急性頸內動脈系統腦梗死患者頸內動脈角與動脈粥樣硬化斑塊形態關系的研究

王琳，王晶，申園，龔浠平，劉艷芳

頸動脈粥樣硬化是腦梗死的主要病因[1]。研究者認為，頸動脈分叉部動脈粥樣硬化斑塊高發可能與其位置表淺、特殊的幾何學形態及復雜的血流動力學等因素有關[2]。近年來，使用高分辨率磁共振成像（high resolution MRI，HR-MRI）技術分析頸動脈幾何學特征逐漸引起人們的關注。HR-MRI技術能夠清晰地分辨動脈管腔結構，定量測量動脈管腔、管壁及總血管面積，準確描述動脈粥樣硬化斑塊的形態學特征[3-4]。3D時間飛躍法（time-of-flight，TOF）MRA能夠顯示頸動脈立體結構，進而準確地測量頸動脈幾何學指標如分叉角、非平面角等信息。本研究利用HR-MRI技術測量急性期頸內動脈（internal carotid artery，ICA）系統腦梗死患者頸內動脈夾角（internal carotid artery angle，ICAA）和頸外動脈夾角（external carotid artery angle，ECAA），探討頸動脈分叉處幾何學指標與動脈粥樣硬化斑塊的關系。

1 研究對象與方法

入組標準：①年齡18～80歲；②首次腦梗死；③符合ICA系統腦梗死診斷；④卒中發生的時間距就診在（7±3）d內；⑤頸部血管超聲顯示頸動脈內膜中層厚度（inteima-media thickness，IMT）≥1.5 mm；⑥可配合完成MRI檢查；⑦患者（或監護人、直系親屬）簽署知情同意書。

排除標準：①可疑心源性栓塞或病因不明者；②患者有溶栓或其他急診介入治療的指征；③無癥狀性腦梗死，伴有局灶或全腦癥狀的非腦血管病或腦血管病診斷不明確者；④繼發于腦出血、外傷、腫瘤、凝血機制異常、動脈瘤或動靜脈畸形的腦梗死；⑤不能進行MRI檢查者，如有幽閉恐懼癥、心臟瓣膜置換術或者安置金屬材質的義齒；⑥不愿簽署知情同意或研究者認為不適合該項臨床研究者。

本研究經首都醫科大學附屬北京天壇醫院倫理委員會批準。

1.2 磁共振成像檢查和圖像分析 在患者發?。?±3）d內完成頸動脈HR-MRI掃描，HRMRI檢查采用3.0 T SIMENS掃描儀（Trio-Tim，SIEMENS，Erlangen，Germany），最大切換率200 T/（m·ms），最大梯度強度45 mT/m。利用頸動脈專用4通道表面線圈（Machnet BV，Eelde，Netherlands）。掃描中心定于頸動脈分叉，垂直于血管行軸位掃描。掃描序列包括T1WI、T2WI、質子密度加權像（proton density weighted image，PDWI）、3D TOF MRA。影像學資料收集在專門設計的CASCADE軟件上由2名有經驗的放射科醫師（均有3年以上頸動脈圖像分析經驗）在不知道患者頸動脈病變的情況下對圖像共同進行測量、分析，結果不一致時會商確定[5]。

圖像評估：根據血管壁信噪比（signal-tonoise ratio，SNR）及其輪廓清晰程度，頸動脈MRI圖像質量（image quality，IQ）評分從l分到5分共分為5級（l=差，5=很好）[6]。血管圖像質量≤2分，則將該圖像從本研究中剔除。

ICAA測量：使用計算機圖像后處理方法進行在體三維頸動脈分叉重組和血管各項幾何學屬性指標測量，并計算ICCA，ECAA，ICA非平面角，頸外動脈（external carotid artery，ECA）非平面角[7-8]。從三維頸動脈分叉正面觀看，ICA直線與ECA直線的夾角為分叉角，ICA角為ICA直線與頸總動脈（common carotid artery，CCA）直線的反向延長線的夾角，ECA角為ECA直線與CCA直線的反向延長線的夾角；從頸動脈分叉側面觀看，ICA非平面角為ICA直線與CCA直線的反向延長線的夾角，ECA非平面角為ECA直線與CCA直線的反向延長線的夾角。依據每支血管的ICAA將所有入組的ICA分為ICAA≥35°與ICAA＜35°兩組進行分析，并對兩組血管對應的頸動脈粥樣硬化斑塊發生率和斑塊成分進行比較分析。

動脈粥樣硬化斑塊成分的分析：首先勾畫出管壁和管腔的輪廓，根據既往基于多對比HR-MRI確定動脈粥樣硬化斑塊成分的標準，確定不同動脈粥樣硬化斑塊成分：①富含脂質壞死核心（lipid-rich necrotic core，LRNC）；②斑塊內出血（intraplaque hemorrhage，IPH）；③鈣化；④疏松間質；⑤致密纖維組織[9-10]。在匹配的4種序列圖像上（3D TOF、T1WI、T2WI、PDWI）分別勾畫。最后根據AHA分級法，確定易損斑塊[10-11]。如一支血管同時有穩定和易損斑塊存在，則將該支血管按照有易損斑塊納入統計。

動脈粥樣硬化斑塊測量指標包括：①最大管壁面積（maximum wall thickness，MaxWT）；②每一層面上不同斑塊成分（LRNC、鈣化、IPH）的面積，并計算在該層面上每一動脈粥樣硬化斑塊成分占總管壁面積的百分比，最終得出每一個頸動脈各動脈粥樣硬化斑塊成分占總管壁面積百分比的最大值；③如某一頸動脈有ICA或CCA閉塞的情況，則將該頸動脈排除。將動脈粥樣硬化斑塊各種成分特征的參數分為定性參數和定量參數，定性成分參數包括是否存在LRNC、纖維帽狀態、IPH、血栓或鈣化等各個成分；定量成分包括LRNC、鈣化、IPH占總管壁面積的最大百分比。

1.4 統計學分析 統計學采用SPSS 23.0（SPSS Inc.，Chicago，USA）統計軟件。根據數據特征，符合正態分布的計量資料用表示，不符合正態分布的用中位數及四分位數表示；計數資料用率表示。兩組間比較，計數資料用卡方檢驗或精確概率法，正態分布的計量數據使用t檢驗，不符合正態分布的采用秩和檢驗。采用配對t檢驗比較左右兩側頸動脈的差異。分別以左右側頸動脈粥樣硬化斑塊成分總量為因變量，以患者年齡、性別、高血壓史、糖尿病史、吸煙、入院時低密度脂蛋白膽固醇水平及各頸動脈角參數等作為因變量，進行多元線性回歸分析，判斷頸動脈粥樣硬化斑塊成分的獨立影響因素。當進行連續分析時，采用Bonferroni校正。P＜0.05為差異具有統計學意義。

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2 結果

2.1 一般資料 在86例患者的172支血管圖像中，有2支的圖像因IQ=2分被排除，另外，有8支血管的圖像因存在血管閉塞、分叉處較短、分叉部顯示欠清晰等原因，不能準確測量分叉角度而被排除，最終共有162支血管納入統計分析。

參與分析的162支血管圖像中，左側ICCA平均值為（34.89±12.15）°，右側ICCA平均值為（33.25±11.19）°，兩側ICCA平均值為（34.07±11.67）°。ICCA≥35°組78支，ICCA＜35°組84支。

2.2 頸內動脈夾角與頸動脈粥樣硬化斑塊的關系 研究所納入的162支血管共檢出119支血管有頸動脈粥樣硬化斑塊，ICAA≥35°組動脈粥樣硬化斑塊檢出血管數[72支（92.3%）vs47支（56.0%），P＜0.01]及易損斑塊檢出率[34支（43.6%）vs13支（15.5%），P=0.03）]均高于ICAA＜35°組。

不同ICA角度組，頸動脈粥樣硬化斑塊各成分的檢出率有統計學差異，ICAA≥35°組LRNC及IPH的檢出率高，差異有統計學意義（表1）。

2.3 左右側頸動脈參數比較結果 對左右兩側（各81支）頸動脈粥樣硬化斑塊成分及ICAA、ECAA、ICA非平面角和ECA非平面角進行比較，結果顯示，僅ECA非平面角右側大于左側，差異具有統計學意義（P=0.02），其余各頸動脈角及動脈粥樣硬化斑塊成分左右兩側差異均無統計學意義（表2）。

表1 不同頸內動脈角組頸動脈粥樣硬化斑塊成分的差異

表2 左右兩側頸動脈粥樣硬化斑塊成分及頸動脈角差異

2.4 多因素分析結果 多元線性回歸分析結果顯示，年齡是左側頸動脈粥樣硬化斑塊鈣化成分總量（B0.35，95%CI0.21～1.65，P=0.01）及右側頸動脈粥樣硬化斑塊IPH成分總量（B0.34，95%CI0.30～2.32，P=0.01）的危險因素，ICAA非平面角（B0.37，95%CI1.23～7.33，P=0.01）是左側頸動脈粥樣硬化斑塊LRNC成分總量的危險因素，ECA非平面角（B0.33，95%CI0.20～2.07，P=0.02）是右側頸動脈粥樣硬化斑塊鈣化成分總量的危險因素。

3 討論

本研究結果表明，ICAA≥35°組動脈粥樣硬化斑塊及易損斑塊檢出率均較ICAA＜35°組患者高，差異均有統計學意義。ICAA≥35°組動脈粥樣硬化斑塊中LRNC及IPH的檢出率高。將頸動脈角與各動脈粥樣硬化斑塊成分進行回歸分析顯示，年齡是左側頸動脈粥樣硬化斑塊鈣化成分總量及右側頸動脈粥樣硬化斑塊IPH成分總量的危險因素，ICAA非平面角是左側頸動脈粥樣硬化斑塊LRNC成分總量的危險因素，ECA非平面角是右側頸動脈粥樣硬化斑塊鈣化成分總量的危險因素。

局部血流動力學因素在動脈粥樣硬化的發生、發展中扮演著重要的角色，由于頸動脈分叉處的血液分流、停滯等作用，脂質留駐時間的增加和剪切應力改變使該部位易形成粥樣硬化斑塊[12-14]。另外有研究表明頸動脈分叉的解剖形態與局部剪切應力相關，還與分叉處血流速率和血流的分配有關[15-17]。既往研究表明頸內、外動脈流量的分配比例對局部血流動力學影響較大，頸動脈分叉角度增大時，分叉處血流紊亂更加明顯，低血流速度區域和低血管壁剪切應力區域面積增大，動脈粥樣硬化形成的風險提高[7，18]。本研究結果顯示，隨ICAA增大，動脈粥樣硬化斑塊檢出率呈上升趨勢。

本研究在86例患者中檢出119支有動脈粥樣硬化斑塊的頸動脈，ICAA≥35°組患者動脈粥樣硬化斑塊中LRNC的檢出率高，ICAA＜35°組患者鈣化的檢出率較高，ICAA＜35°組LRNC總量高于ICAA≥35°組。因為血流動力學改變是頸動脈粥樣硬化病變的一項關鍵因素，血管內局部血流動力學狀態的異?？梢酝ㄟ^各種機制直接或間接引起動脈壁組織結構及成分的變化[5，19-20]。同樣可以推斷，ICAA大小不同，所導致異常的血流動力學狀態也不盡相同，所以才使得動脈粥樣硬化斑塊各定性成分參數之間有差別。有頸動脈幾何學形態與頸動脈管腔狹窄程度關系的研究表明，頸動脈分叉角與管腔狹窄程度并無相關性，間接提示頸動脈分叉角與斑塊體積并無明確相關性，與本研究結果一致。本研究結果還表明，ICAA非平面角是左側頸動脈粥樣硬化斑塊LRNC成分總量的危險因素，ECA非平面角是右側頸動脈粥樣硬化斑塊鈣化成分總量的危險因素。目前研究多集中在頸動脈角與動脈硬化的關系，很少有研究關注非平面角，本研究也為今后的頸動脈夾角的幾何形態學研究提供了參考。

頸動脈粥樣硬化作為全身動脈粥樣硬化的一部分，其危險因素與全身動脈粥樣硬化的危險因素相同。本研究主要觀察ICAA這一因素是否與頸動脈動脈粥樣硬化的發生有相關性。結果表明，ICAA并非是頸動脈粥樣硬化的獨立危險因素，它與其他因素一起共同作用導致了動脈粥樣硬化的發生。

本研究入選患者的病情相對穩定，且樣本量較小，因此可能存在一定的選擇偏倚；另外，本研究是一項橫斷面的調查，沒有對不同頸動脈分叉處的角度與頸動脈粥樣硬化斑塊的進展、之后卒中復發風險的關系進行探討，在之后的研究中，課題組將進行更多樣本量、更長時間的調查，以期進一步明確頸動脈分叉處幾何學形態對動脈管壁的影響及進一步對卒中的發生、預后的影響。

【點睛】本研究通過血管影像學對頸動脈分叉處幾何學形態與頸動脈粥樣硬化斑塊的發生和特點的關系進行了分析，結果顯示頸內動脈角大的患者更發生頸動脈粥樣硬化斑塊，但斑塊的不同成分的含量和斑塊的易損性不單純與頸內動脈角有關。