后交通动脉变异的MRA研究及其与后循环梗死的相关性

周　围许乙凯*

神经放射学

后交通动脉变异的MRA研究及其与后循环梗死的相关性

周围1许乙凯2*

后循环脑梗死日益引起临床的关注。部分后循环脑梗死病人病灶与供血动脉病变不匹配，或血管狭窄的影像表现与临床表现不匹配，提示血管解剖变异或侧支循环影响了脑血流分配代偿。后交通动脉是后循环最重要的侧支动脉，可沟通前后循环的血流，但其常因变异而影响血流代偿，与后循环脑梗死的发生、转归有关。目前有多种磁共振血管成像（MRA）技术可应用于后交通动脉的检查，是活体研究后交通动脉的重要手段。就后交通动脉的MRA以及后交通动脉与后循环脑梗死相关性的研究进行综述，为临床应用MRA筛选潜在高危后循环梗死病人提供参考。

后交通动脉；变异；后循环梗死；磁共振血管成像

Int J Med Radiol，2016，39（4）：373-377

脑梗死在我国是致死、致残性的主要疾病之一，其本质是脑血流持续减少低于某一阈值而导致的不可逆神经元死亡，并有脑供血动脉的形态或血流改变［1］。脑供血动脉包括颈内动脉系统（前循环）和椎-基底动脉系统（后循环），后循环的供血区主要是上段脊髓、脑干、小脑、丘脑、枕叶和部分颞叶。后循环脑梗死 （posterior circulation infarction，PoCI）病死率约3.6%，严重致残率达18%，近年来该病备受临床医生关注［2］。有研究［3］表明椎-基底动脉狭窄和相应的动脉血流减少显著相关，但该狭窄和相应的动脉供血区发生梗死之间并无显著相关性，这提示侧支循环对脑血流的分配有重要影响，存在部分病人的梗死灶与病变动脉不匹配，或血管狭窄的影像表现与临床表现不匹配。脑血管的侧支循环可分为3级［4］，其中位于颅底的Willis环（circle of Willis，CoW）是最重要的1级侧支结构，由大脑前动脉的A1段、前交通动脉、后交通动脉（posterior communicating artery，PCoA）和大脑后动脉（posterior cerebral artery，PCA）的P1段组成。PCoA是CoW最常见的变异部分，也是沟通前后循环血流最重要的侧支通道，其变异必然影响CoW的代偿潜能［5］，因此逐渐为人们所重视。对PCoA的研究经历了尸体标本、活体有创、活体无创等多个阶段。临床放射学是活体研究PCoA的重要手段，目前MR血管成像（MR angiography，MRA）技术可以完全无创地应用在对志愿者和正常人群中开展的研究，此举也符合医学伦理要求。MRA技术包括时间飞跃法（time-offlight，TOF）、相位对比法（phase contrast，PC）及对比增强法（contrast enhancement，CE）。本文就MRA应用于PCoA的情况以及对PCoA与PoCI相关性的认识予以综述。

1　PCoA的MRA检查技术

1.1TOF MRATOF MRA无需注射对比剂，通过抑制静止的背景组织，利用血液的流入增强效应，突出了血管内流动血液的信号。包括二维（twodimensional，2D）和三维（three-dimensional，3D）两种，3D TOF相对2D TOF而言，空间分辨力更高（原始图的层厚＜1 mm，体素较小），受湍流的影响较小，流动失相位较轻，因此重建血管影像的质量更好。有研究［6-7］表明，3D TOF MRA对PCoA的测量结果准确，其原图像与生物塑化薄层断面解剖标本有良好的对应关系，以数字减影血管造影（DSA）为“金标准”，3DTOFMRA的敏感度、特异度达91.3%、98.2%，对狭窄超过70%的血管阴性预测值为100%，是临床筛查脑动脉狭窄的首选检查方法［8］。

Stamm等［9］研究结果表明1.5、3.0、7.0 T场强的3D TOF MRA均可以显示PCoA，且场强越高显示效果越好。Conijn等［10］应用7.0 T MR设备，首次在活体上在不使用对比剂的情况下看到了起源于PCoA的穿支动脉，使得无创地研究这些穿支动脉及其供血的大脑深部结构梗死的相关性成为可能。Yamada等［11］认为3D TOF MRA上血管壁斑块的高信号是缺血性脑卒中的一个危险因素，值得临床注意。

3D TOF MRA包括以下几方面不足：扫描时间较长，部分病人难以配合，提高空间分辨率的同时信噪比的下降难以避免，因此不利于小血管的显像，此外采集容积内血流的饱和较明显，不利于慢速血流的检测。但当PCoA管径细小、流速缓慢或流量很小时，不能预防脑梗死的发生［12］，即使能在DSA上显影亦无临床代偿意义，而PCoA在TOF MRA上成像说明其具备一定的管径、流量与流速，更能从功能上反映其作为侧支循环的存在。如果要进一步做定量分析，还需要借助PC MRA技术。

1.2PC MRAPC MRA可进行2D（1个平面，2个方向）或3D（1个体积，3个方向）成像，应用双极梯度对流动编码，与心电门控相结合，利用PC序列对血流速度诱导的相位位移的敏感性，对搏动的血管在整个心动周期中连续采集，同样无需对比剂即可显示血管的解剖形态，此外利用流量分析软件还可获得血管的流速-时间曲线［13］，并据此计算出血流的流速、流量等血流动力学参数，可进行定量分析，对于评估PCoA的侧支循环功能有重要价值。

Menshawi等［14］认为前后循环的血流正常情况下互不相混，PCoA为“零点供血”，仅作为一个潜在代偿的通道，且PCoA管径＜1 mm就不能形成有效的侧支代偿。应用PC MRA定量研究可以发现PCoA的流量增大、流速加快，充分证明其侧支循环作用，并可评估血流代偿的程度。Kato等［15］应用对比增强2D PC MRA测量PoCI病人的基底动脉血流量，结果显示随着PoCI临床表现的进展，其血流量减小，且血流量的下降与脑内缺血梗死灶发生基本对应，因此认为PC MRA有助于PoCI的诊断。Hendrikse等［16］应用PC MRA研究CoW变异时的脑血流表现，认为除了脑供血动脉狭窄或病变，CoW的解剖变异也是两侧颈内动脉血流不对称或基底动脉血流减少的重要原因，可诱发PoCI。

PC MRA由于对硬件设备和操作人员的要求较高，不但需要正确选择适当的流速编码，而且需要使用一些特殊技术以应对活体测量中的运动伪影、呼吸伪影和化学移位伪影等，因此不易推广普及。目前PC MRA对细小、迂曲的PCoA检测仍有难度，但由于能逐一检测每条血管的血流方向、流量和流速，故仍是目前研究的一个重点。

1.3CE MRA除了上述两种无需对比剂的MRA检查方法，还可以应用顺磁性对比剂（Gd-DTPA）进行CEMRA检查，该方法是从静脉内团注Gd-DTPA，将血液的弛豫时间明显缩短至100 ms以内，使用超短回波时间（TE）的梯度回波序列进行血管成像。CE MRA成像不依赖于血流速度和方向，不受饱和效应的影响，所以对血管分叉、弯曲和慢血流部位等均可明确显示，成像血管与周围组织对比更为突出，检测的敏感性和分辨力更高。毛等［17］回顾性分析了50例PoCI病人的CE MRA结果，认为CE MRA可为PoCI提供诊断依据，且诊断效能优于TOF MRA检查。但因为脑循环时间很短而CE MRA采集时间相对较长，动脉影像易受到周围显影静脉的干扰，特别是脑内静脉和海绵窦显影增加了判断细小PCoA的困难，对比剂的应用在一定程度上增加了成本，所以目前尚未常规应用于PCoA的检查。

上述MRA技术还可以与其他MR技术联合应用：①联合应用三维动脉自旋标记技术与TOF MRA，一次检查就能明确血管形态和脑灌注的情况，无需对比剂，尤其适用于对对比剂有不良反应或心肾功能不全的病人［18］。②联合应用MR扩散加权成像与MRA技术，可获得急性缺血病人的脑实质微观结构变化、供血血管病变和侧支循环开放的必要信息，可为临床制定治疗决策提供参考［19］。

2　PCoA与PoCI的相关性

2.1PCoA的解剖分型尸体解剖是人们认识PCoA的基础，尸检结果表明，CoW除了全环完整型，还存在前半环不完整、后半环不完整、前后半环均不完整等多种变异，其中与后半环有关的变异是最多的［5］。当PCoA直接延续为PCA时，称为胚胎性大脑后动脉（fetal origin of the posterior cerebral artery，FTP），文献报道其发生率约为37%，常合并同侧PCA的P1段发育不良或缺如［20］。Iqbal［5］将PCoA分为正常、单侧发育不良、双侧发育不良、单侧FTP、双侧FTP、缺如、双侧不同类型等亚型；Klimek-Piotrowska等［21］尝试根据PCoA和PCA的P1段的形态特点将PCoA分为14个亚型。上述两种分型均未包括PCoA本身起源位置变异、起始部漏斗状变异［22］、走行路径变异、血管重复变异［23］等情况，可见PCoA的解剖分型非常复杂，例如：仅从管径的角度来说，过于纤细的PCoA目前被认为是发育不良，但既往研究［5，24-25］中，有研究者将PCoA直径＜0.8 mm定义为发育不全，也有研究者从临床功能的角度将标准放宽到＜1 mm，还有研究者从解剖的角度认定直径＜0.5 mm才是发育不全，这使得遵从不同标准的研究在报道PCoA各亚型的比率时存在差异。而且尸检中血管的观察测量通常是在福尔马林固定后进行的，这些测量值也许并不能准确地反映活体血管的情况。

2.2PCoA的影像分型为了活体研究的需要，目前研究者们普遍认可应用TOF MRA研究PCoA的结果，因为3D TOF MRA对PCoA管径的测量平均值与尸解标本测量的平均值非常接近［7］，而且MRA反映的是活体血管情况，更具临床价值。Tanaka等［26］研究了125例健康志愿者的MRA影像，将PCoA简单地分为典型、左侧缺如、右侧缺如和双侧缺如4种类型。在Avci等［7］的研究中，进一步将PCoA直径＜1 mm定义为发育不全，PCoA直径＜PCA的P1段定为成人型，PCoA直径＞PCA的P1段定为胎儿型，PCoA直径和PCA的P1段相等的为过渡型，结果显示发育不全、胎儿型和过渡型的比例分别为11%、10%和14%。

当前PCoA变异的影像分型［24，27-29］主要包括：（1）根据PCoA管径的绝对值大小分为发育正常（管径≥0.8 mm）、发育不良（管径＜0.8 mm）和缺如（未显影）3型，缺点是未将FTP视作独立的亚型。（2）根据PCoA与PCA的P1段的管径比值分为原始型（比值明显＞1）、过渡型（比值≈1）、近代型（比值明显＜1）和混合型4个亚型，并规定直径＞0.625 mm的血管才“存在”。（3）根据Гиндце标准分型为①PCoA比同侧PCA的P1段粗大，PCA远段血流主要来自颈内动脉，为原始型；②PCoA纤细，PCA的P1段粗大，为近代型；③PCoA与PCA的P1段管径接近（相差＜0.4 mm），为过渡型；④两侧分别为前述的不同类型，则为混合型。（4）根据Krabbe-Hartkamp标准分型，规定正常PCoA的定义为直径＞0.8 mm血管连续显示，有明确的起止点；可将CoW的后环分为3个完整亚型和7个不完整亚型，其中7个亚型至少有1支FTP，3个亚型双侧均为FTP。该方法设计周全，分型详细，但复杂度较高，且仍然没有结合PCoA本身起源、起始形态、走行路径和血管重复等变异情况，说明PCoA本身的变异就非常复杂，或者尚未引起足够的重视。慕等［28］根据Krabbe-Hartkamp标准对正常PCoA及其9种变异时的内径分别进行了测量，结果显示CoW的后环完整型占24% （12/50），不完整型占76%（38/50），其中至少具有1支FTP者占20%（10/50），双侧均有FTP者占4%（2/50），双侧PCoA内径均≥1 mm者占22%，单侧PCoA内径＜1 mm或缺如者占40%，双侧PCoA内径均＜1 mm或缺如者占38%。

2.3PCoA与PoCI的相关性Menshawi等［14］研究显示，PCoA最常见的变异是发育不全，其次是FTP，发育不全的动脉在脑梗死病人中更常见。没有大动脉狭窄时，PCoA对脑血流量的影响似乎很小，但当大动脉狭窄时，PCoA变得至关重要，其口径与脑梗死的危险性成反比，PCoA发育不全会导致代偿血流的减少或丧失。这与Papantchev等［30］的研究结论相似，当PCoA因发育不全影响侧支代偿功能时，PoCI发生的风险增加，因此即使未有症状也要积极预防。同时，PCoA变异的不同亚型对脑血流分配的影响也不容忽视，深入研究PCoA的变异有助于临床对后循环血流动力学进行正确的评估。

FTP是PCoA的一种重要变异，由于PCoA直接延续为PCA，血供来自颈内动脉，脱落的颈内动脉栓子容易通过FTP分流导致枕叶脑梗死［1］。陈等［31］回顾性分析了218例PoCI病人（PoCI组）和110名健康志愿者（对照组）的头颅容积CT数字减影血管成像检查资料，对椎动脉发育异常伴FTP与PoCI的发生进行相关性分析，结果显示对照组与PoCI组间椎动脉发育异常伴FTP的检出率差异有统计学意义，认为椎动脉发育异常伴FTP可能引起PoCI。曹等［32］将FTP分为完全胚胎型（PCA的P1段缺如）和部分胚胎型 （PCA的P1段管径＜PCoA），与正常者（PCA的P1段管径＞PCoA）比较，发现部分胚胎型是缺血性卒中发病的危险因素。Hong等［33］的研究表明不论单侧或是双侧FTP，均可导致后循环脑血流量下降，可在灌注成像中出现类似脑血管病变的表现。上述研究结果提示对于存在FTP者更应做好PoCI的预防工作，特别是合并其他危险因素（如高血压、高脂血症、糖尿病等）时，必须要积极干预，以延缓动脉硬化的进展及防止PoCI的发生和加重。

发育正常的PCoA具备侧支代偿功能，但临床上也应该注意PCoA后向前分流或前向后分流对PoCI的不同影响。Hong等［34］研究了95例急性脑干梗死病人的CTA影像，logistic回归结果显示PCoA是提示预后良好的指标，认为是前循环血液通过PCoA灌流后循环供血区，对急性脑干梗死病人的局部缺血起到保护作用。但李等［1］在临床上观察到一些颈内动脉血栓病人出现枕叶梗死，认为可能是颈内动脉的血栓脱落通过PCoA分流所致。李等［35］报道了11例颈内动脉病变病人，其中10例后循环血液通过PCoA代偿前循环（即PCoA盗血综合征）而导致PoCI，因此可认为PCoA是PoCI发病的一个危险因素。上述研究结论虽有一定的道理，但PCoA的变异较多，不同亚型之间由于管径、形态的不同，分流的情况比较复杂，如果能分情况讨论则更为合理，有待今后进一步深入研究。

3　小结

综上所述，MRA是活体研究PCoA的有力工具，未来PCoA的MRA研究有望从两个方向突破：①开发应用新的MRA技术（四维MRA电影或高分辨MRA减影等），如西门子公司的TREAT（timeresolved echo-shared angiographic technique）和TWIST（time-resolved angiography with interleaved stochastic trajectories）、GE公司的 TRICKS（timeresolved imaging of contrast kinetics）、飞利浦公司的CEN-TRA-Keyhole Acquisition技术［13］，但目前这些技术尚未应用于细小迂曲的PCoA的研究。②充分发挥现有MRA技术的优势，特别是应用PC MRA从形态和血流两方面对PCoA进行定量研究，有利于了解PoCI时PCoA的血流情况，比单纯的解剖评估（如DSA）或单纯的血流评估（如经颅多普勒超声）效果更好，对PCoA不同亚型之间的管径、形态、分流方向、分流量等情况进行分类讨论，便于进一步研究PCoA与PoCI的相关关系。

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（收稿2015-10-22）

MRA evaluation of variation of posterior communicating artery and its correlation with posterior circulationinfarction

ZHOU Wei1，XU Yikai2.1 Department of Radiology Southern Medical University Affiliated The First People's Hospital of Shunde，Foshan 528300，China；2 Medical Imaging Center，Southern Medical University Affiliated Nanfang Hospital

Posterior circulation cerebral infarction has been paid close attention by clinicians.In some patients with posterior circulation cerebral infarction，the distribution of lesions does not match with the lesions of blood supply arteries，or the imaging of vascular stenosis does not match with clinical manifestations，indicating vascular anatomical variations or compensatory collateral circulation influences the cerebral blood supply，which plays an important role in the pathophysiological process of posterior circulation cerebral infarction.Posterior communicating artery is the most important collateral artery because it communicates the blood of posterior circulation and anterior circulation.The variation of posterior communicating artery influences blood flow compensatory，and is associated with the occurrence and outcome of in posterior circulation cerebral infarction.Medical imaging is an important means to evaluate posterior communicating artery.There are a variety of magnetic resonance angiography（MRA）techniques which can be used for the inspection of posterior communicating artery.In this paper，we summarized the inspection of posterior communicating artery using MRA and the studies of the relationship between posterior communicating artery and posterior circulation cerebral infarction to provide a reference for clinical screening the patients with potential high risk of the posterior circulation infarction using magnetic resonance angiography.

Posterior communicating artery；Variation；Posterior circulation infarction；Magnetic resonance angiography

广东省佛山市科学技术局医学类科技攻关项目（2014AB002553，2015AB002553）

10.19300/j.2016.Z3874

R743；R445.2

A

1南方医科大学附属顺德第一人民医院放射科，佛山 528300；2南方医科大学附属南方医院影像诊断中心

许乙凯，E-mail：yikaivip@163.com

*审校者