林惠花,楊本強(qiáng),段陽
機(jī)械和血流動(dòng)力學(xué)因素在動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展中起著重要的作用[1-4]。早期粥樣硬化斑塊通常發(fā)生在低壁剪切力(wall shear stress,WSS)及高血流阻力處,如彎曲動(dòng)脈內(nèi)壁、血管分叉外壁和血管匯合部的頂點(diǎn)處[5-7]。
基底動(dòng)脈(basilar artery,BA)由雙側(cè)椎動(dòng)脈匯合而成,雙側(cè)椎動(dòng)脈直徑差異形成椎-基底動(dòng)脈連接處血流不對(duì)稱,這種不對(duì)稱血流使BA易于向側(cè)方彎曲成角,且彎曲動(dòng)脈內(nèi)壁(小彎側(cè))由于低WSS及高血流阻力容易形成血栓,這種長期慢性過程使BA易于發(fā)生動(dòng)脈粥樣硬化和后循環(huán)腦干梗死[8-11]。BA位于腦干前部,椎動(dòng)脈和大腦后動(dòng)脈均位于腦干后部,BA自然沿其方向表現(xiàn)為向前成角,因此BA可向側(cè)方及前方成角。BA角度(側(cè)角、前角)所代表的BA幾何形態(tài)變化可能會(huì)影響早期粥樣硬化斑塊形成,并影響B(tài)A斑塊分布及導(dǎo)致不同區(qū)域腦梗死。因此,無BA狹窄的孤立性腦橋梗死患者,將是探索BA角度與其斑塊形成相關(guān)性研究的最佳對(duì)象。高分辨磁共振成像(high resolution magnetic resonance imaging,HR-MRI)可以清晰顯示BA管壁及斑塊結(jié)構(gòu),對(duì)早期動(dòng)脈粥樣硬化具有較高的分辨率[12]。因此,筆者擬基于HR-MRI、三維時(shí)間飛躍法磁共振成像(three dimensions time of flight magnetic resonance angiography,3D TOF MRA)圖像,探索BA角度與其斑塊形成的相關(guān)性。
1.1.1 病例選擇
連續(xù)收集2015年10月至2018年6月我院神經(jīng)內(nèi)科收治的經(jīng)臨床及影像檢查證實(shí)為急性孤立性腦橋梗死患者的臨床及影像資料。納入標(biāo)準(zhǔn):(1)入院后24 h內(nèi)行MR檢查,包括擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging,DWI)、3D TOF MRA及HR-MRI檢查;(2)首次卒中,經(jīng)DWI檢查證實(shí)腦橋部位存在急性梗死,且不合并前循環(huán)及后循環(huán)其他部位梗死;(3) 3D TOF MRA檢查顯示BA無狹窄;(4)存在一個(gè)或多個(gè)卒中危險(xiǎn)因素,包括高血壓、高脂血癥、糖尿病、冠心病、吸煙;(5)圖像質(zhì)量好,便于分析。排除標(biāo)準(zhǔn):(1) BA動(dòng)脈炎、夾層;(2)可能的心源性栓子來源(房顫、急性心梗、室壁瘤等);(3) MRA檢查顯示共存的椎動(dòng)脈或頸內(nèi)動(dòng)脈狹窄(≥30%)。所有入組病例均由一名中樞神經(jīng)放射科主治醫(yī)師進(jìn)行選擇,由一名主任醫(yī)師對(duì)篩選結(jié)果進(jìn)行復(fù)核。入組病例均無病理結(jié)果。
研究期間總共納入急性孤立性腦橋梗死患者153例,排除椎基底動(dòng)脈狹窄患者49例,血管檢查不完善者5例,2例房顫患者,最終共97例患者納入分析。其中男71例,女26例,年齡34~86歲,平均(61±10)歲。
1.1.2 臨床資料
收集所有入組患者入院時(shí)卒中危險(xiǎn)因素:高血壓、高血脂(總膽固醇>5.7 mmol/L或總甘油三酯>1.71 mmol/L)、糖尿病、冠心病、吸煙、高同型半胱氨酸(>20.0 μmol/L)。同時(shí)收集患者入院時(shí)美國國立衛(wèi)生研究院卒中量表(National Institute of Health stroke scale,NIHSS)評(píng)分及出院改良Rankin量表(modified Rankin Scale,mRS)評(píng)分。
GE Discover 750 3.0 T (通用電器公司,美國),配套頭部8通道專用線圈(通用電器公司,美國)。所有患者入院24 h內(nèi)行MR掃描,包括常規(guī)MRI平掃(T1WI、T2WI)、DWI、3D TOF MRA、HR-MRI [高分辨率自旋回波(fast spin echo,F(xiàn)SE) T2WI及T1WI]。其相關(guān)參數(shù)如下:(1) DWI:TR/TE 3400/102 ms,F(xiàn)OV 240 mm×240 mm,矩陣160×160,層厚6 mm,b值=0、1000 s/mm2;(2) 3D TOF MRA序列:TR/TE 22/2.4 ms,F(xiàn)OV 240 mm×240 mm,矩陣256×256,層厚1.2 mm;(3) HR-MRI:T2序列,TR/TE 3400/52 ms,F(xiàn)OV 130 mm×130 mm,矩陣160×160,層厚1.5 mm;T1序列,TR/TE 560/15 ms,F(xiàn)OV 130 mm×130 mm,矩陣160×160,層厚0.8 mm。
1.3.1 基于3D TOF MRA二維投影圖像的BA角度測(cè)量
(1) BA側(cè)角:在3D TOF MRA的前后位視圖測(cè)量雙側(cè)椎動(dòng)脈匯合部與BA主干延長線的夾角;(2) BA前角:在3D TOF MRA的側(cè)位視圖測(cè)量優(yōu)勢(shì)椎動(dòng)脈與BA主干延長線的夾角。優(yōu)勢(shì)椎動(dòng)脈的定義為一側(cè)椎動(dòng)脈直徑較另一側(cè)增粗至少0.3 mm,或者兩側(cè)椎動(dòng)脈直徑相當(dāng),一側(cè)椎動(dòng)脈與基底動(dòng)脈連接更直接(圖1A、1B)。BA角度測(cè)量由兩名神經(jīng)放射科醫(yī)生分別測(cè)量并取其平均值作為最終結(jié)果。
圖1 A:3D TOF MRA BA側(cè)角(前后位視圖);B:3D TOF MRA BA前角(側(cè)位視圖);C:HR-MRI T2WI軸位BA斑塊分布圖Fig. 1 A: Lateral angle (from the anteroposterior view) on the 3D TOF MRA image; B: Anterior angle (from the lateral view) on the 3D TOF MRA image; C: Location of BA plaques in T2WI axial images of HR-MRI.
表1 兩組患者一般資料比較Tab. 1 Comparison of baseline characteristics of patients between the two groups
表2 基底動(dòng)脈斑塊形成相關(guān)因素的Logistic回歸分析Tab. 2 Logistic regression analysis of factors related to formation of basilar artery plaque
表3 基底動(dòng)脈斑塊分布相關(guān)因素的組間比較Tab. 3 Comparison of factors related to distribution of basilar artery plaques
1.3.2 基于HR-MRI圖像的BA責(zé)任斑塊位置
責(zé)任斑塊的定義應(yīng)符合以下標(biāo)準(zhǔn):(1)在腦橋供血區(qū)發(fā)生梗死;(2)在腦橋梗死相同層面或相鄰的上下層面可見BA斑塊。以90°角將BA管腔橫斷面分為腹側(cè)壁、背側(cè)壁、左側(cè)壁及右側(cè)壁4個(gè)象限,若斑塊同時(shí)分布于兩個(gè)以上部位,以斑塊占管壁多的部分確定斑塊分布位置(圖1C)。因HR-MRI T2WI FSE序列軸位層厚為1.5 mm,因此,斑塊長度=責(zé)任斑塊所在層面×層厚(1.5 mm)。
采用SPSS 17.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)數(shù)資料以頻數(shù)表示,計(jì)量資料中符合正態(tài)分布的采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)(±s)表示,不符合正態(tài)分布的以四分位間距[M(Q1-Q3)]表示。有斑塊組與無斑塊組的連續(xù)性變量比較采用t檢驗(yàn),分類變量比較采用χ2檢驗(yàn),采用多因素二元Logistic回歸分析確定BA斑塊形成的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。BA斑塊分布(無斑塊、腹側(cè)壁、背側(cè)壁、側(cè)壁)相關(guān)因素的組間比較采用單因素方差分析及最小顯著差值法(LSD)進(jìn)行之后的兩兩多重比較分析。P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
依據(jù)有無BA斑塊將入組患者分為無斑塊組及有斑塊組。BA斑塊形成相關(guān)因素的單因素及多因素二元Logistic回歸分析結(jié)果詳見表1、2。在單因素分析中,BA側(cè)角(前后位視圖)、BA前角(側(cè)位視圖)、出院mRS評(píng)分在有斑塊組與無斑塊組的組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),而年齡、性別、腦卒中危險(xiǎn)因素(高血壓、高血脂、糖尿病、冠心病、吸煙、高同型半胱氨酸)在有斑塊及無斑塊的組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。校正其他相關(guān)因素后,進(jìn)行多因素二元Logistic回歸分析結(jié)果表明,BA側(cè)角及前角是BA斑塊形成的獨(dú)立危險(xiǎn)因素(BA前角:OR值=0.095,95%CI=1.032~1.171;BA側(cè)角:OR值=0.132,95%CI=1.053~1.236)。
圖2 A:基底動(dòng)脈側(cè)角(前后位視圖)越大,斑塊越可能在側(cè)壁(小彎側(cè))形成;B:基底動(dòng)脈前角(側(cè)位視圖)越大,斑塊越可能在背側(cè)壁形成Fig. 2 A: Greater the lateral angle (anteroposterior view) may enhance lateral plaque formation (inner curvature); B: Greater the anterior angle (lateral view) may enhance dorsal plaque formation.
根據(jù)有無斑塊及斑塊分布位置,將所有患者分為無斑塊組、腹側(cè)壁組、背側(cè)壁組、側(cè)壁斑塊組。BA斑塊分布相關(guān)因素的組間比較結(jié)果詳見表3。斑塊長度在腹側(cè)壁、背側(cè)壁、側(cè)壁斑塊的組間比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.924)。出院mRS評(píng)分在斑塊分布(無斑塊、腹側(cè)壁、背側(cè)壁、側(cè)壁)的組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.051)。BA側(cè)角、BA前角在BA斑塊分布(無斑塊、腹側(cè)壁、背側(cè)壁、側(cè)壁)的組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.002、0.000),在此之后的兩兩多重比較中,側(cè)壁斑塊組的BA側(cè)角大于無斑塊組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[(27±8)°VS (16±11)°,P<0.001],如圖2A。背側(cè)壁斑塊組的BA前角大于無斑塊組,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[(27±9)°VS (16±7)°,P<0.001],如圖2B。
本研究結(jié)果顯示,在急性孤立性腦橋梗死患者中,BA側(cè)角與前角是BA斑塊形成的獨(dú)立危險(xiǎn)因素,且BA角度變化與BA斑塊分布位置相關(guān)。BA側(cè)角(前后位視圖)越大,更可能導(dǎo)致BA斑塊在側(cè)壁形成;BA前角(側(cè)位視圖)越大,斑塊更可能在BA背側(cè)壁形成。
動(dòng)脈粥樣硬化是一種慢性、炎癥、纖維增生性系統(tǒng)疾病,主要發(fā)生在大、中型導(dǎo)管動(dòng)脈[13]。動(dòng)脈粥樣硬化斑塊在具有復(fù)雜流動(dòng)模式或低WSS局部區(qū)域發(fā)展,如彎曲動(dòng)脈內(nèi)壁、血管分叉外壁和血管匯合部的頂點(diǎn)處[5-7]。WSS是由切向內(nèi)皮作用血流引起的摩擦力,血流動(dòng)力學(xué)改變所致的低WSS區(qū)與血管危險(xiǎn)因子結(jié)合,可激活隨后的炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)而導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化進(jìn)展[14-15]。
與大多數(shù)具有樹枝狀的動(dòng)脈系統(tǒng)不同,BA是唯一由兩個(gè)動(dòng)脈(椎動(dòng)脈)匯合而成的動(dòng)脈,也是腦干的主要供血?jiǎng)用}。BA在其走行過程中與周圍結(jié)構(gòu)的解剖關(guān)系而形成角度,BA位于腦干前部,椎動(dòng)脈和大腦后動(dòng)脈均位于腦干后部,BA自然沿其方向表現(xiàn)為向前成角。文獻(xiàn)報(bào)道[16]只有6%~26%的雙側(cè)椎動(dòng)脈管腔直徑相等,左側(cè)椎動(dòng)脈直徑常較右側(cè)粗,這種不對(duì)稱血流產(chǎn)生不均勻機(jī)械力引起的慢性過程可能使BA發(fā)生側(cè)向移位,BA這種形態(tài)改變可能引起動(dòng)脈粥樣硬化及相應(yīng)部位腦梗死。因此,BA可向前方成角(前角)和向側(cè)方成角(側(cè)角),BA的血流動(dòng)力學(xué)可根據(jù)上述BA前角及側(cè)角來解釋。文獻(xiàn)報(bào)道[8]BA前角及側(cè)角可精確定位BA彎曲的低WSS區(qū)域,且隨訪MRA證實(shí),BA粥樣硬化斑塊在低WSS區(qū)進(jìn)展。
本研究結(jié)果顯示,BA側(cè)角(前后位視圖)越大,斑塊越可能在側(cè)壁形成,與既往研究結(jié)果一致[8,17],這可以用以下血流動(dòng)力學(xué)機(jī)制來解釋。(1)BA側(cè)角越大,提示BA彎曲程度越大,彎曲動(dòng)脈小彎側(cè)由于低WSS可能更容易形成血栓;(2)彎曲BA壓迫和牽拉腦橋穿支動(dòng)脈開口處,更可能導(dǎo)致相應(yīng)部位腦橋梗死[18]。本研究結(jié)果顯示,BA前角(側(cè)位視圖)越大,BA斑塊越可能在背側(cè)壁形成。筆者認(rèn)為其機(jī)制可能是:(1)腦橋旁中央動(dòng)脈開口于BA背側(cè)壁并直接穿入腦橋被蓋,且腦橋被蓋部無側(cè)支血管,因此BA前角越大,血流從BA穿行至腦橋被蓋的距離越長,長而迂曲的穿支動(dòng)脈可使組織缺氧更容易發(fā)生[19-20];(2)腦橋旁中央動(dòng)脈幾乎呈直角從BA主干背側(cè)壁發(fā)出,易于發(fā)生灌注不足,且在高血壓、糖尿病等腦血管疾病危險(xiǎn)因素的作用下易于形成硬化性斑塊[21]。
基于以上論點(diǎn),筆者認(rèn)為BA前角及側(cè)角所代表的BA幾何形狀改變影響血管內(nèi)血流動(dòng)力學(xué),并可能決定臨床前動(dòng)脈粥樣硬化斑塊位置。
本研究存在的局限性:第一,本研究為單中心回顧性分析,樣本量相對(duì)較小,可能存在選擇偏倚;第二,未對(duì)BA斑塊成分及斑塊穩(wěn)定性進(jìn)行分析;第三,雖然測(cè)量了BA角度,但未對(duì)血管內(nèi)血流動(dòng)力學(xué)進(jìn)行直接研究,未來仍需要非侵入性定量研究血管內(nèi)血流動(dòng)力學(xué)以闡明BA角度與其斑塊形成的深層關(guān)聯(lián)。
總之,BA側(cè)角及前角是BA粥樣斑塊形成的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。BA前角(側(cè)位視圖)越大,斑塊更可能在BA背側(cè)壁形成。側(cè)角(前后位視圖)越大,斑塊更可能在BA側(cè)壁形成。
利益沖突:無。