丁煜昊 ，王剑刃 ，谢 涛 ，林荔青 ，林泽西 ，朱巍巍 ，傅西安 ，蒲 军

（1）南京医科大学姑苏学院/苏州市立医院/南京医科大学附属苏州医院神经外科，江苏 苏州 215008;2）苏州大学附属第一医院神经外科，江苏 苏州 215031;3）昆明医科大学第二附属医院 神经外科，云南 昆明 650033）

颅内未破裂动脉瘤（unruptured intracranial aneurysms，UIAs）存在于约3%的成年人群中，随着现代医学检查设备的更新与进步，越来越多的UIAs 在体检及临床筛查中被发现。临床医师对UIAs 的管理往往存在选择困难，一方面动脉瘤破裂事件的发生可导致较高病死率（51%）[1]，而另一方面的临床分析发现UIAs 年均破裂风险仅为0.5%～2.0%，甚至低于显微手术及血管内介入等治疗的并发症率[2]。部分研究认为动脉瘤形态、吸烟史、家族史、高血压或糖尿病可能增加UIAs 破裂的风险，但仍没有确定性结论[3]，因此识别高破裂倾向的UIAs 加以积极治疗显得尤为重要，而对稳定的UIAs 进行随访观察，以规避不必要的手术风险同样具有重大意义。

颅内动脉瘤的形态差异性很大，发病部位以及及动脉瘤生长指向的不同都与动脉瘤破裂概率相关[4]。其中后交通动脉瘤（posterior communicating artery aneurysm，PComA）是常见的颅内动脉瘤之一，且破裂的概率大于其他颅内动脉瘤，占所有颅内动脉瘤的15%～25%[5]。为了实验对象的同质性，本文选取南京医科大学附属苏州医院、苏州大学附属第一医院收治的后交通动脉瘤患者的临床资料、影像学资料及临床结果进行回顾性分析，筛选出有统计学意义的临床指标及影像学指标，为今后建立风险评估模型及验证奠定前期基础，以期更精确地指导临床进行预防和干预，降低UIAs 破裂风险。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析2019 年3 月至2021 年12 月在南京医科大学附属苏州医院、苏州大学附属第一医院神经外科收治的诊断为后交通动脉瘤的78 例患者资料，其中破裂动脉瘤49 例作为观察组，未破裂动脉瘤29 例作为对照组。观察组中男性17 例、女性32 例；年龄（64±8.7）岁，有长期吸烟史的17 例，有糖尿病史8 例；对照组中男性14 例，女性15 例，年龄（61±6.9）岁，有长期吸烟史12 例，有糖尿病4 例。研究对象及家属均知情同意，并签署知情同意书；本研究也获得医院伦理委员会批准。

1.2 纳入标准和排除标准

纳入标准：依据《中国蛛网膜下腔出血诊治指南2019》[1]对动脉瘤进行分组：破裂组：（1）经头颅CT 诊断为蛛网膜下腔出血（subarachnoid hemorrhage，SAH）、脑内血肿、硬膜下血肿、脑室积血；排除颅脑外伤所致；（2）经CTA、MRA、DSA 诊断为责任动脉瘤所致出血；（3）动脉瘤及SAH 的诊断为入院48 h 内做出的；（4）近似球形的后交通动脉瘤。未破裂组：（1）不伴SAH 且既往无SAH 及脑出血病史，经体检无意发现的动脉瘤；（2）有颅神经麻痹症状不伴SAH，经相关检查确诊的动脉瘤。

排除标准：（1）颅内多发动脉瘤；（2）合并其他颅内疾病，如动静脉畸形、颅内肿瘤或者外伤感染致假性动脉瘤；（3）夹层动脉瘤或梭形动脉瘤；（4）颅内动脉瘤家族史。

1.3 动脉瘤形态学及血流动力学分析

1.3.1 动脉瘤形态学资料采集方法将3D-DSA图像在Geomagic Studio 12 中进行处理，得到形态学分析所需组件，生成网格文件后导入NX 10.0软件进行计算，以减少人工测量误差。最终获得动脉瘤大小、高宽比（aspect ratio，AR）、大小比率（size ratio，SR）、波动指数（undulation index，UI）、非球形指数（nonsphericity index，NSI）、椭形指数（ellipticity index，EI）等形态学参数，见图1。

图1 动脉瘤形态学资料Fig. 1 Morphological data of aneurysms

1.3.2 动脉瘤血流动力学资料采集方法将CTA、MRA 及DSA 原始断层扫描数据以DICOM 格式导入Mimics Medical 21.0 进行三维重建，重建后的三维图形以立体光造型文件（stereolithographic，STL）格式导出；利用逆向工程软件Geomagic Studio 2012 对模型进行平滑、切割、动脉截除等处理，最终得到流体分析所需的模型文件。

1.3.3 动脉瘤的数值模拟及流体分析方法将三维格式文件导入致Fluent 2020 R1 软件生成计算网格，划分载瘤血管入口、出口及瘤颈平面。对边界条件进行设定，计算当中将血液视为不可压缩的牛顿流体，血管入口条件设定为：血流性质为层流，血液密度1 060 kg/m3，粘度为0.003 5 Pa·s，管壁性质为刚性壁，入口速度依据心动周期使用AnsysCFX 调用入口速度，模拟过程中步长为0.001 s，心动周期为0.8 s，模拟2 个心动周期，取最终结果进行分析：包括壁面切应力（wall shear stress，WSS）、压力及流场特征，并输出分析结果，见图2。

图2 血流动力学资料Fig. 2 Hemodynamic data

1.4 统计学处理

采用SPSS19.0 统计学软件对数据进行分析，计数资料采用χ2检验。形态学及血流动力学危险因素进行单因素分析，对破裂组与未破裂组各参数以student-t 检验（参数呈正态分布）或Wilcoxon 秩和检验（参数呈非正态分布）进行比较分析，服从正态分布的计量资料以均数±标准差（）表示；计数资料用例数和百分率（%）表示，筛选出有统计学意义的形态学与血流动力学参数。P＜ 0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 2 组临床资料比较

2 组患者的性别，年龄，吸烟史，高血压病史，糖尿病史相比较，差异无统计学意义（P＞0.05），见表1。

2.2 动脉瘤形态学结果

2 组形态学分析结果：最大径、SR、UI、NSI2 组比较，差异有统计学意义（P ＜0.05）；AR、NSI、EI 差异无统计学意义（P＞ 0.05），见表2。

表2 破裂组与未破裂组患者形态学参数比较Tab.2 Comparison of morphological parameters between two groups

2 组形态学分析结果：WSS（Pa）2 组比较，有明显统计学意义（P＜ 0.05），WSSG（Pa/mm）、OSI，差异无统计学意义（P＞ 0.05），见表3。

表3 破裂组与未破裂组患者血流动力学参数比较Tab.3 Comparison of hemodynamic parameters between the two groups

3 讨论

对未破裂脑动脉瘤的临床研究大多是回顾性分析，既往的研究认为包括性别、年龄、吸烟及高血压等是颅内动脉瘤破裂的高危因素。一部分学者认为动脉瘤的破裂事件与年龄呈负相关，另一部分研究则认为年龄增长是颅内动脉瘤破裂的风险因素，对于这些流行病学因素的相关性，学术上一直争论不断而难以有定论[1]。本研究发现，年龄、性别、吸烟史等社会学因素，差异无统计学意义（P＞ 0.05）。

本次研究中临床相关结果表明，高血压对动脉瘤破裂的影响，差异无统计学意义（P＞ 0.05）。收集病例的过程中笔者发现，动脉瘤破裂组患者中高血压病的比例较高，但其中部分人群既往并无明确高血压病史，高血压的症状常出现于SAH急性期。有研究表明，所有SAH 患者的急性期平均动脉压均较正常血压升高[6]，刘清源等[7]对于颅内动脉瘤破裂的临床分析中发现，一部分破裂动脉瘤患者入院时血压较高，经内科治疗血压控制良好，颅内动脉瘤再破裂前患者的血压亦无明显波动，基本在正常范围内，说明患者入院时高血压症状可能与SAH 导致的内源性反应有关[6]，因此笔者认为高血压预测颅内动脉瘤破裂风险的价值不大。

笔者的研究表明，临床因素似乎与颅内动脉瘤破裂相关性不大，因此形态学和血流动力学参数分析显得尤为重要。因为不同部位的动脉瘤血流动力学影响均有不同，因此选取后交通动脉瘤来独立分析其风险因素，这样就能规避很多不可预见性复杂的血流动力学因素的影响，使研究数据更趋于可靠。

在本实验中，笔者评估了后交通动脉瘤的多种形态学参数，包括最大径、AR、SR、UI、NSI、EI 等，通过研究发现，最大径、SR、UI、NSI 2组比较，差异有统计学意义（P＜ 0.05），AR、NSI、EI 差异无统计学意义（P＞ 0.05），说明后交通动脉瘤的一些形态学参数和动脉瘤破裂密切相关，形态学因素可能在未来动脉瘤破裂的预测中发挥重要作用。最大径破裂组显著高于未破裂组，说明动脉瘤的大小和破裂风险有关，SR 即动脉瘤的最大高度与载瘤动脉直径的比值，是动脉瘤破裂的另一个危险因素，更大的最大径及SR，意味着更大的动脉瘤，具有更高的破裂风险率。UI、NSI破裂组明显高于未破裂组，表明不规则的后交通动脉瘤更容易破裂。最近的研究认为[8]：动脉瘤的大小、不规则的瘤壁形态与动脉瘤破裂有密切联系，这与本文观点一致。

AR、NSI、EI 在本实验中2 组之间差异无统计学意义（P＞ 0.05）。对于动脉瘤破裂相关的各项形态学参数的研究，结论争议很大[9]，目前有研究认为AR 是动脉瘤破裂的独立危险因素，但也有研究认为AR 不是动脉瘤破裂的统计学显著预测因子，而对于NSI、EI 也作为未破裂动脉瘤的破裂风险进行了研究，但是仍然没有很好地确定。

对于颅内动脉瘤的血液动力学研究也是目前的热点之一，有相关研究发现[10-12]，血流动力学参数影响血管内皮的炎症与修复过程，参与动脉瘤壁的重塑，血管内皮细胞将机械相关信号转换为生物信号，从而激活分子通路维持血管内皮系统的稳定。

血流过程中对血管产生的压力称为生物应力，包括剪应力、压力和张应力。WSS 即壁面剪应力，是血流对管壁截面的切向摩擦力，它是研究最多的血流动力学因素之一，其与血流速度及血流粘度正相关。当血流速度增高或降低时产生切应力梯度（wall shear stress gradient，WSSG）。WSS 梯度（WSSG）反映了WSS 矢量在流向上的大小变化，与流向距离有关，它用于具有复杂几何形状和/或上升血管的未破裂动脉，它可以被认为是WSS 沿血管长度的变化。振荡剪切指数（oscillatory shear index，OSI）表示WSS 波动幅度，并将切向力振荡描述为心动周期的函数，OSI 测量流动方向的时间变化，而不是空间变化。

2 组形态学分析结果表明WSS（Pa）2 组比较差异有统计学意义（P＜ 0.05），WSSG、OSI 差异无统计学意义（P＞ 0.05）。在对动脉瘤的血流动力学分析过程中发现，未破裂动脉瘤相对光滑完整的瘤顶部位WSS 较低，提示此处血流速度较慢；而WSS 数值较高的位置则存在于瘤颈部及瘤腔形态不规则处，此处形成湍流进一步对瘤壁的造成冲击，导致血流的速度和方向快速变化，形成正负WSSG 区域[13]。因此低WSS 可能是后交通动脉瘤破裂的独立风险因素。由于WSSG（Pa/mm）、OSI 由于涉及各个点的距离及时间变化，在分析中主观因素对结果影响很大，本文认为这2 个因素对后交通动脉瘤破裂的预测可作为宏观分析因素，作为动脉瘤破裂独立风险因素的意义不大。

还有许多其他血液动力学因素正在研究中，例如相对停留时间[14]、梯度振荡数[15]、动脉瘤形成指标和剪切指数。血液动力学紧张性刺激可触发血管壁中的炎性级联，这可影响血管壁的厚度和动脉瘤壁的形态和厚度[16]。此外，这些紧张性刺激可能导致血管壁和动脉粥样硬化的变化[17]。这就需要在今后的工作中寻找和验证更可靠的破裂相关形态学和血流动力学指标。