Варианты передней мозговой артерии в свете индивидуально-типологической и сочетанной изменчивости ее морфологических и биомеханических характеристик

Представленные в доступной для исследования литературе данные о спектре индивидуальной, типовой и сочетанной изменчивости артерий головного мозга единичные и разрозненные. Ранее нами описаны варианты строения задней мозговой и внутричерепной части позвоночной артерий [5, 6]. Продолжая серию работ, посвященных морфологии и биомеханике артерий мозга, обратимся к индивидуальной и сочетанной изменчивости передней мозговой артерии (ПМА).

Цель: определить варианты передней мозговой артерии взрослых людей в зависимости от типологической и сочетанной изменчивости ее морфологических и биомеханических свойств.

Материал и методы. Материалом исследования послужили 228 образцов ПМА, полученных не позднее 16–18 ч после наступления смерти и не позднее 2 ч после проведения аутопсии 115 трупов людей (мужчин — 132, женщин — 96) в возрасте 21–84 лет, причина смерти которых не была связана с острой или хронической цереброваскулярной патологией. На поперечных срезах, под микроскопом, изучали наружный и внутренний диаметры, толщину стенки ПМА (n=228). Эксперименты по изучению механиче-

Таблица 1

Варианты изменчивости величины морфометрических характеристик ПМА и их встречаемость

Параметр артерии, диапазон изменчивости и частота встречаемости Группы вариантов изменчивости Длина (мм) Короткие Средние по длине Длинные Диапазон изменчивости <12,08 — у муж. <11,73 — у жен. 12, 09–16,83 — у муж. 11,74–15,58 — у жен. >16,84 — у муж. >15,59 — у жен. Частота встречаемости Абс. % Абс. % Абс. % 36 15,8 156 68,4 36 15,8 Наружный диаметр (мм) Тонкие Среднеширокие Широкие Диапазон изменчивости <1,89 1,90–2,66 >2,67 Частота встречаемости Абс. % Абс. % Абс. % 26 11,4 179 78,5 23 10,1 Толщина стенки (мм) Тонкостенные Средние по толщине Толстостенные Диапазон изменчивости <0,19– у муж. 0,20–0,32 — у муж. >0,33 — у муж. <0,17 — у жен. 0,18–0,28 — у жен. >0,29 — у жен. Частота встречаемости Абс. % Абс. % Абс. % 24 10,5 173 75,9 31 13,6 Диаметр просвета (мм) С узким просветом Со средним просветом С широким просветом Диапазон изменчивости <1,42 1,43–2,15 >2,16 Частота встречаемости Абс. % Абс. % Абс. % 27 11,8 178 78,1 23 10,1 ские свойства ПМА проводили на разрывной машине «Tira Test 28005» с нагрузочной ячейкой 100 Н при одноосном растяжении образцов ПМА (n=200). Изучали общую прочность, предел прочности, абсолютную и относительную деформацию артерии [7–10].

Полученные данные обрабатывали вариационностатистическим методом с использованием пакета прикладных программ «Statistica-6» и «Microsoft Ex-sel Windows-XP». Для всех параметров определяли минимальное и максимальное значения, среднюю арифметическую (М), ошибку средней арифметической (m), среднее квадратическое отклонение (s), коэффициент вариации (Cv). Для оценки достоверности различий между рядами вариант использовали параметрические (критерий Стьюдента) и непараметрические (U-критерий Манна — Уитни) статистические критерии достоверности. При этом различия считали достоверными при 95%-м пороге вероятности (р<0,05).

Для изучения индивидуальной и сочетанной изменчивости морфобиомеханических параметров ПМА за среднюю величину признака нами был принят диапазон варьирования М±у. Так как обнаружены статистически значимые половые различия длины ПМА и толщины ее стенки [10], варианты изменчивости по этим параметрам были рассчитаны отдельно для мужчин и женщин.

Результаты. Средняя длина ПМА составила у мужчин 14,46±0,21 мм (s=2,37 мм), у женщин 13,66±0,19 мм (s=1,92 мм); толщина стенки соответственно 0,26±0,01 мм (s=0,06 мм) и 0,23±0,01 мм (s=0,05 мм). Наружный диаметр, диаметр просвета, общая прочность, предел прочности, абсолютное и относительное удлинение ПМА не имеют достоверных различий у мужчин и женщин и поэтому представлены обобщенно. Наружный диаметр в среднем составил 2,28±0,06 мм (s=0,38); диаметр просвета 1,79±0,02 мм (s=0,36 мм); общая прочность 2,34±0,05 Н (s=0,75 Н); предел прочности 1,22±0,03 Н/мм2 (s=0,45 Н/мм2); абсолютное удлинение 4,05±0,07 мм (s=0,99 мм); относительное 25,71±0,54% (s=7,62%).

Значительная изменчивость морфобиомеханических параметров ПМА позволила выделить группы вариантов их значений. Так, по длине прекоммуника-ционные части ПМА подразделились: на короткие — длина менее 12,08 мм у мужчин и менее 11,73 мм у женщин; средние по длине — с длиной от 12,09 до 16,83 мм у мужчин и от 11,74 до 15,58 у женщин; длинные — с длинной более 16,84 мм у мужчин и более 15,59 мм у женщин. Средний возраст субъектов с длинными ПМА был в 1,2 раза больше, чем у людей с короткими артериями, соответственно 58,9±3,3 года и 48,8±2,9 года (р=0,03). Количественное соотношение мужчин и женщин в группе субъектов с короткими артериями: 58,3 и 41,7%; в группе субъектов с длинными артериями: 61,1 и 38,9%.

По величине наружного диаметра ПМА бывают: тонкими — диаметр менее 1,89 мм; среднего диаметра (среднеширокие) — диаметр колеблется в пределах от 1,90 до 2,66 мм и широкими — с диаметром более 2,67 мм. Субъекты с широкими ПМА были в среднем в 1,4 раза старше, чем с тонкими, соответственно 62,8±3,9 года и 43,7±2,7 года (р=0,000). Количественное соотношение мужчин и женщин в группах субъектов с тонкими и широкими ПМА примерно одинаковое: 69,5 и 30,5%.

По величине толщины стенки ПМА подразделяются: на тонкостенные — толщина стенки менее 0,19 мм у мужчин и менее 0,17 мм у женщин; средние по толщине — с толщиной стенки от 0,20 до 0,32 мм у мужчин и от 0,18 до 0,28 мм у женщин; толстостенные — с толщиной стенки более 0,33 мм у мужчин и

Таблица 2

Сочетанная изменчивость морфометрических параметров ПМА

Варианты артерий по наружному диаметру	Варианты артерий по толщине стенки	Варианты артерий по диаметру просвета
		С узким просветом		Со средним просветом		С широким просветом
		Абс.	%	Абс.	%	Абс.	%
	Тонкостенные	7	27,0	21	7,7	-	-
Тонкие артерии (n=26)	Средней толщины	14	53,8	32	11,5	-	-
	Толстостенные	-	-	-	-	-	-
	Тонкостенные	-	-	16	8,9	-	-
Среднеширокие артерии (n=179)	Средней толщины	33	1,7	130	72,6	24	1,1
	Толстостенные	35	1,7	25	14	-	-
	Тонкостенные	-	-	-	-	-	-
Широкие артерии (n=23)	Средней толщины	-	-	-	-	21	91,4
	Толстостенные	-	-	16	4,3	1	4,3

Примечание: 1 — правая ПМА мужчины 40 лет и левая ПМА мужчины 56 лет; 2 — правая ПМА мужчины 46 лет и левые ПМА мужчин 24 и 41 лет; 3— правая ПМА мужчины 65 лет, левые ПМА мужчин 72 и 87 лет; 4— правая ПМА мужчины 30 лет и левая ПМА женщины 70 лет; 5 — правые ПМА мужчин 22, 27 лет и женщины 75 лет; 6— правая ПМА мужчины 78 лет.

более 0,29 мм у женщин. Средний возраст субъектов с толстостенными ПМА был в 1,7 раза больше, чем у людей с тонкостенными артериями, соответственно 62,8±3,0 года и 36,1±2,5 года (р=0,000). Количественное соотношение мужчин и женщин в группе субъектов с тонкостенными артериями: 37,2 и 62,5%; в группе субъектов с толстостенными артериями 72,0 и 28,0%.

По величине диаметра просвета выделены ПМА: с узким просветом — диаметр просвета менее 1,42 мм, со средним просветом — диаметр просвета варьирует от 1,43 до 2,15 мм, широким просветом — диаметр просвета превышает 2,16 мм. Субъекты с широким просветом ПМА были в среднем в 1,3 раза старше людей с узким просветом ПМА, соответственно 46,5±3,5 года и 60,4±4,0 года (р=0,01). Количественное соотношение мужчин и женщин в группах субъектов с узкопросветными ПМА и в группе субъектов с широким просветом артерий примерно одинаковое: 66,5 и 33,5% (табл. 1).

Отмечено, что примерно 80,8% всех тонких ПМА обладали узким просветом, а оставшиеся 19,2% средним по величине просветом. При этом тонкие ПМА в 34,7% случаев имели тонкую стенку и 65,3% случаев — среднюю величину толщины стенки.

Среднеширокие артерии в 95,5% случаев характеризовались средним по величине диаметром просвета; в 3,4% случаев такие ПМА имели узкий, а в 1,1% широкий диаметр просвета. Среднеширокие артерии, как правило, обладали средней по величине толщиной стенки (75,5% наблюдений); тонко- и толстостенные ПМА также встречались в этой группе: соответственно в 8,9 и 15,7% случаев.

Широкие ПМА в 95,7% имели широкий и только в 4,3% случаев средний диаметр просвета. При этом в 8,6% случаев они являлись толстостенными, а в остальных 91,4% имели среднюю по толщине стенку (табл. 2).

Исследование биомеханических свойств стенки ПМА показало, что по величине предела прочности стенки можно выделить 3 группы ПМА. Артерии с величиной предела прочности стенки менее 0,76 Н/мм2 были отнесены к артериям с малым пределом прочности стенки. Такие артерии были у 60% мужчин и 40% женщин. У артерий со средним пределом проч- ности его величина находилась в диапазоне от 0,77 до 1,67 Н/мм2. Артерии с пределом прочности стенки более 1,68 Н/мм2 были отнесены в группу артерий с большим пределом прочности стенки. Они наблюдались в 69% случаев у мужчин и в 31 % случаев у женщин. Возраст субъектов с малым и большим пределом прочности стенки различался не существенно: соответственно 51,0±4,1 и 56,6±3,2 года (р=0,28).

В зависимости от величины общей прочности выделены 3 группы ПМА: 1) слабой прочности — общая прочность менее 1,58 Н; 2) средней прочности — общая прочность колебалась в пределах от 1,59 до 3,09 Н; 3) высокой прочности — общая прочность более 3,10 Н. Соотношение мужчин и женщин со слабой прочностью стенки ПМА составляет 60 и 40%; с высокой прочностью стенки — 54 и 46%. Возраст субъектов со слабой и высокой общей прочностью стенки существенно не различался: соответственно 52,2±3,3 и 55,3±3,3 года (р=0,51) (табл. 3).

В 48,0% ПМА со слабой общей прочностью стенки имеют средний по величине предел прочности; 48,0% артерий — малый, а оставшиеся 4,0% — большой. Отмечено, что ПМА со слабой прочностью стенки в 36,0% случаев являются тонкостенными; в 8,0% толстостенными; в 56,0% случаев имеют среднюю толщину стенки.

Артерии со средней общей прочностью стенки в 86,7% случаев характеризуются средним по величине пределом прочности стенки; в 5,4% случаев малым; а 7,9% большим. Среднепрочные артерии чаще всего обладают средней по величине толщиной стенки (76,2% наблюдений); тонко- и толстостенные ПМА в этой группе встречаются соответственно в 10,6 и 13,2% случаев.

ПМА с высокой общей прочностью стенки в 45,9% случаев имеют средний и в 54,15% большой предел прочности. Такие артерии в 4,1% случаев являются тонкостенными, в 29,2% толстостенными, а в 66,7% случаев имеют среднюю толщину стенки (табл. 4).

В зависимости от способности сосудистой стенки к растяжению ПМА бывают: малорастяжимыми (относительное удлинение менее 18,08%), среднерастяжимыми (относительное удлинение колеблется в пределах от 18,09 до 33,33%) и сильнорастяжимыми (относительное удлинение составляет более

Таблица 3

Параметр артерии , диапазон изменчивости и частота встречаемости	Группы вариантов изменчивости артерий
Предел прочности	С малым пределом прочности		Со средним пределом прочности		С большим пределом прочности
Диапазон изменчивости	<0,76		0,77–	1,67	>1,68
Частота встречаемости	Абс.	%	Абс.	%	Абс.	%
	20	10,0	154	77,0	26	13,0
Общая прочность	Со слабой общей прочностью		Со средней общей прочностью		С высокой общей прочностью
Диапазон изменчивости	<1,58		1,59–	3,09	>3,10
Частота встречаемости	Абс.	%	Абс.	%	Абс.	%
	25	12,5	151	75,5	24	12,0
Относительное удлинение	Малорастяжимые		Средне-растяжимые		Сильнорастяжимые
Диапазон изменчивости	<18,08		18,09–	33,33	>33,33
Частота встречаемости	Абс.	%	Абс.	%	Абс.	%
	26	13	140	70,0	34	17,0
Модуль Юнга	Высокоэластичные		Средне-эластичные		Низкоэластичные
Диапазон изменчивости	<3,02		3,03–	7,05	>7,06
Частота встречаемости	Абс.	%	Абс.	%	Абс.	%
	28	14,0	145	72,5	27	13,5

Таблица 4

Варианты артерий по общей прочности стенки	Варианты артерий по толщине стенки	Варианты артерий по величине предела прочности стенки
		С малым пределом прочности		Со средним пределом прочности		С большим пределом прочности
		Абс.	%	Абс.	%	Абс.	%
Артерии со слабой прочностью (n=25)	Тонкостенные	4	16,0	4	16,0	11	4,0
	Средние	6	24,0	8	32,0	-	-
	Толстостенные	22	8,0	-	-	-	-
Артерии со средней прочностью (n=151)	Тонкостенные	-	-	8	5,3	8	5,3
	Средние	3	2,1	108	71,5	4	2,6
	Толстостенные	5	3,3	15	9,9	-	-
Артерии с высокой прочностью (n=24)	Тонкостенные	-	-	-	-	13	4,1
	Средние	-	-	4	16,7	12	50,0
	Толстостенные	-	-	7	29,2	-	-

Примечание: 1 — правая ПМА мужчины 33 лет; 2 — левые ПМА мужчин 65 и 81 лет; 3 — правая ПМА женщины 51 года.

Варианты изменчивости величины биомеханических параметров ВЧПА и их встречаемость

Сочетанная изменчивость морфобиомеханических параметров ПМА

33,34%). Возраст субъектов с мало- и сильнорастяжимыми стенками артерий существенно не различался, соответственно 50,5±3,5 и 55,7±2,8 года, р=0,25). Соотношение мужчин и женщин, имеющих малорастяжимые ПМА, составило 60 и 40%; сильнорастяжимые ПМА — 69 и 31 % (соответственно).

По сопротивляемости растягивающей деформации ПМА подразделяются на 3 группы. ПМА, модуль Юнга которых менее 3,02 Н/мм2, были отнесены к артериям с высокой эластичностью стенки. У среднеэластичных артерий модуль упругости колеблется в пределах от 3,03 до 7,05 Н/мм2. ПМА, модуль Юнга которых более 7,06 Н/мм2, были отнесены к артери- ям с низкой эластичностью стенки. Средний возраст людей с ПМА, относящихся к крайним группам изменчивости, существенно не различается: 52,0±3,2 и 56,2±3,1 года (р=0,36) соответственно для артерий с высокой и низкой эластичностью стенки. Соотношение мужчин и женщин с указанными характеристиками ПМА: 65,5% составляют мужчины и 34,5% женщины.

Обсуждение. Полученные в результате исследования данные о средних величинах макромикро-скопических характеристик ПМА и наличии полового диморфизма согласуются с представленными в литературе [7, 9, 11]. Индивидуально-типологическая изменчивость биомеханических параметров (М±s), а также сочетанная изменчивость морфобиомеханических характеристик ПМА нами представлена впервые. По аналогии с описанными вариантами внутричерепной части позвоночной и задней мозговой артерий [5, 6] нами выделены по каждому параметру 3 группы артерий: со средней величиной признака (М±s), с величиной признака меньше (<М-s) и больше средней (>М+s).

Заключение. ПМА, относящиеся к крайним группам изменчивости, у мужчин наблюдаются, как правило, в 2,2–2,6 раза чаще, чем у женщин. Исключением являются тонкостенные ПМА, которые в 63% случаев выявляются у женщин, а 37% у мужчин. Возраст субъектов, ПМА которых по своей длине, величине наружного диаметра, толщины стенки и диаметра просвета относятся к III вариантной группе, статистически достоверно в 1,2–1,7 раза больше, чем у людей с ПМА, относящимся к I вариантной группе артерий. Возраст субъектов, ПМА которых по величине биомеханических параметров стенки были распределены в крайние вариантные группы, был примерно одинаковым (р=0,28–0,51).

Полученные экспериментальные данные о морфологических и деформационно-прочностных свойствах, а также функциональной анатомии ПМА могут быть полезными при моделировании кровотока и оптимизации интрасосудистых вмешательств на артериях головного мозга.