伴动眼神经麻痹的未破裂后交通动脉动脉瘤的形态和血流动力学特点分析|【中华神外】2016年第六期“临床论著”

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今天刊登的是张莹、荆林凯、张倩倩、刘健、张义森、王坤、穆士卿和杨新健在《中华神经外科杂志》2016年第六期上发表的《伴动眼神经麻痹的未破裂后交通动脉动脉瘤的形态和血流动力学特点分析》，欢迎阅读。

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伴动眼神经麻痹的未破裂后交通动脉动脉瘤的形态和血流动力学特点分析

摘要

【目的】

分析伴动眼神经麻痹的未破裂后交通动脉（PCoA）动脉瘤的形状及血流动力学特点。

【方法】

回顾性研究首都医科大学附属北京天坛医院神经介入科2014年1月至2015年6月收治的未破裂单发PCoA动脉瘤患者70例。按照其主要临床症状分为无症状组、动眼神经麻痹组、其他临床症状组。对患者个体化的三维DSA图像进行数值模拟分析，对比各组形状和血流动力学参数的区别。

【结果】

（1）动眼神经麻痹组的平均径颈比为1.75±0.46，高于无症状组的1.15±0.44及其他临床症状组的1.20±0.42，差异有统计学意义（P＜0.01）；而3组间动脉瘤的侧壁／分叉分型、是否带子瘤、最大径、瘤颈宽度、表面积及体积差异均无统计学意义（P＞0．05）。（2）动眼神经麻痹组的平均壁面切应力为0.48±0.21，低于无症状组的0.68±0.24和其他临床症状组的0.82±0.22，差异有统计学意义（P＜0.01）；动眼神经麻痹组的低壁面切应力面积百分比的中位数（四分位间距）为3.77％（1.48％，27.16％），高于无症状组的0.15％（0.00％，1.07％）及其他临床症状组的0.03％（0.00％，0.44％），差异有统计学意义（P＜0.01）；3组之间壁面切应力震荡因子的对比差异无统计学意义（P＝0.420）。

【结论】

伴动眼神经麻痹的未破裂PCoA动脉瘤，具有高径颈比及低壁面切应力，可能是未破裂PCoA动脉瘤中的高风险类型。

【关键词】

颅内动脉瘤；后交通动脉；动眼神经麻痹；破裂；血流动力学

【基金项目】

国家自然科学基金（81301003，81371315，81171079，81220108007）；首都卫生发展科研专项重点攻关项目（2014-1-1071）；北京市神经外科研究所青年基金（2014-001）

后交通动脉（posterior communicating artery，PCoA）动脉瘤是最常见的颅内动脉瘤之一，而动眼神经麻痹是PCoA动脉瘤的常见特征性症状。据统计，发生动眼神经麻痹的颅内动脉瘤80％位于PCoA，而PCoA动脉瘤中约有20％伴发动眼神经麻痹[1]。动眼神经麻痹也被认为是PCoA动脉瘤濒临破裂的一个重要征兆，具有重要的临床提示意义[1-2]。该症状的出现一般被认为是由于动脉瘤形态突然变化从而压迫动眼神经所致[3]。近年来，研究者发现，一些血流动力学因素也有助于评估颅内动脉瘤的破裂风险，解释破裂机制[4-5]。因此，本课题对伴动眼神经麻痹症状的未破裂PCoA动脉瘤的形状和血流动力学特点进行了回顾性研究，现报道如下。

资料与方法

1. 病例来源：收集首都医科大学附属北京天坛医院神经介入科2014年1月至2015年6月收治的未破裂单发PCoA动脉瘤患者，共70例。其中男17例，女53例；年龄为38～79岁，平均（61±9）岁。入选标准：（1）囊性、单发PCoA动脉瘤；（2）经CT证实无蛛网膜下腔出血。因多发动脉瘤被认为可能是颅内动脉瘤破裂的风险因子，本研究排除多发动脉瘤者，同时排除夹层或者梭形动脉瘤及与动静脉畸形或瘘有关的动脉瘤。本研究已取得首都医科大学附属北京天坛医院伦理审查委员会的批准。

2. 分组：按照患者的主要临床症状分组，其中（1）无症状组（包括轻度头痛、头晕）40例；（2）动眼神经麻痹组12例，定义为患者出现复视、上眼睑下垂，眼球外斜，向上外、上内、下内、同侧方向运动障碍，患侧瞳孔散大，对光反射及调节反射消失；（3）其他临床症状组18例，其中视物模糊、视力下降8例，肢体麻木、力弱、感觉障碍7例，面神经麻痹1例，言语不清、吞咽困难1例，反复一过性意识丧失1例。3组患者的年龄、性别、吸烟史、饮酒史、高血压病史比较，差异无统计学意义（P＞0.05，表1）。

3. 三维血流动力学数值模拟分析：（1）数值模拟的软硬件：计算机为特别配置的惠普Z820图形工作站。主要软件有Matlab、Geomagic、Ansys、Photo-shop等。（2）获取三维形状数据：行三维数字减影血管造影获取动脉瘤三维数据，并运用Matlab和Geomagic软件进一步处理，去掉不重要的小分支。获得的形态因素包括一般分型（侧壁/分叉型）、是否带子瘤、动脉瘤大小（最大径）、瘤颈宽度、表面积、体积和径颈比（动脉瘤最大径/瘤颈宽度）。（3）获取血流动力学参数：采用数值模拟方法[6-8]，研究血液流动时与血管间的相互力学作用。运用ANSYS进行三维网格划分，设置初始条件后进行流体分析计算。运用ANSYS结合Matlab进行后处理获得：①壁面切应力（wall shear stress，WSS）：计算心动周期内的平均WSS，以动脉瘤的WSS值/载瘤动脉的WSS值，最终获得比值比作为归一化的WSS[9]；② 壁面切应力震荡因子（oscillatory shear index，OSI）；③低壁面切应力面积百分比（low wall shear stress area，LSA）[10]。

4. 统计学方法：采用SPSS20.0统计软件包，采用χ2检验或似然比χ2检验对各组的计数参数进行对比分析。对符合近似正态分布的计量参数采用单因素方差分析，数据用x±s表示；对不符合正态分布的采用多个独立样本的Kruskal-Wallis秩和检验，数据用中位数（M）和四分位间距（QR）表示。P＜0.05为差异有统计学意义。

结果

1. 3组动脉瘤的形状对比（图1，表2）：动眼神经麻痹组径颈比高于无症状组和其他临床症状组，差异有统计学意义（P＜0.01）；3组间侧壁／分叉分型、是否带子瘤、最大径、瘤颈宽度、表面积、体积的对比差异无统计学意义（P＞0.05）。

2. 3组动脉瘤的血流动力学参数对比（图2，表2）：与无症状组和其他临床症状组比较，动眼神经麻痹组的WSS降低而LSA增高，差异有统计学意义（P＜0.01），3组的OSI差异无统计学意义（P＞0.05）。

讨论

PCoA动脉瘤具有高破裂风险，而伴有动眼神经麻痹的PCoA动脉瘤被认为是即将发生破裂的一种类型。据报道，从出现瞳孔散大症状到动脉瘤破裂一般为几天到几个月，平均仅为29d[1]。为解释该临床现象，本研究对伴有动眼神经麻痹的未破裂PCoA动脉瘤进行了形状参数计算和血流动力学数值模拟分析，并与伴有其他临床表现的未破裂PCoA动脉瘤进行对比，结果发现，高径颈比是动眼神经麻痹组PCoA动脉瘤的显著形状特征，低WSS和高LSA是其显著的血流动力学特征，而这些参数都提示动脉瘤的高破裂风险。无症状组和其他临床症状组未发现上述特点。

直径大小是目前临床医生判断颅内动脉瘤破裂风险的最主要依据，然而近年来对于未破裂动脉瘤的大型队列研究认为，因PCoA动脉瘤部位特殊，大小并不是评估其破裂风险的理想因子[10]。本研究中动眼神经麻痹组最大径的均值为7.74mm，数值上大于无症状组的5.74mm和其他临床症状组的5.15mm，然而差异无统计学意义。本研究中动眼神经麻痹组样本量偏少，动脉瘤大小和动眼神经麻痹发生的关系仍有待于进一步的多中心、大样本研究来解决。

径颈比直观易得，是最常用的动脉瘤形状评估指标之一。Ujiie等[11]对17例动脉瘤动物模型的研究发现，径颈比决定瘤内血流模式，当径颈比＞1.6时瘤顶部血流减慢，瘤顶部会出现血流停滞；其进一步对129例破裂动脉瘤和78例未破裂动脉瘤患者的测量发现，80％的破裂动脉瘤径颈比＞1.6，而90％ 的未破裂动脉瘤径颈比＜1.6[12]。崔岩等[13]对138例破裂和47例未破裂PCoA动脉瘤患者进行分析，发现径颈比≥1.5是预测动脉瘤破裂的独立因子。本研究发现，伴动眼神经麻痹组未破裂PCoA动脉瘤径颈比均值为1.75，大于报道的临界值。径颈比高的PCoA动脉瘤，形状瘦长，对动眼神经造成了压迫；同时瘤顶部可能存在血流停滞区，易于形成瘤内血栓并引发瘤壁炎性反应，促进了动脉瘤壁的退行性改变，提高了动脉瘤的破裂风险。

以往的血流动力学研究认为，过低的WSS提示PCoA动脉瘤的破裂风险。Takao等[14]对未破裂动脉瘤进行前瞻性血流动力学研究，发现存在于PCoA部位的低WSS是唯一有意义的破裂风险预测因子。Zhang等[8]对20个破裂－未破裂配对的单侧前循环多发动脉瘤患者的研究发现，排除患者个体化因素后，低WSS和高LSA提示动脉瘤破裂风险。于瀛等[2]对9例伴动眼神经麻痹症状的未破裂PCoA动脉瘤和9例相同条件的已破裂动脉瘤进行了对比分析，发现未破裂组具有更低的WSS。本研究发现伴动眼神经麻痹的未破裂PCoA动脉瘤与不伴有该症状的未破裂瘤相比具有更低的WSS和更高的LSA。瘤内血流缓慢、停滞和血栓形成会造成局部过低的WSS，并继发动脉瘤壁炎性反应，导致瘤壁持续的退化变薄并最终发生破裂。

目前，颅内动脉瘤的自然病程不清，关于动脉瘤破裂风险决定因素尚无统一结论。血流动力学数值模拟成为研究颅内动脉瘤的一项重要工具，并已被提议用于协助评估颅内动脉瘤的破裂风险。虽然其部分条件设定如固壁、层流和牛顿流体特征等与真实的颅内血管特征不尽一致，但随着医学影像学和计算机技术的发展，该技术将日趋完善，将来有可能帮助临床医生精确评估每个动脉瘤的破裂风险，以做出更恰当的临床治疗方案。

参考文献

1. Golshani K, Ferrell A, Zomorodi A, et al. A review of the management of posterior communicating artery aneurysms in the modern era［J］. Surg Neurol Int, 2010,1:88. DOI: 10.4103/2152-7806.74147.

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3. 胡鹏， 张鸿祺， 鲍遇海，等， 引起动眼神经麻痹的颅内未破裂动脉瘤的手术疗效观察［J］.中国脑血管病杂志，2010,7(11):570-573. DOI: 10.3969/j.issn.1672-5921.2010.11.003.

4. Xiang J, Tutino VM, Snyder KV, et al. CFD: computational fluid dynamics or confounding factor dissemination? The role of hemodynamics in intracranial aneurysm rupture risk assessment［J］. AJNR Am J Neuroradiol, 2014,35(10):1849-1857. DOI: 10.3174/ajnr.A3710.

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6. 穆士卿，杨新健，张莹，等. 两种常见形态颅内动脉瘤的血流动力学研究［J］.中华神经外科杂志，2009,25(7):621-625. DOI: 10.3760/cma.j.issn.1001-2346.2009.07.019.

7. 穆士卿，杨新健，张莹，等. 颅内长形动脉瘤的三维数值模拟及血流动力学分析［J］. 中华医学杂志,2009,89(5):310-313. DOI: 10.3760/cma. j.issn. 0376-2491.2009.05.006.

8. Zhang Y, Yang X, Wang Y, et al. Influence of morphology and hemodynamic factors on rupture of multiple intracranial aneurysms: matched-pairs of ruptured-unruptured aneurysms located unilaterally on the anterior circulation［J］. BMC Neurol, 2014,14:253. DOI: 10.1186/s12883-014-0253-5.

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12. Ujiie H, Tamano Y, Sasaki K, et al. Is the aspect ratio a reliable index for predicting the rupture of a saccular aneurysm?［J］. Neurosurgery, 2001,48(3):495-502; discussion 502-503.

13. 崔岩, 张明铭, 蒋宇钢. 后交通动脉动脉瘤破裂的危险因素分析［J］.中华神经外科杂志,2015,31(6):563-567. DOI: 10.3760/cma.j.issn.1001-2346.2015.06.007.

14.Takao H, Murayama Y, Otsuka S, et al. Hemodynamic differences between unruptured and ruptured intracranial aneurysms during observation［J］. Stroke, 2012,43(5):1436-1439. DOI: 10.1161/STROKEAHA.111.640995.

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