人腦底動脈環(huán)的磁共振血管成像分型

于宏，劉橙雨，王雁菊

（1.沈陽維康醫(yī)院放射科，沈陽 110021；2.中國醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院皮膚科，沈陽 110004；3.中國醫(yī)科大學(xué)人文社科學(xué)院醫(yī)學(xué)倫理學(xué)教研室，沈陽 110122）

人腦底動脈環(huán)的磁共振血管成像分型

于宏1，劉橙雨2，王雁菊3

（1.沈陽維康醫(yī)院放射科，沈陽 110021；2.中國醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院皮膚科，沈陽 110004；3.中國醫(yī)科大學(xué)人文社科學(xué)院醫(yī)學(xué)倫理學(xué)教研室，沈陽 110122）

目的 運用磁共振血管成像（MRA）觀察人腦底動脈環(huán)結(jié)構(gòu)并分型。方法 對沈陽維康醫(yī)院2013年10月至2015年5月頭部MRA檢查圖像2 104例進行回顧性分析，根據(jù)其腦底動脈實際存在情況，按前后環(huán)分別分型。結(jié)果 根據(jù)大腦前動脈起源及有無前交通支，將前環(huán)分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型，其中Ⅱ型又分為ⅡR型和ⅡL型2個亞型。根據(jù)有無后交通支，將后環(huán)分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型，再根據(jù)大腦后動脈的起源將Ⅰ型分成4個亞型（IB、IC、IRC、ILC），Ⅱ型分成8個亞型（ⅡBR、ⅡBL、ⅡCR、ⅡCL、ⅡRCR、ⅡRCL、ⅡLCR、ⅡLCL），Ⅲ型分成4個亞型（ⅢB、ⅢC、ⅢRC、ⅢLC）。結(jié)論 人腦底動脈各型之間既有相關(guān)性又有各自的血供來源及交通代償特點。當(dāng)前后環(huán)均為Ⅲ型時，腦底動脈形成完整的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，即Willis環(huán)，其存在率約為10.7%。掌握個體類型的不同對腦血管病的防治有重要意義。

磁共振血管成像；分型；Willis環(huán)

人腦組織供血主要依靠雙側(cè)頸內(nèi)動脈系統(tǒng)及椎—基底動脈系統(tǒng)。一直以來，研究者都認為這兩個系統(tǒng)在腦底部形成一個環(huán)狀結(jié)構(gòu)，即Willis環(huán)，并通過大量尸檢加以證明。近年來，隨著影像技術(shù)的飛速發(fā)展，已能夠在活體上觀察人腦底動脈結(jié)構(gòu)，但得出的結(jié)論卻與尸檢結(jié)果相差巨大。本研究通過磁共振血管成像（magnetic resonance angiograph?ic，MRA）觀察人腦底動脈結(jié)構(gòu)，并將其分型，旨在研究各型之間的關(guān)系及其代償功能特點。

1 材料與方法

1.1 病例選擇

對沈陽維康醫(yī)院2013年10月至2015年5月共2 104例頭部MRA檢查圖像進行回顧性分析。受檢者年齡8～90歲，平均年齡49歲；男934例，女1 170例。所有病例無明顯頸內(nèi)動脈和基底動脈狹窄、閉塞及血管畸形。

1.2 成像及分型方法

使用西門子1.5T磁共振掃描儀，運用3DTOF法進行頭血管成像。所有圖像均由從事磁共振診斷工作20余年經(jīng)驗豐富的醫(yī)師在顯示器上多方位、多角度觀察。只有觀察到血管起止點才能確定該血管存在。通過血管的粗細及形態(tài)鑒別大腦后動脈與后交通支，管徑較粗的確定為大腦后動脈，較細的確定為后交通支。分型方式：不以Willis環(huán)為基礎(chǔ)分型，而是以所見血管客觀存在為依據(jù)，按前后循環(huán)分別分型。為便于描述，稱此分型方式為“于氏分型法”。雙側(cè)頸內(nèi)動脈、大腦前動脈、前交通支為前循環(huán)；雙側(cè)頸內(nèi)動脈、大腦后動脈、基底動脈、后交通支為后循環(huán)。

前環(huán)分型：根據(jù)大腦前動脈起源及有無前交通支分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型，其中Ⅱ型根據(jù)雙側(cè)大腦前動脈起源于左或右頸內(nèi)動脈又分2個亞型，即ⅡL型，ⅡR型（L為左，R為右，以下同）。

后環(huán)分型：根據(jù)有無后交通支分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型。Ⅰ型，雙側(cè)頸內(nèi)動脈與基底動脈之間均無后交通支；Ⅱ型，一側(cè)頸內(nèi)動脈與基底動脈動之間存在后交通支；Ⅲ型，雙側(cè)頸內(nèi)動脈與基底動脈之間均存在后交通支。Ⅰ型根據(jù)大腦后動脈起源于基底動脈或頸內(nèi)動脈又分為4個亞型，即ⅠB型、ⅠC型、ⅠRC型、ⅠLC型（B為基底動脈，C為頸動脈，以下同）。Ⅱ型在Ⅰ型基礎(chǔ)上一側(cè)存在后交通支，根據(jù)其左右不同標(biāo)為L、R，共分為ⅡBR、ⅡBL、ⅡCR、ⅡCL、ⅡRCR、ⅡRCL、ⅡLCR、ⅡLCL 8個亞型。Ⅲ型在Ⅰ型基礎(chǔ)上雙側(cè)均存在后交通支，分為ⅢB、ⅢC、ⅢRC、ⅢLC 4個亞型。

Willis環(huán)：當(dāng)前后環(huán)均完整時確認Willis環(huán)存在。

2 結(jié)果

如圖1、2所示，不同類型血液來源及交通代償各有不同。

圖1 前環(huán)分型及MRA圖像和圖示Fig.1 MRA images and diagrams of anterior circle types

3 討論

3.1 腦底動脈結(jié)構(gòu)及分型

腦組織的血液供應(yīng)主要依靠雙側(cè)頸內(nèi)動脈系統(tǒng)及椎—基底動脈系統(tǒng)。通常雙側(cè)頸內(nèi)動脈通過雙側(cè)大腦前動脈及大腦中動脈供應(yīng)腦組織前3/5血液，椎—基底通過雙側(cè)小腦動脈及大腦后動脈供應(yīng)腦組織后2/5血液。但由于雙側(cè)頸內(nèi)動脈分支及椎—基底動脈在腦底部的形態(tài)變異較多，因而大腦前、后動脈的血液來源有所不同，同時，動脈之間也可產(chǎn)生各種不同的交通支，所以了解這些不同的血管結(jié)構(gòu)類型對于研究腦血管疾病的發(fā)生、發(fā)展及治療有很重要的意義。

圖2 后環(huán)分型及MRA圖像和圖示Fig.2 MRA images and diagrams of posterior circle types

WILLIS于1664年發(fā)現(xiàn)并命名了腦底動脈環(huán)，即Willis環(huán)［1］。此后的尸檢研究［2?3］發(fā)現(xiàn)Willis環(huán)的發(fā)生率存在差異。近年來隨著影像技術(shù)的發(fā)展，有關(guān)數(shù)字減影血管造影、電子計算機斷層掃描血管造影、MRA的研究［4?10］結(jié)果與尸檢結(jié)果產(chǎn)生了16%～100%的巨大差異。MRA是目前無損傷的活體觀察腦底動脈結(jié)構(gòu)的最佳方式，3DTOF MRA是利用血液流入增強效應(yīng)進行血管形態(tài)成像，能夠真實地反映生理狀態(tài)下腦血管形態(tài)及血液動力學(xué)改變，但缺點是對血流較慢的血管或管徑較細小的血管顯示不佳［11?12］。本研究利用MRA對人腦底動脈結(jié)構(gòu)進行研究分型，摒棄了以往以Willis環(huán)為基礎(chǔ)的分型，以腦底動脈的實際存在情況，按前、后環(huán)分別分型，然后再分析它們之間的關(guān)系，更加科學(xué)合理。

3.2 前環(huán)分型及特點（圖1）

前環(huán)主要顯示雙側(cè)頸內(nèi)動脈與大腦前動脈、前交通支之間的關(guān)系。（1）Ⅰ型（8.5%）：雙側(cè)大腦前動脈分別起源于同側(cè)頸內(nèi)動脈，彼此之間無交通支。當(dāng)一側(cè)頸內(nèi)動脈病變時，另一側(cè)無代償功能。（2）Ⅱ型（9.5%）：雙側(cè)大腦前動脈起源于同一側(cè)頸內(nèi)動脈，雙側(cè)頸內(nèi)動脈之間無交通支，根據(jù)供血頸內(nèi)動脈的左右不同，又分為ⅡL型（6.9%）和ⅡR型（2.6%）2個亞型。當(dāng)供血側(cè)頸內(nèi)動脈病變時，雙側(cè)大腦前動脈均受影響，而當(dāng)非供血側(cè)頸內(nèi)動脈病變時，雙側(cè)大腦前動脈均不受影響。Ⅰ、Ⅱ型均為前環(huán)不完整型，此時觀察后交通支是否存在對于發(fā)生病變時有無代償功能非常重要。（3）Ⅲ型（82.0%）：為最多見的類型（前環(huán)完整型），雙側(cè)大腦前動脈分別起源于同側(cè)頸內(nèi)動脈，彼此之間可見前交通支存在，前交通支的位置、形態(tài)可有差異。當(dāng)一側(cè)頸內(nèi)動脈病變時，另一側(cè)可通過前交通支進行血流代償。

3.3 后環(huán)分型及特點（圖2）

后環(huán)主要顯示雙側(cè)頸內(nèi)動脈與大腦后動脈、后交通支、基底動脈之間的關(guān)系，根據(jù)有無后交通支分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型，再根據(jù)大腦后動脈起源于基底動脈或頸內(nèi)動脈分成不同亞型。

3.3.1 后環(huán)Ⅰ型（58.7%）：頸內(nèi)動脈與基底動脈之間無后交通支，特點是頸動脈與基底動脈之間無血流代償功能。根據(jù)大腦后動脈起源于基底動脈或頸內(nèi)動脈分為4個亞型。（1）ⅠB型（51.8%），雙側(cè)大腦后動脈均起源于基底動脈，此型最多見，其特點是當(dāng)基底動脈病變時，雙側(cè)大腦后動脈均受影響。（2）ⅠC型（1.2%），雙側(cè)大腦后動脈各起源于同側(cè)頸內(nèi)動脈，即雙側(cè)胚胎型大腦后動脈，其特點是當(dāng)基底動脈病變時，雙側(cè)大腦后動脈均不受影響，雙側(cè)大腦后動脈供血受同側(cè)頸內(nèi)動脈影響。此型均伴有椎基底動脈發(fā)育細小。（3）ⅠRC型（3.2%），左側(cè)大腦后動脈起源于基底動脈，而右側(cè)大腦后動脈起源于右側(cè)頸內(nèi)動脈，即右側(cè)胚胎型大腦后動脈，其特點是左側(cè)大腦后動脈供血受基底動脈影響，右側(cè)大腦后動脈供血受右側(cè)頸內(nèi)動脈影響。（4）ⅠLC型（2.5%），右側(cè)大腦后動脈起源于基底動脈，而左側(cè)大腦后動脈起源于左側(cè)頸內(nèi)動脈，即左側(cè)胚胎型大腦后動脈，其特點是右側(cè)大腦后動脈供血受基底動脈影響，左側(cè)大腦后動脈供血受左側(cè)頸內(nèi)動脈影響。

3.3.2 后環(huán)Ⅱ型（29.0%）：一側(cè)頸內(nèi)動脈與基底動脈之間存在后交通支，特點是一側(cè)頸內(nèi)動脈與基底動脈間有血流代償功能。根據(jù)大腦后動脈起源于基底動脈或頸內(nèi)動脈分成8個亞型，即在Ⅰ型基礎(chǔ)上，左或右存在后交通支。（1）ⅡBR型（8.8%），即在ⅠB型基礎(chǔ)上右側(cè)頸內(nèi)動脈與基底動脈之間存在后交通支。當(dāng)基底動脈病變時，右側(cè)頸內(nèi)動脈可通過右后交通支代償供應(yīng)雙側(cè)大腦后動脈血液。當(dāng)右側(cè)頸內(nèi)動脈病變時，基底動脈可通過右后交通支代償供應(yīng)右側(cè)頸內(nèi)動脈血液；但當(dāng)左側(cè)頸內(nèi)動脈病變時，基底動脈則無代償功能，此時觀察前交通支是否存在是非常重要的。（2）ⅡBL型（8.7%），即在ⅠB型基礎(chǔ)上左側(cè)頸內(nèi)動脈與基底動脈之間存在后交通支，當(dāng)基底動脈病變時，左側(cè)頸內(nèi)動脈可通過左后交通支代償供應(yīng)雙側(cè)大腦后動脈血液，當(dāng)左側(cè)頸內(nèi)動脈病變時，基底動脈可通過左側(cè)后交通支代償供應(yīng)左側(cè)頸內(nèi)動脈血液；但當(dāng)右側(cè)頸內(nèi)動脈病變時，基底動脈則無代償功能，此時觀察前交通支是否存在是非常重要的。（3）ⅡCR型（0.8%），即在ⅠC型基礎(chǔ)上右側(cè)頸內(nèi)動脈與基底動脈之間存在后交通支，其特點是右側(cè)頸內(nèi)動脈與基底動脈之間有相互代償功能，左側(cè)無代償功能，同時左側(cè)大腦后動脈供血受左側(cè)頸內(nèi)動脈影響。（4）ⅡCL型（1.2%），即在ⅠC型基礎(chǔ)上左側(cè)頸內(nèi)動脈與基底動脈之間存在后交通支。其特點是左側(cè)頸內(nèi)動脈與基底動脈之間有相互代償功能，右側(cè)無代償功能，同時右側(cè)大腦后動脈供血受右側(cè)頸內(nèi)動脈影響。（5）ⅡRCR型（5.5%），即在ⅠRC型基礎(chǔ)上右側(cè)頸內(nèi)動脈與基底動脈之間存在后交通支，其代償功能特點同ⅡBR型。（6）ⅡRCL型（0.6%），即在ⅠRC型基礎(chǔ)上左側(cè)頸內(nèi)動脈與基底動脈之間存在后交通支，其代償特點同ⅡCL型。（7）ⅡLCR型（0.6%），即在ⅠLC型基礎(chǔ)上右側(cè)頸內(nèi)動脈與基底動脈動之間存在后交通支。其代償功能特點同ⅡCR型。（8）ⅡLCL型（2.8%），即在ⅡLC型基礎(chǔ)上左側(cè)頸內(nèi)動脈與基底動脈之間存在后交通支，其代償功能特點同ⅡBL型。雖然Ⅱ型分8個亞型，從形態(tài)上有所不同，但在代償功能特點方面，ⅡBR型與ⅡRCR型，ⅡBL型與ⅡLCL型，ⅡCR型與ⅡLCR型，ⅡCL型與ⅡRCL型基本相同。

3.3.3 后環(huán)Ⅲ型（12.3%）：此型后環(huán)完整，雙側(cè)頸內(nèi)動脈與基底動脈之間均存在后交通支，其共同特點是雙側(cè)頸內(nèi)動脈與基底動脈之間均有交通代償功能。根據(jù)大腦后動脈起源于基底動脈或頸內(nèi)動脈分為4個亞型。（1）ⅢB型（6.6%），即在ⅠB型基礎(chǔ)上，雙側(cè)頸內(nèi)動脈與基底動脈之間均存在后交通支。（2）ⅢC型（3.1%），即在IC型基礎(chǔ)上，雙側(cè)頸內(nèi)動脈與基底動脈之間均存在后交通支。（3）ⅢRC型（1.7%），即在ⅠRC型基礎(chǔ)上，雙側(cè)頸內(nèi)動脈與基底動脈之間均存在后交通支。（4）ⅢLC型（0.9%），即在ⅠLC型基礎(chǔ)上，雙側(cè)頸內(nèi)動脈與基底動脈之間均存在后交通支。

腦底動脈結(jié)構(gòu)的不同類型可能與胚胎發(fā)育時血液動力學(xué)及血管內(nèi)壓力有關(guān)。MRA是目前完整顯示腦底動脈結(jié)構(gòu)的最佳方法。本研究所述“于氏分型法”是一種新型的腦底動脈分型方法，它囊括了腦底動脈的所有結(jié)構(gòu)類型，既顯示了各類型之間的相互關(guān)聯(lián)性，又突出了各自的血供及代償功能特點。掌握個體的不同類型對腦血管疾病的發(fā)生、發(fā)展及治療有重要意義，有利于實現(xiàn)精準(zhǔn)化醫(yī)療。以往，國內(nèi)外學(xué)者對腦底動脈結(jié)構(gòu)的研究均根據(jù)Wil?lis環(huán)的完整與否而分型，此前沒有任何一種分型方法讓世人信服，其原因在于腦底動脈結(jié)構(gòu)是由4型前環(huán)與16型后環(huán)排列組合而成，可產(chǎn)生出幾十種類型。本研究結(jié)果顯示，當(dāng)前、后環(huán)均為Ⅲ型時，腦底動脈形成完整的環(huán)路，即Willis環(huán)，其存在率僅約10.7%。

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（編輯 王又冬）

MRA Classification of the Artery Structures at the Base of the Brain

YU Hong1，LIU Chengyu2，WANG Yanju3
（1.Department of Radiology，Shenyang Weikang Hospital，Shenyang 110021，China；2.Department of Dermatology，Shengjing Hospital，China Medical University，Shenyang 110004，China；3.Department of Ethics，School of Humanities and Social Sciences，China Medical University，Shenyang 110122，China）

Objective To observe and classify the structure of the circle of Willis by using magnetic resonance angiographic（MRA）method. Methods A total of 2 104 MRA head images from October 2013 to May 2015 in Shenyang Weikang Hospital was retrospective analyzed，and the structure was classified by anterior circle or posterior circle according to the actual situation of the cerebral basilar artery.Results According to the origin of anterior cerebral artery and whether there was anterior communicating artery or not，anterior circle was classified into three types：typeⅠ，typeⅡand typeⅢ.TypeⅡwas classified into two subtypes，namely，typeⅡR and typeⅡL.Posterior circle，on the basis of whether there was posterior communicating artery or not，was classified into three types，which were typeⅠ，typeⅡand typeⅢ.According to the origin of posterior cerebral artery，typeⅠwas classified into four subtypes，including typeⅠB，typeⅠC，typeⅠRC and typeⅠLC；typeⅡwas classified into eight subtypes，including typeⅡBR，typeⅡBL，typeⅡCR，typeⅡCL，typeⅡRCR，typeⅡRCL，typeⅡLCR and typeⅡLCL；typeⅢwas classified into four subtypes，including typeⅢB，typeⅢC，typeⅢRC，typeⅢLC.Conclusion There is a correlation among the different types of cerebral basi?lar artery，and each type of artery has their own sources of blood supply and the traits of communication compensation.When the anterior circle and posterior circle were both typeⅢ，the complete ring structure of cerebral basilar artery，namely the circle of Willis，was formed.The existing rate of the circle of Willis was about 10.7%.Understanding of the differences among the individual types of arteries has great significance to the prevention and treatment of the cerebrovascular disease.

magnetic resonance angiographic；classification；circle of Willis

R81

A

0258-4646（2017）03-0261-05

10.12007/j.issn.0258?4646.2017.03.018

于宏（1962-），男，副主任醫(yī)師，本科.

王雁菊，E-mail：yanjuwang7@163.com

2016-10-18

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