Influenza del genere sulla vascolare cerebrale diametri osservato durante la risonanza magnetica angiografica esame di willis cerchio
SALUTE UMANA E ANIMALE
Influenza del genere sulla vascolare cerebrale diametri osservato durante la risonanza magnetica angiografica esame di willis cerchio
Marco Antonio Stefani*; Felipe Luis Schneider; Antonio Carlos Huf Marrone; Antonio Generoso Severino
Departamento de Ciência Morfologica; Universidade Federal do Rio Grande do Sul; Rua Sarmento Leite 500, 90050-170; Porto Alegre – RS-Brasil
ABSTRACT
Il presente studio ha valutato i calibri e le configurazioni anatomiche sulla base dell’analisi della risonanza magnetica (MRA), analizzando i territori vascolari cerebrali e le variazioni legate al sesso. È stato ottenuto un campione randomizzato di 30 esami angiografici in pazienti adulti di entrambi i sessi e sono stati identificati componenti del cerchio di Willis. I diametri dei rami sono stati misurati su un taglio trasversale a 5 mm dall’origine del vaso in una tipica incidenza frontale angiografica. Per l’analisi statistica comparativa, i test sono stati divisi nei gruppi considerando il sesso e l’età dei pazienti. Il cerchio classico della configurazione di Willis è stato osservato in soli 15 campioni (50%). Maggiori calibri sono stati osservati nelle arterie della circolazione posteriore e l’analisi di regressione lineare multipla ha stabilito che il calibro della circolazione posteriore era influenzato da una variabile indipendente correlata al genere. Ulteriori variazioni includevano arterie comunicanti posteriori fetali e ipoplasiche unilaterali e bilaterali. Nell’arteria cerebrale anteriore (ACA), la presenza di un ACA accessorio sviluppato, un ACA che dà rami alla porzione distale dei due emisferi e un terzo ACA mediano sono state osservate le varianti. Il genere ha influenzato le variazioni sui diametri interni dei vasi circolatori posteriori, con misurazioni più grandi negli uomini.
Parole chiave: angiografia, risonanza magnetica, variazioni anatomiche
INTRODUZIONE
La nascita di nuove tecniche non invasive di indagine del corpo umano ha permesso l’identificazione e lo studio della circolazione cerebrale in individui viventi. La risonanza magnetica nucleare (MR), in particolare, ha contribuito a questa conoscenza, dove sulla valutazione di questi esami hanno rivelato dati al di là dei risultati classici dell’anatomia, come i modelli vascolari presenti in diversi generi ed età. Il presente studio ha analizzato i calibri e le variazioni anatomiche in base ai risultati MR di individui senza malattia vascolare, confrontando vari territori vascolari e variazioni anatomiche.
MATERIALI E METODI
È stato effettuato un campionamento casuale di 30 esami di angiografia a risonanza magnetica da adulti maschi e femmine. Per eseguire i test, un’apparecchiatura MR da 1,5 t e le immagini sono state elaborate da un software 3D Advantage Windows® (GE Medical Systems) in una workstation SUN ULTRA 1®. Sebbene i test siano stati scelti arbitrariamente dalla banca dati del servizio MR, solo quelli con normali rapporti radiologici e standard tecnici appropriati sono stati inclusi nello studio. Sono stati identificati i seguenti rami e componenti del poligono di Willis: arteria carotide interna (IC), arteria cerebrale anteriore (ACA), arteria cerebrale posteriore (PCA), arteria basilare, arteria comunicante anteriore (ACommA), arteria cerebrale media (MCA) e arteria comunicante posteriore (PCommA).
L’ACA (segmento prossimale A1), l’MCA (segmento prossimale M1), il PCA (segmento P1, segmento pre-comunicante) e i diametri dell’arteria basilare sono stati misurati attraverso un taglio trasversale posto a 5 mm dall’origine del vaso in una tipica incidenza frontale angiografica. Questo è stato scelto per standardizzare le misurazioni ottenute e consentire ulteriori studi di riproduzione. Per visualizzare meglio l’arteria comunicante posteriore (PCommA), sono stati effettuati sottili tagli assiali (1 mm) nella regione posteriore del sifone carotideo (Fig. 1).
Ai fini dell’analisi statistica comparativa, i test sono stati divisi in gruppi tenendo conto del sesso e dell’età dei pazienti. Due esperti hanno accecato ed eseguito la valutazione delle distribuzioni e dei calibri vascolari e un’analisi multivariata è stata eseguita per studiare diverse variabili che potrebbero interferire con i risultati.
RISULTATI
Il gruppo era composto da un numero uguale di uomini e donne, con un’età media di 45+/-3 anni. Le differenze di età relative al sesso non sono state prese in considerazione. I calibri di derivazione derivanti dal cerchio di Willis (CW) sono riportati nella Tabella 1.
I calibri analizzati presentavano una distribuzione normale. Non c’erano differenze notevoli tra i rami MCA, PCA e ACA per quanto riguarda il lato dell’emisfero (p> 0.05). Durante la ricostruzione di due casi di pattern fetali con distribuzione CW, i segmenti non sono stati visualizzati. Tuttavia, era ancora possibile delinearli come vasi individualizzati su sottili tagli assiali (1 mm) nella regione posteriore del sifone carotideo (Fig. 1).
Come mostrato nella Tabella 2, c’erano calibri più grandi nelle arterie maschili della circolazione posteriore (arteria basilare e PCA), con un p< 0,001. Un’altra analisi ha indicato che i rami della circolazione posteriore presentavano anche diametri più grandi negli individui di età superiore ai 40 anni (p< 0,05). Tuttavia, uno studio di regressione lineare multipla ha stabilito che il calibro della circolazione posteriore era influenzato da una variabile indipendente correlata al genere (p= 0,05).
Sono stati trovati cinque modelli vascolari della configurazione del poligono di Willis, come dimostrato nella Figura 2. Lo standard classico di distribuzione dei vasi nel poligono era più coerente, come osservato in 15 test (50 %). In questo gruppo, l’arteria comunicante anteriore era più evidente come un vaso isolato in sette casi. Inoltre, c’è stata asimmetria dei segmenti ACA in 15 casi e l’ipoplasia è stata osservata in due utilizzando i criteri suggeriti da (Zurada e Gielecki 2007).
Altre varianti includevano l’ipoplasia di uno (quattro casi) o entrambi i PCommA (due casi) e la presenza di PCommA fetale unilaterale (un caso) e bilaterale (tre casi) associata a una chiara ipoplasia del segmento prossimale della PCA. La distribuzione, comunemente riscontrata nell’arteria cerebrale anteriore, indicava la presenza di due ACA che correvano parallelamente al genu del corpo calloso (20 casi), ciascuno dei quali dava rami all’emisfero ipsilaterale (tipo classico).
Lo studio della distribuzione anatomica dei rami distali dell’ACA è stato molto complesso e i risultati non sono stati coerenti in tutti i casi. Tuttavia, ci sono state alcune variazioni dei modelli di ramificazione ACA successivi alla scoperta dell’arteria comunicante anteriore, come la presenza di un ACA accessorio sviluppato (due casi), un ACA che dà rami alla porzione distale dei due emisferi (due casi) e un terzo ACA mediano, irrigando i due emisferi in un caso (Fig. 3).
In nove casi, l’arteria callosomarginalis è stata osservata in un solo emisfero e, in tre casi, era presente in entrambi gli emisferi. In tutte queste situazioni, i rami corticali distali dell’ACA non potevano essere individualizzati chiaramente, influenzando così lo studio di questi vasi.
Il modello di ramificazione più frequente dell’arteria cerebrale media era la biforcazione (16 a destra e 15 a sinistra), seguita dalla triforcazione (sette a destra e tre a sinistra) e dalla presenza di un singolo MCA, senza rami terminali (cinque a destra e tre a sinistra). In un caso, sono stati osservati quattro rami derivanti dall’MCA (Fig. 4).
La configurazione più comune trovata nel sistema vertebro-basilare era quella in cui il PCA proveniva dall’arteria basilare in una forma simmetrica (casi di tipo classico – 18). Come già detto, l’ipoplasia PCA prossimale era unilaterale in un caso e bilaterale in tre (Fig. 5).
L’arteria cerebellare superiore aveva una varietà di configurazioni, con il modello anatomico classico presente nel 70% dei casi (21/30) (Fig.5). C’erano navi duplicate unilaterali in cinque casi e navi bilaterali in uno. In tre casi, una delle arterie cerebellari superiori (SCA) ha avuto origine dal PCA prossimale.
DISCUSSIONE
Ci sono rapporti che descrivono la presenza di un poligono completo di Willis negli esami MR nel 34-42% dei casi (Milisavljevic et al. 1986; Macchi et al. 1996; krabbe-Hartkamp et al. 1998; He et al. 2007). Le variazioni anatomiche più comuni osservate erano la presenza di un’arteria comunicante posteriore fetale e ipoplasia del segmento prossimale dell’ACA. Queste modifiche non sembrano differire nelle diverse popolazioni, anche se potrebbero essere più regolarmente associate alla presenza di aneurismi cerebrali(Horikoshi et al. 2002). Nel complesso, l’angiografia MR esegue una riproduzione affidabile dei calibri dei vasi cerebrali e dei rami poligonali di Willis. Questi dati erano paragonabili a quelli ottenuti attraverso l’angiografia tomografica computerizzata (Katz et al. 1995).
Come già detto, la configurazione del cerchio di Willis influenza l’aspetto del segmento iniziale del PCA. A causa dell’alta frequenza delle arterie comunicanti posteriori fetali, le misurazioni dei diametri iniziali del segmento PCA possono essere interpretate erroneamente. La misura standardizzata della confluenza del PCommA forniva i diametri reali della parte distale del PCA, e questi valori non differivano da quelli riportati in letteratura. Vale anche la pena menzionare qui le differenze del diametro per quanto riguarda il genere, come anche sottolineato nello studio precedente (Horikoshi et al. 2002).
Il ramo MCA attraversa l’intera estensione della scanalatura laterale, distribuendo i collaterali che danno alimentazione a una grande estensione della faccia laterale di ciascun emisfero. Corre parallelamente lungo l’ala dell’osso sfenoidale, come il segmento M1; mentre nella porzione laterale della fessura sylviana, si curva posteriormente e superiormente per raggiungere l’insula, come il segmento M2. Questa partizione può originare un singolo tronco o fino a quattro rami. I pattern MCA osservati nel presente studio erano simili a quelli riportati in letteratura, poiché la biforcazione era presente in circa due terzi dei casi, seguita dalla biforcazione in quasi il 30% dei vasi (Gibo et al. 1981; Umansky et al. 1984). Altre variazioni possono anche verificarsi, come la presenza di un singolo tronco di MCA senza i rami erminali, la presenza di un MCA accessorio, l’origine di un ramo precoce o una ramificazione simile ad un albero in più di quattro rami terminali nella giunzione M1-M2 (Gibo et al. 1981; Umansky et al. 1984; Umansky et al. 1988).
I calibri osservati classicamente dell’arteria cerebrale media variavano da 2,4 a 4,6 mm (riportati da 3,0 a 3,9 mm) e sono stati ottenuti sulla base delle misurazioni dei diametri esterni dei vasi precedentemente iniettati con la resina o il lattice (Gibo et al. 1981; Gomes et al. 1984). Tuttavia, i calibri vascolari osservati negli studi di angiografia MR erano leggermente più corti (media di 2,7 mm) rispetto a quelli osservati negli studi anatomici (krabbe-Hartkamp et al. 1998). Questa differenza minima esisteva probabilmente perché l’angiografia MR misurava il diametro interno del vaso escludendo la parete arteriosa. Anche gli artefatti inerenti alla preparazione dell’iniezione vascolare postmortem dovrebbero essere presi in considerazione, come la perdita del tono muscolare vascolare, il tipo di materiale iniettato, il comportamento della sostanza iniettata una volta solidificata e la quantità di riempimento e pressione esercitata durante il repletion vascolare.
L’ACA – ramo mediale terminale dell’IC – ha origine nella regione mediale della fessura sylviana, laterale al chiasma ottico con diverse disposizioni anatomiche (Jackowski et al. 1999; Stefani et al. 2000). Ci sono discussioni se l’AC dovrebbe essere chiamato arteria pericallosale nel segmento distale all’ACommA (Lin et al. 1974; Perlmutter e Rothon 1978), o solo dopo l’emergenza del ramo callosomarginal (CmA) (Snickers and Drake 1973).
In quasi l ‘ 80% dei casi, c’erano due rami post-comunicanti di uguale calibro, seguendo l’arteria comunicante anteriore, con diverse variazioni anatomiche descritte nel segmento distale dell’ACA (Ozaki et al. 1977; Perlmutter e Rothon 1978; Jackowski et al. 1999; Stefani et al. 2000). Queste variazioni sono state ben identificate anatomicamente (Stefani et al. 2000), anche se non sempre ben evidenziata nell’angiografia MR a causa dello stretto decorso parallelo dei due anteriori nella linea mediana.
Simile al MCA, c’era poca differenza osservata tra i dati ottenuti dai diametri esterni ACA-dopo la biforcazione IC in preparazioni anatomiche-e quelli ottenuti dal MRA (krabbe-Hartkamp et al. 1998). I risultati anatomici hanno rivelato diametri medi leggermente più grandi che variano da 2,4 a 2,6 mm in questo segmento (Perlmutter e Rothon 1978; Gomes et al. 1986; Stefani et al. 2000), contro una media di 2,2 mm nei risultati dell’immagine.
Le discussioni riguardanti la definizione di ipoplasia e asimmetria vascolare sono spesso basate sull’aspetto visivo durante le operazioni o gli esami angiografici. Per classificare questi termini, è stata proposta un’equazione matematica utilizzando la relazione percentuale dei due rami come coefficiente (Zurada e Gielecki 2007). Secondo questi autori, coefficienti tra il 10 e il 40% sarebbero definiti come asimmetria, mentre >40% sarebbe definito come ipoplasia dei vasi. Per questa particolare posizione, altri autori hanno proposto un diametro da 0,3 a 1.0 mm come parametro per l’ipoplasia (Perlmutter e Rothon 1978; Milenkovic 1981). Quest’ultima definizione sembrava più utile in termini di pratica clinica e neurochirurgica, in quanto era legata a circostanze clinicamente rilevanti come l’associazione con la presenza di aneurismi di ACommA. Nel presente studio, abbiamo osservato coefficienti superiori al 40% in 2 casi; tuttavia, il diametro del vaso più piccolo era compreso tra 1,5 e 2,0 mm in questi casi. Il diametro più piccolo trovato (1,1 mm, in un caso) aveva un coefficiente di nave del 27%, poiché anche il vaso controlaterale era piccolo. Sulla base di questi numeri, questa equazione è apparsa inappropriata per le pratiche cliniche o radiologiche.
Nel presente studio, lo standard classico della conformazione poligonale è stato comunemente osservato, confermando così i risultati anatomici descritti in letteratura. L’identificazione dei rami poligonali di Willis e delle loro variazioni anatomiche poteva essere fatta attraverso l’angiografia MR, ma lo stesso non era applicabile con i rami distali corticali. Sebbene l’identificazione di alcune variazioni anatomiche fosse possibile attraverso questa tecnica, la giustapposizione e la tortuosità riscontrate nell’ACA distale impedivano un’immagine dettagliata di questo vaso. Inoltre, la presenza di rami incrociati AC (diretti verso l’emisfero controlaterale) potrebbe essere vista nell’MRA.
Infine, confrontando il presente studio con i risultati di campioni anatomici in letteratura, non vi era alcuna differenza tra le misure del diametro interno e la variazione standard dei rami dei vasi poligonali, confermando così la riproducibilità delle misure MRA. La frequenza della variazione anatomica era anche in accordo con quelle descritte in letteratura che hanno utilizzato preparati anatomici. Inoltre, il genere ha influenzato le variazioni su entrambi i diametri interni PCA e BA, con misurazioni più grandi nei maschi. Si è, quindi, concluso che l’angiografia MR potrebbe essere una buona alternativa per lo studio anatomico della vascolarizzazione cerebrale in vivo. Ulteriori studi angiografici nei casi associati alle anomalie potrebbero fornire una definizione più clinica e pertinente del termine ipoplasia.
RINGRAZIAMENTI
Gli autori desiderano ringraziare Alessandro Mazzola, Flávio Aesse e Claudio Pitta Pinheiro per il loro aiuto nell’acquisizione delle immagini.
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