1.徐州醫(yī)科大學(xué)附屬第三醫(yī)院影像科 (江蘇 徐州 221000)
2.徐州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院影像科(江蘇 徐州 221000)
劉彩云1 李紹東2 苗新中1孟 沖1
無(wú)頸動(dòng)脈狹窄患者Wi l l is環(huán)形態(tài)特征與急性缺血性腦中風(fēng)的相關(guān)性研究
1.徐州醫(yī)科大學(xué)附屬第三醫(yī)院影像科 (江蘇 徐州 221000)
2.徐州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院影像科(江蘇 徐州 221000)
劉彩云1李紹東2苗新中1孟 沖1
目的探討無(wú)頸動(dòng)脈重度狹窄或閉塞患者Wi l l is環(huán)形態(tài)學(xué)特征與急性缺血性腦中風(fēng)的相關(guān)性。方法回顧性分析75 例AIS患者COW形態(tài)特征,根據(jù)有無(wú)CA狹窄分為CA重度狹窄或閉塞AIS 35例(Ⅰ組)和無(wú)CA重度狹窄或閉塞AIS 40例(Ⅱ組),并納入35例無(wú)腦梗死患者(Ⅲ組)進(jìn)行對(duì)照,采用χ2檢驗(yàn)和Bonfer roni校正χ2檢驗(yàn)對(duì)COW形態(tài)分型、血管發(fā)育情況、供血?jiǎng)用}病變進(jìn)行分析,采用Pearson相關(guān)分析評(píng)估以上諸因素與AIS的關(guān)系,采用多變量logist ic回歸分析影響AIS的危險(xiǎn)因素。結(jié)果三組間COW形態(tài)分型及前交通動(dòng)脈、大腦前動(dòng)脈第一段、大腦后動(dòng)脈第一段發(fā)育不良、顱內(nèi)供血?jiǎng)用}病變數(shù)、供血?jiǎng)用}狹窄程度的差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2分別為15.84,79.24,16.19,64.19,P值均<0.05);Ⅰ組和Ⅱ組間以上諸因素的差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2分別為0.68、3.89、1.81、3.89,P值均>0.05);COW形態(tài)分型、COW血管發(fā)育狀態(tài)與AIS相關(guān)系數(shù)r分別為-0.25、-0.16。多因素logistic回歸分析顯示不完整COW及ACoA、PCOA變異OR分別為0.01、6.55、3.19,95%CI:0.00-0.22、1.69-25.44、1.41-9.60。結(jié)論即使無(wú)CA重度狹窄或閉塞,不完整COW及ACOA、PCOA變異仍為AIS的危險(xiǎn)因素。
Wil l is環(huán);腦梗死;血管成像;體層攝影術(shù)
COW是顱內(nèi)最重要的側(cè)支循環(huán)途徑,是調(diào)節(jié)頸內(nèi)動(dòng)脈系統(tǒng)與椎動(dòng)脈系統(tǒng)血液供給的樞紐,與腦內(nèi)血液供應(yīng)密切相關(guān),但其血管構(gòu)成變異較大[1],其變異率達(dá)54.8%[2]。通過(guò)觀察COW形態(tài)特征,評(píng)估潛在代償能力,對(duì)降低AIS發(fā)病率,評(píng)價(jià)AIS預(yù)后有重要意義。既往研究多集中在CA狹窄或閉塞患者COW形態(tài)與AIS的關(guān)系[3-5],本研究利用MDCTA的多種重建方法[6],多角度觀察無(wú)CA重度狹窄或閉塞AIS患者的COW形態(tài),探討不完整COW、ACoA和PCOA變異與AIS之間可能存在的相關(guān)關(guān)系。
1.1 一般資料2010年10月~2014年12月間由臨床醫(yī)師申請(qǐng)?jiān)诒驹河跋窨菩蓄^頸部CTA檢查的956例患者中,篩選出圖像質(zhì)量好、臨床資料保存完整、MRI診斷AIS 75例患者為本研究對(duì)象,根據(jù)有無(wú)CA重度狹窄或閉塞,分為CA狹窄型AIS(Ⅰ組,n=35,男23例,女12例,平均年齡(58.52±5.05)歲)和無(wú)CA狹窄型AIS(Ⅱ組,n=40,男25例,女15例,平均年齡(57.38±6.13)歲);同時(shí)納入無(wú)CA狹窄或閉塞且顱內(nèi)無(wú)梗死灶的患者(Ⅲ組,n=35,男21例,女14例,平均年齡(56.91±4.63)歲)進(jìn)行對(duì)照。三組患者可能存在的危險(xiǎn)因素包括高血壓、高膽固醇血癥、糖尿病、房顫、吸煙、其他心臟病等,Ⅲ組與Ⅰ組、Ⅱ組患者具有的危險(xiǎn)因素比較無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。所有患者在發(fā)病72h內(nèi)行頭顱MRI檢查。三組患者間年齡及性別差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
1.2 檢查設(shè)備及技術(shù)采用Emot ion16排螺旋CT(德國(guó)、西門(mén)子公司)對(duì)所有患者行CTA檢查,使用雙筒高壓注射器經(jīng)肘前靜脈注射碘海醇(350mg l/ml)50ml,隨后注射50ml生理鹽水,速度均為3.5ml/s;采用智能觸發(fā)技術(shù)進(jìn)行掃描,CT閾值:80HU,掃描范圍:自主動(dòng)脈弓至頂結(jié)節(jié)水平,管電壓110KV,管電流150MAS,層厚、層間距均為5mm,同時(shí)行薄層重組(層厚1.5mm、重建增量0.7mm),通過(guò)PACS將原始數(shù)據(jù)傳入CT工作站,利用圖像后處理技術(shù)對(duì)COW行VR、MPR、CPR重建。采用1.5TMR (美國(guó),GE公司)對(duì)所有患者行MR檢查,層厚5mm,層間隔1mm,行橫軸面、矢狀面掃描,掃描參數(shù):T1FLAIR(TR:500,TE: 17ms,FOV:24×24,256×256/2.00 NEX),T2FSE/PROP(TR:3500,TE:9 0ms,FOV:24×24,320×256/2.00N EX),T2FLIAR(TR:8402,TE:158ms, FOV:24×24,256×192/1.00NEX), DWI(TR:10000,TE:82.2ms,FOV:24 ×24,128×128/3.00NEX)。
1.3 圖像分析方法兩位經(jīng)驗(yàn)豐富的影像科醫(yī)師采用雙盲法分析所有圖像。結(jié)合臨床癥狀和T1FLAIR、T2WI、T2FLAIR、DWI圖像特征診斷AIS。對(duì)COW發(fā)育不全結(jié)果如有爭(zhēng)議,經(jīng)商討達(dá)成共識(shí)。重點(diǎn)觀察:ACoA、兩側(cè)ACA-A1段、大腦中動(dòng)脈第1段(M1 segment of Middle cerebral ar tery,MCA-M1)、兩側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈(internal carotidar tery,ICA)末段、兩側(cè)后交通動(dòng)脈(posterior cerebral communicating ar tery, PCoA)、胚胎性大腦后動(dòng)脈(Fetal type posterior, FTP)、兩側(cè)PCA-P1、頸總-頸內(nèi)動(dòng)脈(common carotid artery -inernal carotid artery,CCA-ICA)、VBA及顱內(nèi)供血?jiǎng)用}。
參照房文皓等[7]判斷COW動(dòng)脈發(fā)育狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn):(1)發(fā)育正常,組成COW動(dòng)脈兩側(cè)較對(duì)稱;⑵發(fā)育不良,兩側(cè)同名動(dòng)脈不對(duì)稱,管徑相差超過(guò)1倍;⑶缺如,即整條血管結(jié)構(gòu)通過(guò)調(diào)節(jié)窗寬、窗位也不能顯示。根據(jù)組成動(dòng)脈發(fā)育情況將COW分為四型:Ⅰ型(對(duì)稱型),組成COW各支動(dòng)脈發(fā)育相對(duì)正常;Ⅱ型(前循環(huán)發(fā)育不良型),ACoA 和/或ACA發(fā)育不良或缺如,后循環(huán)動(dòng)脈發(fā)育相對(duì)正常;Ⅲ型(后循環(huán)發(fā)育不良型),PCoA和/或PCA發(fā)育不良或缺如,前循環(huán)動(dòng)脈發(fā)育相對(duì)正常;Ⅳ型(混合發(fā)育不良型),同時(shí)存在前、后循環(huán)多支動(dòng)脈發(fā)育不良或缺如。
判定動(dòng)脈狹窄程度標(biāo)準(zhǔn):動(dòng)脈狹窄程度=(正常動(dòng)脈內(nèi)徑-狹窄部位最小內(nèi)徑)/正常動(dòng)脈內(nèi)徑×100%,輕度(0-29%)、中度(30%-69%)、重度(70%-99%)及閉塞(100%)。
1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS20.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件包。計(jì)數(shù)資料采用例數(shù)和支數(shù)(比例)表示。對(duì)三組患者COW形態(tài)分型、COW發(fā)育情況、顱內(nèi)動(dòng)脈病變分布情況及狹窄程度的差異行χ2檢驗(yàn)和Bonfer roni校正χ2檢驗(yàn)。對(duì)COW形態(tài)分型、動(dòng)脈發(fā)育情況與AIS的關(guān)系采用Pearson相關(guān)分析,對(duì)不完整COW(包括Ⅱ型、Ⅲ 型、Ⅳ型) 及ACOA、PCOA變異(包括發(fā)育不良和缺如)與AIS的關(guān)系采用多變量logistic回歸分析。P<0.05認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 比較三組COW形態(tài)分型的差異Ⅰ組、Ⅱ組僅有4例、5例(11.43%、12.50%)為Ⅰ型COW,明顯低于Ⅲ組13例(37.14%),Ⅰ組、Ⅱ組為Ⅱ型、Ⅳ型COW的比例(17.14%、34.29%,15.00%、42.50%)明顯高于Ⅲ組(2.86%、17.14%),Ⅰ組、Ⅱ組為Ⅲ型COW的比例稍低于Ⅲ組,Ⅰ組、Ⅱ組以Ⅲ型、Ⅳ型COW為主(37.14%、34.29%),見(jiàn)圖1-6;而Ⅲ組則以Ⅰ型、Ⅲ型為主(37.14%、42.86%);三組之間COW形態(tài)分型的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=15.84,P=0.02),Ⅰ組和Ⅲ組、Ⅱ組和Ⅲ組兩兩比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=10.48、12.44,P=0.02、0.01),但Ⅰ組和Ⅱ組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=0.68,P=0.88),見(jiàn)表1。
表1 三組間COW形態(tài)分類情況(例)
表2 三組間COW動(dòng)脈發(fā)育情況(支)
2.2 三組間COW動(dòng)脈發(fā)育情況Ⅰ組、Ⅱ組ACA-A1、PCAP1、ACOA發(fā)育正常比例(51.43%、34.29%、51.43%,47.50%、33.75%、42.50%)明顯低于Ⅲ組(84.29%、62.86%、85.71%),而發(fā)育不良比例(34.29%、54.29%、28.57%,33.75%、48.75%、35.00%)和缺如比例(14.29%、11.43%、20.00%,18.75%、17.50%、22.50%)則較Ⅲ組明顯增加(7.14%、18.57%、8.57%,8.57%、18.57%、5.71%),Ⅰ組、Ⅱ組PCOA發(fā)育正常(32.86%、25.00%)和缺如(27.14%、35.00%)比例均比Ⅲ組(44.28%、38.57%)少,發(fā)育不良比例(40.00%、40.00%)較Ⅲ組多(17.14%);三組間COW動(dòng)脈均存在不同程度發(fā)育不良或缺如,三組間COW發(fā)育情況的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=79.24,P=0.00),Ⅰ組和Ⅲ組、Ⅱ組和Ⅲ組兩兩比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=55.40、66.53,P均<0.05),但Ⅰ組和Ⅱ組COW間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=3.89,P =0.97)見(jiàn)表2。
表3 三組間顱內(nèi)供血?jiǎng)用}病變分布情況(支)
2.3 三組間顱內(nèi)供血?jiǎng)用}病變情況Ⅰ組、Ⅱ組顱內(nèi)動(dòng)脈病變明顯比Ⅲ組嚴(yán)重,常常是多支動(dòng)脈同時(shí)狹窄、一支動(dòng)脈多處或彌漫性狹窄,且以中重度狹窄或閉塞為主,而Ⅲ組多為單支動(dòng)脈狹窄,單支動(dòng)脈多處狹窄或彌漫性狹窄較少見(jiàn),且以輕中度狹窄為主,三組間顱內(nèi)動(dòng)脈狹窄數(shù)、狹窄程度差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=16.19、64.19,P =0.04、0.00)。Ⅰ組和Ⅲ組、Ⅱ組和Ⅲ組兩兩比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=14.13、12.28,55.26、48.20,P=0.01、0.02,0.00、0.00),但Ⅰ組和Ⅱ組兩兩比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=1.81、3.88,P均>0.05)見(jiàn)表3、表4。
表4 三組間顱內(nèi)供血?jiǎng)用}病變狹窄程度情況(處)
2.4 COW形態(tài)分型、發(fā)育狀態(tài)與AIS的相關(guān)性COW形態(tài)分型、血管發(fā)育狀態(tài)與AIS的相關(guān)系數(shù)r=-0.25、-0.16。logistic回歸分析顯示不完整性COW及ACOA、PCOA變異為AIS的危險(xiǎn)因素(OR分別為0.01、6.55、3.19,95%CI:0.00~0.22、1.69~25.44、1.41~9.60),見(jiàn)圖1-6。
圖1-2為同一患者,女性,64歲,因左側(cè)肢體麻木,無(wú)力兩天入院,圖1為CTA顯示Ⅲ型COW即右側(cè)PCOA缺如致后循環(huán)不完整,右側(cè)PCA-P1重度狹窄;圖2為DWI顯示:右側(cè)丘腦AIS。圖3-4為同一患者,男性,51歲,因右側(cè)肢體無(wú)力三天入院,圖3為CTA顯示Ⅳ型COW即左側(cè)ACA-A1和雙側(cè)PCOA缺如致前后循環(huán)均不完整,雙側(cè)PCA、左側(cè)MCA多處彌漫性中重度狹窄;圖4為DWI顯示左側(cè)分水嶺AIS。圖5-6為同一患者,男性,66歲,因左眼視力模糊一天入院,圖5為Ⅳ型COW即ACOA、雙側(cè)PCOA均缺如致前后循環(huán)均不完整,右側(cè)MCA、雙側(cè)PCA多處局限性重度狹窄;圖6為DWI顯示右側(cè)枕葉AIS。
CA重度狹窄或閉塞是導(dǎo)致AIS的重要危險(xiǎn)因素之一[3],引起患側(cè)大腦半球血流灌注壓明顯減低等血流動(dòng)力學(xué)損傷表現(xiàn),但能否造成該部位低灌注性腦梗死,很大程度上取決于側(cè)支循環(huán)代償能力。COW是顱內(nèi)最重要側(cè)支循環(huán)途徑,通過(guò)ACOA、PCOA使對(duì)側(cè)前循環(huán)、同側(cè)后循環(huán)血流相交通,使腦內(nèi)血流重新分布,增加狹窄遠(yuǎn)端腦組織血液供應(yīng),保持腦血流灌注壓相對(duì)穩(wěn)定,降低AIS風(fēng)險(xiǎn),保護(hù)腦功能不受損傷,但COW良好代償能力依賴于其完整性,即前循環(huán)及狹窄或閉塞同側(cè)后循環(huán)完整[4],但COW形態(tài)除Ⅰ型外,其余三型均為不完整動(dòng)脈環(huán),本研究結(jié)果顯示不完整COW發(fā)生率為80.0%,高于文獻(xiàn)報(bào)道正常人群發(fā)生率54.8%的結(jié)果[2],考慮原因?yàn)闃颖具x擇和研究方法差異所致,本組大部分為AIS,而文獻(xiàn)報(bào)道為正常人群。但有文獻(xiàn)報(bào)道[5]不完整COW本身不引起癥狀,只有CA閉塞時(shí)才會(huì)出現(xiàn)各種臨床癥狀,本組顯示一些不完整COW即使無(wú)CA重度狹窄或閉塞,也表現(xiàn)為短暫性腦缺血癥狀,甚至表現(xiàn)為AIS癥狀,推測(cè)原因?yàn)榇祟惢颊唠m無(wú)CA病變,但可能存在顱內(nèi)重要?jiǎng)用}病變。
本結(jié)果示Ⅰ組、Ⅱ組患者Ⅰ型COW比例明顯低于Ⅲ組,但Ⅰ組和Ⅱ組間差異不明顯,說(shuō)明無(wú)論有無(wú)CA重度狹窄或閉塞病變,不完整COW都可能成為AIS危險(xiǎn)因素。
在對(duì)照分析本組研究對(duì)象的CTA和MRI圖像時(shí)發(fā)現(xiàn):(1)具有完整COW代償功能患者,在CA或顱內(nèi)重要血管發(fā)生病變時(shí),臨床癥狀輕,甚至無(wú)任何臨床癥狀;(2)前循環(huán)完整比后循環(huán)完整的患者,尤其ACOA開(kāi)放,發(fā)生AIS機(jī)率更小,出現(xiàn)灌注壓異常情況更少,即使發(fā)生AIS,臨床預(yù)后宜較好;說(shuō)明完整COW可在短時(shí)間內(nèi)提供良好側(cè)支代償血流,ACOA提供側(cè)支血流發(fā)揮更重要作用[8],有效降低AIS發(fā)病率,改善預(yù)后。(3) PCA-P1,PCOA發(fā)育不良或缺如患者即后循環(huán)不完整,易發(fā)生丘腦或丘腦、枕葉或小動(dòng)脈閉塞性AIS;這與文獻(xiàn)報(bào)道PCOA發(fā)育不良與分水嶺AIS有關(guān)的結(jié)果相仿[5];前后循環(huán)均不完整患者,伴大動(dòng)脈閉塞更易發(fā)生責(zé)任血管區(qū)AIS,這與黃瑞庭研究結(jié)果相類似[9]。但本研究發(fā)現(xiàn)COW是否完整、血管發(fā)育情況與AIS的相關(guān)性僅為低度負(fù)相關(guān),分析原因可能為完整COW能降低AIS發(fā)生率,但發(fā)生AIS這一病理過(guò)程可能同時(shí)存在多種危險(xiǎn)因素,所以僅根據(jù)COW是否完整、ACOA及PCOA變異判斷發(fā)生AIS的可能性有一定局限性,見(jiàn)圖1。COW先天發(fā)育異常并腦供血?jiǎng)用}廣泛狹窄是引起嚴(yán)重AIS的主要因素。本組結(jié)果顯示不完整COW及ACOA、PCOA變異是AIS發(fā)生的危險(xiǎn)因素,兩組間比較無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,兩組分別與對(duì)照組比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,大部分AIS患者同時(shí)存在兩支以上顱內(nèi)動(dòng)脈狹窄,以中重度為主,且存在責(zé)任動(dòng)脈狹窄;對(duì)照組存在顱內(nèi)動(dòng)脈狹窄,以輕中度為主,且無(wú)明確責(zé)任動(dòng)脈狹窄。推測(cè)原因?yàn)镃OW發(fā)育異常者,如前循環(huán)發(fā)育不良或缺如,若出現(xiàn)單側(cè)大腦前、中動(dòng)脈急性閉塞時(shí),使腦血流不能在短時(shí)間內(nèi)通過(guò)COW前循環(huán)代償至閉塞血管側(cè),而來(lái)源于眼動(dòng)脈、軟腦膜動(dòng)脈的次級(jí)側(cè)支循環(huán)形成需要一定時(shí)間,短時(shí)間內(nèi)責(zé)任動(dòng)脈區(qū)血流再灌注減少,使腦細(xì)胞產(chǎn)生損傷級(jí)聯(lián)反應(yīng),(此過(guò)程至少涉及4個(gè)不同機(jī)制:能量障礙和興奮性氨基酸毒性、梗死周圍去極化、炎癥及程序性細(xì)胞死亡),最終導(dǎo)致閉塞動(dòng)脈支配區(qū)AIS。
有學(xué)者認(rèn)為PCOA發(fā)育不良可預(yù)測(cè)丘腦小血管閉塞性梗死,由于側(cè)支循環(huán)代償不足引起丘腦穿支動(dòng)脈低血流量梗死[10],但也有學(xué)者認(rèn)為單純小血管急性閉塞引起丘腦腔隙性梗死[11]。本結(jié)果顯示三組患者均存在不同程度PCOA發(fā)育不良或缺如,但Ⅰ組和Ⅱ組PCOA發(fā)育不良血管數(shù)明顯多于Ⅲ組,Ⅰ組和Ⅱ組之間差異不明顯,說(shuō)明無(wú)論有無(wú)CA病變,PCOA發(fā)育不良均可能成為丘腦腔隙性梗死的危險(xiǎn)因素。
綜上所述通過(guò)CTA觀察AIS患者COW形態(tài)特征,發(fā)現(xiàn)不完整COW 及ACOA、PCOA變異均可能成為AIS的危險(xiǎn)因素。無(wú)論有無(wú)CA重度狹窄或閉塞,若顱內(nèi)主要?jiǎng)用}閉塞、具有完整COW或前循環(huán)、同側(cè)后循環(huán)完整對(duì)維持腦血流供應(yīng)發(fā)揮重要代償作用,能很好地保護(hù)閉塞動(dòng)脈區(qū)腦組織,其中ACoA和同側(cè)PCoA是最重要側(cè)支血管,在一定程度上防止AIS發(fā)生。
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(本文編輯: 汪兵)
The Correlation between Modality of the Circle of Willis and Acute Cerebral Stroke in the Absence of Carotid Artery Occlusion
LIU Cai-yun, LI Shao-dong, M IAO Xin-zhong, et al., Department of Radiology, The Third Affiliated Hospital of Xuzhou M edical University, Xuzhou 221000, Jiangsu Province, China
ObjectiveTo investigate the correlation between modality of the circle of W illis (COW)and acute cerebral stroke (AIS) in patients Without carotid artery(CA) stenosis or occlusion.MethodsThe modality of COW in 75 patients With AIS were retrospective analyzed and divided into 35 patients With AIS had severe CA stenosis (group I)and 45 Without (group II) according to CA stenosis, and 35 patients Without cerebral infarction patients (Group III) were compared. Variables including the state type of COW, vascular development, feeding artery disease were analyzed by χ2test and Bonferroni correction χ2test. The relationship between AIS and vascular development were analyzed by pearson correlation analysis. Logistic regression was used to estimate potential risk factors for AIS.ResultsThe differences of Three groups in COW state type and anterior communicating artery(ACoA), A1 segment of the anterior cerebral artery(ACA-AI), P1 segment of the posterior cerebral artery (PCA-PI) dysplasia ,and the number of intracranial artery stenosis were statistically significant (χ2=15.84, 79.24, 16.19, 64.19, P<0.05).There was no significant difference between group I and II in the factors (χ2=0.68, 3.89, 1.81, 3.89, P>0.05). OR in incomplete COW, ACoA and PCOA variation were 0.01, 6.55, 3.19;95%CI:0.00-0.22, 1.69-25.44, 1.41-9.60.ConclusionIn the absence of CA severe stenosis, the incomplete COW, the variation of ACoA and PCOA were still potential risk factors for AIS.
Circle of Willis; Ischem ia Cerebral Stroke; Angiography; Tomography
R445.3;R743
A
10.3969/j.i s sn.1672-5131.2016.11.008
苗新中
2016-09-21