【Ref: Lin TM, et al. Neurosurg. 2019 Apr 26:1-9. doi：10.3171/2019.1.JNS183386. PMID: 31026828】

缩写词：

AU =任意单位;AUC =曲线下面积;AVM =动静脉畸形;BAT =团注到达时间;

DSA =数字减影血管造影;FWHM =半最大值宽度;ICA =颈内动脉;

QDSA =定量数字减影血管造影;ROC =受试者工作特征曲线;ROI =感兴趣区域;

脑动静脉畸形（AVM）占原发性脑出血的4%-33%，ARUBA研究显示单独的药物治疗优于任何对未破裂的AVM的干预，但该研究的随访时间较短(33个月)可能低估了后续出血风险。全世界都使用Spetzler-Martin分级来确定接受显微手术的AVM患者的预后，但S-M分级在出血风险评估和血管内治疗或放射外科治疗计划方面存在缺陷。定量数字减影血管成像(QDSA)技术具有较高的时间和空间分辨率，可用于多种脑血管疾病的严重程度评估。本研究的目的是确定QDSA下的血流动力学分析在评估幕上AVM出血风险方面是否能优于传统DSA的血管造影解剖特征评估。

研究回顾性选取2011年到2017年之间进行过MRI和DSA检查的成人幕上AVM患者进行了该横断面研究，排除入院前接受过显微手术、伽玛刀放疗、栓塞等治疗的患者。由于颅内压升高可能影响血流动力学测量，因此在血管造影研究前1个月内出现脑出血的患者也被排除。

研究在颈总动脉造影侧视图中，选择向AVM供血的ICA海绵窦段和主引流静脉近端作为感兴趣区(ROIs)进行QDSA分析(图1左)。对于引流静脉，ROI选择在离血管巢最近且不与邻近血管重叠的区域。使用自定义程序(MATLAB, MathWorks)用伽马变量函数拟合所选ROI的时间-密度曲线。利用各ROI的时间-密度曲线特征进行血流动力学分析：峰值密度、达峰时间、团注到达时间(BAT)、流入梯度、流出梯度、半最大值宽度(FWHM)、曲线下面积(AUC)(图1右侧)。达峰时间被定义为整个血管造影过程中团注达到峰值密度所需的时间。根据峰密度和达峰时间确定其他参数。BAT定义为密度超过20个任意单位(AU)的第一个时间点。采用线性最小二乘方法，对伽马变量函数中连续的4个时间点进行序列拟合，得到了流动梯度。在所有拟合线性函数中，最大斜率和最小斜率分别定义为流入梯度和流出梯度。作者提出了一个淤滞指数，定义为流入梯度除以流出梯度绝对值，公式如下：淤滞指数=流入梯度/|流出梯度|。我们还使用了穿血管巢时间，定义为ICA海绵窦段达到峰值密度与主引流静脉近端达到峰值密度之间的时间差。

图1. 彩色编码的QDSA和时间衰减曲线

左:彩色编码QDSA的侧视图。所选ROI为ICA海绵窦段(白色圆圈)和主要引流静脉近端段(红色圆圈)。彩色光谱表示达峰时间(TTP)，单位为秒。右:QDSA所用的时间衰减曲线。TTP定义为整个血管造影过程中团注造影剂达到峰值密度所需要的时间。根据峰值密度和TTP确定了其他参数。将团注到达时间 (BAT)定义为密度超过20定义单位的第一个时间点，利用线性最小二乘法对gamma变量函数中连续的4个时间点进行连续拟合，得到流量梯度。在所有拟合线性函数中，最大斜率和最小斜率分别定义为流入梯度和流出梯度。淤滞指数定义为流入梯度除以流出梯度绝对值。FWHM是团注达到峰值密度的50%与下降到峰值密度的50%过程所需时间。

采用单因素和多因素logistic回归分析血管结构特征、DSA参数、年龄、性别、病灶体积，并对DSA图像进行QDSA软件分析。在QDSA分析的基础上，确定了一个淤滞指数，其定义为流入梯度除以流出梯度绝对值。采用ROC曲线比较传统DSA血管构筑分析与基于QDSA的血流动力学参数分析方法的诊断能力。

共有119名幕上的AVM患者符合纳入标准，其中男性有64例(54%)，女性55例(46%)。32%患者（38例）在初次诊断时有脑出血。出血组比非出血组头痛更频繁，但癫痫发作比例更低。患者选择流程见图2，临床特征结果见表1。

图2. 患者选择流程图

表1. 研究人群的特征

临床因素、磁共振血管成像测量的病灶体积与AVM出血之间的关系如下：性别(p = 0.57)与AVM出血无相关性，磁共振血管成像测量的血管巢体积(OR 0.94, 95% CI 0.89-0.99;p = 0.02)与出血显著相关。在血管构筑的单变量logistic回归中，单静脉引流(OR 3.84, 95% CI 1.71-8.64; 8.64; p <0.01)，单纯深静脉引流 (OR 5.32, 95% CI 1.99-14.23; p <0.01)，静脉狭窄(OR 2.34, 95% CI 0.92-5.95;p = 0.07)与出血相关。采用多因素logistic回归分析，并结合年龄、性别、血管巢体积等因素进行校正，使用DSA进行血管构筑分析，单纯深静脉引流与出血独立相关(OR 4.61, 95% CI 1.57-13.49;p < 0.01)。(表2)

表2. 调整年龄、性别和血管巢构筑参数后的单变量和多变量logistic回归分析

采用多因素logistic回归分析，结合年龄、性别、血管巢体积等因素进行校正后，用QDSA进行血流动力学分析，引流静脉淤滞指数(OR 3.13, 95% CI 1.22-8.06;p = 0.02) ,是出血的独立危险因素。(表3)

表3. 校正年龄、性别和血管巢的QDSA参数后的单变量和多变量logistic回归分析

校正年龄、性别、血管巢体积等因素后，常规DSA方法ROC曲线下面积(0.75)与QDSA血流动力学分析(0.73)相似(图3)。根据QDSA血流动力学模型的ROC曲线下面积，当静脉淤滞指数大于2.18，对出血的辨别敏感性为52.6%，特异性为81.5%。而在传统的血管构筑模型，单纯深静脉引流的出血识别敏感性为36.8%，特异性为90.1%。

图3. 比较基于血管结构和血流动力学参数的出血性风险评估

ROC曲线比较经年龄、性别、血管巢体积调整后AVM出血表现的引流静脉淤滞指数(实线)与单纯深静脉引流特征(虚线)。QDSA测定的淤滞指数和血管构筑鉴定的单纯深静脉引流特征的AUCs分别为0.73和0.75。

本研究患者队列样本量相对较大的，发现测量的穿血管巢时间与出血没有显著的相关性。我们推断动脉和静脉压力都是出血的原因，但静脉压力是出血风险的主要因素。QDSA的淤滞指数可作为腔内压力成像的替代指标。结果表明，静脉淤滞，而非穿血管巢时间或病灶体积，似乎是脑出血的主要因素。为了更精确地量化静脉充血状态(如压力梯度)，需要进一步的研究来证明这一假设。

研究为回顾性研究设计，无法确定相关的危险因素与出血的因果关系。AVM出血后，脑血流动力学及相应的QDSA测量可能发生变化，这个问题还需要进一步的研究。有研究表明既往出血史是AVM再次出血的重要危险因素，而本研究的随访中没有考虑再出血。目前的QDSA模型并没有在椎基底系统或年轻患者的AVM中得到验证。

QDSA中主引流静脉更高的淤滞指数是幕上动静脉畸形破裂的一个客观预警信号，主要引流静脉淤滞指数越高，AVM越容易发生破裂出血。QDSA与常规DSA血管结构分析的AVM出血风险评估结果基本一致。QDSA作为一种补充的不额外增加侵入性和额外辐射或造影剂的情况下获得血流动力学信息，因此对AVM的出血性风险的综合评估可以综合DSA血管构筑和QDSA分析。

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