Морфометрические особенности магистральных артерий головы по данным дуплексного сканирования Текст научной статьи по специальности «Клиническая медицина»

616.13+616.831]-073.7 М. В. МАРКЕЛОВА

Омская государственная медицинская академия

МОРФОМЕТРИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ МАГИСТРАЛЬНЫХ АРТЕРИЙ ГОЛОВЫ ПО ДАННЫМ ДУПЛЕКСНОГО СКАНИРОВАНИЯ

В статье представлен анализ морфометрических параметров магистральных артерий головы по результатам дуплексного сканирования.

По данным дуплексного сканирования определяется билатеральная асимметрия и половой диморфизм внутренних диаметров позвоночных артерий в разных возрастных группах людей. Снижение диаметра позвоночных артерий сопровождается увеличением диаметра сонных.

Актуальность. Особенности строения позвоночных и внутренних сонных артерий оказывают влияние на характер патологических изменений данных сосудов. В частности, ишемические нарушения мозгового кровообращения часто обусловлены патологией магистральных артерий головы. В настоящее время у анатомов есть возможность прижизненного изучения структур человеческого тела. Современные методы ультразвукового исследования позволяют визуализировать магистральные артерии головы. С помощью дуплексного сканирования можно получить информацию об анатомическом ходе артерий, их диаметре, состоянии просвета и стенок, оценить кровоток.

Цель исследования: изучить морфометрические параметры позвоночных и внутренних сонных артерий у мужчин и женщин в разные возрастные периоды.

Материал и методы

Исследуемую группу людей (60 человек) составили пациенты Омского клинического диагностического центра (31 мужчина и 29 женщин), магистральные артерии которых изучали при помощи дуплексного сканирования. Возрастная периодизация, а также количество позвоночных артерий (ПА) и внутренних сонных артерий (ВСА) представлены в таблице 1.

Дуплексное сканирование (ДС) экстракраниаль-ных артерий проводили в отделе функциональных методов исследований Омского клинического диагностического центра (заведующий отделением к.м.н. Смяловский В.Э.) на кардиоваскулярном сканере «Vivid-4» фирмы General Electric, США, электронными датчиками 10L с рабочей частотой 7,5-12 МГц. Исследование осуществлялось по стандартной методике с использованием различных режимов сканирования — импульсного допплеровского режима (PW-режим), цветового допплеровского кодирования (CD-режим) и режима двумерной серошкальной эхографии (В-ре-жим). С обеих сторон измеряли диаметры внутренних сонных артерий — на 1 см дистальнее каротидной бифуркации. Проводилась локация V2 сегмента позвоночных артерий в каналах поперечных отростков Cn-CVI позвонков. Диаметр позвоночных артерий измеряли между поперечными отростками C -C позвонков. Состояние комплекса интима-медиа оценивали по следующим параметрам: эхогенность, толщина, форма поверхности, однородность (рис. 1).

Статистическую обработку результатов проводили на персональном компьютере с использованием статистических функций в Microsoft Excel 2002 и пакета прикладных программ STATISTICA 6,0. В ходе анализа уделяли внимание визуализации данных.

Основные этапы статистического анализа:

а б

Рис. 1.

Дуплексное сканирование левой позвоночной артерии. Ж., 30 лет

«ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК» № 1 (65) МЕДИЦИНСКИЕ НАУКИ

57

МЕДИЦИНСКИЕ НАУКИ «ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК» № 1(65)

Распределение материала по возрасту и полу

Возрастные группы Мужчины Женщины Количество исследованных ПА/ВСА (правых и левых)

Зрелый 10 10 20/20

Средний 10 10 20/20

Пожилой 11 9 20/20

Таблица 2

Некоторые статистические показатели диаметров позвоночных артерий у мужчин и женщин в разные возрастные периоды (мм)1

Возраст Показатель Мужчины Женщины

Правая ПА Левая ПА Правая ПА Левая ПА

Зрелый Среднее значение(М) 3,72 3,63' 3,13* 3,16*

Медиана (Ме) 2,70 2,65 3,10 3,20

Нижний квартиль (25-й персентиль) (У025) 3,60 3,30 2,90 3,00

Верхний квартиль (75-й персентиль) (У075) 4,00 4,00 3,30 3,40

Нижняя граница доверительного интервала 3,43 3,38 2,91 2,91

Верхняя граница доверительного интервала 4,01 3,98 3,35 3,41

Коэффициент вариации (Су) 11,03 13,50 10,00 11,18

Средний Среднее значение (М) 3,21 3,53' 3,27 3,31*

Медиана (Ме) 3,15 3,50' 3,45* 3,35*

Нижний квартиль (25-й персентиль) (У025) 2,90 3,30 2,90 3,20

Верхний квартиль (75-й персентиль) (У075) 3,90 3,70 3,70 3,40

Нижняя граница доверительного интервала 2,58 3,30 2,82 2,95

Верхняя граница доверительного интервала 3,84 3,76 3,75 3,67

Коэффициент вариации (Су) 27,49 9,06 19,13 15,24

Пожилой Среднее значение (М) 3,59 3,51 3,44* 3,21*'

Медиана (Ме) 3,60 3,40' 3,70 3,20'

Нижний квартиль (25-й персентиль) (У025) 3,30 3,40 3,30 3,00

Верхний квартиль (75-й персентиль) (У075) 3,80 3,80 3,80 3,50

Нижняя граница доверительного интервала 3,40 3,27 2,96 2,80

Верхняя граница доверительного интервала 3,78 3,75 3,93 3,62

Коэффициент вариации (Су) 7,72 10,23 18,20 16,58

1) подготовка данных: сбор информации (измерение необходимых критериев), заполнение электронных таблиц, проверка и сортировка, формирование матрицы, внесение данных в программы статистической обработки;

2) предварительный анализ: методы описательной статистики, визуализация данных (построение графиков);

3) сравнение данных, оценка значимости различий;

4) корреляционный анализ.

Методы описательной статистики использованы в целях описания явлений, получения базовой информации. Были рассчитаны следующие показатели:

среднее значение (М), стандартное отклонение (8), медиана (Р50), минимум (минимальное значение), максимум (максимальное значение), первый квартиль (Р25), третий квартиль (Р75).

Суждение о средних значениях формировалось на основании данных среднего значения и медианы; о величине вариабельности данных — на основании стандартного отклонения, значений минимума и максимума, первого и третьего квартилей; о характере распределения — на основании сравнения среднего значения и медианы, визуальной характеристики (построение гистограмм); о колебании крайних величин — значение коэффициента вариации. Кроме того, по результатам описательной статистики решали

Коэффициент вариации (Су) для магистральных артерий головы у мужчин и женщин в разные возрастные периоды (%)

Возраст Пол Позвоночные артерии Общие сонные артерии Внутренние сонные артерии

Правые Левые Правые Левые Правые Левые

Зрелый М 11,03 13,50 7,66 5,52 8,69 5,75

Ж 10,00 11,18 6,64 6,22 6,74 4,76

Средний М 27,49 9,06 6,07 6,42 7,67 7,52

Ж 19,13 15,24 4,81 2,88 8,36 6,29

Пожилой М 7,72 10,23 9,32 9,51 8,21 10,64

Ж 18,20 16,58 7,52 6,50 8,53 5,84

вопрос выбора дальнейших методов исследования — параметрических или непараметрических.

В процессе анализа широко применяли методы сравнения данных и оценки значимости различий. Для оценки значимости различий в двух совокупностях (например, у мужчин и женщин) применяли критерии Манна-Уитни и Колмогорова-Смирнова для сравнения двух независимых групп.

Критический уровень значимости при проверке статистических гипотез в данном исследовании принимали равным 0,05.

Был применен одномерный метод оценки связей — корреляционный анализ, а именно его непараметрический вариант — метод ранговой корреляции Спирмена для выявления связи между размерами позвоночных и внутренних сонных артерий, измеренных при помощи дуплексного сканирования магистральных артерий головы. В результате был получен ряд корреляционных коэффициентов (г8) по числу переменных, отобранных для анализа. Анализ был проведен в модуле ППП ЯТАИЯИСА, который предполагает одновременный расчет оценки значимости коэффициентов корреляции.

Большое внимание уделяли визуализации связей.

Результаты и их обсуждение

Первым этапом оценки количественных данных по диаметру сосудов, полученных при дуплексном сканировании, был анализ вида распределения показателя в вариационном ряду, который проводился нами путем построения гистограмм (рис. 2).

На рис. 2 показано распределение признаков на примере внутренних диаметров магистральных артерий головы у мужчин и женщин по данным дуплексного сканирования. В большинстве случаев наблюдается подобная картина, распределение в вариационном ряду отличается от нормального. Следовательно, сравнение групп по изучаемому признаку должно проводиться с использованием непараметрических статистических методов.

Из таблицы 2, с учетом центральной тенденции (средняя, медиана) и показателей рассеяния вариационного ряда (квартили, доверительный интервал), видно, что у мужчин зрелого возраста диаметр правых позвоночных артерий преобладает над диаметром левых, а у женщин зрелого возраста диаметр этих артерий не различается. При этом количественное значение диаметра артерий у мужчин больше, чем у женщин.

У мужчин среднего возраста диаметр левой позвоночной артерии больше, чем правой, а у женщин эти

показатели не отличаются. При этом количественный показатель диаметра левых артерий у мужчин больше, чем у женщин.

У людей пожилого возраста независимо от пола диаметр правых позвоночных артерий больше левых, а у мужчин, больше, чем у женщин. Полученные результаты дополняют и уточняют литературные данные о том, что левая позвоночная артерия по калибру в 70 % случаев в 1,5-2,0 раза больше правой (Верещагин Н.В., 1980). По нашим данным, подобный факт характерен только для мужчин среднего возраста.

Коэффициент вариации для позвоночных артерий указывает на средний (Су от 10% до 20%) и значительный (Су>20%) разброс признака. При этом коэффициент вариации для позвоночных артерий существенно превышает данный коэффициент для общих и внутренних сонных, который указывает на слабый разброс вариант (Су<10%) (табл. 2, 3). Это свидетельствует о более частой встречаемости асимметрии и индивидуальных особенностей позвоночных артерий по сравнению с сонными.

Для наглядности представления полученные данные отражены в виде графика (рис. 3).

Показано, что линия тренда (с возрастом) направлена в сторону увеличения диаметра позвоночных артерий от 2,8 до 4,5 мм.

Для выявления связи между размерами позвоночных и внутренних сонных артерий, измеренных при помощи дуплексного сканирования магистральных артерий головы, был применен одномерный метод оценки связей — метод ранговой корреляции Спирмена (рис. 4).

В ходе анализа определяли наличие связи между размерами позвоночных артерий и размерами внутренних сонных артерий. Для оценки связей и выявления зависимостей провели корреляционный анализ методом Спирмена, корреляционно-регрессионный анализ с оценкой значимости коэффициентов и характеристик зависимости, с визуализацией связей. Установили зависимость размеров позвоночных артерий от размеров внутренних сонных артерий — отрицательная связь средней силы (г=-0,76), при уровне значимости р = 0,007 (низка вероятность ошибки).

Эти данные имеют существенное значение. Подобный характер стохастической зависимости свидетельствует о том, что между системой сонных и позвоночных артерий существует связь, в филогенетическом аспекте направленная на сохранение адекватного мозгового кровотока. Снижение диаметра позвоночных артерий компенсируется увеличением диаметра сонных и наоборот.

«ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК» № 1 (65) МЕДИЦИНСКИЕ НАУКИ

МЕДИЦИНСКИЕ НАУКИ «ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК» № 1(65)

X

Ф 2 <

<

ю

(0

X

о

м

X

<

<

ю

(0

X

о

м

3,8 4,0 4,2 4,4 4,6 4,8 5,0 5,2

Диаметры правых внутренних сонных артерий женщин среднего возраста (мм)

Диаметры правых позвоночных артерий женщин зрелого возраста (мм)

а б

Рис. 2.

Распределение диаметров позвоночных и сонных артерий у мужчин и женщин в разные возрастные периоды.

По горизонтальной оси приведены внутренние диаметры магистральных артерий головы по результатам дуплексного сканирования, по вертикальной оси — количество наблюдений, изогнутой линией обозначен график

нормального распределения

3

0

5

ф

Возрастные группы (от зрелого до пожилого)

Рис. 3. Внутренний диаметр позвоночных артерий у мужчин в разные возрастные периоды (зрелый, средний и пожилой) по данным дуплексного сканирования. Линией с круглыми маркерами обозначена правая артерия, линией с квадратными маркерами — левая. (1 — 4) зрелый, (5 — 8) — средний, (9—12) — пожилой возраст

| ПА пр:ВСА пр: г2 = 0,5776; г=-0,7600, p = 0,0066; у = 1,93959811 - 1,11229314*х

ВСА пр = 8,9396-1,1123*х

я

и

р

е

т

р

а

я

а

н

н

о

с

я

я

н

н

у

н

В

Позвоночная артерия

Рис. 4. Результаты корреляционного анализа зависимости диаметра позвоночных и внутренних сонных артерий

При регрессионном анализе получено уравнение: у = 8,94-1,11»х, где х — диаметры позвоночных артерий, а у — диаметры внутренних сонных артерий.

Проведен графический анализ (рис. 4): линия тренда, обозначенная на графике сплошной прямой, имеет явный наклон — это указывает на значимость полученной модели. Форма доверительного эллипса на графике приближается именно к эллиптической, а не к форме круга — значит, связь приближается к линейной форме, а не определяется выбросами. Это также указывает на ее значимость. Линии доверительного интервала регрессии, обозначенные пунктирными линиями, близки к самой линии регрессии (линии тренда) — это тоже указывает на значимость полученной модели.

Выводы

1. Для мужчин зрелого возраста характерно преобладание диаметров правых позвоночных артерий над диаметрами левых (р = 0,003). У мужчин среднего возраста, наоборот, диаметр левой позвоночной артерии больше, чем правой (р = 0,0002). У женщин эти показатели в данных возрастных группах не отличаются (р = 0,064). У людей пожилого возраста независимо от пола диаметр правых позвоночных артерий больше левых (р = 0,0017).

2. Между системой сонных и позвоночных артерий существует связь, в филогенетическом аспекте направленная на сохранение адекватного мозгового кровотока (г = -0,76, р = 0,007). Снижение диаметра позвоночных артерий сопровождается увеличением диаметра сонных.

Необходимость изучения анатомических особенностей магистральных артерий головы и, в частности, вертебрально-базилярной системы человека обусловлена тем, что через эту систему осуществляется кровоснабжение головного мозга, а ее патологические изменения неизбежно приводят к циркуляторным нарушениям в головном мозге.

Полученные результаты могут быть использованы для совершенствования эндоваскулярных вмешательств и инструментальных диагностических мероприятий.

Примечания

1* — различия статистически значимы в сравнении с мужчинами, * — различия статистически значимы в сравнении между правой и левой артериями при р<0,05. Критерий Колмогорова-Смирнова или Манна-Уитни.

Библиографический список

1. Беленькая Р.М. Инсульт и варианты артерий мозга. — М.: Медицина, 1979. — 176 с.

2. Боровиков В. STATISTICA. Искусство анализа данных на компьютере/ В. Боровиков. — 2-е изд. — СПб.: Питер, 2003. - 688 с.

3. Верещагин Н.В. Патология вертебрально-базилярной системы и нарушения мозгового кровообращения / Н.В. Верещагин. — М.: Медицина, 1980. — 310 с.

4. Гланц, Стенток. Медико-биологическая статистика [Текст]: пер. с англ./ С. Гланц. — М.: Практика, 1999. — 459 с.

5. Гудинова Ж.В. Дружелюбная статистика: анализ и прогнозирование: пошаговые инструкции: Пособие для врачей, научных работников, студентов (электронная версия) / Ж.В. Гудинова. — Омск, 2007.

6. Драверт Н. Е. Клинико-допплерографические сопоставления у больных с вертеброгенным синдромом позвоночной артерии и вертебрально-базилярной недостаточностью. Дис. на соиск. учен. степ. канд. мед. наук. Код спец. 14.00.13. Драверт Н. Е.- 2004.

7. Зайцев, В.М. Прикладная медицинская статистика/ В.М. Зайцев, В.Г. Лифляндский, В.И. Маринкин. — СПб.: ФОЛИАНТ, 2003. — 432 с.

8. Реброва О.Ю. Статистический анализ медицинских данных. Применение пакета прикладных программ STATISTICA. М.: Медиа Сфера, 2002, — 312 с.

9. Лелюк В.Г., Лелюк С.Э. Ультразвуковая ангиология. 2-е изд. — М.: Реальное Время, 2003. — 343 с.

10. Николенко В.Н. Возрастные, половые и билатеральные особенности диаметра просвета и толщины стенки позвоночных артерий у взрослых людей/В.Н. Николенко, О.А. Фомкина, Ю.А. Гладилин// Морфология. — 2008. — №3. — С. 79-80.

11. Anatomical variations of the V2 segment of the vertebral artery / M. Bruneau [et al.] // Neurosurgery. — 2006. — Vol. 59, № 1. — P. 20-24.

12. Buckenham TM, Wright IA. Ultrasound of the extracranial vertebral artery. Br J Radiol. — 2004. — Vol. 7. — P. 15-20.

13. Kazmierski R, Watala C, Lukasik M, Kozubski W. Common carotid artery remodeling studied by sonomorpho-logical criteria.//Neuroimaging — 2004. — Vol. 14. — P. 25-26.

МАРКЕЛОВА Марина Владимировна, ассистент кафедры анатомии человека.

Дата поступления статьи в редакцию: 10.10.2008 г.

© Маркелова М.В.

«ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК» № 1 (65) МЕДИЦИНСКИЕ НАУКИ