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经3D-TOF-MRA分析Willis环形态与颅内动脉瘤发生部位的关系

2020-01-11刘子航王月蓝天琦

中国现代医生 2020年31期
关键词:分型大脑交通

刘子航 王月 蓝天琦

[摘要] 目的 經3D-TOF-MRA观察Willis环形态来探讨与颅内动脉瘤发生部位的关系。 方法 收集2018年9月~2020年5月我院所有行脑MRA检查并同时做CTA检查的患者435例,依据颅内动脉瘤的有无分为动脉瘤组173例、非动脉瘤组262例。对各部位动脉瘤进行分组,大脑前交通动脉瘤组46例、大脑中动脉瘤组35例、大脑颈内动脉瘤组41例、大脑后交通动脉瘤组51例,并对Willis环分型与动脉瘤的发生部位进行分析。 结果 大脑前交通动脉瘤组与非动脉瘤组间Willis环Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型构成比不同,差异有统计学意义(P=0.000),Willis环分型中的Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型所占比例(80.4%)高于非动脉瘤组(40.5%)。大脑后交通动脉瘤组与非动脉瘤组间Willis分型中的Ⅱ型构成比不同,差异有统计学意义(P=0.008),Willis环分型中的Ⅱ型所占比例(49.0%)高于非动脉瘤组(19.5%)。 结论 Willis环不对称时与大脑前交通动脉瘤发生有统计学意义,Willis环后部不对称时与大脑后交通动脉瘤发生有统计学意义。

[关键词] 3D-TOF-MRA;CTA;Willis环;颅内动脉瘤;发育不良

[中图分类号] R816.1;R445.2          [文献标识码] A          [文章编号] 1673-9701(2020)31-0026-04

[Abstract] Objective To observe the morphology of the circle of Willis through 3D-TOF-MRA and to explore its relationship with the location of intracranial aneurysm. Methods From September 2018 to May 2020, a total of 435 patients who underwent brain MRA examination and CTA examination together in our hospital were collected and divided into the aneurysm group(n=173) and the non-aneurysm group(n=262) according to whether there was intracranial aneurysm. Various aneurysms were divided into four groups according to the locations: the anterior communicating cerebral artery aneurysm group(n=46), the middle cerebral artery aneurysm group(n=35), the internal carotid artery aneurysm group(n=41) and the posterior communicating cerebral artery aneurysm group(n=51), and the types of circle of Willis and the location of aneurysm were analyzed. Results The composition ratio of type Ⅱ, type Ⅲ and type Ⅳ of the circle of Willis was different between the anterior communicating artery aneurysm group and the non-aneurysm group, with statistical significance(P=0.000), and the proportion of type Ⅱ, type Ⅲ and type Ⅳ among the Circle of Willis types(80.4%) in the anterior communicating artery aneurysm group was higher than that in the non-aneurysm group(40.5%). The composition ratio of type Ⅱ among the circle of Willis types was different between the posterior communicating artery aneurysm group and the non-aneurysm group, with statistical significance(P=0.008), and the proportion of type Ⅱ among the circle of Willis types(49.0%) in the posterior communicating artery aneurysm group was higher than that in the non-aneurysm group(19.5%). Conclusion The asymmetry of the Circle of Willis has statistical significance with the occurrence of the anterior communicating cerebral artery aneurysm, while the asymmetry of the posterior portion of the Circle of Willis has statistical significance with the occurrence of posterior communicating cerebral artery aneurysm.

[Key words] 3D-TOF-MRA; CTA; The circle of Willis; Intracranial aneurysm; Dysplasia

据统计有3.6%~6.0%的人患有颅内动脉瘤[1],有研究报道,颅内动脉瘤破裂引发蛛网膜下腔出血的死亡率高达50%,该事件幸存者有30%~50%的概率会遗留神经系统后遗症[2]。颅内动脉瘤的发病机制较多,血流动力学发生改变[3]被认为是脑动脉瘤形成的重要因素之一,Willis环各组成血管自然变异率高且Willis环作为颅内血供的交通要道,其形态的改变必然会引起相应血流动力学的改变[4]。

数字减影血管造影技术(DSA)检查具有侵入性,且检查时间较长,检查费用高,不作为初步筛查手段。MRA和CTA作为无创性检查技术被临床广泛使用,与基于X线成像的DSA和CTA不同,MRA不会导致电离辐射的伤害,3D-TOF(三维时间飞跃法)是MRA的一种成像方法,操作简单,利用流入增强效应可与周围组织形成明显高对比而便于观察,被广泛应用于临床[5]。因此,3D-TOF-MRA是筛选无症状颅内动脉瘤患者及观察颅内动脉环的首选技术[6],本研究以CTA为对照金标准[7],现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析我院2018年9月~2020年5月所有行脑MRA检查并同时做CTA检查的患者435例,其中男214例,女221例;年龄17~79岁,平均(57.95±12.20)岁。将所有患者依据是否有颅内动脉瘤分为动脉瘤组、非动脉瘤组,其中动脉瘤组173例,非动脉瘤组262例。根据诊断出来的动脉瘤区域进行划分,将其主要分为大脑前交通动脉瘤组46例、大脑中动脉瘤组35例、大脑颈内动脉瘤组41例(发生于两侧颈内动脉末端,自海绵窦段至眼段)及大脑后交通动脉瘤组51例(自颈内动脉眼段后壁至大脑后动脉水平段)。排除标准:①患有严重的动脉粥样硬化、颅内肿瘤及其他颅内血管性疾病者;②脑血管成像质量不佳者。

1.2 方法

1.2.1 3D-TOF-MRA检查及参数  使用Philips公司3.0 T超高场超导型磁共振成像系统扫描,使用头颅8通道专用线圈。体位:仰卧、头先进。使用3D-T1-FFE序列,参数如下:TR/TE:25/3.5;翻转角:20°;视野(FOV):203×203×76;矩阵:340×195;像素容积为0.60 mm×1.04 mm×1.00 mm;采集時间4 min。扫描范围:自颅底至胼胝体体部的上缘,得到的原始图像数据传输到飞利浦3T MR工作站进行后处理。

1.2.2 CTA检查及参数  使用东芝Aquilion 64排螺旋CT对所有入选患者进行扫描。患者采用仰卧、头先进;扫描参数:层厚及间隔0.5 mm,管电压120 kV,螺距11.2,球管旋转速度为0.4 s/rot。经肘前正中静脉注射对比剂优维显(370 mgI/mL)70~80 mL,注射速率为4.5 mL/s及注射30 mL生理盐水,注射速率为4.5 mL/s,利用后处理技术得到三维立体图像(VR)进行多角度的观察颅内血管。

1.3 观察指标

1.3.1 Willis环测量  观察颅内Wills环,将构成Willis环的血管进行三次及以上的测量,取平均值,如果一侧的血管小于对侧血管的1/2(包括一侧血管的缺如),则为Willis环发育不良,使双侧血管不对称,反之则为双侧血管对称。CTA及MRA在观察细小的大脑前交通动脉能力有限且双侧颈内动脉由于本身管腔粗大不易发生变异[7],在本研究中不考虑大脑前交通动脉及双侧颈内动脉的发育情况。

1.3.2 Willis环分型  根据Willis环的解剖及是否发育完整,将Willis环分成四种类型(Ⅰ~Ⅳ型)[8]:Ⅰ型为Willis环前、后循环血管均对称,即Willis环的组成血管均发育良好。Ⅱ型表现为Willis环前循环血管对称,后循环血管不对称,即前循环组成血管均发育良好,后循环组成血管中至少有1支血管发育不良。Ⅲ型表现为Willis环前循环血管不对称而后循环血管对称,即前循环组成血管中至少有1支血管发育不良,后循环组成血管均发育良好。Ⅳ型表现为Willis环前、后循环血管均不对称,即前后循环的血管中均至少有1支血管发育不良。

1.4 统计学方法

采用SPSS23.0统计学软件进行数据处理,计量资料用均数±标准差(x±s)表示,计数资料用[n(%)]表示,采用χ2检验,等级资料采用秩和检验,P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 颅内动脉瘤、Willis环分型与性别、年龄之间的关系

435例受检患者中,其中男214例,女221例。173例动脉瘤患者中,男54例,女119例,262例非动脉瘤患者中,男160例,女102例。颅内动脉瘤在不同性别之间比较,差异有统计学意义(P=0.000),女性患颅内动脉瘤患病率高于男性。见表1。Willis环的对称性分型与性别之间比较,差异无统计学意义(P>0.05)。见表2。

2.2 Willis环分型与颅内动脉瘤发生部位的关系

大脑前交通动脉瘤组与非动脉瘤组的Willis环对称性分型(Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型)比较,差异有统计学意义(P=0.000),大脑前交通动脉瘤发生时,Willis环不对称比例为80.4%,显著高于非动脉瘤组的40.5%,即动脉瘤发生在前交通动脉时与Willis环不对称比较,差异有统计学意义(P<0.05)。大脑后交通动脉瘤组与非动脉瘤组的Willis环对称性分型中的Ⅱ型比较,差异有统计学意义(P=0.008),大脑后交通动脉瘤发生时,Willis环后部不对称比例为49.0%,显著高于非动脉瘤组的19.5%,即动脉瘤发生在后交通动脉时与Willis环后循环不对称比较,差异有统计学意义(P<0.05)。由于大脑前动脉A1段动脉瘤及大脑后动脉P1段动脉瘤的样本量有限,差异无统计学意义(P>0.05),所以未纳入本研究。见表3。

3 讨论

电离辐射的暴露、碘造影剂对肾脏的毒性损害及医源性造成的动脉损伤是DSA与CTA这两种诊断方式的主要缺点,不宜作为初步筛查的诊断方式。3D-TOF-MRA作为MRI的一种成像方法,利用血液流入增强的原理与周围组织形成对比,从而达到显示血管的目的,成为显示颅内动脉环解剖的敏感技术[9]。赵美芬等[10]通过3D-TOF-MRA诊断颅内动脉瘤的研究中,证明3D-TOF-MRA诊断颅内动脉瘤的准确率为90.36%。顾秀玲等[11]通过3D-TOF-MRA对颅内动脉瘤诊断准确性并与DSA对比的研究中显示,诊断动脉瘤的准确率达到96.4%。所以3D-TOF-MRA成像方法可作为观察Willis环与颅内动脉瘤发生部位的初筛技术。

血流动力学[12-13]是颅内动脉瘤被动获得性的重要因素,Willis环为维持充足的血液供应提供了重要的侧支血管,这些侧支血管包括横向流动的前交通动脉及向后方流动的后交通动脉[14]。在Willis环发育正常的情况下,大脑两侧血液压力基本相等。当一侧Willis环血管发育不良或缺如时,大脑两侧血液压力将会变的不稳定,Willis环健侧血管代偿性血流量明显升高[15]。

本研究结果显示,前交通动脉瘤的发生与Willis环对称性分型(Ⅲ型、Ⅳ型)比较,差异有统计学意义(P<0.05),这与陈豪等[16]研究结果一致。前交通动脉作为權衡两侧颈内动脉血流压力的重要侧枝,当双侧大脑前动脉不对称时,为其患侧供血的颈内动脉血流量将减少,使对侧颈内动脉血流量代偿性升高,前交通动脉的血流压力平衡被破坏,管壁扩张形成动脉瘤。同样在本研究中前交通动脉瘤的发生也与Willis环对称性分型(Ⅱ型)存在相关性,这与李晖[17]在有关血流动力学研究中的结果相符合。健康的大脑后动脉由椎-基底动脉提供血液,当一侧后循环血管发育不良导致不对称时,同侧颈内动脉为发育不良的血管进行代偿,导致该侧颈内动脉的血流量升高,进而改变前交通动脉血液的压力形成动脉瘤。同时后交通动脉瘤的产生与Willis环对称性分型(Ⅱ型)存在相关性,由于后交通动脉是Willis环中最易发生变异的部位[18],猜测当一侧后交通动脉发育不良时,作为连接前、后循环的重要侧支,同侧颈内动脉血流量会升高为其代偿,使得通过后交通动脉的血流量升高,形成动脉瘤。蔡明辰[19]在颈内动脉-后交通动脉形态学研究中也认为,后交通动脉瘤易发生在与颈内动脉起始部相邻近的位置,该处易受到血流动力学的影响。管松等[20]在64排CT血管成像研究中认为是由于胚胎型大脑后动脉的形成导致同侧颈内动脉压力的升高。通过本研究结果猜测,双侧颈内动脉为Willis环平衡两侧大脑血液压力提供了重要帮助。Willis环Ⅲ型、Ⅳ型与后交通动脉瘤在本研究中没有统计学关系,可能出现原因与病例收集样本量过少有关。颈内动脉区域的动脉瘤及大脑中动脉瘤在本研究中被证明与Willis环形态的改变无关,此处的动脉瘤在多项研究中证明与动脉粥样硬化造成的血管狭窄有关[21]。本研究的结果显示,女性颅内动脉瘤的发生率高于男性(P<0.05),这与杨平[22]在颅内动脉瘤的危险关系研究中的结论一致,符合国内学者研究的流行病学调查结果,有部分学者认为与女性雌性激素有关。

综上所述,3D-TOF-MRA不会出现电离辐射及导管相关的并发症,可作为初步筛查颅内动脉瘤及Willis环的检查手段。Willis环形态学上的改变与颅内动脉瘤的发生部位有关,即前交通动脉瘤与Willlis环是否对称有关,后交通动脉瘤仅与Willis环后部是否对称有关。

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(收稿日期:2020-07-06)

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