采用三维时间飞跃法磁共振血管成像对Willis环的系列研究

摘要

目的：大脑中动脉（middle cerebral artery,MCA）硬化是引起脑缺血或脑梗死的的主要原因之一，Willis环作为侧支循环的代偿途径，其代偿潜能与其完整性有关。采用三维时间飞跃法磁共振血管成像（3D-time of flight,3D-TOF MRA）来观察患者的Willis环形态、解剖变异，测量前交通动脉（anterior communicating artery,ACoA）直径，探讨是否存在大脑中动脉不同硬化级别、年龄及性别差异。
　　方法：
　　1、随机抽取并回顾性分析于我院行常规磁共振成像（magnetic reso-nance imaging,MRI）及3D-TOF MRA的629例患者，记录患者基本信息如年龄、性别、临床症状及体征。
　　2、根据采集的MRA原始数据进行MIP重建，并做任意方向的旋转，以显示清楚血管走形及血管之间的关系，对Willis环类型进行分类，为Ⅰ型（Willis环完整）、Ⅱ型（Willis环前循环完整后循环不完整）、Ⅲ型（Willis环前循环不完整后循环完整）、Ⅳ型（Willis环前后循环均不完整），并进行统计学分析不同类型之间是否存在大脑中动脉不同硬化级别、年龄及性别的差异。
　　3、筛选出ACoA开放的患者，在MRA原始横断面图像上测量该血管左、中、右三段的管径，取三次的平均值作为血管管径，单位为毫米，精确到小数点后2位。每条血管测量两次，取两次结果的平均值作为血管直径的最终数据。随后进行统计学分析ACoA直径是否存在大脑中动脉动脉硬化级别、年龄及性别的差异。
　　4、结合原始图像、重建的轴、冠、矢状位断面及MIP图像对大脑中动脉主干及其分支进行跟踪评估，根据血管形态、走行、血流信号改变及远端血管显示程度评估及综合分析，将大脑中动脉管腔狭窄程度分为四级：0级、1级、2级、3级。0级：对照组，全程连续显示，边缘清晰锐利，信号基本均匀，无错层现象；1级：轻度动脉硬化，表现为动脉管腔粗细不均匀，边缘不光整，呈“串珠样”改变；2级：中度动脉硬化，表现为动脉管腔节段性狭窄，其远端分支减少，显影差，少数表现为该动脉血流中断，但其远端仍显影；3级：重度动脉硬化，表现为动脉血流中断和远端不显影，伴远端侧支血管生成。年龄分为1组（≤40岁）、2组（40-60岁，包括60岁）、3组（＞60岁）。
　　结果：
　　1、629例患者中，Willis环Ⅰ型最少，占3.3％（21），Ⅱ型占39.7%（250），Ⅲ型占4.6%（29），Ⅳ型最多，占52.3%（329）。
　　2、Willis环类型所占比例分布在大脑中动脉动脉硬化级别中无统计学差异（P=0.621），且均是Ⅳ型最多，Ⅰ型最少。
　　3、Willis环类型所占比例分布在年龄中有统计学差异（P=0.002）。Ⅰ型中，≤40岁年龄段所占构成比最多（13.0%），40-60岁年龄段所占构成比次之（3.2%），＞60岁年龄段所占构成比最少（1.5%）；Ⅱ型中，40-60岁年龄段所占构成比最多（41.9%），≤40岁年龄段所占构成比次之（40.7%），＞60岁年龄段所占构成比最少（37%）；Ⅲ型中，≤40岁年龄段所占构成比最多（5.6%），＞60岁年龄段所占构成比次之（4.9%），＞40-60岁年龄段所占构成比最少（4.2%）；Ⅳ型中，＞60岁年龄段所占构成比最多（56.6%），40-60岁年龄段所占构成比次之（50.6%），≤40岁年龄段所占构成比最少（40.7%）。在≤40岁年龄段中，Ⅱ型和Ⅳ型所占构成比相同且最多，均为40.7%，Ⅲ型最少，为5.6%；在40-60岁年龄段和＞60岁年龄段中，仍是Ⅳ型最多，Ⅰ型最少。
　　4、Willis环类型所占比例分布在性别中有统计学差异（P=0.004），虽然仍是Ⅳ型最多，Ⅰ型最少，但是男性中Ⅱ型和Ⅳ型所占比例比其在女性中所占比例多，Ⅰ型和Ⅲ型所占比例比其在女性中所占比例少。
　　5、ACoA直径在大脑中动脉不同硬化级别中无统计学差异（P=0.781）,0级、1级、2级及3级的ACoA直径分别为（1.22±0.36）mm、（1.19±0.32）mm、（1.19±0.31）mm和（1.20±0.33）mm。
　　6、ACoA直径在年龄中无统计学差异（P=0.112），1组、2组和3组的ACoA直径分别为（1.19±0.39）mm、（1.15±0.32）mm和（1.24±0.33）mm。
　　7、ACoA直径在性别中无统计学差异（P=0.053），男性组和女性组的ACoA直径分别为（1.16±0.31）mm和（1.23±0.34）mm。
　　结论：
　　1、Willis环类型构成比不同，Ⅳ型为主，即前后循环完整率较低。
　　2、Willis环类型构成比在大脑中动脉不同硬化级别中的分布无统计学差异，且均是Ⅳ型最多，Ⅰ型最少。
　　3、Willis环类型构成比在不同年龄段中的分布有统计学差异，即不同年龄段的Willis环类型构成比不同。
　　4、Willis环类型构成比在性别中的分布有统计学差异，男性中Ⅱ型和Ⅳ型所占比例比其在女性中所占比例多，Ⅰ型和Ⅲ型所占比例比其在女性中所占比例少，但仍是Ⅳ型最多，Ⅰ型最少。
　　5、ACoA直径在大脑中动脉不同硬化级别、年龄及性别中无统计学差异。

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前言

材料与方法

1 研究对象

2 影像学资料

3 图像分析及后处理

4 统计学分析

结果

附图

附表

讨论

1 脑缺血的定义

2 脑缺血的危险因素

3 Willis环代偿的作用

4 Willis环的检查方法

5 Willis环类型及变异的临床意义

结论

参考文献

综述: 脑缺血病因及侧支循环代偿的研究概述

致谢

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