人脑底动脉环的磁共振血管成像分型

于宏，刘橙雨，王雁菊

（1.沈阳维康医院放射科，沈阳 110021；2.中国医科大学附属盛京医院皮肤科，沈阳 110004；3.中国医科大学人文社科学院医学伦理学教研室，沈阳 110122）

人脑底动脉环的磁共振血管成像分型

于宏1，刘橙雨2，王雁菊3

（1.沈阳维康医院放射科，沈阳 110021；2.中国医科大学附属盛京医院皮肤科，沈阳 110004；3.中国医科大学人文社科学院医学伦理学教研室，沈阳 110122）

目的 运用磁共振血管成像（MRA）观察人脑底动脉环结构并分型。方法 对沈阳维康医院2013年10月至2015年5月头部MRA检查图像2 104例进行回顾性分析，根据其脑底动脉实际存在情况，按前后环分别分型。结果 根据大脑前动脉起源及有无前交通支，将前环分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型，其中Ⅱ型又分为ⅡR型和ⅡL型2个亚型。根据有无后交通支，将后环分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型，再根据大脑后动脉的起源将Ⅰ型分成4个亚型（IB、IC、IRC、ILC），Ⅱ型分成8个亚型（ⅡBR、ⅡBL、ⅡCR、ⅡCL、ⅡRCR、ⅡRCL、ⅡLCR、ⅡLCL），Ⅲ型分成4个亚型（ⅢB、ⅢC、ⅢRC、ⅢLC）。结论 人脑底动脉各型之间既有相关性又有各自的血供来源及交通代偿特点。当前后环均为Ⅲ型时，脑底动脉形成完整的环状结构，即Willis环，其存在率约为10.7%。掌握个体类型的不同对脑血管病的防治有重要意义。

磁共振血管成像；分型；Willis环

人脑组织供血主要依靠双侧颈内动脉系统及椎—基底动脉系统。一直以来，研究者都认为这两个系统在脑底部形成一个环状结构，即Willis环，并通过大量尸检加以证明。近年来，随着影像技术的飞速发展，已能够在活体上观察人脑底动脉结构，但得出的结论却与尸检结果相差巨大。本研究通过磁共振血管成像（magnetic resonance angiograph⁃ic，MRA）观察人脑底动脉结构，并将其分型，旨在研究各型之间的关系及其代偿功能特点。

1 材料与方法

1.1 病例选择

对沈阳维康医院2013年10月至2015年5月共2 104例头部MRA检查图像进行回顾性分析。受检者年龄8～90岁，平均年龄49岁；男934例，女1 170例。所有病例无明显颈内动脉和基底动脉狭窄、闭塞及血管畸形。

1.2 成像及分型方法

使用西门子1.5T磁共振扫描仪，运用3DTOF法进行头血管成像。所有图像均由从事磁共振诊断工作20余年经验丰富的医师在显示器上多方位、多角度观察。只有观察到血管起止点才能确定该血管存在。通过血管的粗细及形态鉴别大脑后动脉与后交通支，管径较粗的确定为大脑后动脉，较细的确定为后交通支。分型方式：不以Willis环为基础分型，而是以所见血管客观存在为依据，按前后循环分别分型。为便于描述，称此分型方式为“于氏分型法”。双侧颈内动脉、大脑前动脉、前交通支为前循环；双侧颈内动脉、大脑后动脉、基底动脉、后交通支为后循环。

前环分型：根据大脑前动脉起源及有无前交通支分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型，其中Ⅱ型根据双侧大脑前动脉起源于左或右颈内动脉又分2个亚型，即ⅡL型，ⅡR型（L为左，R为右，以下同）。

后环分型：根据有无后交通支分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型。Ⅰ型，双侧颈内动脉与基底动脉之间均无后交通支；Ⅱ型，一侧颈内动脉与基底动脉动之间存在后交通支；Ⅲ型，双侧颈内动脉与基底动脉之间均存在后交通支。Ⅰ型根据大脑后动脉起源于基底动脉或颈内动脉又分为4个亚型，即ⅠB型、ⅠC型、ⅠRC型、ⅠLC型（B为基底动脉，C为颈动脉，以下同）。Ⅱ型在Ⅰ型基础上一侧存在后交通支，根据其左右不同标为L、R，共分为ⅡBR、ⅡBL、ⅡCR、ⅡCL、ⅡRCR、ⅡRCL、ⅡLCR、ⅡLCL 8个亚型。Ⅲ型在Ⅰ型基础上双侧均存在后交通支，分为ⅢB、ⅢC、ⅢRC、ⅢLC 4个亚型。

Willis环：当前后环均完整时确认Willis环存在。

2 结果

如图1、2所示，不同类型血液来源及交通代偿各有不同。

图1 前环分型及MRA图像和图示Fig.1 MRA images and diagrams of anterior circle types

3 讨论

3.1 脑底动脉结构及分型

脑组织的血液供应主要依靠双侧颈内动脉系统及椎—基底动脉系统。通常双侧颈内动脉通过双侧大脑前动脉及大脑中动脉供应脑组织前3/5血液，椎—基底通过双侧小脑动脉及大脑后动脉供应脑组织后2/5血液。但由于双侧颈内动脉分支及椎—基底动脉在脑底部的形态变异较多，因而大脑前、后动脉的血液来源有所不同，同时，动脉之间也可产生各种不同的交通支，所以了解这些不同的血管结构类型对于研究脑血管疾病的发生、发展及治疗有很重要的意义。

图2 后环分型及MRA图像和图示Fig.2 MRA images and diagrams of posterior circle types

WILLIS于1664年发现并命名了脑底动脉环，即Willis环［1］。此后的尸检研究［2⁃3］发现Willis环的发生率存在差异。近年来随着影像技术的发展，有关数字减影血管造影、电子计算机断层扫描血管造影、MRA的研究［4⁃10］结果与尸检结果产生了16%～100%的巨大差异。MRA是目前无损伤的活体观察脑底动脉结构的最佳方式，3DTOF MRA是利用血液流入增强效应进行血管形态成像，能够真实地反映生理状态下脑血管形态及血液动力学改变，但缺点是对血流较慢的血管或管径较细小的血管显示不佳［11⁃12］。本研究利用MRA对人脑底动脉结构进行研究分型，摒弃了以往以Willis环为基础的分型，以脑底动脉的实际存在情况，按前、后环分别分型，然后再分析它们之间的关系，更加科学合理。

3.2 前环分型及特点（图1）

前环主要显示双侧颈内动脉与大脑前动脉、前交通支之间的关系。（1）Ⅰ型（8.5%）：双侧大脑前动脉分别起源于同侧颈内动脉，彼此之间无交通支。当一侧颈内动脉病变时，另一侧无代偿功能。（2）Ⅱ型（9.5%）：双侧大脑前动脉起源于同一侧颈内动脉，双侧颈内动脉之间无交通支，根据供血颈内动脉的左右不同，又分为ⅡL型（6.9%）和ⅡR型（2.6%）2个亚型。当供血侧颈内动脉病变时，双侧大脑前动脉均受影响，而当非供血侧颈内动脉病变时，双侧大脑前动脉均不受影响。Ⅰ、Ⅱ型均为前环不完整型，此时观察后交通支是否存在对于发生病变时有无代偿功能非常重要。（3）Ⅲ型（82.0%）：为最多见的类型（前环完整型），双侧大脑前动脉分别起源于同侧颈内动脉，彼此之间可见前交通支存在，前交通支的位置、形态可有差异。当一侧颈内动脉病变时，另一侧可通过前交通支进行血流代偿。

3.3 后环分型及特点（图2）

后环主要显示双侧颈内动脉与大脑后动脉、后交通支、基底动脉之间的关系，根据有无后交通支分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型，再根据大脑后动脉起源于基底动脉或颈内动脉分成不同亚型。

3.3.1 后环Ⅰ型（58.7%）：颈内动脉与基底动脉之间无后交通支，特点是颈动脉与基底动脉之间无血流代偿功能。根据大脑后动脉起源于基底动脉或颈内动脉分为4个亚型。（1）ⅠB型（51.8%），双侧大脑后动脉均起源于基底动脉，此型最多见，其特点是当基底动脉病变时，双侧大脑后动脉均受影响。（2）ⅠC型（1.2%），双侧大脑后动脉各起源于同侧颈内动脉，即双侧胚胎型大脑后动脉，其特点是当基底动脉病变时，双侧大脑后动脉均不受影响，双侧大脑后动脉供血受同侧颈内动脉影响。此型均伴有椎基底动脉发育细小。（3）ⅠRC型（3.2%），左侧大脑后动脉起源于基底动脉，而右侧大脑后动脉起源于右侧颈内动脉，即右侧胚胎型大脑后动脉，其特点是左侧大脑后动脉供血受基底动脉影响，右侧大脑后动脉供血受右侧颈内动脉影响。（4）ⅠLC型（2.5%），右侧大脑后动脉起源于基底动脉，而左侧大脑后动脉起源于左侧颈内动脉，即左侧胚胎型大脑后动脉，其特点是右侧大脑后动脉供血受基底动脉影响，左侧大脑后动脉供血受左侧颈内动脉影响。

3.3.2 后环Ⅱ型（29.0%）：一侧颈内动脉与基底动脉之间存在后交通支，特点是一侧颈内动脉与基底动脉间有血流代偿功能。根据大脑后动脉起源于基底动脉或颈内动脉分成8个亚型，即在Ⅰ型基础上，左或右存在后交通支。（1）ⅡBR型（8.8%），即在ⅠB型基础上右侧颈内动脉与基底动脉之间存在后交通支。当基底动脉病变时，右侧颈内动脉可通过右后交通支代偿供应双侧大脑后动脉血液。当右侧颈内动脉病变时，基底动脉可通过右后交通支代偿供应右侧颈内动脉血液；但当左侧颈内动脉病变时，基底动脉则无代偿功能，此时观察前交通支是否存在是非常重要的。（2）ⅡBL型（8.7%），即在ⅠB型基础上左侧颈内动脉与基底动脉之间存在后交通支，当基底动脉病变时，左侧颈内动脉可通过左后交通支代偿供应双侧大脑后动脉血液，当左侧颈内动脉病变时，基底动脉可通过左侧后交通支代偿供应左侧颈内动脉血液；但当右侧颈内动脉病变时，基底动脉则无代偿功能，此时观察前交通支是否存在是非常重要的。（3）ⅡCR型（0.8%），即在ⅠC型基础上右侧颈内动脉与基底动脉之间存在后交通支，其特点是右侧颈内动脉与基底动脉之间有相互代偿功能，左侧无代偿功能，同时左侧大脑后动脉供血受左侧颈内动脉影响。（4）ⅡCL型（1.2%），即在ⅠC型基础上左侧颈内动脉与基底动脉之间存在后交通支。其特点是左侧颈内动脉与基底动脉之间有相互代偿功能，右侧无代偿功能，同时右侧大脑后动脉供血受右侧颈内动脉影响。（5）ⅡRCR型（5.5%），即在ⅠRC型基础上右侧颈内动脉与基底动脉之间存在后交通支，其代偿功能特点同ⅡBR型。（6）ⅡRCL型（0.6%），即在ⅠRC型基础上左侧颈内动脉与基底动脉之间存在后交通支，其代偿特点同ⅡCL型。（7）ⅡLCR型（0.6%），即在ⅠLC型基础上右侧颈内动脉与基底动脉动之间存在后交通支。其代偿功能特点同ⅡCR型。（8）ⅡLCL型（2.8%），即在ⅡLC型基础上左侧颈内动脉与基底动脉之间存在后交通支，其代偿功能特点同ⅡBL型。虽然Ⅱ型分8个亚型，从形态上有所不同，但在代偿功能特点方面，ⅡBR型与ⅡRCR型，ⅡBL型与ⅡLCL型，ⅡCR型与ⅡLCR型，ⅡCL型与ⅡRCL型基本相同。

3.3.3 后环Ⅲ型（12.3%）：此型后环完整，双侧颈内动脉与基底动脉之间均存在后交通支，其共同特点是双侧颈内动脉与基底动脉之间均有交通代偿功能。根据大脑后动脉起源于基底动脉或颈内动脉分为4个亚型。（1）ⅢB型（6.6%），即在ⅠB型基础上，双侧颈内动脉与基底动脉之间均存在后交通支。（2）ⅢC型（3.1%），即在IC型基础上，双侧颈内动脉与基底动脉之间均存在后交通支。（3）ⅢRC型（1.7%），即在ⅠRC型基础上，双侧颈内动脉与基底动脉之间均存在后交通支。（4）ⅢLC型（0.9%），即在ⅠLC型基础上，双侧颈内动脉与基底动脉之间均存在后交通支。

脑底动脉结构的不同类型可能与胚胎发育时血液动力学及血管内压力有关。MRA是目前完整显示脑底动脉结构的最佳方法。本研究所述“于氏分型法”是一种新型的脑底动脉分型方法，它囊括了脑底动脉的所有结构类型，既显示了各类型之间的相互关联性，又突出了各自的血供及代偿功能特点。掌握个体的不同类型对脑血管疾病的发生、发展及治疗有重要意义，有利于实现精准化医疗。以往，国内外学者对脑底动脉结构的研究均根据Wil⁃lis环的完整与否而分型，此前没有任何一种分型方法让世人信服，其原因在于脑底动脉结构是由4型前环与16型后环排列组合而成，可产生出几十种类型。本研究结果显示，当前、后环均为Ⅲ型时，脑底动脉形成完整的环路，即Willis环，其存在率仅约10.7%。

［1］USTUN C.NEUROwords Dr.Thomas Willis’famous eponym：the circle of Willis［J］.J Hist Neurosci，2005，14（1）：16-21.DOI：10.1080/096470490512553.

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［11］何杰，刘怀军，黄勃源，等.Willis环三维时间飞跃法磁共振成像的形态、解剖变异及脑底动脉直径测量［J］.生物医学工程学杂志，2007，24（1）：39-44.

［12］王云玲，罗琳，闫国珍，等.WILLIS环的增强MRA形态与解剖标本的对比研究［J］.包头医学院学报，2016，32（2）：6-7.

（编辑 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，副主任医师，本科.

王雁菊，E-mail：yanjuwang7@163.com

2016-10-18

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