Willis環側支影響急性缺血性腦血管病的代償及灌注

張佳玥，徐忠寶，李繼梅

缺血性腦血管?。╥schemic cerebral vascular disease，ICVD）是指各種原因導致腦血管損害從而引起的腦組織缺血和梗死[1]。ICVD患者顱內側支循環的建立與開放情況及其類型對患者臨床表現的影響較大。Willis環作為大腦動脈的一級側支循環，起著至關重要的代償作用[2-3]。當發生急性ICVD時，側支循環能夠維持閉塞血管遠端的血流灌注、影響缺血半暗帶區域的血流動力學變化、梗死進展的速度以及出血轉化傾向等[4]。臨床上了解側支循環的功能，尤其是了解Willis環的解剖結構及交通動脈開放情況、相應血流灌注變化與不同ICVD之間的關系，能夠及早對病情發展趨勢進行評估。本研究回顧分析了首都醫科大學附屬北京友誼醫院神經內科231例急性ICVD患者的臨床資料及影像，對Willis環進行分型及評價，探討側支循環代償情況與血流灌注變化及不同ICVD的關系。

1 對象及方法

1.1 研究對象 連續納入首都醫科大學附屬北京友誼醫院神經內科2011年12月～2013年2月期間住院的231例急性ICVD患者，其中男性130例，女性101例，平均年齡（61.920±9.652）歲（33～78歲）。

納入標準：①根據臨床癥狀、體征及影像學表現分別診斷為腦梗死（cerebral infarc tion，CI）及短暫性腦缺血發作（transient ischemic attack，TIA），其中CI診斷標準符合2010年中國急性缺血性腦卒中診治指南[5]，TIA診斷標準符合2011年短暫性腦缺血發作的中國專家共識[6]；②發病14 d內；③具備顱腦計算機斷層掃描血管成像（computed tomography angiography，CTA）及計算機斷層掃描灌注成像（computed tomography perfusion，CTP）檢查。

排除標準：①存在心房顫動、風濕性心臟病、3周以內心肌梗死、室壁瘤、二尖瓣狹窄等心臟病史，或其他病因易導致腦血管心源性栓塞的患者；②存在其他明確原因的非動脈粥樣硬化性病變所致的卒中；③血管形態學檢查資料不完整的病例。

1.2 方法 一般情況采集包括性別、年齡，既往病史包括高血壓病史[7]、糖尿病史[8]、血脂異常[9]、心臟病史、既往TIA史、既往卒中史、吸煙史[10]；并記錄實驗室檢查數據包括空腹血糖、糖化血紅蛋白、甘油三酯、總膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇、高密度脂蛋白膽固醇、同型半胱氨酸[11]等，影像學檢查如頭部CTA及CTP、顱腦磁共振成像等。根據顱腦磁共振彌散加權成像（diffusion weighted imaging，DWI）結果及患者的臨床資料結合入院診斷將患者分為CI組和TIA組，并進一步根據缺血或梗死部位分為前、后循環TIA及前、后循環CI共4組。其中前循環TIA組59例，后循環TIA組66例，前循環CI組57例，后循環CI組49例。

全部患者應用Hight Speed 8排或64排螺旋CT機器（美國GE公司），予肘靜脈團注非離子對比劑優維顯40 ml（4 ml/s）后行顱腦CTA及CTP檢查。腦血流灌注異常表現為病灶部位平均通過時間（mean transit time，MTT）延長，伴或不伴有腦血流量（cerebral blood flow，CBF）降低和腦血容量（cerebral blood volume，CBV）改變[12]。影像學結果由2名影像科醫師分別判讀，若出現異議，經商議后判定最后結果。

1.3 W i l l i s環類型判定標準 大腦前動脈（anterior cerebral artery，ACA）A1段及前交通動脈（anterior communicating artery，ACoA）的發育不良或缺如，認定為Willis環前部不完整；后交通動脈（posterior communicating artery，PCoA）或大腦后動脈（posterior cerebral artery，PCA）P1段的發育不良或缺如，則認定為Willis環后部不完整。目前，較為簡便易行的Willis環分型按Lippert等的方法[13]分為4型：Ⅰ型（Willis環完整）、Ⅱ型（前部不完整）、Ⅲ型（后部不完整）、Ⅳ型（混合不完整）。Ⅳ型又分為a～e5個亞型，a型：單側A1段并同側后部不完整；b型：單側A1段并對側后部不完整；c型：單側A1段并雙側后部不完整；d型：ACoA并單側后部不完整；e型：ACoA并雙側后部不完整（圖1）。

1.4 統計方法 所有數據使用SPSS 20.0軟件進行統計學分析，計量資料符合正態分布采用表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗；計數資料用率表示，組間比較采用χ2檢驗，P＜0.05為差異有顯著性；如3組之間差異具有顯著性，則進行組間兩兩比較，P＜0.017為差異有顯著性。

2 結果

2.1 基線資料比較 TIA患者共125例，前循環組男（30/59，50.85%）例，女（29/59，49.15%）例，平均年齡（61.870±9.427）歲，后循環組男（37/66，56.06%）例，女（29/66，43.93%）例，平均年齡（62.020±9.056）歲；CI患者共106例，前循環組男（32/57，56.14%）例，女（25/57，43.86%）例，平均年齡（61.620±9.853）歲，后循環組男（30/49，61.22%）例，女（19/49，38.78%）例，平均年齡（61.940±9.928）歲。4組間性別與年齡分布差異無顯著性（性別：χ2=1.176，P=0.759；年齡：t=0.537，P=0.694）。高血壓病163例（70.56%），糖尿病93例（40.26%），高脂血癥150例（64.93%），既往吸煙史123例（53.25%），高同型半胱氨酸血癥59例（25.54%）。

圖1 Willis環形態及分型

2.2 影像學結果 根據Willis環各組成動脈顯示情況分類，入組的231例患者中，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ各型例數及所占比例分別為18（7.8%）、10（4.3%）、89（38.5%）、114（49.4%），以Ⅲ、Ⅳ型居多，在Ⅳ型所分亞型中，Ⅳa、Ⅳb、Ⅳc、Ⅳd、Ⅳe各亞型例數及所占比例分別為2（0.8%）、8（3.5%）、33（14.3%）、16（7.0%）、55（23.8%），以Ⅳc、Ⅳe型居多。

Willis環在TIA組及CI組中的分布見表1。TIA組中Willis環Ⅰ型和Ⅲ型所占比例較CI組為高，而Ⅱ型、Ⅳ型所占比例均較CI組偏低。CI組中Ⅳ型前后循環均不完整型最多見，為67（63.20%），兩組中4型分布的差異具有顯著性（P=0.002）。進一步按照病灶部位將前循環TIA組與CI組、后循環TIA組與CI組進行比較Willis環不同類型分布差異亦具有顯著性（P=0.036，P=0.037）。

觀察ACoA及PCoA顯示情況來評估各組患者側支開放及代償情況。如表2所示，ACoA在TIA組中顯示情況及所占比例較CI組更多，經卡方檢驗，總體TIA組與CI組、前循環TIA組與前循環CI組、后循環TIA組與后循環CI組之間的ACoA顯示情況具有顯著差異（χ2=10.832，P=0.001；χ2=5.670，P=0.014；χ2=6.978，P=0.007）。PCoA顯示率在總體之間及前、后循環各分組間比較差異均無顯著性（P=0.38，P=0.356，P=0.06）（表2）。

Willis環各分型與灌注情況的關系。通過觀察CTP圖像，出現MTT延長或CBF、CBV降低改變時提示出現腦血流灌注異常。表3中顯示所有入組的ICVD患者存在灌注異常情況者121例，灌注正常者110例。其中灌注異常者中以Ⅳ型所占比例最高（60.33%），Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型所占比例均低于灌注正常組（分別為6.61%、3.31%、29.75%），上述分布差異具有顯著性（χ2=12.356，P=0.006）。

3 討論

近年來報道側支循環的建立與否及血流灌注狀況是影響腦血管病發生、發展及預后的重要因素[3，14]。Chuang等[15]研究發現，完整的Willis環結構有利于ICVD患者神經功能的恢復，預后更好。對側支循環功能的評價方法很多，Ari等[16]證實利用CTA觀察和評估Willis環結構和變異，結果與DSA一致性達到了92.4%?？梢奀TA作為無創性的檢查方法在觀察Willis環整體結構方面更為便捷。

表1 Willis環不同分型在TIA組及CI組中的分布

表2 前后交通支在TIA組及CI組中的顯示情況比較

表3 Willis環分型與CTP灌注情況之間的關系

目前關于Willis環的分型方法較多，本研究采用Lippert等[13]的方法，主要因其簡便，易于臨床操作和分析。2011年Li等[17]將Willis環分型分為15種，雖然更加細致，但對于臨床分析Willis環與CI、TIA的發生關系較為繁瑣。此外，本研究中的分型方法僅針對CTA表現出的顯示、未顯示分類，其中未顯示包括如下可能：①先天發育不良（纖細）或缺如；②因血流動力學原因造影劑未充盈；③因動脈粥樣硬化狹窄或其他原因所致狹窄或閉塞。不管以上何種原因，CTA未顯影均提示腦缺血后Willis環側支循環存在缺陷。

國內張文煜等[18]采用CTA技術檢測評估TIA和CI患者，發現Willis環Ⅰ型在TIA和CI患者中分別占9.5%和10.3%，與本研究結果相似。有研究將CI及TIA患者與無癥狀患者的Willis環比較，依據CTA檢查評估Willis環情況，結果發現TIA和CI患者Willis環完整（Ⅰ型）的比例明顯低于無癥狀患者（分別為10.2%、11.1%及39.4%），而不完整（Ⅱ型和Ⅳ型）的比例則明顯高于無癥狀患者（分別為90.8%、88.9%及60.6%）[19]。上述研究均表明，在急性ICVD患者中，其Willis環（一級側支）的完整率較低。相比，在針對普通人群的研究中，Wills環完整的比例能夠達到42%～52%[3，20]。

ACoA和PCoA是Willis環發揮側支循環代償功能的主要側支血管。近些年來對于ACoA和PCoA的代償作用說法不一。有學者認為[21]，頸內動脈嚴重狹窄患者，主要通過ACoA提供代償，其次為PCoA。早在1963年Kameyama等[22]通過尸檢發現，完整的PCoA在正常人（7%）與CI患者（13%）中的比例差異無顯著性。然而Hendrikse等[23]利用MRA技術，對無癥狀性頸動脈狹窄組、癥狀性頸動脈狹窄組及健康對照組進行側支代償情況比較，發現ACoA開放在無癥狀組中存在顯著優勢（37%，10%，0%，P＜0.001），而PCoA開放的代償作用在3組間差異無顯著性。最近研究[24]顯示，當患者存在Willis環后部不完整時，若同時存在胚胎型大腦后動脈，可能會增加后循環缺血的發生。本研究結果顯示ACoA在所有TIA患者中開放比例高于CI患者（72% vs 50.94%），提示Willis環前部完整，尤其是ACoA的開放對改善缺血部位灌注、調整雙側大腦半球的血供起著重要的作用。此外，本研究顯示PCoA的代償作用在所有TIA組和CI組中差異無顯著性，可能是未將PCoA的開放程度（PCoA未顯示、PCoA單側顯示及PCoA雙側顯示）分開比較，影響了對PCoA代償效果的評價。

國內外利用C TA聯合C T P技術觀察Willis環側支建立與灌注情況之間的研究甚少。本研究發現，Willis環的組成血管存在多處變異時（如Ⅳ型），其灌注異常比例高（60.33%），提示一級側支不完整時將影響腦的血流灌注情況，可能會使腦缺血的風險增加。

Willis環在發生腦缺血時是最快速和最主要的側支循環代償途徑。本研究顯示急性ICVD患者一級側支不全開放者占絕大多數，Wills環前部的完整性在腦缺血時起有一定的代償作用，而Wills環前后均存在變異時將影響腦的血流灌注。本研究的不足之處在于未將顱內外血管狹窄情況一并納入側支循環和灌注情況進行分析。在今后的研究中將進一步結合患者的血管情況，更全面、細致地觀察和分析側支循環、灌注代償與腦缺血發生、發展的關系，探討恰當的個體化的治療方案。

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【點睛】

本研究顯示在發生急性缺血性腦血管病時，Willis環不完整，灌注異常情況多見，前交通開放能夠起到一定代償作用。