，差异有统计学意义(P<0.05)。详见表1。

表1 两组临床资料比较

2.2 两组VBs几何特征比较 有斑块组较无斑块组BA实际长度更长、BA弯曲度更大、正侧位BA中角更大，差异有统计学意义(P<0.01)。详见表2。

表2 两组VBs几何特征比较(±s)

2.3 BA斑块形成的多因素二元Logistic回归分析 以是否形成BA斑块为因变量，单因素分析中差异有统计学意义的指标为自变量，进行多因素Logistic回归分析，结果显示，年龄、BA弯曲度是影响BA斑块形成的独立危险因素。详见表3。

表3 影响VBs几何特征的多因素Logistic回归分析

2.4 VBs几何特征与BA斑块负荷的Pearson相关分性析 BA斑块负荷与BA实际长度(r=0.339，P=0.043)、正位BA中角(r=0.635，P<0.001)、BA弯曲度(r=0.849，P<0.001)呈正相关；与BA最短长度、侧位BA中角无相关性。

3 讨 论

基底动脉粥样硬化所致后循环缺血性脑卒中病人3个月内死亡或严重致残率高达21%[9]，早期诊断并进行临床干预对改善预后极为重要。除糖尿病、高血压、高脂血症等传统动脉粥样硬化危险因素外[5]，年龄是基底动脉斑块形成的独立危险因素，可能原因是衰老通过异常蛋白质表达[10-13]及基因突变[14]致病。

目前，无创诊断基底动脉粥样硬化性疾病常用的检查方法是3D-TOF-MRA，然而在血流缓慢或湍流情况下，由于血流去相位效应，狭窄程度常被高估，因此，采用这种方法存在检查不准确的问题，且该检查方法无法评估血管壁情况。HR-VWI技术具有分辨率高的特点，可识别BA血管壁病变，并可测量管周面积、管腔面积、斑块面积及计算斑块负荷等重要参数，将2种检查技术结合，可为临床诊断BA斑块提供更多的影像学证据。BA弯曲度是基底动脉斑块形成的一个独立危险因素。一项关于股浅动脉弯曲率对动脉粥样硬化影响的研究指出，有动脉粥样硬化斑块组股浅动脉弯曲率大于无动脉粥样硬化组[15]。血管弯曲度和斑块形成的关系可用血管壁剪切应力(wall shear stress，WSS)解释。WSS是血流对血管壁的切向力，WSS主要取决于血液黏度、血流速度梯度及血管几何形状[16]。血管内皮细胞的机械传感器可识别WSS大小和方向，将机械信号转化为细胞内生化信号[17]，这种信号的转化在斑块形成和发展中发挥着重要的作用。血管弯曲度可影响WSS大小，弯曲度大的血管低WSS范围更大[15]，而低WSS可促进血管壁炎症反应、动脉粥样硬化和血栓形成，同时减弱血管内皮细胞的保护功能[18]。这种改变发生在血管狭窄之前，因此，根据BA弯曲度可筛选出基底动脉粥样硬化的高危病人进行二级预防。

血管弯曲度与BA斑块负荷呈正相关。有研究表明，股浅动脉弯曲度越大，低WSS面积占比越大[15]。随着WSS降低，动脉内膜显著增厚，斑块负荷增大，且WSS降低出现在内膜增厚之前[16]。Deng等[5]研究显示，BA弯曲度和BA管壁厚度(该指标可较好地反映斑块负荷)显著相关。BA斑块负荷随着BA弯曲度增大而变大。有研究显示，BA弯曲度与斑块负荷无关，造成这种不同结果的原因可能是测量BA弯曲度之前应测量并比较MRA各方向BA中角，并选取最大BA中角图像计算BA弯曲度，通过目测BA弯曲程度最大图像作为测量图像[6]。正位BA中角与斑块负荷呈线性相关，造成这种原因的结果可能是BA弯曲度与BA中角一定程度可反映BA弯曲程度[19]。

4D flow MRI是一种可直接获取WSS的方法[20]，运用该技术测量BA WSS，通过量化指标深入研究BA斑块形成的原因。本研究样本量有限，今后可纳入更多的研究人群扩大样本量，进一步提高研究结果的准确性；且研究是一项观察性横断面研究，可能受到非控混杂因素的影响。通过随访进行前瞻性研究以消除混杂因素，得到准确的研究结果。