飛行人員無癥狀未破裂顱內動脈瘤研究進展

陳大偉，石進

空軍特色醫學中心神經內科，北京 100142

隨著血管成像技術的發展，無癥狀未破裂顱內動脈瘤(unruptured intracranial aneurysms，UIAs)的檢出率逐漸提高[1]。近年來，國內外不斷有飛行人員顱內動脈瘤的報道[2]，筆者也在飛行人員航空醫學鑒定中遇到部分飛行人員因為其他神經系統疾病檢查或體檢而被偶然發現無癥狀UIAs[3]。大多數無癥狀UIAs長期處于“靜止期”，終生不破裂且無臨床癥狀；而少部分顱內動脈瘤可逐漸生長或突然破裂出血[4]。對飛行人員無癥狀UIAs不合理停飛將造成巨大損失，而盲目放飛又會增加飛行風險。目前，針對這些飛行人員的航空醫學鑒定已成為爭論的焦點，也是未來飛行人員選拔的重點問題。本文就無癥狀UIAs的診斷、流行病學、危險因素、干預措施及航空醫學鑒定等的研究進展進行綜述。

1 無癥狀UIAs的定義

UIAs是指無破裂出血史或與出血無直接關系的顱內動脈瘤。無癥狀UIAs患者一般沒有頭痛、占位效應等臨床表現，通常因其他神經系統疾病檢查或體檢而被偶然發現[1]。

2 無癥狀UIAs的診斷

無癥狀UIAs缺乏特異性臨床癥狀，多為偶然發現，其診斷主要依賴數字減影血管造影(digital subtraction angiography，DSA)、計算機體層血管成像(computed tomographic angiography，CTA)、磁共振血管成像(magnetic resonance angiography，MRA)等技術。DSA是診斷顱內動脈瘤的金標準，高質量的旋轉造影和三維重建(3D-DSA)技術在描述動脈瘤形態、顯示瘤頸與鄰近血管的關系以及制定治療方案方面優于普通DSA[4]。但DSA是一項有創檢查，神經系統并發癥發生率通常為0.3%~0.5%[5]。CTA和MRA具有無創的優點，常用于UIAs的篩查和隨訪，但對診斷3 mm以下的動脈瘤不可靠，不能代替DSA檢查。近年來，隨著神經影像學技術的不斷發展，如高分辨率MRI的廣泛應用，UIAs的檢出率逐漸提高[6]。

3 無癥狀UIAs的流行病學特點

3.1 普通人群 由于篩查人群、評估方法、研究目的和方法的不同，UIAs患病率在不同研究之間差異較大。既往的前瞻性及回顧性尸檢和血管成像研究顯示，普通人群UIAs患病率為0.2%~7.9%(平均5.0%)[7]。一項納入68項研究和83個人群的Meta分析顯示，在全球健康成年人群中UIAs患病率約為3.2%[8]。我國一項對4813人采用MRA評估方法的橫斷面調查發現，UIAs的患病率為7%[4]。

年齡、女性、吸煙、過度飲酒及高血壓均是UIAs發生的高危因素。UIAs還與動脈瘤家族史及多種遺傳性疾病(如常染色體顯性遺傳多囊腎病等)相關。雖然在普通人群中進行無癥狀UIAs的篩查仍存在爭議，但對高危患者進行無創影像學篩查是合理的[4,6]。

3.2 飛行人員 目前，雖然國內外尚無飛行人員UIAs患病率的報道，但近年來個案報道逐漸增多。本課題組首次報道在改裝體檢中發現2例殲擊機飛行員無癥狀UIAs患者[3]，國外也有飛行人員因頭痛、頭暈等就診而被發現UIAs的報道[7,9]。一項回顧性研究發現，顱內動脈瘤可發生于各個機種和職業的飛行人員[2]。有研究發現，我國飛行人員中具有動脈粥樣硬化危險因素的比例較高，高血壓患病率為5.6%，高膽固醇血癥為7.28%，代謝綜合征為6.45%，吸煙為53.0%，過度飲酒為69.6%[10]。我國飛行人員的選撥并未進行動脈瘤篩查，而飛行人員的成長需要一個過程，一名成熟的飛行人員通常超過30歲。由此推測，我國軍事飛行人員中無癥狀UIAs患者數量不會少，但隨著無創血管成像技術在改裝體檢和中樞神經系統疾病檢查中的廣泛應用，將會有更多的飛行人員無癥狀UIAs被發現。

4 無癥狀UIAs破裂的危險因素

顱內動脈瘤的總體年破裂風險為0.25%~0.30%，而大多數UIAs終生不破裂[6]。一項匯集全球6項UIAs前瞻性研究的Meta分析顯示，UIAs的1年破裂率為1.4%，5年破裂率為3.4%[11]。影響顱內動脈瘤破裂的危險因素如下。

4.1 患者因素 當年齡≥70歲時，年齡增長將增加UIAs破裂的風險；當年齡＜50歲時(尤其顱內小動脈瘤)，年齡越小UIAs破裂風險越高。女性、多發顱內動脈瘤(≥2個)、種族(日本和芬蘭)、既往蛛網膜下腔出血(SAH)病史和家族史(≥2個一級親屬具有UIAs和SAH)、吸煙、過度飲酒和高血壓均是UIAs增大、破裂的高危因素[6,11-15]。

4.2 動脈瘤本身因素 (1)大小：日本UCAS研究發現，動脈瘤直徑越大，破裂風險越高；一項包含19項研究和6556個UIAs的Meta分析發現，直徑＞5 mm是動脈瘤破裂的獨立危險因素[6]。(2)部位：后循環、后交通動脈及前交通動脈UIAs更易破裂[4,11]，一項前瞻性顱內小動脈瘤隨訪研究發現，分叉部位也是動脈瘤破裂的高危因素[13]。(3)形態：瘤體長度與瘤頸寬度比值(aspect ratio，AR值)＞1.6、瘤體長度與載瘤動脈直徑比值(size ratio，SR值)＞2.0，以及不規則UIAs(含有子囊)是UIAs破裂的危險因素[11,14,16]。(4)穩定性：進展和炎癥反應是動脈瘤不穩定的征象，一項回顧性研究顯示，進展UIAs的破裂風險是非進展動脈瘤的12倍，另一項回顧性研究表明，不依賴于動脈瘤部位和大小，磁共振掃描顯示瘤壁強化的UIAs破裂風險更高[6,11]。(5)形成時間：動脈瘤形成的最初幾周至1年內，破裂的概率較高，但隨著時間的延長逐步下降[17]。

4.3 血流動力學因素 近年來，以影像為基礎的計算機血流動力學(computational fluid dynamics，CDF)技術的出現為客觀、定量評估UIAs的血流動力學特點和破裂風險提供了可靠的工具。有研究者總結了258篇利用CDF評價動脈瘤生長和破裂風險的文獻，發現血管壁面切應力(wall shear stress，WSS)是最常用、最有臨床意義的指標[16,18]。近期的一項Meta分析顯示，WSS、切應力震蕩指數(oscillatory shear index，OSI)、低壁面切應力的面積百分比(low wall shear stress area，LSA)與顱內動脈瘤的破裂相關[19]。不同的WSS可以導致動脈瘤以不同的方式生長并破裂。高WSS和正向WSS梯度能夠激活壁細胞介導的破壞性血管壁重塑程序，促進壁細胞凋亡，使中膜變薄，形成Ⅰ型動脈瘤，Ⅰ型動脈瘤具有體積小、血管壁薄、無細胞和透明等特點。低WSS和高OSI能夠激活炎性細胞介導的破壞性血管壁重塑程序，引起瘤壁的類動脈粥樣硬化樣改變，形成Ⅱ型動脈瘤，Ⅱ型動脈瘤具有體積大、不規則、血管壁厚、不透明、伴有動脈粥樣斑塊等特點[20]。未來仍需考慮使CDF標準化，并進行多中心、大樣本的UIAs隨訪研究，以真正實現CDF對UIAs破裂風險的有效預測[18]。

4.4 飛行因素 顱內動脈瘤的發生可能與作用于血管壁的剪切力有關，不同部位的血流剪切力不同，動脈瘤發生率也不同。普通人群中，后交通動脈起始處動脈瘤占比約為40%，前交通動脈和大腦前動脈約為30%，大腦中動脈分叉處約為20%，后循環以基底動脈尖及小腦后下動脈起始處多見。目前尚無飛行人員UIAs分布特點的報道。一項回顧性分析顯示，飛行人員顱內動脈瘤多位于前循環系統[2]。有研究采用計算機模擬方法分析顯示，飛行時所產生的加速度會對頸動脈內壓力產生直接且顯著的影響，正方向加速度使血管壁面壓力明顯降低，負方向加速度使血管壁面壓力明顯升高，血管壁面壓力梯度分布特征發生明顯改變[21]。另一項研究以45例顱內動脈瘤患者和45名正常對照為研究對象，采用超聲方法測量頸動脈和椎動脈的最大收縮期血流加速度(maximum systolic acceleration，ACCmax)和最大加速度指數(maximum acceleration index，AImax)，結果顯示，ACCmax和AImax增加對顱內動脈瘤的發生有很好的預測作用[22]。因此，飛行過程中的加速度可能通過影響顱內外動脈血流動力學狀態而促進顱內動脈瘤的形成。

雖然目前尚無飛行人員因顱內動脈瘤破裂導致空中失能的報道，但飛行人員的臨床特點和飛行環境仍有加速動脈瘤破裂的可能。首先飛行人員特別是戰斗機飛行員通常在50歲以下，此年齡段患者的年齡越小，動脈瘤破裂風險越高[11,13]。其次飛行活動是現代社會中最復雜的勞動之一，飛行職業帶來的緊張狀況被公認為是一種心理應激源，同時飛行人員大多數為男性，導致飛行人員中高血壓、吸煙、過度飲酒的比例較高，增加了顱內動脈瘤進展和破裂的風險[10]。第三，飛行所產生的負向加速度可加速腦血流，也是導致顱內動脈瘤破裂的危險因素。近期研究發現，動脈瘤入口的高血流速度可以增加動脈瘤破裂的風險[23]；有學者利用計算機模擬方法研究發現，加速度會對頸動脈內壓力、壓力梯度、WSS等產生顯著影響[24]，而動脈瘤的破裂與高WSS和正向WSS梯度有關[18]。第四，飛行時的氣壓波動和高空低溫也是導致飛行人員顱內動脈瘤破裂的因素。有研究表明，高氣壓值及氣壓的波動與動脈瘤的破裂和SAH相關，而低于16 ℃或冬春季環境中動脈瘤破裂和SAH的發生率較高[25-26]。

5 無癥狀UIAs的干預措施

有研究表明，預防性消除顱內動脈瘤手術引起嚴重神經系統并發癥的發生率為6%~10%，明顯高于無癥狀UIAs的破裂率，因此對于無癥狀UIAs采取內科治療還是積極外科干預，需要權衡UIAs的破裂風險和手術并發癥，對于破裂風險高的飛行人員應考慮手術[4,6,11]。手術方式包括開顱動脈瘤夾閉手術和血管內介入栓塞術。有Meta分析顯示，對于UIAs患者，開顱動脈瘤夾閉手術的有效性和安全性優于血管內介入治療[27]。但是隨著介入技術和材料的不斷發展，其安全性和有效性不斷提高，且創傷小和術后恢復快的特點必將使其在飛行人員無癥狀UIAs的治療中獲得更多優勢[11,28]。

6 無癥狀UIAs的航空醫學鑒定

UIAs是導致SAH的主要原因，《美國海軍航空醫學參考和特許飛行指南》規定，對于SAH的飛行人員，需要手術治療者將予以停飛，而經過非手術治療無神經系統后遺癥者予以地面觀察2年，無復發者可特許飛行[29]。2017年中國民航制定的《空勤人員和空中交通管制員體檢鑒定醫學標準》規定，各級飛行人員顱內動脈瘤如有下列情況之一為飛行不合格：(1)有SAH病史；(2)顱內動脈瘤術后；(3)有神經系統癥狀；(4)動態腦電圖異常；(5)多發、瘤體形態不規則或有子囊；(6)瘤體進行性增大、形態改變或新發動脈瘤；(7)瘤體大小或位置可能影響安全履行職責[30]。然而，國外的航空醫學鑒定指南和我國軍事飛行人員體格檢查標準均缺乏對飛行人員無癥狀UIAs的處理意見和航空醫學鑒定標準。

Jackson[7]曾報道1例放飛的診斷為大腦前動脈無癥狀UIAs的運輸機空中機械師，并提出了關于飛行人員UIAs處理和航空醫學鑒定的個人意見。Jackson認為雖然無癥狀UIAs發生SAH的風險很低，但在飛行過程中出現破裂出血的后果十分嚴重，可導致飛行人員失能，對飛行的掌控、地面和飛機上人員的安全及飛行人員本人的救治都會產生災難性的后果，因此對于無癥狀UIAs飛行人員的處理建議如下：(1)定期進行隨訪、神經系統查體、影像學評估動脈瘤的大小及生長情況，動脈瘤直徑不應超過7 mm；(2)應在多座機上執行飛行任務；(3)在動脈瘤治療前，不應安排其擔任機長[7]。有研究報道1例高性能殲擊機飛行員診斷為無癥狀左側頸內動脈眼動脈段UIAs，直徑3.5 mm，進行非手術治療后予飛行合格(限雙座)，安全飛行1年(共180 h)后再次評估，動脈瘤無明顯改變[3]。另有1例運輸機通訊員診斷為SAH和前交通動脈瘤，行動脈瘤夾閉手術，術后動脈瘤消失，地面觀察1年后予特許飛行[2]。近期，我國開展的飛行員腦健康評估研究發現了數例海綿竇段動脈瘤患者，考慮該類動脈瘤位于顱內腦外，破裂后未發生SAH，因此均予有條件的放飛。筆者認為，應對飛行人員無癥狀UIAs進行全面(包括飛行因素、患者因素、動脈瘤形態學和血流動力學等)評估和定期隨訪。對于破裂風險較小的無癥狀UIAs，采取非手術治療后可給予多座機特許飛行；對于破裂風險較高的無癥狀UIAs，應采取手術治療并根據術后情況進行個體評定；對于進展的無癥狀UIAs，應降機型，如仍進展者，采取手術治療并根據術后情況進行個體評定。

7 總結與展望

血管成像技術的快速發展和廣泛應用使更多的飛行人員無癥狀UIAs被發現。雖然大多數UIAs長期處于“靜止期”，但少數可突然破裂出血，造成飛行人員空中失能。因此，對飛行人員無癥狀UIAs的合理航空醫學鑒定不僅能夠避免不必要的停飛，同時保障了飛行的安全性。雖然已有飛行人員UIAs經非手術治療或外科干預后給予成功放飛的病例報道，但未來仍需開展科學、規范、前瞻性的無癥狀UIAs綜合防治、預后觀察及飛行適應性評價研究，以制定飛行人員無癥狀UIAs的評估和特許飛行標準。