后交通動脈變異的MRA研究及其與后循環(huán)梗死的相關(guān)性

周　圍許乙凱*

神經(jīng)放射學(xué)

后交通動脈變異的MRA研究及其與后循環(huán)梗死的相關(guān)性

周圍1許乙凱2*

后循環(huán)腦梗死日益引起臨床的關(guān)注。部分后循環(huán)腦梗死病人病灶與供血動脈病變不匹配，或血管狹窄的影像表現(xiàn)與臨床表現(xiàn)不匹配，提示血管解剖變異或側(cè)支循環(huán)影響了腦血流分配代償。后交通動脈是后循環(huán)最重要的側(cè)支動脈，可溝通前后循環(huán)的血流，但其常因變異而影響血流代償，與后循環(huán)腦梗死的發(fā)生、轉(zhuǎn)歸有關(guān)。目前有多種磁共振血管成像（MRA）技術(shù)可應(yīng)用于后交通動脈的檢查，是活體研究后交通動脈的重要手段。就后交通動脈的MRA以及后交通動脈與后循環(huán)腦梗死相關(guān)性的研究進(jìn)行綜述，為臨床應(yīng)用MRA篩選潛在高危后循環(huán)梗死病人提供參考。

后交通動脈；變異；后循環(huán)梗死；磁共振血管成像

Int J Med Radiol，2016，39（4）：373-377

腦梗死在我國是致死、致殘性的主要疾病之一，其本質(zhì)是腦血流持續(xù)減少低于某一閾值而導(dǎo)致的不可逆神經(jīng)元死亡，并有腦供血動脈的形態(tài)或血流改變［1］。腦供血動脈包括頸內(nèi)動脈系統(tǒng)（前循環(huán)）和椎-基底動脈系統(tǒng)（后循環(huán)），后循環(huán)的供血區(qū)主要是上段脊髓、腦干、小腦、丘腦、枕葉和部分顳葉。后循環(huán)腦梗死 （posterior circulation infarction，PoCI）病死率約3.6%，嚴(yán)重致殘率達(dá)18%，近年來該病備受臨床醫(yī)生關(guān)注［2］。有研究［3］表明椎-基底動脈狹窄和相應(yīng)的動脈血流減少顯著相關(guān)，但該狹窄和相應(yīng)的動脈供血區(qū)發(fā)生梗死之間并無顯著相關(guān)性，這提示側(cè)支循環(huán)對腦血流的分配有重要影響，存在部分病人的梗死灶與病變動脈不匹配，或血管狹窄的影像表現(xiàn)與臨床表現(xiàn)不匹配。腦血管的側(cè)支循環(huán)可分為3級［4］，其中位于顱底的Willis環(huán)（circle of Willis，CoW）是最重要的1級側(cè)支結(jié)構(gòu)，由大腦前動脈的A1段、前交通動脈、后交通動脈（posterior communicating artery，PCoA）和大腦后動脈（posterior cerebral artery，PCA）的P1段組成。PCoA是CoW最常見的變異部分，也是溝通前后循環(huán)血流最重要的側(cè)支通道，其變異必然影響CoW的代償潛能［5］，因此逐漸為人們所重視。對PCoA的研究經(jīng)歷了尸體標(biāo)本、活體有創(chuàng)、活體無創(chuàng)等多個(gè)階段。臨床放射學(xué)是活體研究PCoA的重要手段，目前MR血管成像（MR angiography，MRA）技術(shù)可以完全無創(chuàng)地應(yīng)用在對志愿者和正常人群中開展的研究，此舉也符合醫(yī)學(xué)倫理要求。MRA技術(shù)包括時(shí)間飛躍法（time-offlight，TOF）、相位對比法（phase contrast，PC）及對比增強(qiáng)法（contrast enhancement，CE）。本文就MRA應(yīng)用于PCoA的情況以及對PCoA與PoCI相關(guān)性的認(rèn)識予以綜述。

1　PCoA的MRA檢查技術(shù)

1.1TOF MRATOF MRA無需注射對比劑，通過抑制靜止的背景組織，利用血液的流入增強(qiáng)效應(yīng)，突出了血管內(nèi)流動血液的信號。包括二維（twodimensional，2D）和三維（three-dimensional，3D）兩種，3D TOF相對2D TOF而言，空間分辨力更高（原始圖的層厚＜1 mm，體素較小），受湍流的影響較小，流動失相位較輕，因此重建血管影像的質(zhì)量更好。有研究［6-7］表明，3D TOF MRA對PCoA的測量結(jié)果準(zhǔn)確，其原圖像與生物塑化薄層斷面解剖標(biāo)本有良好的對應(yīng)關(guān)系，以數(shù)字減影血管造影（DSA）為“金標(biāo)準(zhǔn)”，3DTOFMRA的敏感度、特異度達(dá)91.3%、98.2%，對狹窄超過70%的血管陰性預(yù)測值為100%，是臨床篩查腦動脈狹窄的首選檢查方法［8］。

Stamm等［9］研究結(jié)果表明1.5、3.0、7.0 T場強(qiáng)的3D TOF MRA均可以顯示PCoA，且場強(qiáng)越高顯示效果越好。Conijn等［10］應(yīng)用7.0 T MR設(shè)備，首次在活體上在不使用對比劑的情況下看到了起源于PCoA的穿支動脈，使得無創(chuàng)地研究這些穿支動脈及其供血的大腦深部結(jié)構(gòu)梗死的相關(guān)性成為可能。Yamada等［11］認(rèn)為3D TOF MRA上血管壁斑塊的高信號是缺血性腦卒中的一個(gè)危險(xiǎn)因素，值得臨床注意。

3D TOF MRA包括以下幾方面不足：掃描時(shí)間較長，部分病人難以配合，提高空間分辨率的同時(shí)信噪比的下降難以避免，因此不利于小血管的顯像，此外采集容積內(nèi)血流的飽和較明顯，不利于慢速血流的檢測。但當(dāng)PCoA管徑細(xì)小、流速緩慢或流量很小時(shí)，不能預(yù)防腦梗死的發(fā)生［12］，即使能在DSA上顯影亦無臨床代償意義，而PCoA在TOF MRA上成像說明其具備一定的管徑、流量與流速，更能從功能上反映其作為側(cè)支循環(huán)的存在。如果要進(jìn)一步做定量分析，還需要借助PC MRA技術(shù)。

1.2PC MRAPC MRA可進(jìn)行2D（1個(gè)平面，2個(gè)方向）或3D（1個(gè)體積，3個(gè)方向）成像，應(yīng)用雙極梯度對流動編碼，與心電門控相結(jié)合，利用PC序列對血流速度誘導(dǎo)的相位位移的敏感性，對搏動的血管在整個(gè)心動周期中連續(xù)采集，同樣無需對比劑即可顯示血管的解剖形態(tài)，此外利用流量分析軟件還可獲得血管的流速-時(shí)間曲線［13］，并據(jù)此計(jì)算出血流的流速、流量等血流動力學(xué)參數(shù)，可進(jìn)行定量分析，對于評估PCoA的側(cè)支循環(huán)功能有重要價(jià)值。

Menshawi等［14］認(rèn)為前后循環(huán)的血流正常情況下互不相混，PCoA為“零點(diǎn)供血”，僅作為一個(gè)潛在代償?shù)耐ǖ?，且PCoA管徑＜1 mm就不能形成有效的側(cè)支代償。應(yīng)用PC MRA定量研究可以發(fā)現(xiàn)PCoA的流量增大、流速加快，充分證明其側(cè)支循環(huán)作用，并可評估血流代償?shù)某潭?。Kato等［15］應(yīng)用對比增強(qiáng)2D PC MRA測量PoCI病人的基底動脈血流量，結(jié)果顯示隨著PoCI臨床表現(xiàn)的進(jìn)展，其血流量減小，且血流量的下降與腦內(nèi)缺血梗死灶發(fā)生基本對應(yīng)，因此認(rèn)為PC MRA有助于PoCI的診斷。Hendrikse等［16］應(yīng)用PC MRA研究CoW變異時(shí)的腦血流表現(xiàn)，認(rèn)為除了腦供血動脈狹窄或病變，CoW的解剖變異也是兩側(cè)頸內(nèi)動脈血流不對稱或基底動脈血流減少的重要原因，可誘發(fā)PoCI。

PC MRA由于對硬件設(shè)備和操作人員的要求較高，不但需要正確選擇適當(dāng)?shù)牧魉倬幋a，而且需要使用一些特殊技術(shù)以應(yīng)對活體測量中的運(yùn)動偽影、呼吸偽影和化學(xué)移位偽影等，因此不易推廣普及。目前PC MRA對細(xì)小、迂曲的PCoA檢測仍有難度，但由于能逐一檢測每條血管的血流方向、流量和流速，故仍是目前研究的一個(gè)重點(diǎn)。

1.3CE MRA除了上述兩種無需對比劑的MRA檢查方法，還可以應(yīng)用順磁性對比劑（Gd-DTPA）進(jìn)行CEMRA檢查，該方法是從靜脈內(nèi)團(tuán)注Gd-DTPA，將血液的弛豫時(shí)間明顯縮短至100 ms以內(nèi)，使用超短回波時(shí)間（TE）的梯度回波序列進(jìn)行血管成像。CE MRA成像不依賴于血流速度和方向，不受飽和效應(yīng)的影響，所以對血管分叉、彎曲和慢血流部位等均可明確顯示，成像血管與周圍組織對比更為突出，檢測的敏感性和分辨力更高。毛等［17］回顧性分析了50例PoCI病人的CE MRA結(jié)果，認(rèn)為CE MRA可為PoCI提供診斷依據(jù)，且診斷效能優(yōu)于TOF MRA檢查。但因?yàn)槟X循環(huán)時(shí)間很短而CE MRA采集時(shí)間相對較長，動脈影像易受到周圍顯影靜脈的干擾，特別是腦內(nèi)靜脈和海綿竇顯影增加了判斷細(xì)小PCoA的困難，對比劑的應(yīng)用在一定程度上增加了成本，所以目前尚未常規(guī)應(yīng)用于PCoA的檢查。

上述MRA技術(shù)還可以與其他MR技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用：①聯(lián)合應(yīng)用三維動脈自旋標(biāo)記技術(shù)與TOF MRA，一次檢查就能明確血管形態(tài)和腦灌注的情況，無需對比劑，尤其適用于對對比劑有不良反應(yīng)或心腎功能不全的病人［18］。②聯(lián)合應(yīng)用MR擴(kuò)散加權(quán)成像與MRA技術(shù)，可獲得急性缺血病人的腦實(shí)質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)變化、供血血管病變和側(cè)支循環(huán)開放的必要信息，可為臨床制定治療決策提供參考［19］。

2　PCoA與PoCI的相關(guān)性

2.1PCoA的解剖分型尸體解剖是人們認(rèn)識PCoA的基礎(chǔ)，尸檢結(jié)果表明，CoW除了全環(huán)完整型，還存在前半環(huán)不完整、后半環(huán)不完整、前后半環(huán)均不完整等多種變異，其中與后半環(huán)有關(guān)的變異是最多的［5］。當(dāng)PCoA直接延續(xù)為PCA時(shí)，稱為胚胎性大腦后動脈（fetal origin of the posterior cerebral artery，F(xiàn)TP），文獻(xiàn)報(bào)道其發(fā)生率約為37%，常合并同側(cè)PCA的P1段發(fā)育不良或缺如［20］。Iqbal［5］將PCoA分為正常、單側(cè)發(fā)育不良、雙側(cè)發(fā)育不良、單側(cè)FTP、雙側(cè)FTP、缺如、雙側(cè)不同類型等亞型；Klimek-Piotrowska等［21］嘗試根據(jù)PCoA和PCA的P1段的形態(tài)特點(diǎn)將PCoA分為14個(gè)亞型。上述兩種分型均未包括PCoA本身起源位置變異、起始部漏斗狀變異［22］、走行路徑變異、血管重復(fù)變異［23］等情況，可見PCoA的解剖分型非常復(fù)雜，例如：僅從管徑的角度來說，過于纖細(xì)的PCoA目前被認(rèn)為是發(fā)育不良，但既往研究［5，24-25］中，有研究者將PCoA直徑＜0.8 mm定義為發(fā)育不全，也有研究者從臨床功能的角度將標(biāo)準(zhǔn)放寬到＜1 mm，還有研究者從解剖的角度認(rèn)定直徑＜0.5 mm才是發(fā)育不全，這使得遵從不同標(biāo)準(zhǔn)的研究在報(bào)道PCoA各亞型的比率時(shí)存在差異。而且尸檢中血管的觀察測量通常是在福爾馬林固定后進(jìn)行的，這些測量值也許并不能準(zhǔn)確地反映活體血管的情況。

2.2PCoA的影像分型為了活體研究的需要，目前研究者們普遍認(rèn)可應(yīng)用TOF MRA研究PCoA的結(jié)果，因?yàn)?D TOF MRA對PCoA管徑的測量平均值與尸解標(biāo)本測量的平均值非常接近［7］，而且MRA反映的是活體血管情況，更具臨床價(jià)值。Tanaka等［26］研究了125例健康志愿者的MRA影像，將PCoA簡單地分為典型、左側(cè)缺如、右側(cè)缺如和雙側(cè)缺如4種類型。在Avci等［7］的研究中，進(jìn)一步將PCoA直徑＜1 mm定義為發(fā)育不全，PCoA直徑＜PCA的P1段定為成人型，PCoA直徑＞PCA的P1段定為胎兒型，PCoA直徑和PCA的P1段相等的為過渡型，結(jié)果顯示發(fā)育不全、胎兒型和過渡型的比例分別為11%、10%和14%。

當(dāng)前PCoA變異的影像分型［24，27-29］主要包括：（1）根據(jù)PCoA管徑的絕對值大小分為發(fā)育正常（管徑≥0.8 mm）、發(fā)育不良（管徑＜0.8 mm）和缺如（未顯影）3型，缺點(diǎn)是未將FTP視作獨(dú)立的亞型。（2）根據(jù)PCoA與PCA的P1段的管徑比值分為原始型（比值明顯＞1）、過渡型（比值≈1）、近代型（比值明顯＜1）和混合型4個(gè)亞型，并規(guī)定直徑＞0.625 mm的血管才“存在”。（3）根據(jù)Гиндце標(biāo)準(zhǔn)分型為①PCoA比同側(cè)PCA的P1段粗大，PCA遠(yuǎn)段血流主要來自頸內(nèi)動脈，為原始型；②PCoA纖細(xì)，PCA的P1段粗大，為近代型；③PCoA與PCA的P1段管徑接近（相差＜0.4 mm），為過渡型；④兩側(cè)分別為前述的不同類型，則為混合型。（4）根據(jù)Krabbe-Hartkamp標(biāo)準(zhǔn)分型，規(guī)定正常PCoA的定義為直徑＞0.8 mm血管連續(xù)顯示，有明確的起止點(diǎn)；可將CoW的后環(huán)分為3個(gè)完整亞型和7個(gè)不完整亞型，其中7個(gè)亞型至少有1支FTP，3個(gè)亞型雙側(cè)均為FTP。該方法設(shè)計(jì)周全，分型詳細(xì)，但復(fù)雜度較高，且仍然沒有結(jié)合PCoA本身起源、起始形態(tài)、走行路徑和血管重復(fù)等變異情況，說明PCoA本身的變異就非常復(fù)雜，或者尚未引起足夠的重視。慕等［28］根據(jù)Krabbe-Hartkamp標(biāo)準(zhǔn)對正常PCoA及其9種變異時(shí)的內(nèi)徑分別進(jìn)行了測量，結(jié)果顯示CoW的后環(huán)完整型占24% （12/50），不完整型占76%（38/50），其中至少具有1支FTP者占20%（10/50），雙側(cè)均有FTP者占4%（2/50），雙側(cè)PCoA內(nèi)徑均≥1 mm者占22%，單側(cè)PCoA內(nèi)徑＜1 mm或缺如者占40%，雙側(cè)PCoA內(nèi)徑均＜1 mm或缺如者占38%。

2.3PCoA與PoCI的相關(guān)性Menshawi等［14］研究顯示，PCoA最常見的變異是發(fā)育不全，其次是FTP，發(fā)育不全的動脈在腦梗死病人中更常見。沒有大動脈狹窄時(shí)，PCoA對腦血流量的影響似乎很小，但當(dāng)大動脈狹窄時(shí)，PCoA變得至關(guān)重要，其口徑與腦梗死的危險(xiǎn)性成反比，PCoA發(fā)育不全會導(dǎo)致代償血流的減少或喪失。這與Papantchev等［30］的研究結(jié)論相似，當(dāng)PCoA因發(fā)育不全影響側(cè)支代償功能時(shí)，PoCI發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)增加，因此即使未有癥狀也要積極預(yù)防。同時(shí)，PCoA變異的不同亞型對腦血流分配的影響也不容忽視，深入研究PCoA的變異有助于臨床對后循環(huán)血流動力學(xué)進(jìn)行正確的評估。

FTP是PCoA的一種重要變異，由于PCoA直接延續(xù)為PCA，血供來自頸內(nèi)動脈，脫落的頸內(nèi)動脈栓子容易通過FTP分流導(dǎo)致枕葉腦梗死［1］。陳等［31］回顧性分析了218例PoCI病人（PoCI組）和110名健康志愿者（對照組）的頭顱容積CT數(shù)字減影血管成像檢查資料，對椎動脈發(fā)育異常伴FTP與PoCI的發(fā)生進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果顯示對照組與PoCI組間椎動脈發(fā)育異常伴FTP的檢出率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，認(rèn)為椎動脈發(fā)育異常伴FTP可能引起PoCI。曹等［32］將FTP分為完全胚胎型（PCA的P1段缺如）和部分胚胎型 （PCA的P1段管徑＜PCoA），與正常者（PCA的P1段管徑＞PCoA）比較，發(fā)現(xiàn)部分胚胎型是缺血性卒中發(fā)病的危險(xiǎn)因素。Hong等［33］的研究表明不論單側(cè)或是雙側(cè)FTP，均可導(dǎo)致后循環(huán)腦血流量下降，可在灌注成像中出現(xiàn)類似腦血管病變的表現(xiàn)。上述研究結(jié)果提示對于存在FTP者更應(yīng)做好PoCI的預(yù)防工作，特別是合并其他危險(xiǎn)因素（如高血壓、高脂血癥、糖尿病等）時(shí)，必須要積極干預(yù)，以延緩動脈硬化的進(jìn)展及防止PoCI的發(fā)生和加重。

發(fā)育正常的PCoA具備側(cè)支代償功能，但臨床上也應(yīng)該注意PCoA后向前分流或前向后分流對PoCI的不同影響。Hong等［34］研究了95例急性腦干梗死病人的CTA影像，logistic回歸結(jié)果顯示PCoA是提示預(yù)后良好的指標(biāo)，認(rèn)為是前循環(huán)血液通過PCoA灌流后循環(huán)供血區(qū)，對急性腦干梗死病人的局部缺血起到保護(hù)作用。但李等［1］在臨床上觀察到一些頸內(nèi)動脈血栓病人出現(xiàn)枕葉梗死，認(rèn)為可能是頸內(nèi)動脈的血栓脫落通過PCoA分流所致。李等［35］報(bào)道了11例頸內(nèi)動脈病變病人，其中10例后循環(huán)血液通過PCoA代償前循環(huán)（即PCoA盜血綜合征）而導(dǎo)致PoCI，因此可認(rèn)為PCoA是PoCI發(fā)病的一個(gè)危險(xiǎn)因素。上述研究結(jié)論雖有一定的道理，但PCoA的變異較多，不同亞型之間由于管徑、形態(tài)的不同，分流的情況比較復(fù)雜，如果能分情況討論則更為合理，有待今后進(jìn)一步深入研究。

3　小結(jié)

綜上所述，MRA是活體研究PCoA的有力工具，未來PCoA的MRA研究有望從兩個(gè)方向突破：①開發(fā)應(yīng)用新的MRA技術(shù)（四維MRA電影或高分辨MRA減影等），如西門子公司的TREAT（timeresolved echo-shared angiographic technique）和TWIST（time-resolved angiography with interleaved stochastic trajectories）、GE公司的 TRICKS（timeresolved imaging of contrast kinetics）、飛利浦公司的CEN-TRA-Keyhole Acquisition技術(shù)［13］，但目前這些技術(shù)尚未應(yīng)用于細(xì)小迂曲的PCoA的研究。②充分發(fā)揮現(xiàn)有MRA技術(shù)的優(yōu)勢，特別是應(yīng)用PC MRA從形態(tài)和血流兩方面對PCoA進(jìn)行定量研究，有利于了解PoCI時(shí)PCoA的血流情況，比單純的解剖評估（如DSA）或單純的血流評估（如經(jīng)顱多普勒超聲）效果更好，對PCoA不同亞型之間的管徑、形態(tài)、分流方向、分流量等情況進(jìn)行分類討論，便于進(jìn)一步研究PCoA與PoCI的相關(guān)關(guān)系。

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（收稿2015-10-22）

MRA evaluation of variation of posterior communicating artery and its correlation with posterior circulationinfarction

ZHOU Wei1，XU Yikai2.1 Department of Radiology Southern Medical University Affiliated The First People's Hospital of Shunde，F(xiàn)oshan 528300，China；2 Medical Imaging Center，Southern Medical University Affiliated Nanfang Hospital

Posterior circulation cerebral infarction has been paid close attention by clinicians.In some patients with posterior circulation cerebral infarction，the distribution of lesions does not match with the lesions of blood supply arteries，or the imaging of vascular stenosis does not match with clinical manifestations，indicating vascular anatomical variations or compensatory collateral circulation influences the cerebral blood supply，which plays an important role in the pathophysiological process of posterior circulation cerebral infarction.Posterior communicating artery is the most important collateral artery because it communicates the blood of posterior circulation and anterior circulation.The variation of posterior communicating artery influences blood flow compensatory，and is associated with the occurrence and outcome of in posterior circulation cerebral infarction.Medical imaging is an important means to evaluate posterior communicating artery.There are a variety of magnetic resonance angiography（MRA）techniques which can be used for the inspection of posterior communicating artery.In this paper，we summarized the inspection of posterior communicating artery using MRA and the studies of the relationship between posterior communicating artery and posterior circulation cerebral infarction to provide a reference for clinical screening the patients with potential high risk of the posterior circulation infarction using magnetic resonance angiography.

Posterior communicating artery；Variation；Posterior circulation infarction；Magnetic resonance angiography

廣東省佛山市科學(xué)技術(shù)局醫(yī)學(xué)類科技攻關(guān)項(xiàng)目（2014AB002553，2015AB002553）

10.19300/j.2016.Z3874

R743；R445.2

A

1南方醫(yī)科大學(xué)附屬順德第一人民醫(yī)院放射科，佛山 528300；2南方醫(yī)科大學(xué)附屬南方醫(yī)院影像診斷中心

許乙凱，E-mail：yikaivip@163.com

*審校者