經(jīng)3D-TOF-MRA分析Willis環(huán)形態(tài)與顱內(nèi)動(dòng)脈瘤發(fā)生部位的關(guān)系

劉子航 王月 藍(lán)天琦

[摘要] 目的 經(jīng)3D-TOF-MRA觀察Willis環(huán)形態(tài)來(lái)探討與顱內(nèi)動(dòng)脈瘤發(fā)生部位的關(guān)系。 方法 收集2018年9月～2020年5月我院所有行腦MRA檢查并同時(shí)做CTA檢查的患者435例，依據(jù)顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的有無(wú)分為動(dòng)脈瘤組173例、非動(dòng)脈瘤組262例。對(duì)各部位動(dòng)脈瘤進(jìn)行分組，大腦前交通動(dòng)脈瘤組46例、大腦中動(dòng)脈瘤組35例、大腦頸內(nèi)動(dòng)脈瘤組41例、大腦后交通動(dòng)脈瘤組51例，并對(duì)Willis環(huán)分型與動(dòng)脈瘤的發(fā)生部位進(jìn)行分析。 結(jié)果 大腦前交通動(dòng)脈瘤組與非動(dòng)脈瘤組間Willis環(huán)Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型構(gòu)成比不同，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.000），Willis環(huán)分型中的Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型所占比例（80.4%）高于非動(dòng)脈瘤組（40.5%）。大腦后交通動(dòng)脈瘤組與非動(dòng)脈瘤組間Willis分型中的Ⅱ型構(gòu)成比不同，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.008），Willis環(huán)分型中的Ⅱ型所占比例（49.0%）高于非動(dòng)脈瘤組（19.5%）。 結(jié)論 Willis環(huán)不對(duì)稱時(shí)與大腦前交通動(dòng)脈瘤發(fā)生有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，Willis環(huán)后部不對(duì)稱時(shí)與大腦后交通動(dòng)脈瘤發(fā)生有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

[關(guān)鍵詞] 3D-TOF-MRA;CTA;Willis環(huán);顱內(nèi)動(dòng)脈瘤;發(fā)育不良

[中圖分類號(hào)] R816.1;R445.2 ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A ? ? ? ? ?[文章編號(hào)] 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

據(jù)統(tǒng)計(jì)有3.6%～6.0%的人患有顱內(nèi)動(dòng)脈瘤[1]，有研究報(bào)道，顱內(nèi)動(dòng)脈瘤破裂引發(fā)蛛網(wǎng)膜下腔出血的死亡率高達(dá)50%，該事件幸存者有30%～50%的概率會(huì)遺留神經(jīng)系統(tǒng)后遺癥[2]。顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的發(fā)病機(jī)制較多，血流動(dòng)力學(xué)發(fā)生改變[3]被認(rèn)為是腦動(dòng)脈瘤形成的重要因素之一，Willis環(huán)各組成血管自然變異率高且Willis環(huán)作為顱內(nèi)血供的交通要道，其形態(tài)的改變必然會(huì)引起相應(yīng)血流動(dòng)力學(xué)的改變[4]。

數(shù)字減影血管造影技術(shù)（DSA）檢查具有侵入性，且檢查時(shí)間較長(zhǎng)，檢查費(fèi)用高，不作為初步篩查手段。MRA和CTA作為無(wú)創(chuàng)性檢查技術(shù)被臨床廣泛使用，與基于X線成像的DSA和CTA不同，MRA不會(huì)導(dǎo)致電離輻射的傷害，3D-TOF（三維時(shí)間飛躍法）是MRA的一種成像方法，操作簡(jiǎn)單，利用流入增強(qiáng)效應(yīng)可與周圍組織形成明顯高對(duì)比而便于觀察，被廣泛應(yīng)用于臨床[5]。因此，3D-TOF-MRA是篩選無(wú)癥狀顱內(nèi)動(dòng)脈瘤患者及觀察顱內(nèi)動(dòng)脈環(huán)的首選技術(shù)[6]，本研究以CTA為對(duì)照金標(biāo)準(zhǔn)[7]，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析我院2018年9月～2020年5月所有行腦MRA檢查并同時(shí)做CTA檢查的患者435例，其中男214例，女221例;年齡17～79歲，平均（57.95±12.20）歲。將所有患者依據(jù)是否有顱內(nèi)動(dòng)脈瘤分為動(dòng)脈瘤組、非動(dòng)脈瘤組，其中動(dòng)脈瘤組173例，非動(dòng)脈瘤組262例。根據(jù)診斷出來(lái)的動(dòng)脈瘤區(qū)域進(jìn)行劃分，將其主要分為大腦前交通動(dòng)脈瘤組46例、大腦中動(dòng)脈瘤組35例、大腦頸內(nèi)動(dòng)脈瘤組41例（發(fā)生于兩側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈末端，自海綿竇段至眼段）及大腦后交通動(dòng)脈瘤組51例（自頸內(nèi)動(dòng)脈眼段后壁至大腦后動(dòng)脈水平段）。排除標(biāo)準(zhǔn)：①患有嚴(yán)重的動(dòng)脈粥樣硬化、顱內(nèi)腫瘤及其他顱內(nèi)血管性疾病者;②腦血管成像質(zhì)量不佳者。

1.2 方法

1.2.1 3D-TOF-MRA檢查及參數(shù) ?使用Philips公司3.0 T超高場(chǎng)超導(dǎo)型磁共振成像系統(tǒng)掃描，使用頭顱8通道專用線圈。體位：仰臥、頭先進(jìn)。使用3D-T1-FFE序列，參數(shù)如下：TR/TE：25/3.5;翻轉(zhuǎn)角：20°;視野（FOV）：203×203×76;矩陣：340×195;像素容積為0.60 mm×1.04 mm×1.00 mm;采集時(shí)間4 min。掃描范圍：自顱底至胼胝體體部的上緣，得到的原始圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)斤w利浦3T MR工作站進(jìn)行后處理。

1.2.2 CTA檢查及參數(shù) ?使用東芝Aquilion 64排螺旋CT對(duì)所有入選患者進(jìn)行掃描?；颊卟捎醚雠P、頭先進(jìn);掃描參數(shù)：層厚及間隔0.5 mm，管電壓120 kV，螺距11.2，球管旋轉(zhuǎn)速度為0.4 s/rot。經(jīng)肘前正中靜脈注射對(duì)比劑優(yōu)維顯（370 mgI/mL）70～80 mL，注射速率為4.5 mL/s及注射30 mL生理鹽水，注射速率為4.5 mL/s，利用后處理技術(shù)得到三維立體圖像（VR）進(jìn)行多角度的觀察顱內(nèi)血管。

1.3 觀察指標(biāo)

1.3.1 Willis環(huán)測(cè)量 ?觀察顱內(nèi)Wills環(huán)，將構(gòu)成Willis環(huán)的血管進(jìn)行三次及以上的測(cè)量，取平均值，如果一側(cè)的血管小于對(duì)側(cè)血管的1/2（包括一側(cè)血管的缺如），則為Willis環(huán)發(fā)育不良，使雙側(cè)血管不對(duì)稱，反之則為雙側(cè)血管對(duì)稱。CTA及MRA在觀察細(xì)小的大腦前交通動(dòng)脈能力有限且雙側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈由于本身管腔粗大不易發(fā)生變異[7]，在本研究中不考慮大腦前交通動(dòng)脈及雙側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈的發(fā)育情況。

1.3.2 Willis環(huán)分型 ?根據(jù)Willis環(huán)的解剖及是否發(fā)育完整，將Willis環(huán)分成四種類型（Ⅰ～Ⅳ型）[8]：Ⅰ型為Willis環(huán)前、后循環(huán)血管均對(duì)稱，即Willis環(huán)的組成血管均發(fā)育良好。Ⅱ型表現(xiàn)為Willis環(huán)前循環(huán)血管對(duì)稱，后循環(huán)血管不對(duì)稱，即前循環(huán)組成血管均發(fā)育良好，后循環(huán)組成血管中至少有1支血管發(fā)育不良。Ⅲ型表現(xiàn)為Willis環(huán)前循環(huán)血管不對(duì)稱而后循環(huán)血管對(duì)稱，即前循環(huán)組成血管中至少有1支血管發(fā)育不良，后循環(huán)組成血管均發(fā)育良好。Ⅳ型表現(xiàn)為Willis環(huán)前、后循環(huán)血管均不對(duì)稱，即前后循環(huán)的血管中均至少有1支血管發(fā)育不良。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS23.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，計(jì)數(shù)資料用[n（%）]表示，采用χ2檢驗(yàn)，等級(jí)資料采用秩和檢驗(yàn)，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 顱內(nèi)動(dòng)脈瘤、Willis環(huán)分型與性別、年齡之間的關(guān)系

435例受檢患者中，其中男214例，女221例。173例動(dòng)脈瘤患者中，男54例，女119例，262例非動(dòng)脈瘤患者中，男160例，女102例。顱內(nèi)動(dòng)脈瘤在不同性別之間比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.000），女性患顱內(nèi)動(dòng)脈瘤患病率高于男性。見(jiàn)表1。Willis環(huán)的對(duì)稱性分型與性別之間比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。見(jiàn)表2。

2.2 Willis環(huán)分型與顱內(nèi)動(dòng)脈瘤發(fā)生部位的關(guān)系

大腦前交通動(dòng)脈瘤組與非動(dòng)脈瘤組的Willis環(huán)對(duì)稱性分型（Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型）比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.000），大腦前交通動(dòng)脈瘤發(fā)生時(shí)，Willis環(huán)不對(duì)稱比例為80.4%，顯著高于非動(dòng)脈瘤組的40.5%，即動(dòng)脈瘤發(fā)生在前交通動(dòng)脈時(shí)與Willis環(huán)不對(duì)稱比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。大腦后交通動(dòng)脈瘤組與非動(dòng)脈瘤組的Willis環(huán)對(duì)稱性分型中的Ⅱ型比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.008），大腦后交通動(dòng)脈瘤發(fā)生時(shí)，Willis環(huán)后部不對(duì)稱比例為49.0%，顯著高于非動(dòng)脈瘤組的19.5%，即動(dòng)脈瘤發(fā)生在后交通動(dòng)脈時(shí)與Willis環(huán)后循環(huán)不對(duì)稱比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。由于大腦前動(dòng)脈A1段動(dòng)脈瘤及大腦后動(dòng)脈P1段動(dòng)脈瘤的樣本量有限，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），所以未納入本研究。見(jiàn)表3。

3 討論

電離輻射的暴露、碘造影劑對(duì)腎臟的毒性損害及醫(yī)源性造成的動(dòng)脈損傷是DSA與CTA這兩種診斷方式的主要缺點(diǎn)，不宜作為初步篩查的診斷方式。3D-TOF-MRA作為MRI的一種成像方法，利用血液流入增強(qiáng)的原理與周圍組織形成對(duì)比，從而達(dá)到顯示血管的目的，成為顯示顱內(nèi)動(dòng)脈環(huán)解剖的敏感技術(shù)[9]。趙美芬等[10]通過(guò)3D-TOF-MRA診斷顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的研究中，證明3D-TOF-MRA診斷顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的準(zhǔn)確率為90.36%。顧秀玲等[11]通過(guò)3D-TOF-MRA對(duì)顱內(nèi)動(dòng)脈瘤診斷準(zhǔn)確性并與DSA對(duì)比的研究中顯示，診斷動(dòng)脈瘤的準(zhǔn)確率達(dá)到96.4%。所以3D-TOF-MRA成像方法可作為觀察Willis環(huán)與顱內(nèi)動(dòng)脈瘤發(fā)生部位的初篩技術(shù)。

血流動(dòng)力學(xué)[12-13]是顱內(nèi)動(dòng)脈瘤被動(dòng)獲得性的重要因素，Willis環(huán)為維持充足的血液供應(yīng)提供了重要的側(cè)支血管，這些側(cè)支血管包括橫向流動(dòng)的前交通動(dòng)脈及向后方流動(dòng)的后交通動(dòng)脈[14]。在Willis環(huán)發(fā)育正常的情況下，大腦兩側(cè)血液壓力基本相等。當(dāng)一側(cè)Willis環(huán)血管發(fā)育不良或缺如時(shí)，大腦兩側(cè)血液壓力將會(huì)變的不穩(wěn)定，Willis環(huán)健側(cè)血管代償性血流量明顯升高[15]。

本研究結(jié)果顯示，前交通動(dòng)脈瘤的發(fā)生與Willis環(huán)對(duì)稱性分型（Ⅲ型、Ⅳ型）比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），這與陳豪等[16]研究結(jié)果一致。前交通動(dòng)脈作為權(quán)衡兩側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈血流壓力的重要側(cè)枝，當(dāng)雙側(cè)大腦前動(dòng)脈不對(duì)稱時(shí)，為其患側(cè)供血的頸內(nèi)動(dòng)脈血流量將減少，使對(duì)側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈血流量代償性升高，前交通動(dòng)脈的血流壓力平衡被破壞，管壁擴(kuò)張形成動(dòng)脈瘤。同樣在本研究中前交通動(dòng)脈瘤的發(fā)生也與Willis環(huán)對(duì)稱性分型（Ⅱ型）存在相關(guān)性，這與李暉[17]在有關(guān)血流動(dòng)力學(xué)研究中的結(jié)果相符合。健康的大腦后動(dòng)脈由椎-基底動(dòng)脈提供血液，當(dāng)一側(cè)后循環(huán)血管發(fā)育不良導(dǎo)致不對(duì)稱時(shí)，同側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈為發(fā)育不良的血管進(jìn)行代償，導(dǎo)致該側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈的血流量升高，進(jìn)而改變前交通動(dòng)脈血液的壓力形成動(dòng)脈瘤。同時(shí)后交通動(dòng)脈瘤的產(chǎn)生與Willis環(huán)對(duì)稱性分型（Ⅱ型）存在相關(guān)性，由于后交通動(dòng)脈是Willis環(huán)中最易發(fā)生變異的部位[18]，猜測(cè)當(dāng)一側(cè)后交通動(dòng)脈發(fā)育不良時(shí)，作為連接前、后循環(huán)的重要側(cè)支，同側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈血流量會(huì)升高為其代償，使得通過(guò)后交通動(dòng)脈的血流量升高，形成動(dòng)脈瘤。蔡明辰[19]在頸內(nèi)動(dòng)脈-后交通動(dòng)脈形態(tài)學(xué)研究中也認(rèn)為，后交通動(dòng)脈瘤易發(fā)生在與頸內(nèi)動(dòng)脈起始部相鄰近的位置，該處易受到血流動(dòng)力學(xué)的影響。管松等[20]在64排CT血管成像研究中認(rèn)為是由于胚胎型大腦后動(dòng)脈的形成導(dǎo)致同側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈壓力的升高。通過(guò)本研究結(jié)果猜測(cè)，雙側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈為Willis環(huán)平衡兩側(cè)大腦血液壓力提供了重要幫助。Willis環(huán)Ⅲ型、Ⅳ型與后交通動(dòng)脈瘤在本研究中沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)關(guān)系，可能出現(xiàn)原因與病例收集樣本量過(guò)少有關(guān)。頸內(nèi)動(dòng)脈區(qū)域的動(dòng)脈瘤及大腦中動(dòng)脈瘤在本研究中被證明與Willis環(huán)形態(tài)的改變無(wú)關(guān)，此處的動(dòng)脈瘤在多項(xiàng)研究中證明與動(dòng)脈粥樣硬化造成的血管狹窄有關(guān)[21]。本研究的結(jié)果顯示，女性顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的發(fā)生率高于男性（P<0.05），這與楊平[22]在顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的危險(xiǎn)關(guān)系研究中的結(jié)論一致，符合國(guó)內(nèi)學(xué)者研究的流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果，有部分學(xué)者認(rèn)為與女性雌性激素有關(guān)。

綜上所述，3D-TOF-MRA不會(huì)出現(xiàn)電離輻射及導(dǎo)管相關(guān)的并發(fā)癥，可作為初步篩查顱內(nèi)動(dòng)脈瘤及Willis環(huán)的檢查手段。Willis環(huán)形態(tài)學(xué)上的改變與顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的發(fā)生部位有關(guān)，即前交通動(dòng)脈瘤與Willlis環(huán)是否對(duì)稱有關(guān)，后交通動(dòng)脈瘤僅與Willis環(huán)后部是否對(duì)稱有關(guān)。

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（收稿日期：2020-07-06）