癥狀性顱內(nèi)動脈狹窄患者腦血流動力學(xué)變化相關(guān)研究進(jìn)展

丁家園 尹昌浩

[摘要] 腦卒中是造成我國人口死亡和致殘的第一位原因，其中缺血性卒中占比高達(dá)60%～80%，而動脈粥樣硬化造成的血管狹窄是缺血性卒中的重要原因，其中動脈狹窄的程度、動脈狹窄后側(cè)支循環(huán)代償情況、血管順應(yīng)性及腦血流動力學(xué)變化均與臨床癥狀的嚴(yán)重程度及預(yù)后息息相關(guān)。通過運(yùn)用經(jīng)顱多普勒超聲（TCD）、數(shù)字減影血管造影術(shù)（DSA）、CT血管造影術(shù)（CTA）、磁共振血管成像（MRA）等檢查手段對血管順應(yīng)性、血流動力學(xué)變化、側(cè)支循環(huán)開放情況進(jìn)行進(jìn)一步的評估，這對于制定治療方案及改善患者預(yù)后具有重要意義。

[關(guān)鍵詞] 動脈狹窄；血流動力學(xué)；側(cè)支代償；Willis環(huán)

[中圖分類號] R543.4 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1673-9701（2018）25-0165-04

[Abstract] Stroke is the leading cause of death and disability in China. The proportion of ischemic stroke is as high as 60% to 80%. The vascular stenosis caused by atherosclerosis is an important cause of ischemic stroke. The extent of arterial stenosis， collateral circulation compensation after arterial stenosis， vascular compliance， and cerebral hemodynamic changes are closely related to the severity of clinical symptoms and prognosis. Further evaluation of vascular compliance， hemodynamic changes， and circulation of collateral circulation was carried out by the application of transcranial Doppler （TCD）， digital subtraction angiography （DSA）， CT angiography （CTA）， magnetic resonance angiography （MRA） and other means of examination. This is of great significance for the development of treatment plans and improvement of patient prognosis.

[Key words] Arterial stenosis； Hemodynamics； Collateral circulation compensation； Willis circle

在亞洲人群中，顱內(nèi)動脈粥樣硬化發(fā)病率顯著高于歐美人群，進(jìn)而引發(fā)的顱內(nèi)大動脈狹窄的患者造成的卒中事件更為嚴(yán)重，并且有較高的復(fù)發(fā)風(fēng)險[1]。其中動脈狹窄的程度、動脈粥樣硬化斑塊的性質(zhì)與特征、側(cè)支循環(huán)代償情況及腦血流動力學(xué)變化均與臨床癥狀的嚴(yán)重程度及預(yù)后息息相關(guān)[2]。因此，從血管病變的形態(tài)學(xué)改變、側(cè)支循環(huán)代償情況和血流動力學(xué)變化等方面對顱內(nèi)動脈粥樣硬化機(jī)制進(jìn)行綜合評估，有助于明確癥狀性顱內(nèi)動脈狹窄的致病機(jī)制，這對于缺血性腦卒中治療、改善預(yù)后及減少疾病負(fù)擔(dān)具有重要的意義。下面，本文將對癥狀性顱內(nèi)動脈狹窄患者的血流動力學(xué)變化特征進(jìn)行綜述。

1 癥狀性顱內(nèi)動脈狹窄（symptomatic intracranial artery stenosis，ICASS）

ICASS在缺血性腦卒中患者中是一種常見的病理改變，ICASS是由于動脈狹窄引起其支配供血區(qū)域缺血，從而引起相應(yīng)缺血性卒中的臨床表現(xiàn)[3]。顱內(nèi)動脈狹窄所致的癥狀性腦梗死具有易復(fù)發(fā)，易加重的特點。目前，對于顱內(nèi)動脈狹窄所致的缺血性卒中研究來說，人們過多關(guān)注于其低灌注機(jī)制，而忽略了其他致病機(jī)制的作用（包括動脈-動脈栓塞、栓子清除率下降、載體動脈堵塞穿支動脈口等）[4]。缺血性腦卒中發(fā)病機(jī)制的不同影響著疾病復(fù)發(fā)情況及神經(jīng)功能損傷程度，也與患者的預(yù)后密切相關(guān)。這就需要我們對缺血性腦卒中的致病機(jī)制進(jìn)行深入研究，并根據(jù)不同的發(fā)病機(jī)制對患者采用個體化的治療方案。導(dǎo)致出現(xiàn)血管狹窄最主要的因素是動脈粥樣硬化，而動脈硬化性腦梗死要發(fā)病必須滿足三個要求：血管壁本身病變、血流動力學(xué)異常及血液成分異常。近年來，用于診斷癥狀性顱內(nèi)動脈狹窄（ICASS）的影像學(xué)方法包括磁共振血管成像（Magnetic resonance angiography，MRA）、數(shù)字減影血管造影術(shù)（Digital subtraction angiography，DSA）、CT血管造影術(shù)（CT angiography，CTA）及經(jīng)顱多普勒超聲（Transcranial doppler，TCD）。通過上述檢查技術(shù)還可對狹窄后血流動力學(xué)變化、側(cè)支循環(huán)開放情況進(jìn)行進(jìn)一步的病因?qū)W評估及根源治療，這對于提高患者血管再通率及獲益率具有重要意義。但CTA及DSA是一種有創(chuàng)檢測方法，具有一定的風(fēng)險，臨床上并不能廣泛使用[5]。相比之下，TCD及MRA更為經(jīng)濟(jì)且無創(chuàng)，可為臨床腦血管病初篩及復(fù)查時使用。

2 血流動力學(xué)變化

英國學(xué)者Thomas Willis提出在腦缺血時，腦內(nèi)血管具有側(cè)支循環(huán)代償功能。Willis環(huán)是一個整體，擔(dān)負(fù)著調(diào)節(jié)腦內(nèi)前、后、左、右血液循環(huán)的重要作用，也是動脈狹窄或閉塞后的主要側(cè)支途徑。當(dāng)發(fā)生腦缺血事件時，由于腦內(nèi)灌注壓力的變化，血流可從高壓處流向低壓處，這時首先開放一級側(cè)支循環(huán)（前交通動脈和后交通動脈）；其次開放二級側(cè)支循環(huán)（眼動脈、“滑車上動脈”和軟腦膜血管的吻合代償?shù)龋?；最后開放三級側(cè)支循環(huán)（新生血管）[6]。

當(dāng)顱內(nèi)動脈嚴(yán)重狹窄或閉塞時，血流可通過Willis環(huán)、眼動脈和軟腦膜血管或新生血管出現(xiàn)側(cè)支循環(huán)，使缺血組織得到不同程度的灌注代償。而良好的側(cè)支循環(huán)代償也會使患者有良好的預(yù)后情況。以往，我們認(rèn)為在血管長期狹窄的情況下，側(cè)支循環(huán)是逐漸生長發(fā)育形成的，但越來越多的研究表明血管急性狹窄或閉塞后出現(xiàn)的血流剪切力能夠促進(jìn)新生血管也就是三級側(cè)支循環(huán)的快速形成，這有助于提高患者治療的成功率，也可一定程度上改善患者的預(yù)后，使患者擁有更好的臨床結(jié)局[7]。惠品晶等[12]在研究頸內(nèi)動脈狹窄與Willis環(huán)側(cè)支循環(huán)建立的關(guān)系時發(fā)現(xiàn)：①有Willis環(huán)進(jìn)行代償?shù)幕颊吲R床癥狀相對較輕；②具有前交通動脈者較具有后交通動脈代償者血流情況更好；③同時具有前交通動脈、后交通動脈的患者其臨床癥狀較單純具有前交通動脈者更輕、血流更好。一些國外研究[13，14]表明在出現(xiàn)單側(cè)頸內(nèi)動脈狹窄或閉塞時，前交通動脈的作用更占優(yōu)勢，而前交通動脈的出現(xiàn)與分水嶺梗死出現(xiàn)的概率及大小明顯相關(guān)。在動物試驗的基礎(chǔ)上Cuccione等[8]已經(jīng)證實，在缺血性腦卒中超急性期（甚至在入院前），促進(jìn)側(cè)支循環(huán)的形成（或已存在側(cè)支循環(huán)）聯(lián)合神經(jīng)保護(hù)治療或血管內(nèi)再通治療可以更好地保護(hù)缺血半暗帶。目前，促進(jìn)已有側(cè)支循環(huán)的開放和新生血管的形成已經(jīng)成為臨床上用于治療急性缺血性腦卒中的關(guān)鍵和熱點。

3 影像學(xué)方法評估血流動力學(xué)

隨著影像學(xué)技術(shù)的發(fā)展，腦側(cè)支循環(huán)評估、分級及相關(guān)干預(yù)治療研究不斷取得進(jìn)展，這促進(jìn)了缺血性腦卒中個體化診斷及精準(zhǔn)治療方案及模式的發(fā)展。因此，優(yōu)化腦側(cè)支循環(huán)的評估方法、進(jìn)行動態(tài)腦血流分析等對于評估缺血性腦卒中臨床結(jié)局具有重要意義。

3.1 經(jīng)顱多普勒超聲（Transcranial doppler，TCD）

TCD是近年來廣泛應(yīng)用于腦血管疾病診斷的檢查方法，對于顱內(nèi)前循環(huán)血管狹窄的診斷與CTA及DSA具有較高的一致性，并越來越多地應(yīng)用于血運(yùn)重建治療中腦動脈的評估，通過摻入動脈管腔的解剖界定而提高了診斷精確度[9，10]，已得到臨床醫(yī)學(xué)的驗證和支持。TCD可以檢測Willis環(huán)上各個主要動脈血流動力學(xué)變化及各血流生理參數(shù)，提供實時血流信息、側(cè)支代償情況、栓子形成及盜血現(xiàn)象的證據(jù)，為一些結(jié)構(gòu)影像結(jié)果補(bǔ)充相關(guān)信息，具有無創(chuàng)、經(jīng)濟(jì)、簡便、可反復(fù)操作等優(yōu)點。在經(jīng)顱多普勒的診斷中，中度及重度狹窄部位的血流頻譜表現(xiàn)為血流速度增快并伴有渦流、湍流，同時存在粗糙聲頻或鷗鳴樣聲音；極重度狹窄或閉塞部位的血流頻譜表現(xiàn)為血流速度減慢，與相鄰血管發(fā)生血流次序改變，血流信號連續(xù)性消失；狹窄部位遠(yuǎn)端的血流頻譜則表現(xiàn)為呈相對低流速低搏動血流信號改變或血流信號連續(xù)性欠佳及消失[11]。除此之外，TCD對評價顱內(nèi)狹窄動脈側(cè)支循環(huán)開放情況及血流動力學(xué)變化具有特殊意義，尤其是對于二級側(cè)支循環(huán)中眼動脈及“滑車上動脈”的評估是其他檢查所無法代替的，但是其缺點是結(jié)果一定程度上受患者聲窗、操作者水平等影響，且無法直觀的觀察到狹窄血管及側(cè)支血流。

3.2 磁共振血管成像（Magnetic Resonance Angiography，MRA）

MRA是目前廣泛應(yīng)用于腦血管病診斷的一種核磁共振成像技術(shù)。該技術(shù)無需注入對比劑，是一種無創(chuàng)性檢查，同時還提供了關(guān)于血管參與的位置、范圍和程度的詳細(xì)信息[15]，可以觀察到患者腦動脈分支，使其在某些方面能夠替代傳統(tǒng)有創(chuàng)的血管造影檢查（例如DSA）。目前，TOF法血管成像（time-of-flight magnetic resonance angiography）應(yīng)用最廣，分為2D-TOF、3D-TOF法2種[17]。有通過利用3D時間飛躍法磁共振血管成像（3D time-of-flight magnetic resonance angiography，3D TOF MRA）的研究結(jié)果表明大腦中動脈主干部位狹窄且遠(yuǎn)端分支血流信號強(qiáng)度嚴(yán)重減少的患者，其狹窄血管同側(cè)腦區(qū)域一年內(nèi)卒中復(fù)發(fā)的風(fēng)險明顯增高，且與分水嶺梗死相關(guān)[18]。國內(nèi)多項研究表明與數(shù)字減影血管造影術(shù)（DSA）相比，MRA對于診斷血管狹窄而言其靈敏度、特異度、準(zhǔn)確度均有較高的一致性[17，19，20]。但MRA在檢查時需要患者長時間保持不動，而且在腦動脈狹窄診斷的后期圖像處理中，如果對比度調(diào)節(jié)不當(dāng)將會出現(xiàn)假陽性影響結(jié)果正常判斷[16]；顱內(nèi)細(xì)小或蜿蜒迂曲的動脈易形成湍流，會造成血管信號消失，且無法對血流動力學(xué)變化進(jìn)行實時監(jiān)測及前、后交通動脈進(jìn)行精確判斷。目前，MRA對于癥狀性顱內(nèi)動脈狹窄患者側(cè)支開放情況及血流動力學(xué)評估具有一定局限性。

3.3 CT血管造影術(shù)（CT angiography，CTA）

CTA是一種基于CT技術(shù)的非介入性血管成像技術(shù)，其原理是經(jīng)靜脈注入造影劑后，血管中造影劑充盈受損高峰時利用螺旋CT進(jìn)行連續(xù)性掃描，計算機(jī)處理所得圖像從不同角度顯示血管構(gòu)造。有研究結(jié)果顯示[22，23]，除Willis環(huán)的相互代償外，二級、三級側(cè)支循環(huán)是否開放對急性缺血性卒中的預(yù)后非常重要，因此，CTA通過分辨其是否存在峰值高信號的變化來評估、檢測側(cè)支循環(huán)具有十分重要的價值。其優(yōu)點是可以較精確評估顱內(nèi)血管解剖結(jié)構(gòu)、血管狹窄部位及程度、側(cè)支循環(huán)代償情況等，尤其是近年來發(fā)展迅速的256層螺旋CT，具有更強(qiáng)的時間及空間分辨率，使得圖像也更加清晰、明顯，三維立體感更強(qiáng)[21]。但是，其缺點在于CTA屬于一種靜脈微創(chuàng)檢查，一些碘劑過敏或心臟、腎臟功能較差者難以耐受，短期內(nèi)也不能進(jìn)行反復(fù)檢查，同時在成像上難以完全分開動、靜脈血管，使靜脈血管的影像學(xué)干擾難以排除，血管為重度狹窄時存在夸大效應(yīng)[24]，雖然能顯示腦骨性結(jié)構(gòu)、血管形態(tài)及分支動脈，但不能實時反映血流動力學(xué)變化，并且使用傳統(tǒng)的單時相CTA可能會低估側(cè)支循環(huán)的程度。

3.4 數(shù)字減影血管造影術(shù)（Digital subtraction angiography，DSA）

DSA目前仍是國際上應(yīng)用于診斷腦血管狹窄及評估側(cè)支循環(huán)情況的金標(biāo)準(zhǔn)。通過對前后兩次注入造影劑的圖像進(jìn)行減影處理，最后得到清晰的血管圖像，可動態(tài)顯示血管走行、狹窄血管部位及程度、狹窄遠(yuǎn)端血流狀況及側(cè)支循環(huán)代償情況等[25]，為臨床治療提供實時數(shù)據(jù)。其優(yōu)點是空間分辨率高，可反映側(cè)支代償?shù)膩碓矗ㄌ貏e是軟腦膜支、頸外-頸內(nèi)動脈小血管支、肌間支等）、代償血流的方向和速度，同時還可觀察不同時相的血液動力學(xué)改變情況[26，27]?；贒SA檢查評估側(cè)支循環(huán)可分為5級[28]，0級：不存在到達(dá)缺血區(qū)域的側(cè)支血流；1級：存在緩慢的側(cè)支血流可以到達(dá)缺血周邊區(qū)域；2級：有快速的側(cè)支血流到達(dá)缺血周邊區(qū)域，但僅有部分到達(dá)缺血區(qū)域；3級：可見緩慢但是完全的血流到達(dá)缺血區(qū)域；4級：通過逆行灌注可見側(cè)支血流快速而完全的灌注到整個缺血區(qū)域。DSA除了在診斷腦血管病時作為一種優(yōu)勢影像學(xué)方法外，還可以作為急性缺血性腦卒中患者血管內(nèi)介入治療的一種重要技術(shù)手段。但DSA屬于有創(chuàng)檢查且價格昂貴，不能短期內(nèi)反復(fù)操作，故限制了一部分患者的臨床應(yīng)用。

4 展望

顱內(nèi)動脈狹窄是動態(tài)可變的，其中血管的血流動力學(xué)改變與缺血性卒中的發(fā)生密切相關(guān)，有些患者存在嚴(yán)重的動脈硬化性狹窄甚至閉塞，但不一定引起相應(yīng)的臨床癥狀。這就為患者的臨床治療方案及遠(yuǎn)期預(yù)后觀察提供了重要線索，因此，對缺血性腦卒中患者腦血流動力學(xué)變化的實時監(jiān)測就顯得尤為重要。現(xiàn)在對于腦血流調(diào)節(jié)的研究也層出不窮，可分為靜態(tài)腦血流調(diào)節(jié)和動脈腦血流調(diào)節(jié)。由于TCD監(jiān)測具有安全、無創(chuàng)、且能得到腦血流實時動態(tài)變化信息的優(yōu)勢，所以可通過TCD測定腦血流速度，同時聯(lián)合動脈血壓監(jiān)測來動態(tài)記錄腦血流自動調(diào)節(jié)時血流量的變化，并通過后期處理及計算最終反映腦血管的調(diào)節(jié)能力，這已成為目前研究熱點。

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（收稿日期：2018-05-08）