腦卒中高危人群的Willis環特點*

靳張寧 董文濤 張利通 高峰 張振 李鋒坦 楊新宇

腦卒中發生與許多危險因素相關，包括性別、年齡、生活習慣及腦血管自身的變異等[1]。腦卒中家族史是卒中發生的獨立危險因素[2]，具有腦卒中家族史的人群是腦卒中發生的高危人群。但目前還未有這種高危人群腦血管形態的研究。Willis環可通過血流轉向而對腦血流低灌注做出反應。本單位流行病學調查發現天津薊縣某些農村地區的腦卒中年首發病率較高[3]。本文以腦卒中高危人群為研究對象，對其進行頭CTA檢查，以了解腦卒中高危人群顱內動脈Willis環的特點。

1 資料與方法

1.1 一般資料 在天津薊縣某些農村地區招募腦卒中家族史的志愿者（指應招人的父母或親兄弟姐妹中存在腦卒中患者）：（1）18歲以上的常住人口；（2）無明顯神經功能缺損（mRS≤2級）；（3）志愿來天津醫科大學總醫院接受影像學檢查。最后共招募283人（男153人，女130人），年齡24~77歲，平均（50.8±10.5）歲。此研究得到了天津醫科大學倫理委員會的支持，所有的參與者均簽署了知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 影像學檢查 所有參與者均行頭CT及頭CTA檢查。然后對其腦血管疾病的發生進行鑒別與統計，并對顱內血管Willis環的形態進行分析。采用64層螺旋CT（CT750 HD，GE， America），先常規顱腦CT平掃，再行CTA掃描（范圍從主動脈弓至頭頂）。掃描閾值一旦超過50 HU，螺旋掃描即自動開始。掃描參數：管電壓120 kV，管電流量180 mAs，準直64 mm× 0.625 mm，旋轉時間0.5 s，螺距1.375。使用專用高壓注射器以4 mL/s的流率經肘靜脈團注碘普胺（370 mg/mL，Bayer）60 mL，并用40 mL生理鹽水作為推進劑。CTA掃描所得原始圖像在一個圖像工作站（a GE Advantage Workstation）進行處理，獲得冠狀和矢狀位多平面重建、最大強度投影（maximum intensity projections， MIP）和3D體積重建（3D volume-rendered， 3D VR）等。

1.2.2 相關研究的比較 把研究結果按照Li等[4]對160名中國人的研究數據進行篩選，并與之比較。

1.2.3 圖像分析 所有Willis環的評估及測量根據源圖像、3D VR和MIP圖像進行。評測由一位神經外科主任和一位神經放射學家一起對圖像進行分析，如果這兩位專家的意見不統一，將會邀請其他神經放射學專家一起進行評估，直到結果一致。評估的血管主要包括雙側大腦前動脈交通動脈前段（A1）、前交通動脈（AcoA）、雙側后交通動脈（PcoA）和雙側大腦后動脈交通前段（P1）。本研究認為Willis環血管直徑≥1 mm為正常。若血管直徑<1 mm則認為發育不良；若血管在CTA上未顯示則認為缺如。

Willis環的整體形態根據前循環和后循環部的完整性進行聯合分析，并和健康中國人的研究比較。Willis環的整體形態分為3類，包括完全完整（EC）、部分完整（PC）和不完整（IC）。完全完整：前循環和后循環部的所有組成血管區段是可見和連續的，且血管直徑至少1 mm。部分完整：Willis環的前部或后部通路，只要有一部分是完整的即可歸入此類（完整部分血管連續且直徑都>1 mm）。不完整：前部和后部通路都有缺陷的血管（非連續的，發育不良或缺如）存在。

1.3 統計學處理 使用SPSS 19.0軟件處理。男女年齡比較采用獨立樣本的t檢驗。Willis環變異在性別間的比較采用 字2檢驗，若存在小于5的理論頻數， 字2檢驗的P值采用Fisher精確檢驗的結果。Willis環變異隨年齡的變化采用字2檢驗結果中Linear-by-Linear Association的結果。以雙側P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 Willis環的整體形態 兩名女性分別因甲亢病史和對造影劑過敏，未行頭CTA檢查。最后，共281人（男153人，女128人）的頭CT及CTA圖像用于分析，年齡24~77歲，平均（50.9±10.5）歲，男女年齡比較差異無統計學意義（P=0.887）。Willis環不完整率為38.5%，完全完整率和部分完整率分別為13.5%和48.0%。男性和女性不完整率分別為34.6%和43.0%，比較差異無統計學意義（P=0.15）。因為≥65歲的人數較少，分析時和上一年齡組合并。可看出，隨年齡增大，Willis環不完整率增大，但比較差異無統計學意義（P=0.78）。各年齡組女性的Willis環不完整率均高于男性，但比較差異無統計學意義（P>0.05）。Willi環整體形態與性別及年齡的關系見表1。

表1 Willis環的整體形態

2.2 和健康中國人比較 為和中國健康人群比較，本研究的人群按前人研究的納入標準進行篩選：無短暫性腦缺血發作、急性缺血性中風或出血性中風病史；經檢查沒有致殘性神經功能缺損[4]。其中209人（男116人，女93人）符合納入標準，年齡24~70歲，平均（49.7±10.2）歲，男女年齡比較差異無統計學意義（P=0.76）。兩組人群完全完整率和不完整率比較，差異均有統計學意義（P<0.001），見表2。

表2 與健康中國人比較 例（%）

2.3 缺血性卒中與非卒中人群比較 CT發現缺血性腦卒中共36人（12.8%，男21人，女15人），年齡36~77歲，平均（59.0±8.7）歲。缺血性卒中患者與非卒中人群的[不包括發生SAH的2人；男132人，女111人；平均（49.7±10.2）歲]Willis環比較差異無統計學意義，但缺血性卒中人群的平均年齡高于非卒中人群，比較差異有統計學意義（P<0.001），見表3。

表3 缺血性卒中和非卒中人群Willis環比較 例

3 討論

早期Willis環的研究主要來自于尸體解剖，其局限可能在于福爾馬林的浸泡使動脈血管失去真實形態。隨著科技發展，越來越多的人使用影像技術對Willis環的形態進行研究[4-11]。

影像學研究提示不同健康人群Willis環完全完整率從27%到89.7%不等[4-6，10]，這種差異可能與人種、人群及判定方法相關。本研究的腦卒中高危人群的Wiilis環整體形態EC率只有13.5%，明顯低于以往人群的研究。而且和中國一般健康人群相比，此高危人群Willis環不完整率較高，且差異有統計學意義。腦組織缺血時的血流代償能力與血管是否存在及血管直徑大小有關[12]。某些人Willis環具有足夠的代償能力，其發生腦卒中的危險較低[13]。頸內動脈嚴重狹窄的患者，可通過Willis環再分配血流而在一定程度上防止缺血事件的發生或進展[14]。從此研究看出，Wiilis環較高的不完整比例可稱為其腦卒中發生發展的重要因素。有研究發現Willis環完整與否和年齡及性別存在一定的關系[6]，但此研究并未發現Willis環形態存在性別上的差異或隨年齡而顯著改變。Willis環的解剖變異很可能是基因決定的，在胚胎早期階段已發育，出生后保持形態不變[15-16]。

此研究并未發現Willis環的某種變異形態在腦卒中家族史陽性志愿者的缺血性卒中與非卒中人群中存在明顯差異，前文提示Willis環的變異很可能是基因決定的，這提示該人群中缺血性卒中與非卒中的人具有相似的遺傳因素。但缺血性卒中人群的平均年齡高于非卒中人群（P<0.001），這提示年齡在腦卒中的發展中有著重要的作用。遺傳與環境的相互作用是腦卒中發病的重要原因，由以上結果推測，相似遺傳背景的人群隨年齡增高，外部因素的累積作用在腦卒中的發展中越來越重要。

該研究應用頭頸CTA技術發現在腦卒中高危人群中Willis環的變異可能在胚胎早期階段已發育，在腦卒中的發展過程中有著不可忽視的作用。了解Willis環的變異對腦卒中的發展可以起到一定的預測作用，這在以往的研究中均未發現。該研究還提示隨年齡發展，外部因素在腦卒中的發展中越顯重要。

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