基于4D Flow MRI探讨侧支循环影响颈内动脉重塑的机制研究

The remodeling phenomenon of atherosclerosis includes expansive remodeling and constrictive remodeling. Although the pathophysiologic mechanisms involved in the remodeling of the atherosclerotic wall are incompletely understood, the local hemodynamics is probably to be important. According to researches, compared to complete primary collateral pathways, incomplete collateral routines can cause dramatic hemodynamic change in stenostic internal carotid artery (ICA), such as increasing blood velocity and high pressure drop across stenosis, which will lead to stroke. However, whether the hemodynamic impact of collateral circulation has influence on artery remodeling has yet unknown. Our preliminary study indicates that the missing of ipsilateral A1 segment of anterior cerebral artery has correlation with expansive remodeling of affected ICA. Thus our research hypothesis is: hemodynamic changes caused by different collateral subtypes determine the remodeling type and ratio of affected ICA. To confirm our hypothesis, we will apply 3D high resolution MRI and 4D Flow MRI to elaborate the relationship among subtypes of primary collateral pathways, hemodynamic characteristics, remodeling ratio and clinical relevance.

动脉粥样硬化的重塑现象包括扩张性重塑和缩窄性重塑。虽然动脉重塑的病理生理机制尚未完全明确，该过程中局部血流动力学起到明显的作用。研究表明，对于颅内动脉，不完整的侧支循环，可引起狭窄的颈内动脉血流动力学变化，如血流速度增快、狭窄近远端压力骤降，从而导致卒中事件的发生。但侧支循环是否通过影响血流动力学对管壁重塑产生影响，及其相关机制，目前尚无研究报道。前期研究表明，大脑前动脉A1段的缺失可与同侧颈动脉扩张性重塑相关。我们的研究假设为：动脉粥样硬化管壁重塑率与侧支循环是否开放有关，其机制可能为侧支循环的完整与否对血流动力学产生影响，进而引起动脉管壁发生不同类型的重塑。本研究拟应用高分辨磁共振技术评估颈内动脉粥样硬化斑块、4D Flow MRI分析血管内流体力学，研究在不同的重塑类型中，侧支循环是否通过血流动力学的改变对管壁重塑产生影响，进一步影响动脉粥样硬化的临床结局。

脑卒中是成人致残的重要原因，尽管神经功能丧失的机制被广泛研究，但动脉粥样硬化发展和卒中发生的机制，如动脉管壁重塑、侧支循环的建立等，仍未充分认识。不同个体中，动脉粥样硬化可发展为迥异的临床结局。从血流动力学角度评估COW对重塑影响的临床相关研究十分有限，对于缺乏对COW的定量评估。4D Flow MRI技术利用相位对比磁共振成像技术进行三维空间、3个方向、多个时相流速的采集，可以对血流速度进行直接测量并获得整个流速场的信息。与DSA、CTA等其他传统方法相比，具有定量化和无创的优点。本研究拟通过高分辨磁共振管壁成像和4D Flow MRI的方法，评估血流速变化曲线，并分析颈动脉粥样硬化重塑和一级侧支结构及血流动力学的关系。本研究首先比较了磁共振4D Flow成像和颈动脉超声的血流速度值。对比收缩期、舒张期血流速度值，4D Flow测量值颈动脉超声相似(差异分别为9%和3%；P>0.05)。同时，4D Flow MR的观察者内和观察者间一致性好。研究共入组72例颈内动脉狭窄的患者。所有患者均接受4D Flow MRI和高分辨磁共振管壁成像扫描。由两位不知患者临床信息的医生独立分析4D Flow影像上的血流动力学特征，并计算管壁成像上重塑率。在所有入组患者中，症状性颈内动脉狭窄共49根，无症状颈内动脉狭窄共42根，正常、A1段/AcoA缺失、PcoA缺失三组的数量分别为27、33、31。Willis环完整性与正性重塑发生率显著相关(P<0.01)。同时，三组间颈动脉狭窄处的血流动力学参数，存在明显差异，平均血流速度(P=0.005)，平均血流量(P<0.001)，管壁剪切力(P=0.036)，且均与正性重塑发生率显著相关(P<0.01)。本课题的研究结果有助于4D Flow用于量化评估侧支循环的临床应用，有助于进一步加深我们对脑血管狭窄血流动力学的认识。

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