健康儿童颅脑血管Willis环变异的MRA研究〔1〕

武艳君，孙惠苗

(山西省儿童医院，山西 太原 030013)

脑底动脉环(Willis环)位于脑底面蝶鞍上方的脚间池深部的蛛网膜下腔内，由成对大脑前动脉水平段、大脑后动脉交通前段、后交通动脉及不成对的前交通动脉组成[1]。目前国内对正常Willis环分型有较多研究[2-6]，但对健康儿童正常脑底动脉环研究较少。本研究旨在探讨正常儿童Willis环变异的类型及发生率，为脑血管病的诊断、预防、治疗及发病机制提供参考依据，报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

对2015年1月—2018年1月磁共振血管成像(MRA)检查均无异常的2～14 岁500 例检查者的MRA图像资料进行回顾性分析。健康判定标准：临床体格检查无异常；脑MR检查脑实质结构正常；MRA排除动静脉发育畸形及血管梗塞。

1.2 检查方法

1.2.1 仪器

所有受检者均采用GE Signa1.5T超导型磁共振成像仪，使用头相控阵线圈进行MRI及MRA扫描。MRA采用三维时间飞跃法(3D-TOF)，具体扫描参数：反转时间(TR) 26.0ms，回波时间(TE) 3.1ms，反转角(FA)20。矩阵168×320，FOV 17.6 cm×20.0 cm，层厚0.6 mm，所有图像均传入ADW4.4MR工作站，采用MIP及VR技术进行三维重建，并展开多角度观察分析。

1.2.2 观察指标

以参考文献[7-8]解剖学分型为标准，从解剖、形态、机能、个体发育和临床等角度，结合整Willis环及其前、后循环的完整性将Willis环分为4 型(Ⅰ～Ⅳ型)：Ⅰ型表现为Willis环完整，又称完整型。Ⅱ型表现为Willis环前循环均显示完整，而后循环显示不完整，即前循环过程中各组成血管显示完成未见异常，而后循环各组成血管中有缺如或发育变异。Ⅲ型表现为Willis环前循环显示不完整而后循环均显示完整，即前循环中各组成血管当中至少存在一支缺如或者发育变异，而后循环中各组成血管均完整显示。Ⅳ型表现为Willis环前、环后循环均呈现异常不完整，即为环前、环后循坏过程中各组成血管中至少一支有缺如或发育变异。

2 结 果

2.1 Willis环发育变异的显示情况

在500 例受检者中，以Ⅱ型所占比例最大，为40.6%(203例)；Ⅰ型占10.0%(50例)(见图1和图2)；Ⅲ型占39.6%(198 例)；Ⅳ型最少，占9.8%(49 例)。

图1 右侧大脑前动脉A1段缺如

图2 右侧大脑前动脉A1段开窗

2.2 Willis环前循环的变异

Willis环前循环的变异包括大脑前动脉(ACA)和前交通动脉(ACoA)。大脑前动脉血管变异包括单侧ACA-A1缺如86 例(见图1)和发育不良50 例，分别占17.20%(86/500)和10.00%(50/500)，其中发现ACA-A1段开窗变异有3 例(见图2和图3)，占0.6%(3/500)。A1段缺如及发育不良，均呈现出对侧供血特征。前交通动脉的显示率为58.40%(292/500)，可以是一支或多支。

2.3 Willis环后循环的变异

大脑后动脉(PCA)一侧显示占15.20%(76/500)，双侧显示占49.20%(246/500)；后交通动脉显示占49.20%(246/500)。本研究还显示后交通-大脑后动脉(PCoA-PCA)复合变异，发现单侧胚胎型PCA124 例，占24.80%(124/500)；双侧胚胎型大脑后动脉56例，占11.20%(56/500)(见图4)。

图3 右侧ACA-A1段开窗畸形

图4 右侧胚胎型大脑后动脉

3 讨 论

Willis环是连接颈内动脉系统及椎基底动脉系统的吻合环，位于大脑底部、蝶鞍上方的蛛网膜下腔内；由1条前交通动脉和两条大脑前动脉、颈内动脉末端、后交通动脉和大脑后动脉组成。时间飞跃法(3D-TOF)是目前使用最广泛的MRA技术，具有不用造影剂、无辐射、高分辨率、无创伤等优点，是目前颅脑动脉最成熟的成像方法，其基础为血管流入增强效应，使血流和静止的组织间形成明显的对比。

Willis环各组成血管的变异或异常多见，是造成Willis环形态多样的原因。相关文献[9]显示成年人前交通动脉是Willis环中易发生变异的部位之一。本研究中，AcoA显示率略高于文献报道，笔者分析原因为扫描时采取薄层、多方位扫描技术，因此分辨率高，所以显示率略高于文献。大脑前动脉A1段的变异表现为发育不良、缺如等。文献报道[10]尸体解剖过程中约10%～25%的A1段显示发育不良，缺如率更低(占1%～2%)。Macchi等[11]研究表明采取未增强3D-TOFMRA对100 例健康人进行Willis环检查发现A1段未显示率达3%。本研究中A1段未显示率高达17.20%，分析原因可能为儿童ACA-A1段血管直经较细。或血流缓慢造成血管流入增强效应，导致假阳性判定。本研究发现左右ACA-A1管径粗细不对称，高达65.80%，结合参考文献[12]分析原因，可能与人群中右利手、大脑优势半球多位于左侧有关。人体左脑活动较右脑活跃，需要更多的能量供应，因此大脑前动脉A1段左侧较粗。研究证明ACA-A1变异与动脉瘤形成密切相关，具体发生机制可能为正常的双侧大脑前动脉是等粗对称性分布走行，相互间的前交通动脉管腔内的血管压力处于平衡状态，而当一侧发育不良时，由于优势端的血流量较对侧明显增加，长期的高压力、高流量冲击，引起前交通动脉血管壁的弹力降低，再加之动脉粥样硬化及内膜溃疡等因素，当达到一个极限时，就会形成前交通动脉的动脉瘤[13]。因此存在血管变异的儿童成年后，更应该密切观测监视其血压波动、血脂异常及动脉粥样硬化情况，这样才能有效地预防脑血管意外的发生。

Willis环后循环中后交通动脉是解剖变异最多的血管之一。其变异主要表现为动脉的管径、长度、穿支出位置的差异。徐涛等[14]对后交通动脉的显微解剖研究结果显示，46 例纳入研究标本中，有45 例Willis动脉环完整。本研究显示，后交通动脉显示率为49.20%，分析原因考虑与后交通动脉在正常生理状态下不需要进行充分开放相关，但解剖结构的完整性可以保证在发生Willis动脉环某段狭窄的病理情况下，后交通支可以进行补充开放，从而保证后循环的血供充足。

本研究发现正常儿童中单侧胚胎型PCA共有124 例，占24.80%，双侧胚胎型大脑后动脉56 例，占11.20%。与文献[15]报道基本一致。胚胎型大脑后动脉的开放将导致颈内动脉负荷增加，同时后交通动脉近似垂直开口的解剖特点使胚胎型大脑后动脉开口附近的血管壁更易受血流冲击而发生损伤，因此会增加后交通动脉瘤的发生率。有胚胎型大脑后动脉者一旦发生同侧颈内动脉疾患即有枕叶受累的可能[16]。单侧胚胎型大脑后动脉的存在还可导致灌注成像中出现类似于脑血管病变的表现。综上所述，这一常见变异应得到足够重视。颅内Willis环血管发育变异是一种先天血管发育异常，是儿童期检查时偶然发现，无明显临床表现。MRA能清晰显示Willis环变异的形态学特点，对于儿童成年后预防脑血管意外、神经外科手术和介入手术前手术方案的制订具有一定指导意义。