椎動(dòng)脈顱外段影像解剖及血流動(dòng)力學(xué)模擬.pdf

1、背景:椎-基底動(dòng)脈系統(tǒng)是腦組織供血的重要血管之一，主要為腦干、小腦及雙側(cè)大腦半球后1/3供血。雙側(cè)椎動(dòng)脈(vertebral artery，VA)主要發(fā)自于鎖骨下動(dòng)脈，于C6水平入橫突孔，穿行于上6頸椎橫突孔內(nèi)，經(jīng)枕大孔入顱;在腦橋前下合并為基底動(dòng)脈，其寰樞段走行彎曲，周圍解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜。深入研究椎動(dòng)脈的相關(guān)形態(tài)及血流動(dòng)力學(xué)，對(duì)提高后循環(huán)缺血診斷和治療具有重要的臨床意義。
　　目的:(1)利用多排螺旋CT（multi-slice s

2、piral CT angiography，MSCTA）進(jìn)行正常椎動(dòng)脈血管成像及相關(guān)解剖測(cè)量。(2)構(gòu)建椎動(dòng)脈顱外段在中立位、頭頸部左右旋轉(zhuǎn)后及寰樞關(guān)節(jié)脫位后有限元模型，并進(jìn)行血流模擬，探討旋轉(zhuǎn)、脫位后椎動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)變化特點(diǎn)。
　　方法:(1)隨機(jī)選取本院PACS中2013年1月-2014年4月期間行頭頸64層螺旋CTA檢查者椎動(dòng)脈無(wú)明顯病變者162例，其中男性79例，女性83例，年齡30-79歲，平均年齡53.52±11.44歲

3、（3045歲47例，46-60歲70例，61-79歲45例）。采用AW4.6工作站進(jìn)行三維成像，對(duì)椎動(dòng)脈顱外段(extracranial partof vertebral artery，EVA)相關(guān)解剖結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)量。成像方法包括最大密度投影(maximum intensity project MIP)法，容積重建法(volume rendering VR)及多平面重組(multi planar reconstruction MPR)。(

4、2)從本院PACS中選擇1例雙側(cè)椎動(dòng)脈無(wú)明顯異常患者，1例寰樞關(guān)節(jié)明顯脫位患者，1例寰樞關(guān)節(jié)明顯左旋轉(zhuǎn)患者，1例寰樞關(guān)節(jié)明顯右旋轉(zhuǎn)患者，獲取其行64層螺旋CT的DICOM圖像。在mimics15（試用版）上建立雙側(cè)椎動(dòng)脈寰樞段三維實(shí)體模型，在3 matric7.0軟件中建立管壁實(shí)體模型，對(duì)實(shí)體模型網(wǎng)格劃分后，采用ansys+fluent軟件進(jìn)行血流模擬與仿真。觀察不同形態(tài)下，椎動(dòng)脈寰樞段血流動(dòng)力學(xué)的變化。
　　結(jié)果:(1) MSC

5、TA三維圖像直觀顯示了椎動(dòng)脈顱外段及周圍骨性結(jié)構(gòu)。(2)各年齡組左右兩側(cè)椎動(dòng)脈顱外段長(zhǎng)度、起始端直徑以及起始端與鎖骨下動(dòng)脈內(nèi)側(cè)夾角測(cè)量值:30-45歲組中男性右側(cè)188.27±11.91mm、129.20±14.60°、4.10±0.59mm，左側(cè)191.77±14.75mm、141.28±19.25°、4.11±0.78mm;女性右側(cè)174.00±6.67mm、123.97±14.40°、3.80±0.53mm，左側(cè)178.05±10

6、.34mm、147.61±16.85°、3.96±0.76mm。46-60歲組中男性右側(cè)191.28±17.46mm、127.59±16.20°、4.04±0.79mm，左側(cè)193.86±14.88mm、137.21±15.59°、4.13±0.55mm，女性右側(cè)178.07±12.43mm、128.99±15.55°、3.89±0.62mm，左側(cè)182.59±15.90mm、134.60±17.33°、3.8240.69mm。61-7

7、9歲組男性右側(cè)189.42±18.90mm、134.05±15.50°、4.04±0.83，左側(cè)196.79±14.46mm、133.92±18.97°、3.98±0.75mm，女性右側(cè)176.52±10.65mm、131.81±13.93°、3.75±0.74mm，左側(cè)180.24±12.41mm、132.15±16.24°、4.25±0.73mm。雙側(cè)椎動(dòng)脈顱外段長(zhǎng)度差異在不同年齡組組內(nèi)均有顯著性統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)，46-6

8、0歲組中左側(cè)椎動(dòng)脈起始端直徑差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，其他各測(cè)量值間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異性;30-45歲組與46-60歲女性雙側(cè)椎動(dòng)脈顱外段長(zhǎng)度差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜005)，30-45歲組與61-79歲組男性右側(cè)椎動(dòng)脈顱外段長(zhǎng)度差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，30-45歲組與61-79歲組女性右側(cè)椎動(dòng)脈長(zhǎng)度差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。(3)構(gòu)建的中立位、左右旋轉(zhuǎn)位及寰樞關(guān)節(jié)不全脫位狀態(tài)下椎動(dòng)脈顱外段的有限元模型具有良好的

9、解剖學(xué)形態(tài)，并與實(shí)體模型一致。(4)模擬展示了頭頸部中立位、左旋轉(zhuǎn)、右旋轉(zhuǎn)、寰樞關(guān)節(jié)不全脫位的椎動(dòng)脈顱外形態(tài)及血流動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)，椎動(dòng)脈顱外段在寰樞椎(C1、C2)處彎曲度大，血管內(nèi)外側(cè)速度、剪切力、管壁壓力數(shù)據(jù)變化最為明顯，左右側(cè)椎動(dòng)脈所測(cè)的數(shù)據(jù)存在差異。
　　結(jié)論:(1) MSCTA三維成像顯示椎動(dòng)脈及其周圍骨性結(jié)構(gòu)清楚，有利于解剖參數(shù)的測(cè)量;為研究椎動(dòng)脈及周圍結(jié)構(gòu)提供了新的手段。(2)椎動(dòng)脈顱外段長(zhǎng)度在不同年齡組性別之間存在明顯

10、差異，且男性長(zhǎng)度大于女性，隨著年齡的增長(zhǎng)雙側(cè)椎動(dòng)脈顱外段長(zhǎng)度有變長(zhǎng)的趨勢(shì)。雙側(cè)椎動(dòng)脈發(fā)自于鎖骨下動(dòng)脈的位置存在明顯差異，左側(cè)椎動(dòng)脈主要起始于鎖骨下動(dòng)脈管腔中間1/3，右側(cè)椎動(dòng)脈主要起始部起始于鎖骨下動(dòng)脈后側(cè)1/3。雙側(cè)側(cè)椎動(dòng)脈顱外段最大徑及最小徑位置未見(jiàn)明顯差異。(3)中立位、寰樞關(guān)節(jié)脫位后，雙側(cè)椎動(dòng)脈顱外段形態(tài)未見(jiàn)明顯變化，雙側(cè)血流動(dòng)力學(xué)隨彎曲度改變而改變，彎曲度大的階段血流動(dòng)力學(xué)改變明顯，左右側(cè)比較未見(jiàn)明顯差異;頭頸部明顯左旋后左側(cè)