基于4D Flow MRI对胸主动脉粥样硬化斑块患者血流动力学特征的初步探究

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目的:主动脉粥样硬化斑块是缺血性脑卒中的重要危险因素,而血流动力学改变是导致斑块形成的原因之一,近年来4D Flow MRI展现出对主动脉血流动力学可视化和综合量化评估的潜能。本研究应用4D Flow MRI技术获得预测胸主动脉粥样硬化斑块易发人群的血流动力学参数和主动脉粥样硬化患者的血流动力学特征。材料与方法:收集我院拟诊断为胸主动脉粥样硬化症且需进一步行胸主动脉CTA检查的患者共60例。所有受试者在两周之内完成胸主动脉MRI检查,采用3.0T磁共振扫描仪对胸主动脉进行4D Flow MRI成像。胸主动脉CTA用来探测整个胸主动脉是否存在斑块(厚度≥4mm)、斑块的位置、形状及特征,同时排除胸主动脉扩张或缩窄的患者。观察并分类胸主动脉斑块形成情况,将具有较大胸主动脉粥样硬化斑块(厚度≥4mm)的患者纳入研究组即胸主动脉斑块组,共31例,但由于其中4例患者不能配合MRI检查,2例患者图像伪影大,故最终纳入25例。纳入年龄、性别与斑块组相匹配的胸主动脉无粥样硬化斑块患者作为对照组即胸主动脉无斑块组,共29例,其中2例受试者不能配合MRI检查,2例患者图像伪影大,故最终纳入25例。将4D Flow MRI获取的数据经过后处理软件分析,选取垂直于胸主动脉血流方向的8个层面为感兴趣层面(Plane1-8),获得各层面血流动力学参数和整体或局部的可视化血流模式动图。结果:25例斑块组患者共发现29个较大胸主动脉粥样硬化斑块(直径≥4mm)。升主动脉斑块发生率0%,主动脉弓斑块发生率41.38%(12/29),降主动脉斑块发生率58.62%(17/29),主动脉弓段和降主动脉段动脉粥样硬化斑块的发生率显著高于升主动脉段(P<0.001),其中Plane3和Plane4的斑块发生率占72.4%(21/29),为斑块的特别好发区和生理性血液返流的区域。在血流动力学方面,胸主动脉粥样硬化斑块组相对于胸主动脉无斑块组而言,在第3-7层面的周向管壁切应力较低、在第3、5-7层面轴向管壁切应力较低、在第2-7层面峰值流量较低、在第3-7层面峰值流速较低、在第5-7层面平均速度和总流量较低,以上斑块组与非斑块组血流动力学参数差异具有统计学(P<0.05)。80%(20/25)的斑块组患者有缺血性脑卒中病史,非斑块组患者有缺血性脑卒中病史的仅占32%(8/25),两者差异具有统计学意义(P<0.05)。结论:基于4D Flow MRI技术实现了对局部或整体的胸主动脉血流的分析、量化和可视化。胸主动脉粥样硬化斑块患者与年龄性别匹配的对照组的血流动力学存在差异,血流动力学参数主要包括轴向管壁切应力、周向管壁切应力、流速和流量等,对胸主动脉粥样硬化斑块的患者血流动力学状态进行更全面的总结。
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