CT血管成像显示分水岭脑梗死患者Willis环的特征☆

董美学胡玲黄远军王啸温家华魏有东李琦谢鹏

·论 著·

CT血管成像显示分水岭脑梗死患者Willis环的特征☆

董美学*△胡玲*黄远军*△王啸△温家华※魏有东*李琦*谢鹏*△

目的探索Willis环在分水岭脑梗死发生过程中的独特代偿作用。方法应用CT血管成像(CT an⁃giography,CTA)技术，回顾性分析2011年6月至2013年12月于我院住院治疗的471例急性非分水岭脑梗死和93例分水岭脑梗死（包括外侧型及内侧型两型）患者的颅内动脉，比较各组患者Willis环相关动脉的变异情况及构型特点。结果与非分水岭脑梗死相比，外侧型分水岭脑梗死患者中单侧胚胎型大脑后动脉明显增多(36.4%，P＜0.05)，而内侧型分水岭脑梗死患者双侧胚胎型大脑后动脉明显减少(0%,P＜0.05)，Willis环其余相关动脉变异及构型组成未见明显统计学差异(P＞0.05)。结论与非分水岭脑梗死相比，胚胎型大脑后动脉与分水岭脑梗死有着独特关系。

分水岭脑梗死CT血管成像Willis环大脑后动脉回顾性

分水岭脑梗死（cerebral watershed infarction，CWI）是指发生于脑内相邻大动脉供血区域间的边缘带的梗死，国内外最新研究指出它约占所有脑梗死患者的12～13%[1-2]，中国人CWI主要与颈内动脉、大脑中动脉等颅内外动脉相关，有关我国CWI患者的危险因素笔者已在相关文章[2]中进行过详细的分析。颅底Willis环作为脑初级侧支循环在脑梗死患者中起着重要作用[3]，然而它与CWI的关系却鲜有文献深入研究，因人种差异，中国人Willis环形态较其他民族又有明显不同。本文回顾性利用头颅CTA观察中国重庆地区CWI及其亚型与非分水岭脑梗死（non-CWI）患者Willis环的相关动脉变异情况及构型组成，分析Willis环在中国重庆地区CWI患者中的独特作用。

1 对象与方法

1.1 研究对象本研究连续收集从2011年6月至2013年12月在我院住院治疗的急性脑梗死患者病历资料，按照如下纳入标准及排除标准共纳入研究对象564例进行回顾性分析。纳入标准：①符合“2010中国急性缺血性脑卒中诊治指南”急性脑梗死诊断标准；②发病7 d内完成头颅磁共振(含弥散加权成像序列)；③发病7 d内完成头颅CTA。排除标准：①头颅磁共振未见新发梗死灶；②CTA减影后存在严重伪影或血管显示欠佳，影响观察分析。

1.2 方法分组根据头颅磁共振对梗死灶的定位，采用通用脑血管分布区域模版将研究对象分为CWI组[共93例，平均年龄（66.03±12.804）岁，男62例]及non-CWI组[共471例，平均年龄（65.95± 10.759）岁，男305例]，将CWI组根据发生部位进一步分为内侧型[internal CWI，I-CWI，共49例，平均年龄（64.65±10.471）岁，男31例）]及外侧型[Ex⁃ternal CWI，E-CWI，共44例，平均年龄（67.39± 11.010）岁，男31例]，经统计检验，各组数据在性别、年龄构成上均无统计学差异。

CT扫描我院头颅CTA均采用CT数字减影血管成像(volume CT digital subtraction angiography, VCTDSA)扫描模式和临床扫描方案。采用峰值试验法扫描，扫描范围从第1颈椎至颅顶，头颈部联合扫面范围从主动脉弓至颅顶，头颅CTA螺距：0.53。

图像后处理及分析在AW4.2工作站进行VCTDSA后处理，采用3D容积再现局部显示方式显示Willis环解剖结构，尽量放大视野以观察，血管纤细或血管未见显示时，调节阈值尝试显示细小血管，图像分析由两位熟练医师负责，意见不统一时通过协商解决。本研究可观测到最小血管直径约0.4 mm。

Willis环观测观察Willis环相关动脉，包括大脑前动脉A1段（the A1 segment of anterior cerebral artery,ACA-A1）、大脑后动脉P1段（the P1 seg⁃ ment of posterior cerebral artery,PCA-P1）、前交通动脉（anterior communicating artery,ACoA）和后交通动脉（posterior communicating artery,PCoA）。依据形态特征分为：缺如（整条血管结构通过放大视野也不能显示）、发育不良（可观察到血管起始两端走形但血管明显纤细）及完整（可观察到血管起始两端及走形并且血管发育良好）三种类型，其中发育不良具体的判断标准为ACA-A1、PCA-P1直径＜1 mm且呈细线样改变，而ACoA、PCoA因本身较细小，故CTA上一旦观察到即视为完整，ACoA的其它较多变异并不在本研究的考虑中，分别记录每一患者Willis环组成动脉变异情况。将PCoA明显增粗，直径大于PCA-P1直径的定义为胚胎型大脑后动脉（fetal type of the Posterior cere⁃bral artery，FTP）（见图1）。

1.3 统计分析采用SPAA 22.0进行统计学分析。分别比较CWI组及其各亚型与non-CWI组患者Willis环相关动脉变异情况及构型组成。采用Pearson卡方检验统计分析，P＜0.05表明差异有统计学意义。

2 结果

图1 单侧FTP与双侧FTP

2.1 Willis环相关动脉变异各组患者Willis环相关动脉变异情况见表1所示，经统计分析，E-CWI组患者中单侧FTP（Uni-FTP）明显增多，I-CWI组双侧FTP（Bi-FTP）明显减少，其余相关动脉变异情况均未见统计学意义。

2.2 Willis环构型依据各组患者Willis环相关动脉是否存在进行构型分类（见图2），最新一项研究[4]认为Willis环上直径在0.4～0.6 mm的血管即可发挥代偿作用，故本研究将发育不良和完整均视为血管存在。Willis环各构型分布见表2所示，各组患者主要构型相似，以A、B、C三组构型最为常见，经统计检验各组患者Willis环构型并无明显差异。

3 讨论

图2 Willis环构型示意图及病例

表1 Willis环相关动脉变异情况

CWI的概念最早由Pozzi S于1884年提出，Zulch和Behrend在1960s对其典型发生部位进行了描述并猜测可能发生机制，在这之后的50余年间，各国科学家们不断对其病因、发病机制、临床及影像特征进行研究探讨，认识不断加深，但仍存在着许多争议。脑梗死的发生机制有局部低灌注及栓塞两种，CWI多倾向于血流低灌注引起[5]。资料显示，西方人CWI最常见病因为严重的颈总或颈内动脉狭窄甚至闭塞，而我国患者主要为大脑中动脉中重度狭窄[2,6-7]，这种差异将导致东西方人群CWI代偿方式有所不同，Willis环是脑血流最基础最重要的代偿方式[8]，研究我国CWI患者Willis环形态特征对疾病的认识有着重要的作用。CTA可以同时从整体上观察颅内血管，对血流动力学依赖小，在研究颅内血管时的敏感性和特异性已得到广泛认可[9-10]。

表2 Willis环各构型情况

本研究借助CTA分析我国重庆地区CWI患者与non-CWI组患者在Willis环上的差异性，结果显示各组患者在Willis环相关动脉（ACA-A1、PCA-P1、ACoA、PCoA）形态变异上并未表现出统计学差异。为进一步明确各组Willis环是否在整体上存在差异，分析各组患者Willis环构型组成，仍旧未发现有统计学差异。上述结果表明与non-CWI相比，Willis环在中国CWI患者中并没有表现出独特的代偿作用，这与我们之前的研究相契合，即我国CWI主要病因为大脑中动脉狭窄，而大脑中动脉位于Willis环之后，故Willis环在CWI中并未能显示出独特意义。因种族差异，西方人CWI主要病因为颈内、颈总动脉的狭窄，Willis环在其中的重要作用有待进一步研究。

FTP与成人型大脑后动脉不同之处在于大脑后动脉血供主要来源于颈动脉，故枕叶供血主要依赖颈动脉而非椎基底动脉。研究[11]认为Willis环的变异包括FTP的发生来源于胚胎时的生长发育过程而与先天性遗传因素或后天颈部活动无关，在胚胎发育过程中随着大脑皮质向后生长，成人型大脑后动脉在经济学上被认为效益更大，大脑后动脉的类型遂逐步向成人型转换[12]。本研究发现，E-CWI组单侧FTP（36.4%）较non-CWI组（22.9%）明显增多，而I-CWI组双侧FTP（0%）较non-CWI组10.0%明显减少。FTP与脑梗死的密切关系众说纷纭，有研究[13]认为FTP并不是脑梗死的危险因素，在因颅内动脉尤其是椎基底动脉严重病变引起慢性缺血的患者中，后交通动脉代偿性增粗、沟通前后循环平衡血流，FTP为避免脑梗死的发生起着重要的作用。然而大多数研究认为FTP恰是脑梗死发生的独立危险因素，FTP的患者更易发生同侧ACA-A1、PCA-P1发育不良或缺如[14]，显著降低了后循环的血流灌注[15]，在脑梗死尤其是枕叶梗死患者中发生率较高[16,17]。一项利用磁共振灌注成像进行脑灌注的研究[18]指出单侧FTP易导致颅内血流灌注不平衡，存在FTP的一侧因颈动脉同时供血于前、后循环，灌注压较对侧相对偏低，当此侧大脑中动脉出现严重狭窄并在严重血流动力学变化等诱因作用下，灌注压进一步下降，供血动脉远端即分水岭区易发生梗死[19]。而在双侧FTP患者中并不会出现颈动脉供血不对称所致的两侧大脑基础灌注压不平衡，故其引发的脑梗死的类型亦有所不同。总之，FTP在CWI中的具体作用机制还有待于生物医学工程的进一步研究探索。

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Willis circle in cerebral watershed infarction：a study based on CT angiography

.DONG Meixue,HU Ling,HUANG Yuanjun,WANG Xiao，WEN Jiahua，WEI Youdong，LI Qi,XIE Peng.Department of Neurology,the First Affiliat⁃ed Hospital,Chongqing Medical University,Chongqing 400016,China.Tel：023-89012487.

ObjectiveTo explore the unique relationship between Willis circle and cerebral watershed infarction in a Chinese population.MethodsA retrospective analysis of cerebral CT angiography was conducted in 471 non-cere⁃bral watershed infarctions and 93 MRI-diagnosed cerebral watershed infarctions(CWI)（including External CWI and In⁃ternal CWI）in Department of Neurology of our hospital and compare the related variations and types of Willis circle be⁃tween these groups.ResultsCompared with non-cerebral watershed infarctions,the prevalence of Uni-FTP(short for“fetal type of the Posterior cerebral artery”)in E-CWI(36.4%,P＜0.05)and Bi-FTP in I-CWI(0%,P＜0.05)was signifi⁃cantly higher in cerebral watershed infarctions.ConclusionFTP is probably an unique risk factor in Chinese patients with CWI.

Cerebral watershed infarction CT angiography Willis circle Posterior cerebral artery Retrospective

R743.31

A

2014-07-01）

（责任编辑:李立）

10.3936/j.issn.1002-0152.2015.01.002

☆ 国家自然科学基金（编号81200899）；国家临床重点专科建设项目经费资助（编号：卫办医政函[2012]649号）

* 重庆医科大学附属第一医院神经内科(重庆 400016)

（E-mail:xiepeng@cqmu.edu.cn）

△重庆医科大学神经科学中心

※ 重庆医科大学附属第一医院放射科