
本次「精选编译」由海军特色医学中心赵明主治医师编译,为大家带来《利用DSA直接分析畸形血管畸形团血流的测量方法来评估脑动静脉畸形出血风险》,欢迎大家阅读分享!
来自中国台湾国立阳明交通大学医学院的Ko‐Kung Chen等在研究中采用基于2D-DSA的方法:首先用2D-DSA校准血管中心线,估算中心线的流速,随后计算血管畸形团体积流量和血流指数(标准化血管畸形团体积流量相对于血管畸形团体积),最后与相位对比MRI进行比较,评估了2D-DSA衍生的流量参数在BAVMs出血风险的预测性能,结果于2023年2月在线发表在《Stroke: Vascular and Interventional Neurology》上。
——摘自文章章节
【REF:Chen K K, et al. Stroke: Vascular and Interventional Neurology, 2022: e000752.doi.org/10.1161/SVIN.122.000752】
每年大概有10万分之一的成人患有脑动静脉畸形(BAVM),虽然BAVM的发病机制尚不清楚,但其主要特征是供血动脉与引流静脉之间存在一个异常的血管通道,而并非正常的毛细血管网。BAVMs最常见的症状是出血,其死亡率为10%-15%。近年来,多项研究聚焦于BAVMs的血管结构及其致病的分子机制。
过去的30年一直应用血管构筑学来分析BAVM的特征,发现BAVM位于深部、合并相关动脉瘤、单一的深静脉引流和静脉狭窄是导致出血的主要危险因素。然而,单独使用血管结构来评估出血风险,其准确性并不理想。因此,BAVMs的血流动力学开始受到更多的关注。量化BAVM血流动力学的主要技术挑战是其复杂的解剖结构和高流量的血流。利用多普勒超声的研究表明血流速度增加与血管舒缩反应性降低相关,相位对比磁共振成像(MR)被广泛用于BAVM的血流动力学研究。与超声和MRI相比,数字血管减影(DSA)具有更高的空间和时间分辨率,理论上可以提供更精确的流量测量。近期有文献试图从二维(2D)DSA的时间密度曲线上使用相应的血流参数指标,如血流通过时间、循环时间、停滞指数等。然而,这些血流参数不能提供真正的血流信息,这些参数可能受成像系统固有设置的影响,在不同设备上并不通用。
为了估算供应BAVM血管畸形团的血流量,来自中国台湾国立阳明交通大学医学院的Ko‐Kung Chen等在研究中采用基于2D-DSA的方法:首先用2D-DSA校准血管中心线,估算中心线的流速,随后计算血管畸形团体积流量和血流指数(标准化血管畸形团体积流量相对于血管畸形团体积),最后与相位对比MRI进行比较,评估了2D-DSA衍生的流量参数在BAVMs出血风险的预测性能,结果在2023年2月在线发表在《Stroke: Vascular and Interventional Neurology》上。
回顾性纳入24例接受DSA和MRI检查的BAVMs患者(对照组10例,出血组14例),15例患者另外接受相位对比MRA检查。使用TOF-MRA绘制病灶体积轮廓,在DSA中沿校准的血管中心线计算血流速度和体积流量。通过将DSA证实的供血动脉体积流量相加计算出BAVM的畸形团体积流量,再与畸形团体积标准化得到病灶流量指数。在每个BAVM评估中通过相位对比MR估算的血管畸形团血流指数进行比较。采用Wilcoxon秩和检验比较出血组和对照组的血流动力学参数,根据血管结构和血管畸形团血流指数使用支持向量机对BAVM患者进行分类。
DSA结果显示,出血组的血管畸形团血流指数高于对照组(P=0.0272)。相位对比法测定的血流指数和血管畸形团体积差异无统计学意义。血管构筑中加入DSA估算的血管畸形团血流指数后,分类准确率更高。
图1. 2D DSA的血管中心线校准。
在每条脑血管上,人工沿血管在侧位和前后位(AP)视图上依次放置成对点(蓝色),然后连接成血管中心线(黄色)。在人工放置的血管不重叠的点上局部估算直径,和平均直径。A,B图示一位专家校准的中心线,C,D图示由另一位专家校准的同一血管的中心线。
图2. 颅内动脉VFR的的估算
基于3个数字减影血管造影(DSA)序列的脑血管彩色编码体积流量估算。体积流量最高的部位为左侧大脑中动脉(红色),其次为右侧大脑中动脉(橙色)、左侧大脑后动脉(绿色)、右侧大脑前动脉(天蓝色)、左侧大脑前动脉(深蓝色)、左侧大脑后动脉(深蓝色)。VFR表示体积流量。
图3. 2位专家测量体积流量(VFRs)的Bland-Altman图
表1. 对照组和出血性组的病灶体积和流量指数的Wilcoxon秩和检验结果
表2. 对照组和出血组血管结构的Logistic回归结果
图4. VFR与血管畸形团体积的相关性
(A)DSA检测血管畸形团体积与VFR的相关性;(B) 相位对比MR检测血管畸形团体积与VFR的相关性;(C) 基于MR与DSA的VFRs的相关性。中空的圆圈代表出血的患者;实心圆圈表示对照。DSA为数字减影血管造影;MR,磁共振;VFR,体积流量。
图5. 流量指数比较
A,对照组和出血组的DSA血流指数分布。B,对照组和出血组的相位对比MR血流指数分布。
图6. 支持向量机的性能
仅使用血管结构和使用血管结构+血管畸形团血流指数的支持向量机分类的受试者工作特征曲线(ROC)。加入血管畸形团血流指数后,分类器表现出更好的诊断效能[曲线下面积(AUC)=0.7833]。
DSA可直接估算BAVM血管畸形团血流指数,并且这种血流指数与出血性BAVM可能有关,并且增强对BAVMs出血风险的评估。在血管造影单元内对BAVM进行围手术期血流动力学评估是可行的。

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