經3D-TOF-MRA分析Willis環形態與顱內動脈瘤發生部位的關系

劉子航 王月 藍天琦

[摘要] 目的 經3D-TOF-MRA觀察Willis環形態來探討與顱內動脈瘤發生部位的關系。 方法 收集2018年9月～2020年5月我院所有行腦MRA檢查并同時做CTA檢查的患者435例，依據顱內動脈瘤的有無分為動脈瘤組173例、非動脈瘤組262例。對各部位動脈瘤進行分組，大腦前交通動脈瘤組46例、大腦中動脈瘤組35例、大腦頸內動脈瘤組41例、大腦后交通動脈瘤組51例，并對Willis環分型與動脈瘤的發生部位進行分析。 結果 大腦前交通動脈瘤組與非動脈瘤組間Willis環Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型構成比不同，差異有統計學意義（P=0.000），Willis環分型中的Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型所占比例（80.4%）高于非動脈瘤組（40.5%）。大腦后交通動脈瘤組與非動脈瘤組間Willis分型中的Ⅱ型構成比不同，差異有統計學意義（P=0.008），Willis環分型中的Ⅱ型所占比例（49.0%）高于非動脈瘤組（19.5%）。 結論 Willis環不對稱時與大腦前交通動脈瘤發生有統計學意義，Willis環后部不對稱時與大腦后交通動脈瘤發生有統計學意義。

[關鍵詞] 3D-TOF-MRA;CTA;Willis環;顱內動脈瘤;發育不良

[中圖分類號] R816.1;R445.2 ? ? ? ? ?[文獻標識碼] A ? ? ? ? ?[文章編號] 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

據統計有3.6%～6.0%的人患有顱內動脈瘤[1]，有研究報道，顱內動脈瘤破裂引發蛛網膜下腔出血的死亡率高達50%，該事件幸存者有30%～50%的概率會遺留神經系統后遺癥[2]。顱內動脈瘤的發病機制較多，血流動力學發生改變[3]被認為是腦動脈瘤形成的重要因素之一，Willis環各組成血管自然變異率高且Willis環作為顱內血供的交通要道，其形態的改變必然會引起相應血流動力學的改變[4]。

數字減影血管造影技術（DSA）檢查具有侵入性，且檢查時間較長，檢查費用高，不作為初步篩查手段。MRA和CTA作為無創性檢查技術被臨床廣泛使用，與基于X線成像的DSA和CTA不同，MRA不會導致電離輻射的傷害，3D-TOF（三維時間飛躍法）是MRA的一種成像方法，操作簡單，利用流入增強效應可與周圍組織形成明顯高對比而便于觀察，被廣泛應用于臨床[5]。因此，3D-TOF-MRA是篩選無癥狀顱內動脈瘤患者及觀察顱內動脈環的首選技術[6]，本研究以CTA為對照金標準[7]，現報道如下。

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。將所有患者依據是否有顱內動脈瘤分為動脈瘤組、非動脈瘤組，其中動脈瘤組173例，非動脈瘤組262例。根據診斷出來的動脈瘤區域進行劃分，將其主要分為大腦前交通動脈瘤組46例、大腦中動脈瘤組35例、大腦頸內動脈瘤組41例（發生于兩側頸內動脈末端，自海綿竇段至眼段）及大腦后交通動脈瘤組51例（自頸內動脈眼段后壁至大腦后動脈水平段）。排除標準：①患有嚴重的動脈粥樣硬化、顱內腫瘤及其他顱內血管性疾病者;②腦血管成像質量不佳者。

1.2 方法

1.2.1 3D-TOF-MRA檢查及參數 ?使用Philips公司3.0 T超高場超導型磁共振成像系統掃描，使用頭顱8通道專用線圈。體位：仰臥、頭先進。使用3D-T1-FFE序列，參數如下：TR/TE：25/3.5;翻轉角：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，得到的原始圖像數據傳輸到飛利浦3T MR工作站進行后處理。

1.2.2 CTA檢查及參數 ?使用東芝Aquilion 64排螺旋CT對所有入選患者進行掃描。患者采用仰臥、頭先進;掃描參數：層厚及間隔0.5 mm，管電壓120 kV，螺距11.2，球管旋轉速度為0.4 s/rot。經肘前正中靜脈注射對比劑優維顯（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，利用后處理技術得到三維立體圖像（VR）進行多角度的觀察顱內血管。

1.3 觀察指標

1.3.1 Willis環測量 ?觀察顱內Wills環，將構成Willis環的血管進行三次及以上的測量，取平均值，如果一側的血管小于對側血管的1/2（包括一側血管的缺如），則為Willis環發育不良，使雙側血管不對稱，反之則為雙側血管對稱。CTA及MRA在觀察細小的大腦前交通動脈能力有限且雙側頸內動脈由于本身管腔粗大不易發生變異[7]，在本研究中不考慮大腦前交通動脈及雙側頸內動脈的發育情況。

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

1.4 統計學方法

采用SPSS23.0統計學軟件進行數據處理，計量資料用均數±標準差（x±s）表示，計數資料用[n（%）]表示，采用χ2檢驗，等級資料采用秩和檢驗，P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 顱內動脈瘤、Willis環分型與性別、年齡之間的關系

435例受檢患者中，其中男214例，女221例。173例動脈瘤患者中，男54例，女119例，262例非動脈瘤患者中，男160例，女102例。顱內動脈瘤在不同性別之間比較，差異有統計學意義（P=0.000），女性患顱內動脈瘤患病率高于男性。見表1。Willis環的對稱性分型與性別之間比較，差異無統計學意義（P>0.05）。見表2。

2.2 Willis環分型與顱內動脈瘤發生部位的關系

大腦前交通動脈瘤組與非動脈瘤組的Willis環對稱性分型（Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型）比較，差異有統計學意義（P=0.000），大腦前交通動脈瘤發生時，Willis環不對稱比例為80.4%，顯著高于非動脈瘤組的40.5%，即動脈瘤發生在前交通動脈時與Willis環不對稱比較，差異有統計學意義（P<0.05）。大腦后交通動脈瘤組與非動脈瘤組的Willis環對稱性分型中的Ⅱ型比較，差異有統計學意義（P=0.008），大腦后交通動脈瘤發生時，Willis環后部不對稱比例為49.0%，顯著高于非動脈瘤組的19.5%，即動脈瘤發生在后交通動脈時與Willis環后循環不對稱比較，差異有統計學意義（P<0.05）。由于大腦前動脈A1段動脈瘤及大腦后動脈P1段動脈瘤的樣本量有限，差異無統計學意義（P>0.05），所以未納入本研究。見表3。

3 討論

電離輻射的暴露、碘造影劑對腎臟的毒性損害及醫源性造成的動脈損傷是DSA與CTA這兩種診斷方式的主要缺點，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，利用血液流入增強的原理與周圍組織形成對比，從而達到顯示血管的目的，成為顯示顱內動脈環解剖的敏感技術[9]。趙美芬等[10]通過3D-TOF-MRA診斷顱內動脈瘤的研究中，證明3D-TOF-MRA診斷顱內動脈瘤的準確率為90.36%。顧秀玲等[11]通過3D-TOF-MRA對顱內動脈瘤診斷準確性并與DSA對比的研究中顯示，診斷動脈瘤的準確率達到96.4%。所以3D-TOF-MRA成像方法可作為觀察Willis環與顱內動脈瘤發生部位的初篩技術。

血流動力學[12-13]是顱內動脈瘤被動獲得性的重要因素，Willis環為維持充足的血液供應提供了重要的側支血管，這些側支血管包括橫向流動的前交通動脈及向后方流動的后交通動脈[14]。在Willis環發育正常的情況下，大腦兩側血液壓力基本相等。當一側Willis環血管發育不良或缺如時，大腦兩側血液壓力將會變的不穩定，Willis環健側血管代償性血流量明顯升高[15]。

本研究結果顯示，前交通動脈瘤的發生與Willis環對稱性分型（Ⅲ型、Ⅳ型）比較，差異有統計學意義（P<0.05），這與陳豪等[16]研究結果一致。前交通動脈作為權衡兩側頸內動脈血流壓力的重要側枝，當雙側大腦前動脈不對稱時，為其患側供血的頸內動脈血流量將減少，使對側頸內動脈血流量代償性升高，前交通動脈的血流壓力平衡被破壞，管壁擴張形成動脈瘤。同樣在本研究中前交通動脈瘤的發生也與Willis環對稱性分型（Ⅱ型）存在相關性，這與李暉[17]在有關血流動力學研究中的結果相符合。健康的大腦后動脈由椎-基底動脈提供血液，當一側后循環血管發育不良導致不對稱時，同側頸內動脈為發育不良的血管進行代償，導致該側頸內動脈的血流量升高，進而改變前交通動脈血液的壓力形成動脈瘤。同時后交通動脈瘤的產生與Willis環對稱性分型（Ⅱ型）存在相關性，由于后交通動脈是Willis環中最易發生變異的部位[18]，猜測當一側后交通動脈發育不良時，作為連接前、后循環的重要側支，同側頸內動脈血流量會升高為其代償，使得通過后交通動脈的血流量升高，形成動脈瘤。蔡明辰[19]在頸內動脈-后交通動脈形態學研究中也認為，后交通動脈瘤易發生在與頸內動脈起始部相鄰近的位置，該處易受到血流動力學的影響。管松等[20]在64排CT血管成像研究中認為是由于胚胎型大腦后動脈的形成導致同側頸內動脈壓力的升高。通過本研究結果猜測，雙側頸內動脈為Willis環平衡兩側大腦血液壓力提供了重要幫助。Willis環Ⅲ型、Ⅳ型與后交通動脈瘤在本研究中沒有統計學關系，可能出現原因與病例收集樣本量過少有關。頸內動脈區域的動脈瘤及大腦中動脈瘤在本研究中被證明與Willis環形態的改變無關，此處的動脈瘤在多項研究中證明與動脈粥樣硬化造成的血管狹窄有關[21]。本研究的結果顯示，女性顱內動脈瘤的發生率高于男性（P<0.05），這與楊平[22]在顱內動脈瘤的危險關系研究中的結論一致，符合國內學者研究的流行病學調查結果，有部分學者認為與女性雌性激素有關。

綜上所述，3D-TOF-MRA不會出現電離輻射及導管相關的并發癥，可作為初步篩查顱內動脈瘤及Willis環的檢查手段。Willis環形態學上的改變與顱內動脈瘤的發生部位有關，即前交通動脈瘤與Willlis環是否對稱有關，后交通動脈瘤僅與Willis環后部是否對稱有關。

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（收稿日期：2020-07-06）