颅内动脉瘤夹闭术中载瘤动脉临时阻断后脑血流动力学变化：术中荧光造影定量分析

李监松 骆 成 罗江兵 方 胜 李立峰 赵鹏洲

载瘤动脉临时阻断技术是颅内动脉瘤显微夹闭术中一项重要的辅助技术，极大地降低了颅内动脉瘤夹闭术的难度，提高了手术成功率，因此了解载瘤动脉临时阻断对动脉瘤血流动力学的影响成为临床关注的焦点。近年来，吲哚菁绿荧光造影（indocyanine green-video angiography，ICG-VA）在动脉瘤术中得到广泛地应用，但多采用显微镜直视下定性评估，缺乏对成像资料定量分析，存在较大的局限性[1～3]。本文采用相关软件对颅内动脉瘤夹闭术中载瘤动脉临时阻断时ICG-VA特定区域的荧光强度进行量化分析，以评估相关区域的血流动力学变化规律。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2018年1月至2020年12月夹闭术治疗的颅内动脉瘤23例，其中男9例，女14例；年龄37～70岁，平均（53.0 ±8.7 ）岁。前交通动脉动脉瘤5例，后交通动脉动脉瘤6例，大脑中动脉动脉瘤12例；动脉瘤大小0.5 ～1.5 cm。另选1例60岁男性非血管性疾病，在的大脑中动脉M1、M2交界处临时阻断一分支近端形成一囊状实验性动脉瘤。

1.2 检查方法及图像处理 采用集成近红外荧光模块的手术显微镜（德国ZEISS，OPMIPentero IR800）进行ICG-VA。经翼点入路开颅显微镜下充分显露大脑前动脉、大脑中动脉及大脑后动脉等部位的动脉瘤，载瘤动脉的近、远端，以及周围的穿支血管。将25 mg ICG粉剂充分溶解于10 ml无菌注射用水中备用。调整显微镜的焦距和放大率（焦距300 mm，放大倍数5倍），然后将显微镜切换至荧光血管造影模式，经静脉快速注入2 m l（5 mg）ICG稀释液，通过对载瘤动脉临时阻断前、近端阻断、远端阻断、近远端同时阻断等四种情况下相关区域造影并录制视频2～3 min，两次视频录制间隔5 min。

1.3 荧光影像定量分析 利用Premiere procc 2019视频剪辑编辑软件通过串行捕获方式将录制的荧光视频文件转换为连续堆栈的静态图像，然后将生成的堆栈图像引入Image J软件，使用具有多重测量值的插件，选择感兴趣区域（region of interest，ROI）进行分析并计算相关区域的荧光强度变化。本文ROI选取载瘤动脉近端、载瘤动脉远端、动脉瘤瘤囊、大脑皮层。将导出的ROI的数据汇总至一个Excel表格，导入Origin 2018绘制一幅强度图，显示每一个ROI的荧光强度随时间的变化曲线。

图1 荧光强度曲线测量相关参数示意图

1.4 评估参数①最大荧光强度（Imax）：应用ICG后特定ROI处最大荧光强度。②达峰时间（TTP）：ICG开始注射至Imax之间的间隔[4]。③上升时间（RT）：最大信号的10%到90%之间的时间间隔。④脑血流指数（CBFi）：荧光强度与RT的比值，CBFi=（90%Imax-10%Imax）/RT。见图1。

1.5 统计学分析 采用SPSS 18.0 软件进行分析；定量数据以±s表示，采用方差分析，以P＜0.05 表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 不同阻断方式的荧光强度曲线形态 实验性动脉瘤病人载瘤动脉近端和远端、动脉瘤瘤囊呈高尖单峰曲线（图2A），而大脑皮层呈小波峰曲线（图2A）。颅内动脉瘤病人，载瘤动脉近端阻断后，载瘤动脉近端和远端呈高尖单峰曲线（图2B），动脉瘤瘤囊和大脑皮层呈缓慢上升曲线（图2B）；载瘤动脉远端阻断后，载瘤动脉近端和动脉瘤瘤囊呈高尖单峰曲线（图2C），载瘤动脉远端和大脑皮层呈缓慢上升曲线（图2C）；载瘤动脉近、远端同时阻断后，载瘤动脉近端和远端呈高尖单峰曲线（图2D），而动脉瘤瘤囊、大脑皮层呈近似平滑曲线（图2D）。

2.2 不同阻断方式血流动力学量化分析

2.2.1 载瘤动脉未阻断Imax、CBFi以载瘤动脉近端最高，动脉瘤瘤囊次之，载瘤动脉远端再次，大脑皮层最下。TTP在载瘤动脉近和远端、动脉瘤瘤囊、大脑皮层类似，维持在29.10 ～32.35 s。RT以载瘤动脉近端最小，载瘤动脉远端、动脉瘤瘤囊、大脑皮层无明显差异。见表1～4。

2.2.2 载瘤动脉近端阻断 四个ROI的Imax、CBFi均明显降低（P＜0.05），其中动脉瘤瘤囊降低最明显（P＜0.05）。载瘤动脉近、远端TTP、RT无明显变化（P＞0.05），动脉瘤瘤囊、大脑皮层TTP、RT均明显增高（P＜0.05）。见表1～4。

2.2.3 载瘤动脉远端阻断 四个ROI的Imax、CBFi均明显降低（P＜0.05 ），TTP、RT均明显增高（P＜0.05 ）。见表1～4。

2.2.4 载瘤动脉近、远端同时阻断 载瘤动脉近远端、大脑皮层Imax、CBFi均明显降低（P＜0.05），TTP、RT无明显变化（P＞0.05）。动脉瘤瘤囊Imax、CBFi、TTP、RT均接近0。见表1～4。

图2 不同阻断方式的荧光强度曲线

3 讨论

大多数脑血管病术中ICG-VA的临床应用都是基于定性分析，多采用肉眼观察，缺乏对成像数据定量分析，很难对脑血流进行可靠的评估[1～4]。早在1998年，Kuebler等采用近红外光谱仪和ICG结合进行猪脑局部脑血流测量工作，确立CBFi与皮层血流量显著相关，虽然它并不能测量脑血管的绝对血流量，但允许根据记录的荧光强度分布对视野范围内的血管系统的血流进行比较评估[5～7]。随着定量分析的专有软件、硬件的推广普及，使用ICG-VAG进行血流量化技术日臻成熟。本文结合相关文献报道[2，5]，根据荧光强度曲线进行图形分析，并确定Imax、CBFi、TTP、RT四种参数作为评估不同载瘤动脉临时阻断条件下ROI血流动力学的重要指标。

分析与动脉瘤夹闭相关的载瘤动脉临时阻断技术，尤其要关注它对动脉瘤囊血流动力学影响。影响最大的是载瘤动脉近、远端同时阻断，造成瘤囊Imax、CBFi接近于0（除背景荧光），这样为瘤囊夹闭及处理形成良好的外部条件，但因载瘤动脉两个阻断点之间往往涉及相关的穿支血管，势必造成相关穿支血管供血不足，并引起相应的临床并发症。载瘤动脉近端阻断时，动脉瘤瘤囊荧光曲线呈平缓上升曲线，且Imax、CBFi相较基线分析结果明显下降，其中CBFi降幅高达8倍（8.17 /0.90 ），TTP、RT亦相应延长。尽管CBFi与脑血流量之间的比例因子尚未确定，但Saito等[4]研究表明二者呈线性相关。这为安全夹闭动脉瘤提供了重要的理论支撑。平缓上升的荧光曲线亦预示阻断点以远的穿支血管得到相应的血液供应，这样保证了手术的安全，减少了并发症。而载瘤动脉远端阻断时，动脉瘤瘤囊具有与载瘤动脉近端相似的Imax、CBFi，其中CBFi较基线分析结果下降约1.4 倍（8.17 /3.4 ），而TTP、RT数值相较于近端阻断时低，说明动脉瘤瘤囊内仍保持较丰富的血液循环，此时进行瘤囊处理风险较大。尽管有文献表明荧光强度曲线的时间依赖性参数（TTP、RT）较体积依赖性参数（Imax、CBFi）在定量评估皮层血流动力学可靠性更高[6～9]；但亦有学者认为TTP因受注射时间的影响，并不能有效地反映局部区域实际血流[4]。本文结果显示不同临时阻断条件下TTP、RT与基线分析结果相比无显著差异（P＞0.05），而Imax、CBFi能更有效反映动脉瘤瘤囊内所引起的血流动力学变化。

表1 颅内动脉瘤夹闭术中载瘤动脉阻断后Imax变化

表2 颅内动脉瘤夹闭术中载瘤动脉阻断后CBFi变化

表3 颅内动脉瘤夹闭术中载瘤动脉阻断后TTP变化（s）

表4 颅内动脉瘤夹闭术中载瘤动脉阻断后RT变化（s）

ICG-VA荧光分析过程中的注意事项：影响ICG-VA的因素包括注射ICG剂量、光源功率、工作距离、放大率、手术角度、术野清晰程度和血管粥样斑块[3，4]。为了减少不利因素，我们将显微镜的光源功率、焦距和放大率设置在相同水平[5]，清理术野血凝块和脑脊液，移开目标区域各种覆盖物，以保证ICG-VA录制过程具有良好的视野。由于ICG的血浆半衰期在3～4 min，为了消除残留ICG的影响，每次ICG-VA操作间隔最好在15 min[7]，但实际上我们两次ICG视频录制过程仅间隔5 min，为此，在后期分析过程中常利用Excel表格原始数据，确定相关曲线的背景值，以减少因ICG残留而出现的背景噪声。为了克服蛛网膜下腔出血对皮层血流动力学的影响，我们通过创建实验性动脉瘤进一步验证无蛛网膜下腔出血以及不同部位动脉瘤其荧光强度曲线基本类似，时间分布无显著性差异[7]。

综上所述，颅内动脉瘤夹闭术中，载瘤动脉近端临时阻断可引起动脉瘤瘤囊内Imax、CBFi明显下降，RT、TTP延长，可最大限度减少并发症，是一种相对安全、有效的临时阻断方式。