顱內動脈瘤夾閉術中載瘤動脈臨時阻斷后腦血流動力學變化：術中熒光造影定量分析

李監松 駱 成 羅江兵 方 勝 李立峰 趙鵬洲

載瘤動脈臨時阻斷技術是顱內動脈瘤顯微夾閉術中一項重要的輔助技術，極大地降低了顱內動脈瘤夾閉術的難度，提高了手術成功率，因此了解載瘤動脈臨時阻斷對動脈瘤血流動力學的影響成為臨床關注的焦點。近年來，吲哚菁綠熒光造影（indocyanine green-video angiography，ICG-VA）在動脈瘤術中得到廣泛地應用，但多采用顯微鏡直視下定性評估，缺乏對成像資料定量分析，存在較大的局限性[1～3]。本文采用相關軟件對顱內動脈瘤夾閉術中載瘤動脈臨時阻斷時ICG-VA特定區域的熒光強度進行量化分析，以評估相關區域的血流動力學變化規律。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2018年1月至2020年12月夾閉術治療的顱內動脈瘤23例，其中男9例，女14例；年齡37～70歲，平均（53.0 ±8.7 ）歲。前交通動脈動脈瘤5例，后交通動脈動脈瘤6例，大腦中動脈動脈瘤12例；動脈瘤大小0.5 ～1.5 cm。另選1例60歲男性非血管性疾病，在的大腦中動脈M1、M2交界處臨時阻斷一分支近端形成一囊狀實驗性動脈瘤。

1.2 檢查方法及圖像處理 采用集成近紅外熒光模塊的手術顯微鏡（德國ZEISS，OPMIPentero IR800）進行ICG-VA。經翼點入路開顱顯微鏡下充分顯露大腦前動脈、大腦中動脈及大腦后動脈等部位的動脈瘤，載瘤動脈的近、遠端，以及周圍的穿支血管。將25 mg ICG粉劑充分溶解于10 ml無菌注射用水中備用。調整顯微鏡的焦距和放大率（焦距300 mm，放大倍數5倍），然后將顯微鏡切換至熒光血管造影模式，經靜脈快速注入2 m l（5 mg）ICG稀釋液，通過對載瘤動脈臨時阻斷前、近端阻斷、遠端阻斷、近遠端同時阻斷等四種情況下相關區域造影并錄制視頻2～3 min，兩次視頻錄制間隔5 min。

1.3 熒光影像定量分析 利用Premiere procc 2019視頻剪輯編輯軟件通過串行捕獲方式將錄制的熒光視頻文件轉換為連續堆棧的靜態圖像，然后將生成的堆棧圖像引入Image J軟件，使用具有多重測量值的插件，選擇感興趣區域（region of interest，ROI）進行分析并計算相關區域的熒光強度變化。本文ROI選取載瘤動脈近端、載瘤動脈遠端、動脈瘤瘤囊、大腦皮層。將導出的ROI的數據匯總至一個Excel表格，導入Origin 2018繪制一幅強度圖，顯示每一個ROI的熒光強度隨時間的變化曲線。

圖1 熒光強度曲線測量相關參數示意圖

1.4 評估參數①最大熒光強度（Imax）：應用ICG后特定ROI處最大熒光強度。②達峰時間（TTP）：ICG開始注射至Imax之間的間隔[4]。③上升時間（RT）：最大信號的10%到90%之間的時間間隔。④腦血流指數（CBFi）：熒光強度與RT的比值，CBFi=（90%Imax-10%Imax）/RT。見圖1。

1.5 統計學分析 采用SPSS 18.0 軟件進行分析；定量數據以±s表示，采用方差分析，以P＜0.05 表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 不同阻斷方式的熒光強度曲線形態 實驗性動脈瘤病人載瘤動脈近端和遠端、動脈瘤瘤囊呈高尖單峰曲線（圖2A），而大腦皮層呈小波峰曲線（圖2A）。顱內動脈瘤病人，載瘤動脈近端阻斷后，載瘤動脈近端和遠端呈高尖單峰曲線（圖2B），動脈瘤瘤囊和大腦皮層呈緩慢上升曲線（圖2B）；載瘤動脈遠端阻斷后，載瘤動脈近端和動脈瘤瘤囊呈高尖單峰曲線（圖2C），載瘤動脈遠端和大腦皮層呈緩慢上升曲線（圖2C）；載瘤動脈近、遠端同時阻斷后，載瘤動脈近端和遠端呈高尖單峰曲線（圖2D），而動脈瘤瘤囊、大腦皮層呈近似平滑曲線（圖2D）。

2.2 不同阻斷方式血流動力學量化分析

2.2.1 載瘤動脈未阻斷Imax、CBFi以載瘤動脈近端最高，動脈瘤瘤囊次之，載瘤動脈遠端再次，大腦皮層最下。TTP在載瘤動脈近和遠端、動脈瘤瘤囊、大腦皮層類似，維持在29.10 ～32.35 s。RT以載瘤動脈近端最小，載瘤動脈遠端、動脈瘤瘤囊、大腦皮層無明顯差異。見表1～4。

2.2.2 載瘤動脈近端阻斷 四個ROI的Imax、CBFi均明顯降低（P＜0.05），其中動脈瘤瘤囊降低最明顯（P＜0.05）。載瘤動脈近、遠端TTP、RT無明顯變化（P＞0.05），動脈瘤瘤囊、大腦皮層TTP、RT均明顯增高（P＜0.05）。見表1～4。

2.2.3 載瘤動脈遠端阻斷 四個ROI的Imax、CBFi均明顯降低（P＜0.05 ），TTP、RT均明顯增高（P＜0.05 ）。見表1～4。

2.2.4 載瘤動脈近、遠端同時阻斷 載瘤動脈近遠端、大腦皮層Imax、CBFi均明顯降低（P＜0.05），TTP、RT無明顯變化（P＞0.05）。動脈瘤瘤囊Imax、CBFi、TTP、RT均接近0。見表1～4。

圖2 不同阻斷方式的熒光強度曲線

3 討論

大多數腦血管病術中ICG-VA的臨床應用都是基于定性分析，多采用肉眼觀察，缺乏對成像數據定量分析，很難對腦血流進行可靠的評估[1～4]。早在1998年，Kuebler等采用近紅外光譜儀和ICG結合進行豬腦局部腦血流測量工作，確立CBFi與皮層血流量顯著相關，雖然它并不能測量腦血管的絕對血流量，但允許根據記錄的熒光強度分布對視野范圍內的血管系統的血流進行比較評估[5～7]。隨著定量分析的專有軟件、硬件的推廣普及，使用ICG-VAG進行血流量化技術日臻成熟。本文結合相關文獻報道[2，5]，根據熒光強度曲線進行圖形分析，并確定Imax、CBFi、TTP、RT四種參數作為評估不同載瘤動脈臨時阻斷條件下ROI血流動力學的重要指標。

分析與動脈瘤夾閉相關的載瘤動脈臨時阻斷技術，尤其要關注它對動脈瘤囊血流動力學影響。影響最大的是載瘤動脈近、遠端同時阻斷，造成瘤囊Imax、CBFi接近于0（除背景熒光），這樣為瘤囊夾閉及處理形成良好的外部條件，但因載瘤動脈兩個阻斷點之間往往涉及相關的穿支血管，勢必造成相關穿支血管供血不足，并引起相應的臨床并發癥。載瘤動脈近端阻斷時，動脈瘤瘤囊熒光曲線呈平緩上升曲線，且Imax、CBFi相較基線分析結果明顯下降，其中CBFi降幅高達8倍（8.17 /0.90 ），TTP、RT亦相應延長。盡管CBFi與腦血流量之間的比例因子尚未確定，但Saito等[4]研究表明二者呈線性相關。這為安全夾閉動脈瘤提供了重要的理論支撐。平緩上升的熒光曲線亦預示阻斷點以遠的穿支血管得到相應的血液供應，這樣保證了手術的安全，減少了并發癥。而載瘤動脈遠端阻斷時，動脈瘤瘤囊具有與載瘤動脈近端相似的Imax、CBFi，其中CBFi較基線分析結果下降約1.4 倍（8.17 /3.4 ），而TTP、RT數值相較于近端阻斷時低，說明動脈瘤瘤囊內仍保持較豐富的血液循環，此時進行瘤囊處理風險較大。盡管有文獻表明熒光強度曲線的時間依賴性參數（TTP、RT）較體積依賴性參數（Imax、CBFi）在定量評估皮層血流動力學可靠性更高[6～9]；但亦有學者認為TTP因受注射時間的影響，并不能有效地反映局部區域實際血流[4]。本文結果顯示不同臨時阻斷條件下TTP、RT與基線分析結果相比無顯著差異（P＞0.05），而Imax、CBFi能更有效反映動脈瘤瘤囊內所引起的血流動力學變化。

表1 顱內動脈瘤夾閉術中載瘤動脈阻斷后Imax變化

表2 顱內動脈瘤夾閉術中載瘤動脈阻斷后CBFi變化

表3 顱內動脈瘤夾閉術中載瘤動脈阻斷后TTP變化（s）

表4 顱內動脈瘤夾閉術中載瘤動脈阻斷后RT變化（s）

ICG-VA熒光分析過程中的注意事項：影響ICG-VA的因素包括注射ICG劑量、光源功率、工作距離、放大率、手術角度、術野清晰程度和血管粥樣斑塊[3，4]。為了減少不利因素，我們將顯微鏡的光源功率、焦距和放大率設置在相同水平[5]，清理術野血凝塊和腦脊液，移開目標區域各種覆蓋物，以保證ICG-VA錄制過程具有良好的視野。由于ICG的血漿半衰期在3～4 min，為了消除殘留ICG的影響，每次ICG-VA操作間隔最好在15 min[7]，但實際上我們兩次ICG視頻錄制過程僅間隔5 min，為此，在后期分析過程中常利用Excel表格原始數據，確定相關曲線的背景值，以減少因ICG殘留而出現的背景噪聲。為了克服蛛網膜下腔出血對皮層血流動力學的影響，我們通過創建實驗性動脈瘤進一步驗證無蛛網膜下腔出血以及不同部位動脈瘤其熒光強度曲線基本類似，時間分布無顯著性差異[7]。

綜上所述，顱內動脈瘤夾閉術中，載瘤動脈近端臨時阻斷可引起動脈瘤瘤囊內Imax、CBFi明顯下降，RT、TTP延長，可最大限度減少并發癥，是一種相對安全、有效的臨時阻斷方式。