第一部分 血流动力学、形态学和壁强化特征在不同直径未破裂颅内动脉瘤中的对比研究背景和目的颅内动脉瘤发病率约为1.2%,预测未破裂颅内动脉瘤（unruptured intracranial aneurysms,UIAs）的破裂风险对于患者临床决策和个体化管理至关重要。既往研究显示直径越大的动脉瘤伴随越高的破裂风险,在较大的UIAs中大多数上调基因涉及炎症和细胞外基质（extracellular matrix,ECM）组织生成。血流动力学被认为是这种炎症的始动因素,较大直径的动脉瘤暴露于这些不利的血流动力学条件下会生长,因此壁会表现出较高的变性或炎症。因此,血流参与炎症变化并影响动脉瘤的自然进程。动脉瘤的血液动力学分析既往多根据计算流体动力学（computational fluid dynamics,CFD）模拟值得出,尽管已经得到了很多研究但其刚性壁设置和动脉瘤入口及出口条件设置限制了它对真实世界血管壁搏动的探索。而四维血流磁共振成像（four-dimensional flow magnetic resonance imaging,4D flow MRI）作为一种先进的MRI技术可以获得真实世界中的血流信息,已经越来越多地应用于颅内动脉瘤、动静脉畸形、颅内动脉粥样硬化和其他疾病中。并且一些颅内血管异常如动脉粥样硬化、颅内动脉瘤等疾病的发病机制多起始于血管壁改变。然而,传统的血管成像不能提供足够的病理生理变化信息。随着MRI技术在颅内血管疾病中的逐步发展,管壁成像（vessel wall imaging magnetic resonance,VWI）具有高空间分辨率和组织分辨率的优势。它可以清晰地显示血管壁结构并获得准确的形态学参数,其所表现出的动脉瘤壁强化（aneurysm wall enhancement,AWE）可以从病理生理学角度评估动脉瘤壁的功能改变,并且已被证实与炎症细胞的浸润聚集有关,可作为表现动脉瘤壁炎症的在体影像生物标志物。然而,不同直径的UIAs在血流动力学、形态学和AWE特征方面的差异尚不清楚。本研究基于4D flow MRI和VWI探究直径≥7mm和＜7mm的动脉瘤在血流,形态和强化特征方面的差异和相关性,以期更好地理解这些危险因素在预测破裂风险中的作用。材料与方法1、前瞻性收集2019.10-2021.10经我院确诊的未破裂颅内囊状动脉瘤患者。使用3.0 T Siemens Prisma磁共振扫描仪（64通道头颈联合线圈）。所有患者均行数字减影血管造影（digital subtraction angiography,DSA）、3.0 T磁共振钆剂增强管壁成像（vessel wall imaging,VWI）和4D flow MRI检查。基于医院图像归档和通信系统（picture archiving and communication systems,PACS）提取患者的一般人口特征和临床资料。基于DSA获得动脉瘤形态学参数,如直径、颈宽、宽度、高度,形态,位置和载瘤动脉平均直径,基于上述多项参数计算得出动脉瘤纵横比（aspect ratio,AR）、大小比（size ratio,SR）、体颈比（dome to neck ratio,DNR）、高宽比（height to width ratio,HWR）,进一步根据直径是否≥7mm对动脉瘤进行分组。2、由2名有经验的神经影像科医师在PACS系统上进行独立盲法阅片,以明确UIAs是否出现AWE,并且进一步测定AWE的半定量指标强化率（enhancement ratio,ER）。3、使用CVI42（5.11.2）版本进行4D flow MRI序列后处理,得出动脉瘤血流动力学参数壁面切应力（wall shear stress,WSS）。4、使用SPSS 21.0软件进行统计学分析。连续性变量使用Shapiro-Wilk检验数据正态性,以中位数（四分位数间距:IQR,即Q1～Q3）或均数±标准差（x±s）表示,采用Mann-Whitney U检验或t检验进行组间比较。定性资料以数值（百分率,%）表示,组间比较使用χ2检验或Fisher确切概率法进行。进一步将组间比较中P＜0.1的变量进行多因素logistic回归分析,得出与直径≥7mm动脉瘤独立相关的危险因素,以及回归系数（regression coefficient）、标准误（standard error,SE）、优势比（odds ratio,OR）、95%置信区间（confidence interval,CI）和P值。Spearman秩相关分析WSS与动脉瘤直径、SR和ER之间的相关性,相关系数用r表示。使用Cohen κ系数评价两名观察者判断动脉瘤存在AWE的一致性。组内相关系数（intraclass correlation coefficient,ICC）用以评价两名观察者在测定AWE半定量指标及血流动力学参数之间的一致性。P＜0.05（双侧）有统计学意义。结果1、85例患者中发现100枚未破裂颅内囊状动脉瘤,两名观察者对判定动脉瘤出现AWE的一致性良好（κ=0.87,P＜0.001）,对于定量参数ER和WSS测定的一致性均良好（ICC=0.946,95%CI:0.920-0.963,P＜0.001;ICC=0.871,95%CI:0.815-0.912,P＜0.001）。2、既往蛛网膜下腔出血史、SR、DNR、不规则形态、AWE、ER及WSS在不同直径动脉瘤组之间具有统计学差异（P＜0.05）。进一步分析得出既往蛛网膜下腔出血史（OR,2.052;95%CI,1.223-3.443;P=0.007）、SR（OR,1.549;95%CI,1.142-2.102;P=0.005）、不规则形态（OR,1.526;95%CI,1.039-2.241;P=0.031）和ER（OR,1.904;95%CI,1.151-3.150;P=0.012）是直径≥7mm动脉瘤的独立危险因素。3、WSS与动脉瘤直径、SR、ER之间均呈显著负相关（r=-0.70,-0.67,-0.63,均P＜0.001）。结论1、较大直径的动脉瘤与血流动力学、形态学及壁强化特征方面的危险因素密切相关,提示影像特征可作为一种评估动脉瘤破裂风险的标志物。2、血流动力学与形态学参数及强化率呈高度负相关,提示对于破裂风险相关因素进行综合分析是一种更好的个体化评估和临床决策。第二部分 定性和定量动脉瘤壁强化与未破裂颅内动脉瘤不稳定风险增加的相关性分析背景和目的随着影像技术的不断发展和进步,更多的无症状未破裂颅内动脉瘤（unruptured intracranial aneurysms,UIAs）被检出,衡量UIAs破裂率与手术治疗后并发症发生率对于患者临床决策和个体化管理至关重要。动脉瘤形态学参数改变是影响和参与动脉瘤破裂过程的关键环节,而且越来越多的组织病理学研究显示动脉瘤破裂的基本机制是由炎症引起的动脉瘤壁结构脆性增加,进而造成动脉瘤生长或破裂,通过一系列病理-影像对照研究发现动脉瘤壁强化（aneurysm wall enhancement,AWE）可反映炎症细胞浸润聚集,并且与动脉瘤不稳定性密切相关。管壁成像（vessel wall imaging,VWI）具有的高空间及组织分辨率可直观获得形态学参数并能从病理生理角度评估动脉瘤壁炎性改变。然而动脉瘤在体影像标记与破裂传统危险因素之间的相关性尚未得到充分研究,并且既往研究仅根据定性AWE模式判定会在一定程度上受到人为观察的影响,因此本研究通过大样本量无症状未破裂颅内动脉瘤并基于VWI获得定性壁强化模式和定量壁强化指数（wall enhancement index,WEI）探讨其与动脉瘤不稳定性（生长及破裂风险）之间的相关性,有利于我们更好地理解AWE这一无创性生物影像标记在前瞻性预测动脉瘤破裂风险中的价值。材料与方法1、回顾性收集2014.10-2019.10经我院确诊的无症状未破裂颅内囊状动脉瘤患者,将体检检出或偶然发现的动脉瘤归为无症状动脉瘤。基于3.0 T Siemens Prisma磁共振扫描仪（64通道头颈联合线圈）,所有患者均行数字减影血管造影（digital subtraction angiography,DSA）、常规脑MRI平扫序列、三维时空飞跃法血管成像（three-dimensional time of flight magnetic resonance angiography,3D-TOF MRA）和钆剂增强三维可变翻转角度快速自旋回波磁共振成像（three-dimensional sampling perfection with application optimized contrast using different flip angle evolutions magnetic resonance imaging,3D-SPACE MRI）检查。基于医院图像归档和通信系统（picture archiving and communication systems,PACS）提取患者的人口特征和一般临床资料。2、由2名高年资神经影像科医师在PACS系统上进行独立盲法阅片,以明确UIAs是否出现AWE,并且在AWE组中进一步判定局灶性强化（focal aneurysm wall enhancement,FAWE）及环形强化（circumferential aneurysm wall enhancement,CAWE）。分别测定AWE的半定量指标强化指数（wall enhancement index,WEI）。3、基于ELAPSS评分和PHASES评分计算每一个动脉瘤的3年、5年生长风险和5年破裂风险。4、使用SPSS 21.0软件进行数据分析。连续性变量以中位数（四分位数间距:IQR,Q1-Q3）或均数±标准差（x±s）表示,定性资料以数值（%）表示。单变量分析包括Mann-Whitney U检验和χ2检验用于确定与AWE显著相关的变量。将单因素分析中组间比较P＜0.2的变量纳入多因素logistic回归分析,用于确定与AWE独立相关的危险因素并得到回归系数（regression coefficient）、标准误（standard error,SE）、优势比（odds ratio,OR）、95%置信区间（confidence interval,CI）和P值。Spearman秩相关性分析用于研究AWE特征包括定性和定量壁强化与动脉瘤直径和预估动脉瘤不稳定性之间的相关性。使用Cohen κ系数评估观察者之间判定AWE模式的一致性。组内相关系数（intraclass correlation coefficient,ICC）用于评估两名医师对于WEI计算结果的一致性。P＜0.05（双侧）具有统计学意义。结果1、本研究共纳入144例患者共213枚无症状未破裂颅内囊状动脉瘤。两名医师对于AWE模式判定和WEI值测定的一致性均显示良好（κ=0.91,P＜0.001;ICC=0.966,95%CI:0.956-0.974,P＜0.001）。2、动脉瘤直径、位于后循环和不规则形状与AWE显著相关（P＜0.05）。多变量logistic回归分析显示动脉瘤直径（OR,1.302;95%CI,1.171-1.447;P＜0.001）、位于后循环（OR,3.118;95%CI,1.400-6.943;P=0.005）和不规则形状（OR,2.782;95%CI,1.366-5.665;P=0.005）与AWE独立相关。具有不同强化模式的UIAs比例在不同动脉瘤直径、位置、ELAPSS评分和PHASES评分分组方面存在显著差异（分别为P＜0.001、P=0.045、P＜0.001和P＜0.001）。壁强化指数值在不同动脉瘤直径、位置、ELAPSS评分和PHASES评分分组方面存在显著差异（分别为P＜0.001、P=0.047、P＜0.001和P＜0.001）。强化模式和WEI值与动脉瘤直径均呈显著正相关（r分别为0.43和0.43;均P＜0.001）。3、强化组动脉瘤预估生长风险[3年和5年,分别为17.5（11.7,42.7）和28.1（19.3,60.8）;均P＜0.001]是无强化组动脉瘤的1.5-2.5倍[分别为7.8（7.8,17.5）和13（13,28.1）;均P＜0.001]。同样,强化组比无强化组的5年破裂风险高出3倍以上（1.3（0.9,4.3）对0.7（0.4,1.3）,均P＜0.001）。强化模式和WEI值与3年和5年生长风险以及5年破裂风险均呈显著正相关（r=0.49和0.39,r=0.49 和 0.39,r=0.33 和 0.22,均P＜0.001）。结论1、动脉瘤破裂传统危险因素与动脉瘤壁强化具有密切相关性,证实了形态-影像学模式在评估动脉瘤破裂风险中的相互作用和联系。2、定性和定量壁强化特征与动脉瘤不稳定性呈正相关,提示在未来的大规模纵向研究中可以考虑定量AWE指标,能够更加客观准确地评估其在动脉瘤风险管理中的潜在价值。