郝偉麗， 申 靜， 張學(xué)敬， 李彩英， 高不郎

主動(dòng)脈瘤是主動(dòng)脈病理狀態(tài)之一，其特征是主動(dòng)脈管徑永久擴(kuò)張超過正常值50%［1］。胸主動(dòng)脈瘤大多無明顯癥狀而不易發(fā)現(xiàn)，直到壓迫鄰近組織、破裂出血或在其他疾病檢查中偶然發(fā)現(xiàn)，但滿足診斷標(biāo)準(zhǔn)和首次有效診斷的時(shí)間窗可以是數(shù)年［2］。目前主動(dòng)脈瘤臨床研究重點(diǎn)是識(shí)別無癥狀（未破裂）和有癥狀動(dòng)脈瘤，主動(dòng)脈瘤破裂預(yù)防和治療方案僅限于開放手術(shù)或血管腔內(nèi)修復(fù)術(shù)［3］。胸主動(dòng)脈具有的復(fù)雜解剖結(jié)構(gòu)和特殊位置使該部位血流動(dòng)力學(xué)變得非常復(fù)雜［4-5］。研究發(fā)現(xiàn)血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)如壓力、壁面剪切力等異常，可觸發(fā)細(xì)胞信號(hào)級(jí)聯(lián)，導(dǎo)致血管內(nèi)皮細(xì)胞形態(tài)異常和功能改變，最終引起動(dòng)脈瘤等血管疾病，而血流動(dòng)力學(xué)特征與血管幾何形狀密切相關(guān)［6-9］，血管形態(tài)改變伴隨著血流動(dòng)力學(xué)改變。本研究通過分析正常主動(dòng)脈和胸主動(dòng)脈瘤患者心臟和主動(dòng)脈形態(tài)學(xué)參數(shù)心形角度，心形高度，主動(dòng)脈弓寬度、高度、角度的差異，探討胸主動(dòng)脈瘤形成與主動(dòng)脈形態(tài)學(xué)改變的相關(guān)性。

1 材料與方法

1.1 研究對(duì)象

收集2016年3月至2017年9月在石家莊市人民醫(yī)院及合作醫(yī)院接受胸主動(dòng)脈CTA檢查患者影像學(xué)資料。入組影像標(biāo)準(zhǔn)：圖像質(zhì)量高，心臟大小、形態(tài)正常，血管顯示良好，邊緣清晰，無偽影。排除標(biāo)準(zhǔn)：主動(dòng)脈瓣疾病、馬方綜合征患者，圖像不清晰。最終篩選出199例納入本研究，其中胸升主動(dòng)脈瘤（ascending thoracic aortic aneurysms，ATAA）患者46例（ATAA組），胸降主動(dòng)脈瘤（descending thoracic aortic aneurysms，DTAA）患者35例（DTAA組），無主動(dòng)脈病變患者118例（正常對(duì)照組）。ATAA組中男26例，女20例，年齡為（58.8±13.2）歲，DTAA組中男28例，女7例，年齡為（55.7±13.1）歲，對(duì)照組中男72例，女46例，年齡為57.5（45.8～66.0）歲。本研究遵循公開、透明原則，獲得醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有患者均簽署知情同意書。

1.2 模型建立與形態(tài)學(xué)參數(shù)測(cè)量

采用5.2.2版Amira軟件對(duì)所有患者原始CTA數(shù)據(jù)進(jìn)行表面重建，去掉影響觀察的結(jié)構(gòu)部分，形態(tài)學(xué)參數(shù)測(cè)量方法如圖1所示。先采用二維方法測(cè)量心形角度（φc）：主動(dòng)脈口（主動(dòng)脈基底環(huán)）中心和心尖的連線與水平面形成的夾角。再采用改進(jìn)的三維測(cè)量方法獲取如下參數(shù)（主動(dòng)脈弓寬、弓高和弓角 測(cè) 量 方 法 參 考 已 有 文 獻(xiàn) 報(bào) 道［5，10］），①心 形 高 度（Hc）：主動(dòng)脈口中心與心尖的垂直高度；②主動(dòng)脈弓寬度（弓寬，Wa）：取肺動(dòng)脈分叉處橫斷面分別與升、降主動(dòng)脈相交的矢、冠狀徑的中心點(diǎn)之間的距離；③主動(dòng)脈弓高度（弓高，Ha）：取主動(dòng)脈弓部最高點(diǎn)至肺動(dòng)脈分叉處橫斷面的垂直高度；④主動(dòng)脈弓角度（弓角，φa）：頂點(diǎn)取主動(dòng)脈弓部最高點(diǎn)，下端兩點(diǎn)各取肺動(dòng)脈分叉處橫斷面分別與升、降主動(dòng)脈相交的矢、冠狀徑的中心點(diǎn)。

圖1 形態(tài)學(xué)參數(shù)測(cè)量示意圖

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 22.0版統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件分析數(shù)據(jù)。正態(tài)分布的計(jì)量資料以±S表示，組間比較用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；不符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以M（P25，P75）表示，組間比較用Mann-Whitney U檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料組間比較用卡方檢驗(yàn)。logistic回歸分析各測(cè)量指標(biāo)與胸主動(dòng)脈瘤的關(guān)系，受試者工作特征曲線下面積（AUC）判斷各測(cè)量參數(shù)指標(biāo)對(duì)胸主動(dòng)脈瘤診斷的靈敏度與特異度。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

ATAA組、DTAA組和對(duì)照組性別組成和年齡差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。形態(tài)學(xué)參數(shù)測(cè)量結(jié)果顯示，ATAA組、DTAA組心形角度、心形高度與對(duì)照組相比，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）；ATAA組弓寬（U=57.98，P＜0.01）、弓高（U=60.58，P＜0.01）和弓角（t=2.213，P=0.028），DTAA組弓寬（U=59.24，P＜0.01）和弓高（U=60.76，P＜0.01）均大于正常對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。3組形態(tài)學(xué)參數(shù)測(cè)量結(jié)果見表1。

表1 ATAA組、DTAA組和對(duì)照組形態(tài)學(xué)參數(shù)測(cè)量結(jié)果比較

采用logistic回歸方法篩選與胸主動(dòng)脈瘤形成相關(guān)因素（自變量有年齡、心形角度、心形高度、弓寬、弓高、弓角），結(jié)果顯示弓角和弓寬進(jìn)入模型，ATAA組弓角是ATAA發(fā)生的保護(hù)因素，弓寬是危險(xiǎn)因素；DTAA組弓角是DTAA發(fā)生的保護(hù)因素，弓寬是危險(xiǎn)因素，見表2。

表2 胸主動(dòng)脈瘤發(fā)生的logistic回歸分析結(jié)果

ROC曲線評(píng)估各測(cè)量參數(shù)指標(biāo)對(duì)胸主動(dòng)脈瘤診斷的預(yù)測(cè)價(jià)值，結(jié)果顯示年齡、心形角度、心形高度、弓角對(duì)診斷預(yù)測(cè)價(jià)值不大（AUC均＜0.7）。ATAA組弓寬（AUC=0.816，95%CI=0.745～0.887，最佳截?cái)帱c(diǎn)為87.40 mm，靈敏度為71.1%，特異度為79.8%）、弓高（AUC=0.811，95%CI=0.740～0.882，最佳截?cái)帱c(diǎn)為46.75 mm，靈敏度為82.2%，特異度為67.5%），DTAA組弓寬（AUC=0.776，95%CI=0.676～0.876，最佳截?cái)帱c(diǎn)為88.82 mm，靈敏度為66.7%，特異度為83.3%）、弓高（AUC=0.804，95%CI=0.724～0.885，最佳截?cái)帱c(diǎn)為45.88 mm，靈敏度為87.9%，特異度為62.3%）對(duì)胸主動(dòng)脈瘤形成有良好的預(yù)測(cè)價(jià)值。

3 討論

主動(dòng)脈瘤破裂可引起內(nèi)出血，病死率高［1］。主動(dòng)脈血流是高度不均勻的，主要是受左心室血液搏動(dòng)性流入、主動(dòng)脈弓彎曲等的影響，血管形態(tài)學(xué)和血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)改變?cè)趧?dòng)脈瘤生成、發(fā)展過程中有重要作用［11］。為了描述解剖、血流動(dòng)力學(xué)和藥物作用于主動(dòng)脈壁壓力的相對(duì)重要性，Poullis等［12］構(gòu)建升主動(dòng)脈和近端弓的穩(wěn)態(tài)一維流動(dòng)模型，發(fā)現(xiàn)主動(dòng)脈彎曲度比主動(dòng)脈直徑、年齡、血壓等因素更重要。Liu等［13］研究分析114例中國(guó)主動(dòng)脈夾層患者升主動(dòng)脈形態(tài)，發(fā)現(xiàn)其主動(dòng)脈弓曲度顯著大于對(duì)照組。Alhafez等［10］研究發(fā)現(xiàn)，雙尖主動(dòng)脈瓣患者主動(dòng)脈弓曲度顯著增加，并可作為識(shí)別胸主動(dòng)脈擴(kuò)張及急性主動(dòng)脈夾層風(fēng)險(xiǎn)加劇的雙尖主動(dòng)脈瓣患者的生物標(biāo)記。一項(xiàng)A型主動(dòng)脈夾層撕裂前壁面剪切力數(shù)值分析發(fā)現(xiàn)，主動(dòng)脈夾層組壁面剪切力顯著大于對(duì)照組；認(rèn)為此差異歸因于兩組間升主動(dòng)脈直徑、分支血管分叉角及主動(dòng)脈弓彎曲度差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義［14］。這些研究均提示主動(dòng)脈彎曲程度與主動(dòng)脈病變有重要聯(lián)系。因此，本研究對(duì)比胸主動(dòng)脈瘤形成后的主動(dòng)脈弓部形態(tài)與正常對(duì)照組形態(tài)改變，結(jié)果發(fā)現(xiàn)ATAA、DTAA組弓寬和弓高均大于對(duì)照組，ATAA組弓角小于對(duì)照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；進(jìn)一步logistic回歸分析表明，弓角是胸主動(dòng)脈瘤發(fā)生的保護(hù)因素，即弓角越大，越不利于胸主動(dòng)脈瘤的發(fā)生。這可能是由于較大的弓角能減少渦流、穩(wěn)定血流、降低剪切力，從而減少血流沖擊對(duì)主動(dòng)脈管壁的損傷。

對(duì)于無癥狀未破裂動(dòng)脈瘤，臨床治療重點(diǎn)是預(yù)防其破裂［15-16］。然而在破裂與治療相關(guān)并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)之間進(jìn)行權(quán)衡后，選擇開放手術(shù)或腔內(nèi)修復(fù)術(shù)則取決于患者特定的主動(dòng)脈形態(tài)學(xué)特征、年齡和其他可能影響治療的因素［16-17］。血管腔內(nèi)修復(fù)術(shù)現(xiàn)代報(bào)告標(biāo)準(zhǔn)也強(qiáng)調(diào)應(yīng)用三維重建CT圖像數(shù)據(jù)對(duì)主動(dòng)脈形態(tài)學(xué)進(jìn)行精確分析的必要性［18］。對(duì)于主動(dòng)脈夾層瘤和主動(dòng)脈瘤患者，向定成等［19］研究分析CT斷層圖像、三維重建圖像、主動(dòng)脈造影在腔內(nèi)隔絕術(shù)前評(píng)估中的價(jià)值，認(rèn)為在確定適應(yīng)證和選擇覆膜支架時(shí)應(yīng)以三維重建測(cè)量結(jié)果為準(zhǔn)，以便清楚地觀察主動(dòng)脈走行和曲度，準(zhǔn)確測(cè)量各種橫向距離和徑向距離。因此，有必要對(duì)胸主動(dòng)脈瘤患者受檢CTA行三維重建，準(zhǔn)確獲取個(gè)體形態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)，分析評(píng)估動(dòng)脈瘤發(fā)展趨勢(shì)，最終制定高效、安全的治療方案。但主動(dòng)脈弓形態(tài)很難定量描述，因?yàn)樗莾A斜的空間立體結(jié)構(gòu)［20］。以往研究中對(duì)主動(dòng)脈弓形態(tài)學(xué)參數(shù)獲取雖經(jīng)由三維圖像，但測(cè)量方法多于二維視角下進(jìn)行，與三維實(shí)體真實(shí)數(shù)值有很大偏差［10，21-22］。本研究經(jīng)多次反復(fù)試驗(yàn)，在重建的三維圖像中采用改進(jìn)的三維測(cè)量方法，各測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)均落在三維實(shí)體上，由此獲得更為客觀、準(zhǔn)確的形態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果也更為可靠；ROC曲線分析結(jié)果顯示弓寬、弓高的AUC較大，說明弓寬和弓高對(duì)胸主動(dòng)脈瘤發(fā)生均有良好的預(yù)測(cè)價(jià)值，可能是潛在的胸主動(dòng)脈瘤發(fā)生影像學(xué)診斷提示標(biāo)志。

主動(dòng)脈瘤發(fā)生與主動(dòng)脈慢性擴(kuò)張有關(guān)［2］，主動(dòng)脈隨壓力增大而擴(kuò)張，可作為左心室高壓血流的緩沖室。這種持續(xù)的擴(kuò)張和收縮，與左心室流出壓力有關(guān)［5］。但本研究中無論是單因素還是多因素分析，均未發(fā)現(xiàn)心形角度、心形高度在胸主動(dòng)脈瘤組與對(duì)照組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，部分原因可能與普通CTA檢查圖像難以判斷心動(dòng)周期有關(guān)，此外作為回顧性研究，未對(duì)入組患者進(jìn)行臨床癥狀分析，這也是下一步研究要豐富的內(nèi)容。