Påverkan av kön på cerebrala vaskulära diametrar observerade under magnetisk resonansangiografisk undersökning av willis circle
människors och djurs hälsa
påverkan av kön på cerebrala vaskulära diametrar observerade under magnetisk resonansangiografisk undersökning av willis circle
Marco Antonio Stefani*; Felipe Luis Schneider; Antonio Carlos HUF Marrone; Antonio Generoso Severino
Departamento de ci: ncia morfologica; Universidade Federal do Rio Grande Do Sul; Rua Sarmento Leite 500, 90050-170; Porto Alegre-RS-Brasil
abstrakt
den aktuella studien utvärderade kalibrarna och anatomiska konfigurationer baserat på Magnetisk Resonansanalys (MRA), analys av cerebrala vaskulära territorier och könsbundna variationer. Ett randomiserat prov av 30 angiografiska undersökningar hos vuxna patienter av båda könen erhölls och Komponenter i Willis-cirkeln identifierades. Grendiametrar mättes på ett tvärgående snitt 5 mm från kärlets ursprung i en typisk angiografisk frontal incidens. För den jämförande statistiska analysen delades testen i grupperna med tanke på patienternas kön och ålder. Den klassiska cirkeln av Willis-konfiguration oberverades i endast 15 prover (50%). Större kalibrar observerades i artärerna i den bakre cirkulationen och multipel linjär regressionsanalys visade att kaliberna i den bakre cirkulationen påverkades av en oberoende variabel relaterad till könet. Ytterligare variationer inkluderade ensidiga och bilaterala foster-och hypoplasiska bakre kommunicerande artärer. I den främre cerebrala artären (ACA), närvaron av ett tillbehör utvecklat ACA, en ACA som ger grenar till den distala delen av de två halvkärmarna och en tredje median ACA varianterna observerades. Kön påverkade variationerna på inre diametrar hos bakre cirkulationskärl, med större mätningar hos män.
nyckelord: angiografi, magnetisk resonans, anatomiska variationer
introduktion
uppkomsten av nya icke-invasiva undersökningstekniker för människokroppen har möjliggjort identifiering och studier av cerebral cirkulation hos levande individer. Kärnmagnetisk resonans (MR) har i synnerhet bidragit till denna kunskap, där vid bedömningen av dessa undersökningar har avslöjat data utöver de klassiska resultaten av anatomi, såsom vaskulära mönster som finns i olika kön och åldrar. Den föreliggande studien analyserade kalibrarna och anatomiska variationer baserat på MR-resultaten från individer utan kärlsjukdom, samtidigt som man jämför olika vaskulära territorier och anatomiska variationer.
material och metoder
ett slumpmässigt urval av 30 magnetiska resonansangiografiundersökningar från både manliga och kvinnliga vuxna gjordes. För att utföra testerna bearbetades en 1.5 t MR-utrustning och bilderna av en 3D Advantage Windows-programvara (ge Medical Systems) i en SUN ULTRA 1-arbetsstation. Även om testerna valdes godtyckligt från Mr-tjänstedatabasen inkluderades endast de med normala radiologiska rapporter och lämpliga tekniska standarder i studien. Följande grenar och komponenter i Willis-polygonen identifierades: inre halspulsådern (ICA), främre cerebral artär (ACA), bakre cerebral artär (PCA), basilar artär, främre communicant artär (ACommA), Mellersta cerebral artär (MCA), och bakre communicant artär (PCommA).
ACA (proximal A1-segment), MCA (proximal M1-segment), PCA (P1-segment, Pre-communicating-segment) och de basilära artärdiametrarna mättes genom ett tvärgående snitt placerat 5 mm från kärlets ursprung i en typisk angiografisk frontal incidens. Detta valdes för att standardisera de erhållna mätningarna och möjliggöra ytterligare studiereproduktion. För att bättre visualisera den bakre kommunikationsartären (PCommA) gjordes tunna axiella snitt (1 mm) i den bakre delen av karotissifonen (Fig. 1).
för jämförande statistiska analysändamål delades testen in i grupper med hänsyn till patienternas kön och ålder. Två experter blindade och utförde bedömningen av vaskulära fördelningar och kalibrar, och en multivariat analys utfördes för att studera olika variabler som kunde störa resultaten.
resultat
gruppen bestod av lika många män och kvinnor, med en medelålder på 45+/-3 år. Åldersskillnader relaterade till kön beaktades inte. Grenkalibrar som härrör från Willis cirkel (CW) visas i Tabell 1.
de analyserade kalibrarna presenterade en normalfördelning. Det fanns inga anmärkningsvärda skillnader mellan MCA -, PCA-och ACA-grenarna med avseende på sidan av halvklotet (p> 0,05). Under rekonstruktionen av två fostermönsterfall med CW-fördelning visualiserades inte segmenten. Det var emellertid fortfarande möjligt att skissera dem som individualiserade kärl på tunna axiella snitt (1 mm) i den bakre delen av carotidsifonen (Fig. 1).
som visas i Tabell 2 fanns det större kalibrer i manliga artärer i den bakre cirkulationen (Basilar artär och PCA), med en p< 0,001. En annan analys indikerade att grenarna i den bakre cirkulationen också presenterade större diametrar hos individerna äldre än 40 år (p< 0, 05). En multipel linjär regressionsstudie fastställde emellertid att kalibern för den bakre cirkulationen påverkades av en oberoende variabel relaterad till könet (p= 0,05).
fem vaskulära mönster av Willis polygonkonfigurationen hittades, vilket visas i Figur 2. Den klassiska kärlfördelningsstandarden i polygonen var mest konsekvent, vilket observerades i 15 tester (50 %). I denna grupp var den främre kommunicerande artären tydligare som ett isolerat kärl i sju fall. Dessutom fanns asymmetri av ACA-segmenten i 15 fall och hypoplasi observerades i två genom att använda de kriterier som föreslagits av (Zurada och Gielecki 2007).
andra variationer inkluderade hypoplasi i ett (fyra fall) eller båda PCommA (två fall) och förekomsten av ensidigt (ett fall) och bilateralt (tre fall) fetalt PCommA associerat med en klar hypoplasi i det proximala segmentet av PCA. Fördelningen, som vanligtvis finns i den främre hjärnartären, indikerade närvaron av två ACA som löper parallellt vid sidan av corpus callosums genu (20 fall), var och en ger grenar till den ipsilaterala halvklotet (klassisk typ).
den anatomiska fördelningsstudien av de distala ACA-grenarna var mycket komplex och resultaten var inte konsekventa i alla fall. Det fanns emellertid vissa variationer av ACA-förgreningsmönstren efter upptäckten av den främre kommunicerande artären, såsom närvaron av en tillbehörsutvecklad ACA (två fall), en ACA som ger grenar till den distala delen av de två halvkärmarna (två fall) och en tredje median ACA, som bevattnar de två halvkärmarna i ett fall (Fig. 3).
i nio fall observerades callosomarginalisartären på endast en halvklot, och i tre fall var den närvarande i båda halvkärmarna. I alla dessa situationer kunde de distala kortikala ACA-grenarna inte individualiseras tydligt, vilket påverkade studien av dessa kärl.
det mer frekventa förgreningsmönstret för den mellersta hjärnartären var bifurkationen (16 till höger och 15 till vänster), följt av trifurkationen (sju till höger och tre till vänster) och närvaron av en enda MCA, utan terminalgrenar (fem till höger och tre till vänster). I ett fall observerades fyra grenar som härrör från MCA (Fig. 4).
den vanligaste konfigurationen som hittades i vertebrobasilarsystemet var den där PCA härstammar från den basilära artären i symmetrisk form (klassisk typ – 18 fall). Som nämnts var proximal PCA-hypoplasi ensidig i ett fall och bilateral i tre (Fig. 5).
den överlägsna cerebellära artären hade en mängd olika konfigurationer, med det klassiska anatomiska mönstret närvarande i 70% av (21/30) Fallen (Fig.5). Det fanns ensidiga dubbla fartyg i fem fall och bilaterala fartyg i ett. I tre fall härstammar en av de överlägsna cerebellära artärerna (SCA) från den proximala PCA.
diskussion
det finns rapporter som beskriver förekomsten av en fullständig Willis-polygon i MR-undersökningar i 34 till 42% av fallen (Milisavljevic et al. 1986; Macchi et al. 1996; krabbe-Hartkamp et al. 1998; han et al. 2007). De vanligaste anatomiska variationerna som observerades var närvaron av en fetal bakre kommunikantartär och hypoplasi i det proximala segmentet av ACA. Dessa modifieringar verkade inte skilja sig åt i olika populationer, även om de kunde vara mer regelbundet associerade med närvaron av cerebrala aneurysmer(Horikoshi et al. 2002). Sammantaget utför MR-angiografi en tillförlitlig reproduktion av hjärnkärlkalibrerna och Willis polygongrenarna. Dessa data var jämförbara med de som erhölls genom datoriserad tomografiangiografi(Katz et al. 1995).
som tidigare nämnts påverkar konfigurationen av Willis-cirkeln aspekten av det ursprungliga segmentet av PCA. På grund av den höga frekvensen av fostrets bakre kommunicerande artärer kan mätningar av de initiala PCA-segmentdiametrarna misstolkas. Den standardiserade mätningen av sammanflödet av PCommA gav de verkliga diametrarna för den distala delen av PCA, och dessa värden varierade inte från de som rapporterades i litteraturen. Det skulle också vara värt att nämna här om skillnaderna i diametern när det gäller kön som också påpekats i tidigare studie (Horikoshi et al. 2002).
MCA-grenen korsar hela förlängningen av sidospåret och fördelar säkerheterna som ger tillförsel till en stor förlängning av sidoytan på varje halvklot. Den löper parallellt längs sphenoidbenvingen, som M1-segmentet; medan den i den laterala delen av Sylvian-sprickan böjer sig bakre och överlägsen för att nå insula, som m2-segmentet. Denna partition kan härröra från en enda stam eller upp till fyra grenar. MCA-mönstren som observerades i den aktuella studien liknade de som rapporterades i litteraturen, eftersom bifurkationen var närvarande i ungefär två tredjedelar av fallen, följt av bifurkationen i nästan 30% av kärlen (Gibo et al. 1981; Umansky et al. 1984). Andra variationer kan också förekomma, såsom närvaron av en enda stam av MCA utan erminala grenar, närvaron av ett tillbehör MCA, ursprunget till en äldre gren eller en trädliknande förgrening i mer än fyra terminalgrenar i M1-M2-korsningen (Gibo et al. 1981; Umansky et al. 1984; Umansky et al. 1988).
de klassiskt observerade kalibrarna i den medelstora hjärnartären varierade från 2,4 till 4,6 mm (rapporterade medel för 3,0 till 3,9 mm) och erhölls baserat på mätningarna av de yttre diametrarna hos de kärl som tidigare injicerats med hartset eller latexen (Gibo et al. 1981; Gomes et al. 1984). De vaskulära kalibrar som observerades i Mr-angiografistudierna var dock något kortare (medelvärde 2,7 mm) i förhållande till de som observerades i de anatomiska studierna (krabbe-Hartkamp et al. 1998). Denna minsta skillnad fanns förmodligen på grund av att Mr-angiografin mätte kärlets inre diameter medan den utesluter artärväggen. Artefakter som är inneboende i beredningen av vaskulär injektion efter döden bör också beaktas, såsom förlust av vaskulär muskelton, typen av injicerat material, beteendet hos den injicerade substansen som en gång stelnat och mängden fyllning och tryck som utövas under vaskulär repletion.
den ACA – terminala mediala grenen av ICA – härstammar från den mediala regionen av Sylvian fissuren, lateral till optisk chiasm med flera anatomiska dispositioner (Jackowski et al. 1999; Stefani et al. 2000). Det diskuteras om AC ska kallas pericallosal artär i distalt segment till ACommA (Lin et al. 1974; Perlmutter och Rothon 1978), eller först efter nödsituationen av callosomarginal branch (CmA)(Snickers och Drake 1973).
i nästan 80% av fallen fanns det två postkommunikanta grenar av samma kaliber, efter den främre kommunicerande artären, med flera beskrivna anatomiska variationer i det distala segmentet av ACA (Ozaki et al. 1977; Perlmutter och Rothon 1978; Jackowski et al. 1999; Stefani et al. 2000). Dessa variationer har identifierats väl anatomiskt (Stefani et al. 2000), om än inte alltid väl bevisat i MR-angiografi på grund av den nära parallella kursen för de två främre i mittlinjen.
i likhet med MCA observerades liten skillnad mellan data erhållna från ACA: s yttre diametrar – efter ICA – bifurkationen i anatomiska preparat-och de som erhållits från mra (krabbe-Hartkamp et al. 1998). Anatomiska fynd avslöjade något större genomsnittliga diametrar som varierade från 2,4 till 2,6 mm i detta segment (Perlmutter och Rothon 1978; Gomes et al. 1986; Stefani et al. 2000), mot ett medelvärde på 2,2 mm i bildresultaten.
diskussioner om definitionen av hypoplasi och kärlsymmetri baseras ofta på den visuella aspekten under operationerna eller angiografiska undersökningar. För att klassificera dessa termer har en matematisk ekvation föreslagits genom att använda procentförhållandet mellan de två grenarna som en koefficient (Zurada och Gielecki 2007). Enligt dessa författare skulle koefficienter mellan 10 och 40% definieras som asymmetri, medan >40% skulle definieras som kärlhypoplasi. För denna speciella plats har andra författare föreslagit en diameter på 0,3 till 1.0 mm som en parameter för hypoplasi (Perlmutter och Rothon 1978; Milenkovic 1981). Denna sista definition verkade mer användbar när det gäller klinisk och neurokirurgisk praxis, eftersom den var kopplad till kliniskt relevanta omständigheter som sambandet med närvaron av ACommA-aneurysmer. I den aktuella studien har vi observerat koefficienter större än 40% i 2 fall; emellertid var den mindre kärldiametern mellan 1,5 och 2,0 mm i dessa fall. Den minsta diametern som hittades (1,1 mm, i ett fall) hade en kärlkoefficient på 27%, eftersom det kontra-laterala kärlet också var litet. Baserat på dessa siffror verkade denna ekvation olämplig för kliniska eller radiologiska metoder.
i den aktuella studien observerades den klassiska standarden för polygonkonformationen vanligen, vilket bekräftar de anatomiska fynd som beskrivs i litteraturen. Identifieringen av Willis polygongrenar och deras anatomiska variationer kunde göras genom MR-angiografi, men detsamma var inte tillämpligt med de kortikala distala grenarna. Även om identifieringen av vissa anatomiska variationer var möjlig genom denna teknik, förhindrade juxtapositionen och tortuositeten i den distala ACA en detaljerad bild av detta kärl. Närvaron av AC-korsade grenar (riktade mot den kontra-laterala halvklotet) kunde också ses i MRA.
slutligen, när man jämför den aktuella studien med resultaten av anatomiska prover i litteraturen, var det ingen skillnad mellan måtten på inre diameter och grenarnas standardvariation av polygonkärlen, vilket bekräftar reproducerbarheten hos mra-åtgärderna. Frekvensen för den anatomiska variationen var också i enlighet med de som beskrivs i litteraturen som har använt anatomiska preparat. Dessutom påverkade kön variationerna på både PCA-och BA-inre diametrar, med större mätningar hos män. Det drogs därför slutsatsen att MR-angiografi kan vara ett bra alternativ för den anatomiska studien av cerebral vaskularisering in vivo. Ytterligare angiografiska studier i de fall som är associerade med abnormiteterna kan ge mer klinisk och relevant definition av termen hypoplasi.
erkännanden
författarna vill tacka Alessandro Mazzola, Dr fl Jacobvio Aesse och Dr Claudio Pitta Pinheiro för deras hjälp med förvärvet av bilderna.
Gibo H, Carver CC, Rhoton AL, Jr., Lenkey C och Mitchell RJ. Mikrokirurgisk anatomi i den mellersta hjärnartären. Journal of Neurosurgery. 1981; 54(2): 151-69.
Gomes F, Dujovny M, Umansky F, Ausman JI, Diaz FG, Ray WJ, et al. Mikrokirurgisk anatomi av heubners återkommande artär. Journal of Neurosurgery. 1984; 60(1): 130-39.
Gomes FB, Dujovny M, Umansky F, Berman SK, Diaz FG, Ausman JI, et al. Mikroanatomi av den främre cerebrala artären. Surg Neurol. 1986; 26(2): 129-41.
He J, Liu H, Huang B och Chi C. Undersökning av morfologi och anatomiska variationer av willis cirkel och mätning av diameter av cerebrala artärer genom 3D-TOF angiografi. Sheng Wu Yi.Xue.Gong.Cheng Xue.Za Zhi. 2007; 24(1): 39-44.
Horikoshi T, Akiyama I, Yamagata Z, Sugita M och Nukui H. magnetisk resonansangiografisk bevis på könsbundna variationer i willis cirkel och förekomsten av cerebrala aneurysmer. J. Neurosurg. 2002; 96(4): 697-703.
Jackowski AP, Meneses MS, Ramina R, Marrone AC, Stefani MA, Aquini MG, et al. Perforering och leptomeningeal grenar av den främre kommunicerande artären: en anatomisk granskning. Crit Rev. Neurosurg. 1999; 9(5): 287-94.
Katz DA, Marks MP, Napel SA, Bracci PM och Roberts SL. Cirkel av Willis: utvärdering med spiral CT-angiografi, MR-angiografi och konventionell angiografi. Radiologi. 1995; 195(2): 445-49.
Kabbe-Hartkamp MJ, van der GJ, De Leeuw FE, De Groot JC, Algra A, Hillen B, et al. Cirkel av Willis: morfologisk variation på tredimensionell tid för flygning Mr angiogram. Radiologi. 1998; 207(1): 103-11.
Kabbe-Hartkamp MJ, van der Grond J, Leeuw F, Groot JC, Algra A, Hillen B, et al. Cirkel av Willis: morfologisk variation på tredimensionell tid för flygning Mr angiogram. Radiologi. 1998; 207: 103-11.
Lin J, Kircheff i, Newton th och Potts GD (1974). Normalt främre cerebralt artärkomplex. Radiologi av skallen och hjärnan. St. Louis, CV Mosby. 1: 1319-410.
Macchi C, Catini C, Federico C, Gulisano M, Pacini P, Cecchi F, et al. Magnetisk resonansangiografisk utvärdering av circulus arteriosus cerebri (cirkel av Willis): en morfologisk studie på 100 friska försökspersoner. Ital. J. Anat Embryol. 1996; 101(2): 115-23.
Milenkovic Z. anastomos mellan inre halspulsådern och främre cerebral artär med andra anomalier i cirkeln av Willis i en fetal hjärna. J Neurosurg. 1981; 55: 701-03.
Milisavljevic M, Marinkovic S och Djordjevic L. anastomoser på de bakre cerebrala artärernas territorium. Acta Anat. 1986; 127: 221-25.
Ozaki T, Handa H, Tomitoto K och Hazama F. anatomiska variationer av det arteriella systemet i hjärnans bas. Arch Jap Chir. 1977; 46: 3-17.
Perlmutter D och Rothon AL, Jr.mikrokirurgisk anatomi i den distala främre hjärnartären. J. Neurosurg. 1978; 49: 204-28.
Snickers FD och Drake CG. Aneurysmer i den distala främre cerebrala artären. En rapport av 24 verifierade fall. Sydafrikanska Med. 1973; 47: 1787-91.
Stefani MA, Schneider FL, Marrone AC, Severino AG, Jackowski AP och Wallace MC. Anatomiska variationer av främre cerebrala artärkortikala grenar. Clin. Anat. 2000; 13(4): 231-36.
Umansky F, Dujovny M, Ausman JI, Diaz FG och Mirchandani HG. Anomalier och variationer i den mellersta hjärnartären:en mikroanatomisk studie. Neurokirurgi. 1988; 22(6): 1023-27.
Umansky F, Juarez SM, Dujovny M, Ausman JI, Diaz FG, Gomes F, et al. Mikrokirurgisk anatomi av de proximala segmenten i den mellersta hjärnartären. J. Neurokirurgi. 1984; 61(3): 458-67.
Zurada A och Gielecki JS. En ny formel för klassificering av blodkärl enligt symmetri, asymmetri och hypoplasi. Folia Morphol.(Warsz.). 2007; 66(4): 339-45.
