320排螺旋CT 三维重建大脑前动脉的临床影像解剖学研究

李澜哲，牟珂霖，何美楠，刘伟豪，张慧，陈伟

1.长沙医学院医学影像学院；2.长沙医学院人体解剖学教研室；3.中南大学湘雅医院放射科，长沙 410219

脑血管疾病作为人类三大致死疾病之一[1]，严重危害患者健康与生活质量。大脑前动脉（anterior cerebral artery，ACA）属于颈内动脉（internal carotid，ICA）的终末分支，走形迂曲、穿支复杂多样，为颅内动脉瘤及血管变异的好发部位[2,3]；而ACA 的变异常伴发Willis 环的多段血管变异[4]，因此对大脑前动脉变异的提早检出，是预防脑血管疾病发生、降低发病率与病死率的重要举措[5,6]。随着计算机及影像技术的提高，多层螺旋CT 血管造影（multislice spiral CT angiography，MSCTA）图像后处理技术能清晰显示ACA 的正常解剖结构与变异情况[7]，经计算机三维重建后的图像可以充分反映ACA 的形态特征，对于辅助临床诊断与治疗具有重要意义。本文通过对正常成人ACA 多层螺旋CT 造影成像及其与三维重建技术相结合的研究，从影像学方面提高对ACA 解剖形态、走行和分支分布等的认识与诠释，为构建ACA 三维可视化图谱提供形态学资料，为临床ACA 相关疾病的诊疗提供解剖学依据。本研究经长沙医学院医学伦理委员会批准（2021018）；研究分析过程中所有涉及研究对象的数据资料及个人隐私信息均受到严格保护。

1 资料与方法

1.1 研究对象

随机抽取2019年4月～9月就诊于中南大学湘雅医院的100例正常成人的脑动脉CTA 扫描图像，其中男性47例，女性53例，平均年龄（45.9±15.7）岁。纳入标准：自愿接受脑动脉CTA 检查；脑动脉CTA 表现正常；临床资料完整。排除标准：脑血管畸形、狭窄和动脉瘤；不能配合研究者。

1.2 研究方法

1.2.1 检查方法 采用320排东芝螺旋CT 及其自带的工作站后处理功能。参数：管电压120 kV，管电流240 mAs，机架旋转1周0.4 s，层厚0.625 mm，螺距0.969 mm，重建矩阵512×512。高压注射器以3.5 mL/s 的速率经肘前静脉注射非离子型碘佛醇（350 mg I/mL）造影剂60～80 ml，于15～20 s 后行头颅正、侧位薄层扫描，扫描范围自枕骨大孔至颅顶部，利用VR 容积再现行三维重建。

1.2.2 测量指标 参照王克臻等[8]和范锡印等[9]的分段法定义：A1段长度为大脑前动脉起始部向内侧与前交通动脉相交处之间的距离，内径为颈内动脉分出大脑前动脉起始部1 mm 处的管径，夹角为A1段末端与A2段起始部形成的夹角；A2段长度为前交通动脉至额前内侧支的距离，内径自前交通至胼胝体膝，取其中点测量；A3段长度为额前内侧支至胼胝体缘动脉的距离，内径则取额极动脉发出处最前突出点测量；A4段长度为胼胝体缘动脉至楔前动脉起始部的距离，内径取A3至楔前动脉发出处中点测量；A5段长度为楔前动脉整段长，内径取楔前动脉，即大脑前动脉终末支分出部位测量（图1A）。双干型测量其下干。测量3次，取平均值。

1.3 统计学分析

应用SPSS 19.0统计软件对数据进行分析，测量的计量数据服从正态分布，以（）表示，采用两样t检验；计数资料和组间差异以率（%）表示，采用χ2检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 大脑前动脉的走形及变异情况

本研究100例受检者大脑前动脉全部显影，ACA清晰显示5级分支。将大脑前动脉及其A1段走形分为以下两种类型：单干型，ACA 由颈内动脉直接发出并向上走行分出额底、前、中、后内侧动脉，胼周动脉、中央旁动脉和楔前动脉，占71%（71/100）；双干型，由颈内动脉发出两支，或在A2、A3段发出两支，额前、中、后内侧动脉常由上支发出，下支则分出中央旁动脉和楔前动脉，占29%（29/100），见图1B～C。

ACA 变异率20%（20/100）。其中15例表现为大脑前动脉A1段优势征，尤有3例典型变异，分别表现为A1段缺如而右侧支优势供血和A1段左侧、右侧支优势征（图1D～F）。另发现2例大脑前动脉走形变异，分别为大脑前动脉A4、A5段代偿供血，即ACA 右侧A4、A5段未绕胼胝体沟而是向上走行，该处由左侧A4、A5段代偿供血（图1G）；大脑前动脉A4、A5段共干，即大脑前动脉A4、A5段未并行，而是融合成一段向后走行（图1H）。大脑前动脉变异情况还有：ACA 双侧A1段节段性狭窄畸形，即双侧A1段中段纤细狭窄未显影，狭窄段前后两端为正常内径（图1I）；大脑前动脉双侧A1段发育不良，即双侧A1段纤细狭窄且内径小于1 mm，致ACA 全段供血不足（图1J）；大脑前动脉A1段优势征合并A2～A5段狭窄，即大脑前动脉A1段左细右粗，属于ACA 右侧优势征，且右侧自A2段起至A5段内径呈局限性狭窄（图1K～L）。

图1 大脑前动脉走形正常及变异示意图A：大脑前动脉5级分支测量示意图（左面观）B：大脑前动脉单干型（左面观）C：大脑前动脉双干型（右面观）D：大脑前动脉A1段缺如，右侧优势供血（下面观）E：大脑前动脉左侧A1段优势征（半“S”半弧形）F：大脑前动脉右侧A1段优势征（“S”形）G：大脑前动脉A4-A5段代偿供血（左面观）H：大脑前动脉A4、A5段共干（左面观）I：大脑前动脉双侧A1段畸形（正面观）J：大脑前动脉双侧A1段发育不良（正面观）K：大脑前动脉A1段优势征合并A2～A5段狭窄（正面观）L：大脑前动脉A1段优势征合并A2～A5段狭窄（左面观）Fig.1 The shape and variation of the anterior cerebral arteryA：Schematic diagram of measurement on grade 5 branches of the anterior cerebral artery (left view)；B：Single trunk type of anterior cerebral artery(left view)；C：Double trunk type of the anterior cerebral artery (right view)；D：Absence of A1 segment of the anterior cerebral artery was right side dominant blood supply.(bottom view)；E：A1 dominant sign of the left anterior cerebral artery.(Half sigmoid and half arc-shaped）；F：A1 dominant sign of right anterior cerebral artery.(sigmoid)；G：A4-A5 segment compensatory blood supply of anterior cerebral artery.(left view)；H：A4 segment and A5 segment of the anterior cerebral artery is the same truck.(left view) ；I：Bilateral A1 segment deformity of the anterior cerebral artery.(anterior view)；J：Bilateral A1 segment dysplasia of the anterior cerebral artery.(anterior view)；K：Anterior cerebral artery A1 segment dominant sign combined with A2-A5 segment stenosis.(anterior view)；L：Anterior cerebral artery A1 segment dominant sign combined with A2-A5 segment stenosis(left view)

2.2 不同年龄段大脑前动脉内径、长度、夹角

研究不同年龄段大脑前动脉的内径、长度、夹角，将年龄段进行二分法的相关数据比较，结果显示：左侧A1-A2夹角50岁以下为（141.06±12.68）°，50岁至以上为（134.85±17.75）°，P=0.050，差异具有统计学意义；右侧A1-A2夹角50岁以下为（137.45±15.27）°，50岁至以上为（133.08±19.03）°，P=0.217，无统计学差异；余统计分析情况见（表1）。

2.3 不同性别大脑前动脉内径、长度、夹角

对比男性与女性ACA 相关数据，结果显示：左侧A1-A2夹角男性为（136.36±15.23）°，女性为（139.05±16.29）°，P=0.401；右侧A1-A2夹角男性为（133.60±19.67）°，女性为（136.59±15.14）°，P=0.400；余统计分析情况见表2。

3 讨论

3.1 大脑前动脉的变异及其临床意义

大脑前动脉在视交叉外侧自颈内动脉的终末支发出，与大脑后动脉的末梢支吻合，从而形成椎基底动脉系统。双侧ACA 血管变异是形成脑梗塞的主要病因之一[10]，ACA 变异常见于闭塞和动脉瘤可为印证。本研究100例受检者中，大脑前动脉走形以单干型为主，与王克臻等[8]的研究结果相符；在收集的20例ACA 变异中，A1段优势征占75%（15/20），而优势征的变异容易引起动脉环的变异，从而影响动脉瘤的形成。Yang 等[11]认为A1段发育不良或缺如等先天性血管变异与动脉瘤的形成密不可分。Arboix 等[12]研究显示ACA 闭塞占缺血性卒中的1.3%，由于闭塞位置与侧支循环状态的改变，其临床症状也复杂多样；A1段的弯曲形态及A2段的走形变异等特征，可供动脉瘤的术前诊断及手术介入点的选择参考。因此，对大脑前动脉的形态解剖学研究尤为重要。对于本研究中的变异，项目组将追踪回访，进一步探讨其与临床发病率的相关性。

3.2 大脑前动脉临床意义的年龄相关性

将100例受检者的ACA 相关数据做了年龄段二分法的比较后发现，不同年龄段ACA 的右侧A1段长度和直径、右侧A2段内径、左侧A1-A2夹角均呈现出明显差异性。据载，随着年龄增长，A1段的长度越长，内径越细，A1-A2夹角越小，夹角处剪切力越大，血流动力学发生改变，前交通动脉瘤形成的几率越大[13]，最终影响前交通动脉瘤的形成与生长方向[13,14]。柳海斌等[15]认为A1段内径左侧较右侧大，年龄越大，左侧夹角优于右侧，ACA 左侧优势征越显著，这可能与大多数人为右利手，左侧大脑半球优势、供血需求更多有关，这与本研究结果基本一致。可见对脑血管患者而言，特别是50岁以上人群定期复查CTA 是早期发现与有效排查动脉瘤等血管病变的必要手段。

表1 不同年龄段ACA 内径、长度测量结果（，mm）Tab.1 Comparison of inner diameter and length of anterior cerebral artery in different age groups(Mean±SD,mm)

表1 不同年龄段ACA 内径、长度测量结果（，mm）Tab.1 Comparison of inner diameter and length of anterior cerebral artery in different age groups(Mean±SD,mm)

注：*P＜0.05，性别差异有统计学意义Note:*P＜0.05,there was statistical difference in gender

表2 不同性别ACA 内径、长度测量结果（，mm）Tab.2 Comparison of gender,inner diameter and length of anterior cerebral artery(Mean±SD,mm)

表2 不同性别ACA 内径、长度测量结果（，mm）Tab.2 Comparison of gender,inner diameter and length of anterior cerebral artery(Mean±SD,mm)

注：*P＜0.05，性别差异有统计学意义Note:*P＜0.05,there was statistical difference in gender

3.3 性别因素对大脑前动脉临床意义的影响

烟雾病（moyamoya disease，MMD）又称自发性Willis 环闭塞症[16]，成人患者多表现为颅内出血，出现自发性蛛网膜下腔出血、脑室出血或脑实质内出血；男性多于女性[17]。ACA 变异是形成MMD 的主要原因之一。本课题统计发现，不同性别大脑前动脉A1段长度具明显差异，男性＞女性，这与朱莹莹等[18]的研究相接近。因此，可以借助CTA 清晰显示血管的狭窄或闭塞及其病变部位，利用三维重建技术，多角度地准确掌握ACA 变异的类型与位置，为临床诊疗提供有利影像学依据。