通過3D-TOF-MRA分析Willis環(huán)形態(tài)改變與顱內(nèi)動脈瘤的研究進(jìn)展

劉子航 李世星 王月 朱敏 牡丹江醫(yī)學(xué)院附屬紅旗醫(yī)院放射科 （黑龍江 牡丹江 157001）

內(nèi)容提要：三維時(shí)間飛躍法磁共振血管成像（3D-TOF MRA）具有無創(chuàng)型、安全以及避免了對比劑過敏、腎毒性和中樞神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于顱內(nèi)動脈瘤以及Willis環(huán)形態(tài)改變的研究中。由于Willis環(huán)自然變異率高，并且通常伴有不同部位的顱內(nèi)動脈瘤，為研究二者關(guān)系，回顧近年來用3D-TOF-MRA檢查方法對Willis環(huán)形態(tài)改變與顱內(nèi)動脈瘤的發(fā)生部位的研究行歸納概述。

顱內(nèi)動脈瘤（IA）是腦動脈血管的局部擴(kuò)張，發(fā)生在約2%～5%的成人中，這些病變區(qū)域易于破裂，導(dǎo)致蛛網(wǎng)膜下腔出血（SAH），發(fā)生出血性中風(fēng)[1]。由于其早期發(fā)病和預(yù)后不良，使顱內(nèi)動脈瘤成為一種毀滅性的疾病可導(dǎo)致死亡或永久性殘疾，所以了解IA的發(fā)病機(jī)制，對于早期診斷和預(yù)后有非常大的幫助。腦動脈瘤的病因是多因素的，尚未完全闡明，但血流動力學(xué)被認(rèn)為是腦動脈瘤形成的重要因素之一。那么是什么原因?qū)е卵鲃恿W(xué)的改變呢？最常見的原因是Willis環(huán)形態(tài)的改變，由于Willis環(huán)各組成血管自然變異率高，所以Willis環(huán)作為顱內(nèi)血供的交通要道，其型態(tài)的改變必然會引起相應(yīng)血流動力學(xué)的改變[2]。有很多關(guān)于Willis環(huán)改變與顱內(nèi)動脈瘤之間關(guān)系的文獻(xiàn)，現(xiàn)將這些文獻(xiàn)行歸納總結(jié)。

1.檢查方法

對腦側(cè)枝循環(huán)及顱內(nèi)動脈瘤的觀察方法有很多。DSA仍然是評估腦側(cè)枝循環(huán)及顱內(nèi)動脈瘤的金標(biāo)準(zhǔn)，但是由于DSA檢查技術(shù)的侵入性、耗時(shí)、和昂貴以及腎功能不全者禁用等缺點(diǎn)受限于臨床。CTA和MRA可以提供有價(jià)的并且值的術(shù)前信息并且可直接顯示W(wǎng)illis環(huán)。結(jié)合原始圖像和重建圖以獲得更高的精確度。此外，CTA雖然是一種快速、無創(chuàng)的成像方法，可在需要立即操作的緊急情況下來作為DSA的可靠替代方案，但它也存在一些缺點(diǎn)，最主要的是需要造影劑、輻射照射、數(shù)據(jù)處理時(shí)間長。MRA檢查技術(shù)是一種無創(chuàng)性的血管檢查技術(shù)，安全，無需注射對比劑就可使血管顯影，磁共振血管造影技術(shù)隨著梯度的改善、血流檢測序列的增強(qiáng)和血流相關(guān)偽影的減少、回波平面（短掃描時(shí)間）技術(shù)的應(yīng)用以及成像矩陣的改進(jìn)而不斷改進(jìn)，并可能與計(jì)算機(jī)斷層血管造影（CTA）相結(jié)合，成為一種可靠的非侵入性顱內(nèi)動脈瘤檢測技術(shù)。磁共振血管成像（3D-TOF-MRA）是一種全新的無損傷性血管成像方法，具有無創(chuàng)傷和無放射性損害、經(jīng)濟(jì)快捷、適應(yīng)癥廣、大部分病例不用造影劑即可明確診斷等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于臨床。

2.測量標(biāo)準(zhǔn)

聯(lián)合3D TOF MIP、3D TOF源圖像評價(jià)Willis環(huán)組成血管?？吹窖艿钠?、止點(diǎn)證明血管存在，如果整段血管顯示不連續(xù)或者不顯示則認(rèn)為血管缺如。大腦前動脈A1、大腦后動脈P1段＜1mm或＜對側(cè)血管1/2以上則認(rèn)為血管發(fā)育不良，大腦前交通動脈、后交通動脈由于管徑細(xì)小且直徑＞0.5mm者就可發(fā)揮側(cè)支循環(huán)功能，因此規(guī)定在MRA上觀察到者為存在且發(fā)育正常。不過有文獻(xiàn)報(bào)道，由于MRA對大腦前交通動脈顯示欠佳，所以無法確定是否存在前交通動脈缺如的情況，而后交通動脈的測量標(biāo)準(zhǔn)則是把一側(cè)后交通與同側(cè)大腦后動脈P1段管徑的差值與較粗血管相比，如果＜1/2認(rèn)為發(fā)育良好，＞1/2則認(rèn)為發(fā)育不良[1]。

3.MRA對Willis環(huán)形態(tài)改變研究

有學(xué)者對100例正常人進(jìn)行了Willis 環(huán)磁共振血管研究[2]。41%的病例以經(jīng)典的方式（Willis環(huán)Ⅰ型）排列，另有學(xué)者報(bào)道50%或以上的人的Willis環(huán)是發(fā)育異常的，所以大部分人的Willis環(huán)發(fā)育異常[3]。統(tǒng)計(jì)分析表明，男性比女性更有可能有一側(cè)大腦前動脈A1段發(fā)育不良，尤其是老年患者，70歲以上男性一側(cè)大腦前動脈A1段發(fā)育不良的患病率為22.4%，70歲以上女性一側(cè)大腦前動脈A1段發(fā)育不良患病率為14.6%，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。此外，當(dāng)大腦前動脈A1發(fā)育不良時(shí)，女性比男性更容易患腦動脈瘤。另一方面，女性（35.7%）在胚胎大腦后動脈中比男性更常見（21.9%）（P＜0.01），在創(chuàng)傷后動脈發(fā)育不良或缺乏的情況下，男性多于女性，71例大腦前動脈A1發(fā)育不良合并單側(cè)胚胎大腦后動脈解剖的一側(cè)主要分布在同一側(cè)。即當(dāng)優(yōu)勢ACA位于左側(cè)時(shí)，胚胎型大腦后動脈位于右側(cè)，反之亦然，Willis環(huán)異常更多的發(fā)生在左側(cè)而非右側(cè)，通過查閱外國文獻(xiàn)，體重指數(shù)也與Willis形態(tài)改變關(guān)系密切，但尚無定論。

4.MRA分關(guān)析顱內(nèi)動脈瘤的不同部位與Willis環(huán)之間的相性的研究

通過MRA分析血流動力學(xué)結(jié)果表明，近端ACA的單側(cè)發(fā)育不全導(dǎo)致對側(cè)近端ACA和ACOA復(fù)合體的血流動力學(xué)超載，與該復(fù)合體中動脈瘤的形成關(guān)系密切。因此，動脈瘤的位置可能與母體動脈的解剖結(jié)構(gòu)有關(guān)。同樣通過MRA檢查結(jié)果得出，不同的動脈瘤分布在不同性別間有差異，顱內(nèi)動脈瘤患者中，女性多于男性，而前交通動脈瘤、后循環(huán)動脈瘤（非Willis環(huán)上的后循環(huán)動脈瘤）組中男性多于女性。

發(fā)現(xiàn)ACOA動脈瘤的發(fā)展與近端大腦前動脈A1段的不對稱密切相關(guān)，其他研究也強(qiáng)調(diào)了這一點(diǎn)。這種關(guān)系可以簡單地用動力學(xué)機(jī)制來解釋。當(dāng)流向雙側(cè)大腦中動脈的血流主要依賴于ACA時(shí)，該動脈內(nèi)血流的增加會引起切應(yīng)力，一側(cè)大腦前動脈A1段的缺如或發(fā)育不良是預(yù)測前交通動脈瘤的主要因素[4]。還有文獻(xiàn)報(bào)道右側(cè)A1段發(fā)育不良比左側(cè)多[5]。另一方面，MCA動脈瘤是由M1段的側(cè)向血流引起的，它影響MCA分支分叉處的血管壁，因此Willis環(huán)的改變不會影響MCA動脈瘤的發(fā)展。研究發(fā)現(xiàn)MCA瘤的發(fā)生與大腦ACA-A1段發(fā)育不良或胚胎型大腦后動脈解剖無關(guān)，這與有的學(xué)者研究出現(xiàn)了分歧，大腦中動脈瘤與單側(cè)Willis環(huán)完整性有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，即有同側(cè)胚胎型大腦后動脈的患者比正常人更容易伴有大腦中動脈瘤，這可能是因?yàn)榇竽X中動脈作為頸內(nèi)動脈的最大分支，其動脈瘤的產(chǎn)生與頸內(nèi)動脈血流量增多有關(guān)，還有文獻(xiàn)[6]曾提出的后交通動脈瘤與同側(cè)胚胎性大腦后動脈有相關(guān)性。但也有作者反駁，后交通動脈瘤伴有同側(cè)胚胎型大腦后動脈不具有相關(guān)性，認(rèn)為后交通動脈的管徑比前交通動脈管長，有一定的距離代償。

通過上述總結(jié)，3D-TOF-MRA是一種準(zhǔn)確、可靠并且能直接顯示W(wǎng)illis環(huán)動脈段的方法。隨著MRA技術(shù)的發(fā)展和圖像分辨率的提高，MRA對小前后交通動脈的顯示率也將得到顯著提高，將更利于Willis環(huán)形態(tài)的研究。

典型Willis 環(huán)發(fā)生率分析認(rèn)為大腦前交通動脈瘤與Willis環(huán)形態(tài)的改變有關(guān)聯(lián)，大腦中動脈瘤和后交通動脈瘤與Willis環(huán)形態(tài)改變的關(guān)系需要進(jìn)一步研究，而在對不同動脈瘤亞組患者年齡的比較中亦發(fā)現(xiàn)前交通動脈瘤與大腦中動脈分別居于平均年齡較小的前兩位，換句話說，前交通動脈瘤與大腦中動脈瘤形成受到血流動力學(xué)的影響要比后交通動脈瘤更為明顯。