头颈部CT血管成像评估颈动脉几何形态对颈内动脉起始部粥样斑块的影响

黄治飞, 朱幼玲, 董 斌, 翟登月, 徐乔乔

(安徽医科大学第三附属医院/安徽省合肥市第一人民医院 神经内科, 安徽 合肥, 230061)

颈内动脉(ICA)粥样硬化或狭窄是缺血性卒中的重要病因之一[1], 临床上通过控制危险因素和强化干预后,仍有部分患者出现动脉粥样硬化进展和卒中复发[2]。研究[3-7]发现,颈动脉几何形态在动脉粥样硬化病变的发展中起重要作用,且几何形态与颈动脉壁增厚或狭窄独立相关。目前,国内外对于颈动脉几何形态促进动脉粥样硬化形成的程度仍有争议,一些观点认为颈动脉几何形态的改变可能系动脉粥样硬化或狭窄后血管重塑结果而非病因[8-9]。为了降低狭窄后血管重塑影响,本研究选取≤10% ICA狭窄患者为研究对象,回顾性收集颈动脉分叉角(CABA)、颈内动脉角 (ICAA)、ICA/颈总动脉(CCA)直径比、颈动脉扩张度和CCA-ICA弯曲度等参数,探讨颈动脉解剖几何形态的特征性参数与ICA粥样斑块形成的相关性,旨在识别传统心血管危险因素之外的ICA粥样斑块形成的独立危险因素,为检测出ICA粥样斑块高危患者和优化其治疗提供理论依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性收集2020年11月—2021年10月因缺血性卒中在安徽省合肥市第一人民医院神经内科住院并完成头颈部CT血管成像检查(CTA)的患者资料。纳入单侧ICA起始部粥样硬化斑块患者92例为斑块组,并选取人口统计学变量相似的双侧ICA正常者30例为对照组。同时将92例单侧ICA起始部粥样硬化斑块分为斑块侧和非斑块侧进行比较。纳入标准: ① 一侧颈内动脉起始部存在斑块(超声证实内中膜厚度>1.5 mm)且狭窄率≤10%者; ② 未行颈动脉内膜剥脱术或支架植入术者。排除标准: ① 双侧ICA均存在粥样硬化斑块者; ② 已明确诊断为非动脉粥样硬化性血管疾病者(包括动脉夹层、血管炎、肌纤维发育不良以及烟雾病等); ③ CTA重建质量差无法满足相关参数的定量测量或图像范围未完全覆盖前循环动脉系统者; ④ 碘化造影剂禁忌证者,拒绝或病情危重者。

1.2 颈部CTA图像分析

头颈部CTA检查采用GE 256排Revolution CT扫描仪进行扫描。常规平扫后进行增强扫描,用双筒高压注射器经右肘静脉注入非离子型对比剂碘克沙醇60～70 mL, 速度为4.5 mL/s, 随后以同一流速注入 30 mL生理盐水。扫描条件: 管电压为120 kV, 管电流为360 mA, 螺距为0.875∶1; 旋转时间为400 ms; 进床速度为158.75 mm/s; 层厚为5 mm; 矩阵为512×512; 重建层厚为0.625 mm。扫描时嘱受检者勿做吞咽动作,将主动脉弓作为感兴趣区,应用对比剂自动跟踪技术,触发阈值为150 Hu。将原始扫描图像传入GEAW影像工作站,采用容积再现(VR)、多平面重建(MPR)、最大密度投影(MIP)和曲面重建(CPR)等三维后处理技术进行血管重建处理并分析图像。参考既往研究[7, 10]的图像分析方法,对颈动脉几何形态学参数进行标准化测量。主要观察及测量几何参数包括CABA、ICAA、ICA/CCA直径比、颈动脉扩张度和CCA-ICA弯曲度等。由1名神经血管专业副主任医师和1名影像专业的副主任医师在未知临床资料情况下独立评估和记录斑块、血管狭窄程度和颈动脉几何形态学参数; 若结果数据明显不一致时,进行重新阅片、复测并协商达成一致,所有定量指标取平均值。测量颈动脉几何参数的观察者间和观察者内重复性良好(所有ICC>0.90)。见图1。

1.3 一般资料和危险因素采集

详细收集入组患者的临床资料,内容包括人口学资料(性别、年龄)和动脉粥样硬化危险因素,如高血压、糖尿病、高脂血症、高同型半胱氨酸血症(HHcy)、吸烟史、冠心病以及既往卒中史。

1.4 统计学分析

2 结 果

2.1 斑块组与对照组患者的基线资料比较

本研究共纳入92例单侧ICA起始部粥样硬化斑块者和30例双侧ICA正常患者。2组年龄、性别、高血压、糖尿病、高脂血症、HHcy、吸烟史、冠心病史和既往卒中史等因素比较,差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 斑块组与对照组患者的基线特征比较

2.2 斑块组斑块侧与对照组对应侧的颈动脉几何形态参数比较

92例单侧ICA起始部粥样硬化斑块患者中,右侧ICA斑块者43例,左侧ICA斑块者49例。比较右侧ICA斑块者与对照组对应侧的颈动脉几何形态学参数,发现内动脉角、颈动脉扩张度和ICA/CCA直径比等比较,差异有统计学意义(P<0.05); 同样,比较左侧ICA斑块者与对照组对应侧的颈动脉几何形态参数,发现颈内动脉角、颈动脉扩张度和ICA/CCA直径比等比较,差异有统计学意义(P<0.05)。而斑块组斑块侧与对照组对应侧颈动脉分叉角和CCA-ICA弯曲度比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。见表2。

表2 斑块组斑块侧与对照组对应侧的颈动脉几何形态参数比较

2.3 斑块组斑块侧与非斑块侧的颈动脉几何形态学参数比较

92例单侧ICA起始部粥样硬化斑块者共有184侧颈动脉血管,其中斑块侧92侧,非斑块侧92侧。与非斑块侧比较,斑块侧的颈内动脉角更大,颈动脉扩张度更高,差异有统计学意义(P<0.001), 但斑块侧的ICA/CCA直径比低于非斑块侧,差异有统计学意义(P=0.001)。2组颈动脉分叉角和CCA-ICA弯曲度比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。见表3。

表3 斑块组斑块侧与非斑块侧的颈动脉几何形态参数比较

2.4 Logistic 回归分析探讨颈动脉几何形态参数与ICA起始部斑块形成的相关性

单因素Logistic回归分析结果显示,颈内动脉角、ICA/CCA直径比及颈动脉扩张度均与ICA起始部粥样斑块形成存在关联(P<0.05)。以斑块组血管为因变量,采用多因素Logistics回归模型并校正年龄、性别因素,其余自变量纳入模型进行筛选,结果表明颈内动脉角、ICA/CCA直径比以及颈动脉扩张度是ICA起始部粥样斑块形成的独立影响因素(P<0.05)。见表4。

表4 ICA起始部粥样斑块影响因素的单因素和多因素Logistic回归分析

3 讨 论

动脉粥样硬化往往发生在动脉分叉或弯曲附近,这一现象导致了长期存在的假说,即动脉几何形态影响局部血流动力学,在动脉粥样硬化的发展中起着重要作用。研究[4-5, 7]发现,颈动脉几何参数,如颈动脉分叉角、颈动脉扩张度、弯曲度及ICA/CCA直径比等,可以作为局部低剪应力和振荡剪应力的替代标记。颈动脉几何形态参数可分为3种类型: 一种代表管腔扩张,一种代表血管中心线的弯曲度,还有一种表示颈动脉分叉角度。属于同一类型的几何形态对颈动脉分叉处的血流动力学影响可能相似,但并不完全相同[7], 且在动脉粥样硬化不同阶段发挥影响,可能亦存在差异。研究[5]认为,只要没有相关的动脉狭窄或向内重塑,几何形态在动脉粥样硬化的早期阶段就发挥重要作用。因此,为了能够较全面精确地评估几何形态与ICA起始部斑块的相关性,本研究选取了5个几何形态参数,涵盖了所有3种类型颈动脉几何形态,同时纳入≤10% ICA狭窄的患者。

代表颈动脉分叉角度的几何形态参数包括颈动脉分叉角、内切角、颈内动脉角、ICA平面角以及颈外动脉角等,而颈内动脉角已被证明是颈动脉分叉处血流扰动的较显著预测指标,即颈内动脉角越大, ICA外侧面暴露于低壁剪应力影响更大[11]。研究[12]发现,无ICA狭窄者的平均颈内动脉角为23.3°, 而ICA狭窄者的平均颈内动脉角>31.3°, 增大的颈内动脉角与狭窄的严重程度独立相关。此外,研究[13-14]表明,颈动脉内膜剥脱术和颈动脉支架植入术术后较大的颈内动脉角与再狭窄有关。研究[15]发现,当颈内动脉角超过25°时,通常会增加分叉处血流循环的频率和面积,降低窦壁WSS, 从而增加斑块发生的风险。本研究中,斑块组的斑块侧颈内动脉角为29.15°, 而非斑块侧为25.95°, 2组比较差异有统计学意义(P<0.05); 同样,与对照组比较,斑块组的颈内动脉角更大,经回归分析发现颈内动脉角与ICA斑块形成显著相关。但本研究未发现颈动脉分叉角比较有差异,部分学者[8, 16]认为颈动脉分叉角的变化可能是衰老过程中重塑的结果,而非病因。

颈动脉流体力学模型研究[17-18]表明, ICA与CCA直径和面积比可以作为局部低和振荡剪切应力的替代指标,即比值减小可能有助于动脉粥样硬化形成。相关临床研究也证实该观点, YAO X K等[19]对50例CAS者术后随访发现,支架内膜增生狭窄组的ICA/CCA直径比较正常组显著减小。一项研究[5]对121例高危心血管疾病患者进行颈动脉几何形态学特征研究,发现低ICA/CCA直径比与ICA斑块厚度呈独立反比关系,且为独立预测因素。一项关于中国人群颈动脉狭窄的几何形态特征和血流动力学的对照研究[20]发现,颈动脉狭窄者的ICA内径显著缩小(P<0.05), 而CCA直径与对照组比较,差异无统计学意义 (P=0.18)。本研究结果与既往研究一致,也观察到ICA/CCA直径比与ICA斑块形成呈独立负相关,同时进一步证实ICA/CCA直径比是血流紊乱最具影响力的预测指标之一。

既往研究[11]表明,颈动脉分叉处的血液流动扰动指数(低和振荡壁剪切应力)可以通过管腔扩张和弯曲度公式来预测,即流动扰动指数=管腔扩张-C×弯曲度, C为常数。研究[21]证实,分叉扩张度和CCA-ICA弯曲度为颈动脉分叉处低和振荡壁剪切应力的重要预测因子。BIJARI P B等[22]认为颈动脉扩张度是ICA壁增厚的独立预测因子。DOMANIN M等[14]对13例CEA患者术后再狭窄随访研究发现,增大的扩张度与ICA再狭窄及低壁剪切应力独立相关,因此建议术中修复应避免颈动脉球部过度宽大。本研究中,斑块组颈动脉扩张度与对照组比较显著增大。经Logistic回归分析发现,高颈动脉扩张度与ICA起始部斑块形成呈显著正相关。既往研究[5, 12, 22]观察到弯曲度和颈动脉斑块之间矛盾的潜在关系,但本研究未能发现弯曲度和斑块形成之间相关性。部分研究认为,在促进动脉粥样硬化发生发展过程中,颈动脉几何形态之间存在相互影响。从本研究结果来看,颈动脉扩张度可能是主要关注的几何参数。

本研究发现不同个体间颈动脉几何形态特征存在差异。在轻度ICA粥样硬化病变中,较大的颈内动脉角、颈动脉扩张度和低的ICA/CCA直径比是独立于传统心血管危险因素之外的导致ICA起始部粥样硬化斑块形成的独立危险因素,这一结论对临床预防管理及手术指导具有重要意义,且有可能成为预测ICA粥样硬化发生的有效影像学指标。