颈内动脉分叉处MRA数据的流体力学分析初步研究

摘 要 目的：旨在通过对3D-TOF及CE-MRA扫描取得的数据进行流体力学分析，观察管壁剪切力分布对于粥样硬化斑块的影响。方法：回顾性分析10例颈动脉分叉处粥样硬化斑块患者的MRA图像，进行流体力学分析，得出管壁剪切力分布情况。结果：10例患者颈总动脉分叉处多发斑块，与管壁剪切力分布图像耦合后发现斑块多发生于剪切力较低的区域。结论：MRA图像结合流体力学分析综合分析有利于颈动脉粥样硬化斑块的发生预测及预后。

关键词 颈动脉粥样硬化 颈动脉分叉处 MRA

doi:10.3969/j.issn.1007-614x.2012.02.282

颈动脉粥样硬化的患者易发缺血性脑卒中，而颈动脉最常见的斑块发生在颈动脉分叉部[1]。近年来，磁共振血管成像(MRA)的迅速发展，为临床观察颈动脉粥样硬化斑块提供了更为丰富的手段，而数字减影血管造影(DSA)已经由于其费用较高、有创性而被临床作为次要检查方法。同时计算机后处理技术的迅速进步使得MRA图像进一步处理分析得到实现，从而可以观察狭窄段血管流体力学方面的情况，结合MRA观察到的管壁斑块信息，综合对患者斑块预后提供丰富信息。

资料与方法

回顾性分析10例经MRA、DSA确诊的颈动脉分叉处斑块的患者MRA图像，狭窄程度界定为中等程度狭窄，即狭窄程度30%～69%。

扫描仪器及参数：采用philips公司的1.5T超导磁共振扫描仪进行颈部血管数据采集，采用3D-TOF法采集图像，成像参数为TR=24ms，TE=6ms，翻转角25°，视野160mm×250mm，扫描范围由颈内动脉颅内段前至颈总动脉起始段，采集次数1次。CE-MRA成像参数为TR=3.2ms，TE=1.2ms，翻转角30°，视野160mm×250mm，扫描范围由颈内动脉颅内段前至颈总动脉起始段，扫描时间12秒。

图像后处理及流体力学分析：将原始图像以dicom格式下载，选取以颈动脉分叉为中心上下共计8cm范围的原始横断位图像。经计算机处理提取颈总动脉分叉区域，进行网格化处理，采用有限元分析等方法测量血液流速及管壁剪切力。同时观察管壁斑块信号成分，将剪切力分布图与斑块耦合，预测斑块脱落风险。

结 果

10例患者颈总动脉分叉区域多发斑块，管腔不均匀狭窄，部分斑块为脂性斑块，管壁剪切力分布显示部分斑块位于低剪切力区域，具有高脱落风险。

讨 论

动脉粥样硬化斑块好发于血管弯曲或分叉区域，颈总动脉分叉处为斑块易发部位，该区域管腔形势复杂，血流多处为湍流，管壁剪切力分布不均，对于管壁斑块的影响也非常复杂[2]。管壁剪切力较低的区域易发生血管内皮凋亡，从而促进粥样硬化斑块的形成，而血流对于管壁的冲击分布不均，又导致相应区域的不稳定斑块易于脱落，从而引发脑卒中。近年来随诊医学影像技术的迅速发展，图像质量大幅提高，使得计算流体力学可以处理影像数据，提供个体化血流动力学信息。磁共振血管成像的优势在于能观察血管内血流状态以及管壁斑块的成分，结合流体力学管壁剪切力分布的信息，为临床诊断、预测、治疗动脉粥样硬化斑块提供了丰富的条件。

本研究中采用3D-TOF及CE-MRA扫描，对颈动脉分叉狭窄处病灶进行管腔内及管壁的观察分析，采用流体力学技术分析处理，发现动脉粥样硬化斑块多集中于颈内动脉起始段偏后壁及颈动脉球部。这与文献报道动脉粥样硬化易发生于分叉处管壁剪切力较低区域的结果吻合。

参考文献

1 Donald M,Lloyd-Jones,Jane C,Evans,Daniel Levy.Hypertension in adults across the age spectrum.JAMA,2005,294(4):466-472.

2 Sandra A,Weiss,Roger S.Blumenthal,A Richey Sharrett.Exercise Blood Pressure and Future Cardiovascular Death in Asymptomatic Individuals.Circulation,2010,121(19):2109-2116.