CTA三维重建大脑前动脉的影像学研究

CTA三维重建大脑前动脉的影像学研究

【摘要】目的通过CTA三维重建分析大脑前动脉(ACA)的形态学特点,探讨性别、年龄与ACA发育的关系,为脑血管变异的影像诊断提供重要依据。方法收集2019年4-7月在中南大学湘雅医院检查的50例正常成人ACA的CTA图像资料并进行三维重建,对比分析ACA左、右侧差异性及各段的形态学特点,同时将资料按年龄分为50岁以下组(23例)与50岁及以上组(27例),分析两组数据的差异性。结果共纳入50例正常成人ACA的CTA数据,其中左侧A1段优势症3例,左侧A4段走行变异2例,左侧A1段畸形1例,其余44例未见明显变异。50岁及以上组女性血管长度与直径均值明显小于男性(P<0.05)。结论年龄、性别与ACA的发育存在相关性;双侧ACA不对称性发育可能影响着AcoA动脉瘤的形成;CTA三维重建能清晰显示ACA形态,对脑血管变异的影像诊断具有重要的价值。

【关键词】大脑前动脉;CT血管成像;三维重建

大脑前动脉(Anteriorcerebralartery,ACA)是Willis环的组成部分,为颈内动脉的终支,其左右两侧间的前交通动脉是颅内动脉瘤的好发部位之一,在所有颅内动脉瘤中AcoA动脉瘤占比25%以上,其破裂风险在所有前循环动脉瘤中居首位[1]。近年来,越来越多的学者着力于研究大脑前动脉A1段形态与前交通动脉瘤发生的相关性[2,3],而对于ACA远段(A2~A5段)的形态学研究很少。ACA远段动脉瘤在颅内动脉瘤发病率中为1.5%~9.2%[4],其位于纵裂,操作空间小,且无明显解剖标志定位,动脉瘤及载瘤动脉端控制困难,导致该处动脉瘤手术难度及风险增加。因此,本研究采用三维重建技术对正常ACA的A1~A5段形态进行统计对比分析,为ACA病变的防治提供影像学依据。

1材料与方法

1.1一般材料。采用随机数字法抽取2019年4-7月中南大学湘雅医院扫查的50例正常成人大脑前动脉的CTA扫描图像作为研究对象,其中男性21例(42%),女性29例(58%),年龄18~81(48.5±14.1)岁。纳入标准:行三维CT血管造影检查后各段显影清晰的正常无病变ACA。排除标准:①CTA及DSA检查发现有动脉瘤、动静脉瘘、脑出血等明显颅内血管病变;②因各种原因导致血管显影极差;③因各种原因导致测量数据记录不全。

1.2检查方法。三维CT血管造影(3D-CTA):收集了无脑血管疾病,正常人大脑前动脉无病变的全脑CTA扫描图像。机器:320排东芝螺旋CT机。造影剂:碘佛醇(350mgl/ml)注射液。注射速率与剂量:3.5ml/s,60~80ml。扫描方位:采用标准头颅正、侧位。扫描参数:120kV,240mAs,机架旋转1圈0.4s,层厚0.625mm,螺距0.969,重建矩阵512×512。用高压注射器以3.5ml/s的速度经肘前静脉注入非离子型对比剂碘佛醇60~80ml,注射对比剂后15~20s开始扫描。扫描完毕将原始图像传至Adwantageworkstation进行图像VR后处理。

1.3测量A1~A5段长度及内径数据。A1:ACA起始部向内侧与前交通动脉相交处之间;A2:前交通动脉至额前内侧支;A3:额前内侧支至胼胝体缘动脉;A4:胼胝体缘动脉至楔前动脉起始部;A5:楔前动脉。长度每段测量3次,取平均值。内径于每段3处不同位置测量,取平均值。鉴于VR血管显影伪影较多,测量误差较大,我们在与VR图像同一位置的CT图上进行测量,保证其准确性和可重复性。

1.4统计学方法。使用SPSS20.0软件进行统计学处理,计量资料比较采用t检验,计数资料比较采用c2检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2结果

2.1本研究共发现以下6例大脑前动脉发育及走行变异。左侧大脑前动脉A1段优势症[5](图1),出现率占6%(3例);双侧大脑前动脉A1段畸形(图2),出现率占2%(1例);双侧大脑前动脉A4-A5段共干(图3),出现率占2%(1例);左侧大脑前动脉A4-A5段代偿供血(图4),出现率占2%(1例)。

2.2不同年龄段ACA各段长度、直径左和右侧差异性。利用单因素方差分析可知,50岁以下不同性别大脑前动脉A1~A5段长度与直径差异均无统计学意义(P>0.05)。50岁及以上不同性别大脑前动脉左A1段长度差异有统计学意义(F=5.441,P<0.05),男性左侧A1段长度均值较大。50岁及以上不同性别大脑前动脉右A4段直径差异有统计学意义(F=5.831,P<0.05),男性右侧A4段直径均值较大(表1)。

3讨论

3.1ACA不对称性发育对AcoA动脉瘤形成的影响。前交通动脉与左、右大脑前动脉A1段是Willis环的组成部分。Willis环在脑血液循环过程中具有重要的生理作用,是脑动脉的重要通道,也是脑血管的重要调节结构之一[6]。正常情况下,双侧脑半球的血液压力相近,但当一侧脑血流量骤然减少或增加时,血液压力的不平衡使连接双侧的交通动脉血流量明显增高,血液压力升高,血流动力学改变[7]。大量临床研究均提示,血流动力学因素是颅内交通动脉瘤形成的必要条件[8]。本研究发现的左侧大脑前动脉A1段优势症与左侧大脑前动脉A4~A5段代偿供血两类血管变异均提示血管中血液经前交通动脉从较劣势的右侧流到较优势的左侧,使前交通动脉与左侧大脑前动脉血流量明显增高,导致Willis环内的血流动力学改变。Stojanovic等[9]研究发现,114例颅内动脉瘤患者中Willis环不对称者占比达75.7%,并发现成对的ACA近侧不对称或一侧ACA近端发育不全与AcoA动脉瘤呈正相关,一侧ACA血流不同程度分流到对侧时,动脉分叉处可出现动脉瘤。大量文献报道指出右侧大脑前动脉A1段发育不良明显较左侧多[10]。这与本研究6例变异数据中有4例显示为右侧A1段发育不良或缺如的结论一致。故左右ACA的不对称变异是形成AcoA动脉瘤的因素之一,且右侧大脑前动脉A1段发育不良较多,在解剖学上具有重要意义。

3.2性别、年龄对大脑前动脉发育的影响。一项关于68项研究中94912例患者的荟萃分析结果显示,女性和男性的颅内动脉瘤患病率为1.57∶1,提示女性颅内动脉瘤的发病率明显高于男性[11]。张炘等[12]对颅内动脉瘤的危险因素进行了多因素Logistic回归分析,发现女性是颅内动脉瘤形成的危险因素。从表1可以看出,50岁及以上不同性别成人中大脑前动脉左侧A1段长度与右侧A4段直径表现出显著差异性,女性血管长度与直径均值明显小于男性,提示在50岁及以上正常成人中,女性大脑前动脉发育劣于男性。结合以上文献报道,我们推测,随着年龄的增长,女性雌激素水平下降,且越接近停经年龄越明显,导致中老年女性血管发育不良,这可能是诱发中老年女性颅内动脉瘤形成的重要原因之一。

3.3头颅CTA在脑血管变异诊治中的价值。本研究中的320排CTA可完整显示Willis环、大脑前动脉全段主干及其1~2级分支。有研究指出,CTA可提供与常规血管造影一致的信息,并认为对于颅内血管病变的诊断,CTA可替代常规血管造影[13]。本研究对原始CTA图像经过三维重建后处理,能准确、清晰地显示大脑前动脉A1~A5段的各种解剖变异,直观展示变异血管的位置、形态以及与周围结构的毗邻关系,对脑血管变异的影像诊断具有重要的价值。综上所述,本研究采用无创、快捷、方便的320排CTA三维重建图观察正常ACA形态特点。结果提示,正常成人左、右大脑前动脉A1~A5段长度与直径均无明显差异,而年龄、性别与ACA的发育存在相关性,若左、右两侧ACA不对称性发育,则可能更易导致AcoA动脉瘤的发生。

作者:牟珂霖 李澜哲 刘伟豪 何美楠 张慧 陈伟 单位:长沙医学院医学影像学院