Einfluss des Geschlechts auf zerebrale Gefäßdurchmesser, beobachtet bei der magnetresonanzangiographischen Untersuchung des Willis-Kreises
GESUNDHEIT VON MENSCH UND TIER
Einfluss des Geschlechts auf zerebrale Gefäßdurchmesser, beobachtet bei der magnetresonanzangiographischen Untersuchung des Willis-Kreises
Marco Antonio Stefani*; Felipe Luis Schneider; Antonio Carlos Huf Marrone; Antonio Generoso Severino
Departamento de Ciência Morologica; Universidade Federal do Rio Grande do Sul; Rua Sarmento Leite 500, 90050-170; Porto Alegre – RS – Brasil
ABSTRACT
Die vorliegende Studie bewertete die Kaliber und anatomischen Konfigurationen basierend auf der Magnetresonanzanalyse (MRA) und untersuchte die zerebralen Gefäßgebiete und geschlechtsgebundenen Variationen. Eine randomisierte Stichprobe von 30 angiographischen Untersuchungen bei erwachsenen Patienten beiderlei Geschlechts wurde erhalten und Komponenten des Willis-Kreises identifiziert. Astdurchmesser wurden an einem transversalen Schnitt 5 mm vom Gefäßursprung in einem typischen angiographischen Frontaleinfall gemessen. Für die vergleichende statistische Analyse wurden die Tests unter Berücksichtigung des Geschlechts und des Alters der Patienten in die Gruppen eingeteilt. Der klassische Kreis der Willis-Konfiguration wurde in nur 15 Proben (50%) erhalten. In den Arterien des hinteren Kreislaufs wurden größere Kaliber beobachtet, und eine multiple lineare Regressionsanalyse ergab, dass das Kaliber des hinteren Kreislaufs durch eine unabhängige Variable beeinflusst wurde, die mit dem Geschlecht zusammenhängt. Zusätzliche Variationen umfassten einseitige und bilaterale fetale und hypoplasische posteriore kommunizierende Arterien. In der A. cerebri anterior (ACA) wurde das Vorhandensein eines akzessorisch entwickelten ACA festgestellt, wobei ein ACA dem distalen Teil der beiden Hemisphären Äste gab und ein dritter medianer ACA Die Varianten wurden beobachtet. Das Geschlecht beeinflusste die Variationen der Innendurchmesser der hinteren Kreislaufgefäße, mit größeren Messungen bei Männern.
Schlüsselwörter: Angiographie, Magnetresonanz, anatomische Variationen
EINFÜHRUNG
Die Entwicklung neuer nicht-invasiver Techniken zur Untersuchung des menschlichen Körpers hat die Identifizierung und Untersuchung der Hirndurchblutung bei lebenden Individuen ermöglicht. Insbesondere die Kernspinresonanz (MR) hat zu diesem Wissen beigetragen, wobei bei der Beurteilung dieser Untersuchungen Daten über die klassischen anatomischen Befunde hinaus, wie z. B. Gefäßmuster bei verschiedenen Geschlechtern und Altersgruppen, zutage traten. Die vorliegende Studie analysierte die Kaliber und anatomischen Variationen basierend auf den MR-Ergebnissen von Personen ohne Gefäßerkrankung, beim Vergleich verschiedener Gefäßgebiete und anatomischer Variationen.
MATERIALIEN UND METHODEN
Es wurde eine Stichprobe von 30 Magnetresonanzangiographieuntersuchungen von männlichen und weiblichen Erwachsenen durchgeführt. Um die Tests durchzuführen, wurden ein 1,5-Tonnen-MR-Gerät und die Bilder von einer 3D Advantage Windows Software® (GE Medical Systems) in einer SUN ULTRA 1® Workstation verarbeitet. Obwohl die Tests willkürlich aus der MR-Service-Datenbank ausgewählt wurden, wurden nur diejenigen mit normalen radiologischen Berichten und angemessenen technischen Standards in die Studie aufgenommen. Die folgenden Zweige und Komponenten des Willis-Polygons wurden identifiziert: a. carotis interna (ICA), A. cerebri anterior (ACA), A. Cerebri posterior (PCA), A. basilaris, A. communicant anterior (ACommA), A. cerebri middle (MCA) und A. communicant posterior (PCommA).
Die Durchmesser von ACA (proximales A1-Segment), MCA (proximales M1-Segment), PCA (P1-Segment, vorkommunikatives Segment) und der Arteria basilaris wurden durch einen transversalen Schnitt gemessen, der 5 mm vom Gefäßursprung entfernt in einem typischen angiographischen Frontaleinfall platziert wurde. Dies wurde gewählt, um die erhaltenen Messungen zu standardisieren und eine weitere Reproduktion der Studie zu ermöglichen. Um die A. communicida posterior (PCommA) besser sichtbar zu machen, wurden im hinteren Bereich des Carotis-Siphons dünne axiale Schnitte (1 mm) vorgenommen (Abb. 1).
Zu vergleichenden statistischen Analysezwecken wurden die Tests unter Berücksichtigung des Geschlechts und des Alters der Patienten in Gruppen eingeteilt. Zwei Experten verblindeten und führten die Bewertung der Gefäßverteilungen und Kaliber durch, und eine multivariate Analyse wurde durchgeführt, um verschiedene Variablen zu untersuchen, die die Ergebnisse beeinträchtigen könnten.
ERGEBNISSE
Die Gruppe bestand aus einer gleichen Anzahl von Männern und Frauen mit einem Durchschnittsalter von 45+/-3 Jahren. Altersunterschiede im Zusammenhang mit dem Geschlecht wurden nicht berücksichtigt. Verzweigungskaliber, die sich aus dem Willis-Kreis (CW) ergeben, sind in Tabelle 1 dargestellt.
Die analysierten Kaliber zeigten eine Normalverteilung. Es gab keine nennenswerten Unterschiede zwischen den MCA-, PCA- und ACA-Zweigen in Bezug auf die Seite der Hemisphäre (p > 0,05). Während der Rekonstruktion von zwei fetalen Musterfällen mit CW-Verteilung wurden die Segmente nicht visualisiert. Es war jedoch immer noch möglich, sie als individualisierte Gefäße auf dünnen axialen Schnitten (1 mm) im hinteren Bereich des Karotissiphons zu skizzieren (Abb. 1).
Wie in Tabelle 2 gezeigt, gab es größere Kaliber in den männlichen Arterien des hinteren Kreislaufs (Arteria basilaris und PCA) mit einem p < 0,001. Eine andere Analyse zeigte, dass die Äste der hinteren Zirkulation auch bei Personen, die älter als 40 Jahre waren, größere Durchmesser aufwiesen (p < 0, 05). Eine multiple lineare Regressionsstudie ergab jedoch, dass das Kaliber der hinteren Zirkulation durch eine unabhängige Variable beeinflusst wurde, die mit dem Geschlecht zusammenhängt (p = 0, 05).
Es wurden fünf Gefäßmuster der Willis-Polygonkonfiguration gefunden, wie in Abbildung 2 gezeigt. Der klassische Gefäßverteilungsstandard im Polygon war am konsistentesten, wie in 15 Tests beobachtet (50 %). In dieser Gruppe war die anteriore kommunizierende Arterie in sieben Fällen als isoliertes Gefäß deutlicher. Zusätzlich gab es in 15 Fällen eine Asymmetrie der ACA-Segmente und in zwei Fällen eine Hypoplasie unter Verwendung der von (Zurada und Gielecki 2007) vorgeschlagenen Kriterien.
Andere Variationen umfassten die Hypoplasie eines (vier Fälle) oder beider PCommA (zwei Fälle) und das Vorhandensein von einseitiger (ein Fall) und bilateraler (drei Fälle) fetaler PCommA, die mit einer klaren Hypoplasie des proximalen Segments der PCA assoziiert waren. Die Verteilung, die häufig in der A. cerebri anterior vorkommt, zeigte das Vorhandensein von zwei ACAs an, die parallel zur Genu des Corpus callosum verlaufen (20 Fälle) und jeweils Äste zur ipsilateralen Hemisphäre bilden (klassischer Typ).
Die anatomische Verteilungsstudie der distalen ACA-Äste war sehr komplex und die Befunde waren nicht in allen Fällen konsistent. Es gab jedoch einige Variationen der ACA-Verzweigungsmuster nach der Entdeckung der anterioren kommunizierenden Arterie, wie das Vorhandensein einer akzessorisch entwickelten ACA (zwei Fälle), einer ACA, die sich zum distalen Teil der beiden Hemisphären verzweigt (zwei Fälle) und eine dritte mediane ACA, die die beiden Hemisphären in einem Fall bewässert (Abb. 3).
In neun Fällen wurde die Arteria callosomarginalis nur in einer Hemisphäre beobachtet, und in drei Fällen war sie in beiden Hemisphären vorhanden. In all diesen Situationen konnten die distalen kortikalen ACA-Äste nicht eindeutig individualisiert werden, was sich auf das Studium dieser Gefäße auswirkte.
Das häufigere Verzweigungsmuster der mittleren Hirnarterie war die Bifurkation (16 rechts und 15 links), gefolgt von der Trifurkation (sieben rechts und drei links) und das Vorhandensein einer einzelnen MCA ohne terminale Äste (fünf rechts und drei links). In einem Fall wurden vier Zweige beobachtet, die sich aus der MCA ergeben (Abb. 4).
Die häufigste Konfiguration im vertebrobasilären System war diejenige, bei der die PCA symmetrisch aus der Arteria basilaris stammte (klassischer Typ – 18 Fälle). Wie bereits erwähnt, war die proximale PCA-Hypoplasie in einem Fall einseitig und in drei Fällen bilateral (Abb. 5).
Die A. cerebellaris superior hatte eine Vielzahl von Konfigurationen, wobei das klassische anatomische Muster in 70% der (21/30) Fälle vorhanden war (Abb.5). Es gab einseitige doppelte Gefäße in fünf Fällen und bilaterale Gefäße in einem. In drei Fällen stammte eine der A. cerebellaris superior (SCA) aus der proximalen PCA.
DISKUSSION
Es gibt Berichte, die das Vorhandensein eines vollständigen Willis-Polygons in MR-Untersuchungen in 34 bis 42% der Fälle beschreiben (Milisavljevic et al. 1986; Macchi et al. 1996; krabbe-Hartkamp et al. 1998; Er et al. 2007). Die am häufigsten beobachteten anatomischen Variationen waren das Vorhandensein einer fetalen hinteren Kommunikations-Arterie und eine Hypoplasie des proximalen Segments der ACA. Diese Modifikationen schienen sich in verschiedenen Populationen nicht zu unterscheiden, obwohl sie regelmäßiger mit dem Vorhandensein von zerebralen Aneurysmen in Verbindung gebracht werden könnten(Horikoshi et al. 2002). Insgesamt führt die MR-Angiographie eine zuverlässige Reproduktion der Hirngefäßkaliber und der Willis-Polygonäste durch. Diese Daten waren vergleichbar mit denen, die durch die Computertomographie-Angiographie(Katz et al. 1995).
Wie bereits erwähnt, beeinflusst die Konfiguration des Willis-Kreises den Aspekt des Anfangssegments des PCA. Aufgrund der hohen Frequenz der fetalen posterioren kommunizierenden Arterien können Messungen der anfänglichen PCA-Segmentdurchmesser falsch interpretiert werden. Die standardisierte Messung des Zusammenflusses der PCA lieferte die tatsächlichen Durchmesser des distalen Teils der PCA, und diese Werte unterschieden sich nicht von den in der Literatur angegebenen. Erwähnenswert wären hier auch die Unterschiede des Durchmessers in Bezug auf das Geschlecht, auf die auch in früheren Studien hingewiesen wurde (Horikoshi et al. 2002).
Der MCA-Zweig durchquert die gesamte Ausdehnung der seitlichen Nut und verteilt die Kollateralen, die eine große Ausdehnung der Seitenfläche jeder Hemisphäre versorgen. Es verläuft parallel neben dem Keilbeinflügel, als M1-Segment; während im lateralen Teil der Sylvian-Fissur, Es krümmt sich nach hinten und nach oben, um die Insula zu erreichen, als M2-Segment. Diese Partition kann einen einzelnen Stamm oder bis zu vier Zweige haben. Die in der vorliegenden Studie beobachteten MCA-Muster ähnelten den in der Literatur berichteten, da die Bifurkation in etwa zwei Dritteln der Fälle vorhanden war, gefolgt von der Bifurkation in fast 30% der Gefäße (Gibo et al. 1981; Umansky et al. 1984). Andere Variationen können ebenfalls auftreten, wie das Vorhandensein eines einzelnen Stammes von MCA ohne die Erminaläste, das Vorhandensein eines zusätzlichen MCA, der Ursprung eines frühreifen Zweigs oder eine baumartige Verzweigung in mehr als vier terminalen Zweigen in der M1-M2-Kreuzung (Gibo et al. 1981; Umansky et al. 1984; Umansky et al. 1988).
Die klassisch beobachteten Kaliber der mittleren Hirnarterie variierten von 2,4 bis 4,6 mm (durch 3,0 bis 3,9 mm) und wurden basierend auf den Messungen der Außendurchmesser der zuvor mit dem Harz oder Latex injizierten Gefäße erhalten (Gibo et al. 1981; Gomes et al. 1984). Die in den MR-Angiographiestudien beobachteten Gefäßkaliber waren jedoch im Vergleich zu den in den anatomischen Studien beobachteten etwas kürzer (Mittelwert 2,7 mm) (krabbe-Hartkamp et al. 1998). Dieser minimale Unterschied bestand wahrscheinlich, weil die MR-Angiographie den Innendurchmesser des Gefäßes unter Ausschluss der Arterienwand maß. Artefakte, die der Vorbereitung der postmortalen vaskulären Injektion innewohnen, sollten ebenfalls berücksichtigt werden, wie der Verlust des vaskulären Muskeltonus, die Art des injizierten Materials, das Verhalten der injizierten Substanz nach dem Erstarren und die Menge an Füllung und Druck, die während der vaskulären Repletion ausgeübt werden.
Der ACA – terminale mediale Zweig der ICA – entspringt im medialen Bereich der Sylvian-Fissur, lateral zum Chiasma opticus mit mehreren anatomischen Dispositionen (Jackowski et al. 1999; Stefani et al. 2000). Es gibt Diskussionen, ob die AC im distalen Segment der ACommA als Perikallosalarterie bezeichnet werden sollte (Lin et al. 1974; Perlmutter und Rothon 1978) oder erst nach dem Notfall des callosomarginalen Zweiges (CmA)(Snickers und Drake 1973).
In fast 80 %der Fälle gab es zwei postkommunikative Äste gleichen Kalibers nach der anterioren kommunizierenden Arterie mit mehreren beschriebenen anatomischen Variationen im distalen Segment des ACA (Ozaki et al. 1977; Perlmutter und Rothon 1978; Jackowski et al. 1999; Stefani et al. 2000). Diese Variationen wurden anatomisch gut identifiziert (Stefani et al. 2000), wenn auch in der MR-Angiographie aufgrund des engen Parallelverlaufs der beiden anterioren in der Mittellinie nicht immer gut belegt.
Ähnlich wie bei der MCA wurde nur ein geringer Unterschied zwischen den Daten aus den ACA-Außendurchmessern – nach der ICA-Bifurkation in anatomischen Präparaten – und denen aus der MRA beobachtet (krabbe-Hartkamp et al. 1998). Anatomische Befunde ergaben in diesem Segment etwas größere durchschnittliche Durchmesser von 2,4 bis 2,6 mm (Perlmutter und Rothon 1978; Gomes et al. 1986; Stefani et al. 2000), gegen einen Mittelwert von 2,2 mm im Bildbefund.
Diskussionen über die Definition von Hypoplasie und Gefäßasymmetrie basieren oft auf dem visuellen Aspekt während der Operationen oder angiographischen Untersuchungen. Um diese Begriffe zu klassifizieren, wurde eine mathematische Gleichung vorgeschlagen, indem die prozentuale Beziehung der beiden Zweige als Koeffizient verwendet wurde (Zurada und Gielecki 2007). Diesen Autoren zufolge würden Koeffizienten zwischen 10 und 40% als Asymmetrie definiert, während >40% als Gefäßhypoplasie definiert würden. Für diesen speziellen Ort haben andere Autoren einen Durchmesser von 0,3 bis 1 vorgeschlagen.0 mm als Parameter für die Hypoplasie (Perlmutter und Rothon 1978; Milenkovic 1981). Diese letzte Definition schien in Bezug auf die klinische und neurochirurgische Praxis hilfreicher zu sein, da sie mit klinisch relevanten Umständen wie dem Zusammenhang mit dem Vorhandensein von AKommA-Aneurysmen verbunden war. In der vorliegenden Studie haben wir in 2 Fällen Koeffizienten von mehr als 40% beobachtet; Der kleinere Gefäßdurchmesser lag jedoch in diesen Fällen zwischen 1,5 und 2,0 mm. Der kleinste gefundene Durchmesser (in einem Fall 1,1 mm) hatte einen Gefäßkoeffizienten von 27%, da auch das kontra-laterale Gefäß klein war. Basierend auf diesen Zahlen erschien diese Gleichung für die klinische oder radiologische Praxis ungeeignet.
In der vorliegenden Studie wurden häufig die klassischen Merkmale der Polygonkonformation beobachtet, was die in der Literatur beschriebenen anatomischen Befunde bestätigt. Die Identifizierung der Willis-Polygonäste und ihrer anatomischen Variationen konnte durch die MR-Angiographie erfolgen, dies galt jedoch nicht für die kortikalen distalen Zweige. Obwohl die Identifizierung einiger anatomischer Variationen durch diese Technik möglich war, verhinderte das Nebeneinander und die Tortuosität im distalen ACA ein detailliertes Bild dieses Gefäßes. Auch das Vorhandensein von AC-gekreuzten Ästen (in Richtung der kontra-lateralen Hemisphäre gerichtet) konnte in der MRA gesehen werden.
Schließlich gab es beim Vergleich der vorliegenden Studie mit den Befunden anatomischer Proben in der Literatur keinen Unterschied zwischen den Messungen des Innendurchmessers und der Standardvariation der Zweige der Polygongefäße, was die Reproduzierbarkeit der MRA-Messungen bestätigt. Die Häufigkeit der anatomischen Variation entsprach ebenfalls den in der Literatur beschriebenen, die anatomische Präparate verwendet haben. Zusätzlich, Das Geschlecht beeinflusste die Variationen sowohl des PCA- als auch des BA-Innendurchmessers, mit größeren Messungen bei den Männern. Es wurde daher der Schluss gezogen, dass die MR-Angiographie eine gute Alternative für die anatomische Untersuchung der zerebralen Vaskularisation in vivo sein könnte. Weitere angiographische Studien in den mit den Anomalien verbundenen Fällen könnten eine klinischere und relevantere Definition des Begriffs Hypoplasie liefern.
DANKSAGUNG
Die Autoren danken Herrn Alessandro Mazzola, Dr. Flávio Aesse und Dr. Claudio Pitta Pinheiro für ihre Hilfe beim Erwerb der Bilder.
Gibo H, Schnitzer CC, Rhoton AL, Jr., Lenkey C und Mitchell RJ. Mikrochirurgische Anatomie der mittleren Hirnarterie. Zeitschrift für Neurochirurgie. 1981; 54(2): 151-69.
Gomes F, Dujovny M, Umansky F, Ausman JI, Diaz FG, Ray WJ, et al. Mikrochirurgische Anatomie der wiederkehrenden Arterie von Heubner. Zeitschrift für Neurochirurgie. 1984; 60(1): 130-39.
Gomes FB, Dujovny M, Umansky F, Berman SK, Diaz FG, Ausman JI, et al. Mikroanatomie der A. cerebri anterior. Surg Neurol. 1986; 26(2): 129-41.
He J, Liu H, Huang B und Chi C. Untersuchung der Morphologie und anatomischen Variationen des Willis-Kreises und Messung des Durchmessers der Hirnarterien durch 3D-TOF-Angiographie. Sheng Wu Yi.Xue.Gong.Cheng Xue.Za Zhi. 2007; 24(1): 39-44.
Horikoshi T, Akiyama I, Yamagata Z, Sugita M und Nukui H. Magnetresonanzangiographischer Nachweis geschlechtsgebundener Variationen im Willis-Kreis und das Auftreten von zerebralen Aneurysmen. J. Neurochirurg. 2002; 96(4): 697-703.
Jackowski AP, Meneses MS, Ramina R, Marrone AC, Stefani MA, Aquini MG, et al. Perforierende und leptomeningeale Äste der anterior kommunizierenden Arterie: eine anatomische Übersicht. Crit Rev.Neurochirurg. 1999; 9(5): 287-94.
Katz DA, Marks MP, Napel SA, Bracci PM und Roberts SL. Circle of Willis: Auswertung mit Spiral-CT-Angiographie, MR-Angiographie und konventioneller Angiographie. Radiologie. 1995; 195(2): 445-49.
Kabbe-Hartkamp MJ, van der GJ, de Leeuw F.E., de Groot J.C., Algra A., Hillen B., et al. Kreis von Willis: Morphologische Variation dreidimensionaler Flugzeit-MR-Angiogramme. Radiologie. 1998; 207(1): 103-11.
Kabbe-Hartkamp MJ, van der Grond J, Leeuw F, Groot JC, Algra A, Hillen B, et al. Kreis von Willis: Morphologische Variation dreidimensionaler Flugzeit-MR-Angiogramme. Radiologie. 1998; 207: 103-11.
Lin J, Kircheff I, Newton TH und Potts DG (1974). Normaler anteriorer Hirnarterienkomplex. Radiologie des Schädels und des Gehirns. St. Louis, LEBENSLAUF Mosby. 1: 1319-410.
Macchi C, Catini C, Federico C, Gulisano M, Pacini P, Cecchi F, et al. Magnetresonanz-angiographische Auswertung des Circulus arteriosus cerebri (Willis-Kreis): eine morphologische Studie an 100 gesunden Probanden. Ital. J. Anatolyol. 1996; 101(2): 115-23.
Milenkovic Z. Anastomose zwischen A. carotis interna und A. cerebri anterior mit anderen Anomalien des Willis-Kreises in einem fetalen Gehirn. J Neurochirurg. 1981; 55: 701-03.
Milisavljevic M, Marinkovic S und Djordjevic L. Anastomosen im Gebiet der hinteren Hirnarterien. Acta Anat. 1986; 127: 221-25.
Ozaki T, Handa H, Tomitoto K und Hazama F. Anatomische Variationen des arteriellen Systems der Basis des Gehirns. Arch Jap Chir. 1977; 46: 3-17.
Perlmutter D und Rothon AL, Jr. Mikrochirurgische Anatomie der distalen vorderen Hirnarterie. J. Neurochirurg. 1978; 49: 204-28.
Snickers FD und Drake CG. Aneurysmen der distalen vorderen Hirnarterie. Ein Bericht von 24 verifizierten Fällen. Südafrikanische Med. 1973; 47: 1787-91.
Stefani MA, Schneider FL, Marrone AC, Severino AG, Jackowski AP und Wallace MC. Anatomische Variationen der kortikalen Äste der vorderen Hirnarterie. Clin. Anat. 2000; 13(4): 231-36.
Umansky F, Dujovny M, Ausman JI, Diaz FG und Mirchandani HG. Anomalien und Variationen der mittleren Hirnarterie: eine mikroanatomische Studie. Neurochirurgie. 1988; 22(6): 1023-27.
Umansky F, Juarez SM, Dujovny M, Ausman JI, Diaz FG, Gomes F, et al. Mikrochirurgische Anatomie der proximalen Segmente der mittleren Hirnarterie. J. Neurochirurgie. 1984; 61(3): 458-67.
Zurada A und Gielecki JS. Eine neuartige Formel zur Klassifizierung von Blutgefäßen nach Symmetrie, Asymmetrie und Hypoplasie. In: Folia Morphol.In: Warsz.). 2007; 66(4): 339-45.
