论文部分内容阅读
背景:冠状动脉及颈动脉粥样硬化的研究表明:除了系统性危险因素以外,局部血流动力学也参与了斑块发生和发展的过程;低血管壁剪切力(wall shear stress,WSS)可能是粥样硬化形成的重要因素。颅内动脉粥样硬化是导致亚洲人卒中的重要病因,但是,由于尸检材料缺乏和活体成像技术的限制,颅内动脉粥样硬化与WSS相关性长期以来没有研究。目的:结合三维T1加权高分辨核磁共振成像技术(3-Dimensional T1 High Resolution Magnetic Resonance Imaging,3D T1 HRMRI)和计算流体力学技术(computational fluid dynamics,CFD),观察大脑中动脉(middle cerebral artery,MCA)局部管壁剪切力和低度狭窄斑块分布的相关性,研究局部血流动力学对颅内动脉粥样硬化斑块形成的作用。方法:本研究回顾性分析北京协和医院高分辨核磁数据库(2015年3月至2018年1月)。病例组纳入标准主要包括:存在MCA粥样斑块,狭窄程度<50%;无颅内、外颈内动脉大于50%狭窄。对照组纳入标准主要包括:无颅内动脉粥样硬化斑块,无颅内、外颈内动脉大于50%狭窄。首先,通过CFD技术,根据三维时间飞跃磁共振血管成像(3-Dimensional time of flight magnetic resonance angiography,3D T0F MRA)图像建立每个病例及对照组受试者的全脑3D剪切力频谱模型;然后,将MCA从起始部到第一分叉处的总长按照每1/3分成MCA近段、中段和远段三部分,MCA横截面管壁分成上壁、下壁、前壁及后壁,根据HRMRI影像记录每个斑块累及的管壁,计算模型中对照组每条MCA四侧管壁的WSS,以及每个斑块管壁侧和无斑块管壁侧WSS,比较分析WSS和斑块管壁分布的关系;此外,将每条MCA中段管壁也按照曲率分成内侧壁和外侧壁,计算斑块累及和未累及侧WSS,比较分析不同曲率WSS和斑块管壁分布的关系。结果:共纳入43例具有MCA低度狭窄动脉粥样硬化的患者(共计94个斑块)及25例正常对照受试者(共计50条正常MCA)。对照组中,在MCA近段,腹侧壁WSS显著低于下壁、背侧壁和上壁(P=0.002);在MCA中段,腹侧壁和下壁WSS显著低于背侧壁及上壁(P<0.001);在MCA远段,四壁WSS间无显著性差异。MCA中段曲率内侧面WSS显著较外侧面低(P<0.001)。病例组中,对于分布于MCA相同位置的斑块,斑块管壁侧WSS显著较无斑块管壁侧低(MCA近段P=0.001,MCA中段P<0.001,MCA远段P<0.001)。病例组中斑块侧管壁与对照组相应位置管壁WSS比较均无显著性差异。共有49个斑块累及MCA水平段曲率内侧壁,占所有MCA中段斑块94.2%,斑块累及的曲率内侧面WSS显著低于无斑块的外侧面WSS(P<0.001)。无论在MCA哪个位置,斑块累及管壁侧WSS和对照组中相应管壁侧的WSS无显著性差异。病例组中斑块曲率内侧壁WSS与无斑块曲率外侧壁比值明显小于对照组中曲率内外侧壁WSS 比值(P=0.002)。结论:1)WSS在正常血管中的分布是不均匀的;由于正常血管和轻度粥样硬化狭窄血管的WSS具有数值的一致性,提示单独的局部血流动力学因素不决定动脉粥样硬化的发生;2)低WSS多分布于MCA近段腹侧壁,MCA中段下侧壁及腹侧壁,以及MCA中段曲率内侧面,因为这些位置均为既往研究中的动脉粥样硬化斑块高发区域,提示低WSS与颅内动脉粥样硬化的发生密切相关;3)基于CFD和HRMRI技术建立的颅内动脉WSS模型对于指导颅内动脉粥样硬化疾病(Intracranial atherosclerotic disease,ICAD)个体化预防与治疗的意义,值得在未来的研究中进一步验证。