椎基底動脈開窗與后循環(huán)缺血性卒中關(guān)系的研究進展

陳曉琴，童薪宇，董佳，梅玉倩，劉倩，劉月，陳廣新

后循環(huán)缺血性卒中是目前中老年人群死亡的主要原因，具有起病快、發(fā)病急、不可逆等特點，常引起供血區(qū)域腦組織腫脹及缺血缺氧，患者預(yù)后較差。但該病早期無特異性體征及臨床表現(xiàn)，導(dǎo)致患者臨床診斷及治療被延遲，因此，及早掌握后循環(huán)缺血性卒中的發(fā)病原因具有重要意義。椎基底動脈系統(tǒng)為后循環(huán)主要供血系統(tǒng)，當(dāng)該系統(tǒng)出現(xiàn)血管形態(tài)異常改變時，對后循環(huán)腦組織有較大影響。椎基底動脈開窗為一種不常見的解剖學(xué)變異，由一對原始胚胎血管融合失敗或原始血管網(wǎng)絡(luò)的不完全吻合造成，即胚胎期間連接縱向神經(jīng)動脈的橋接動脈退行失敗所致［1-2］。動脈開窗表現(xiàn)為管腔分裂，由正常單腔管道分裂為兩個獨立的動脈腔道，并在遠端重新連接，這種管腔改變涉及血管內(nèi)皮細胞的局部復(fù)制和介質(zhì)的分裂，在某些情況下，還包括外膜的分裂［3］。研究表明，椎基底動脈開窗與動脈瘤形成、蛛網(wǎng)膜下腔出血、夾層密切相關(guān)［4-5］，但目前關(guān)于椎基底動脈開窗與后循環(huán)缺血性卒中關(guān)系的研究較少。故本文旨在綜述椎基底動脈開窗與后循環(huán)缺血性卒中的關(guān)系，以期幫助臨床醫(yī)生更加全面地了解動脈開窗所帶來的血流動力學(xué)異常改變，從而更好地評估患者病情和制定恰當(dāng)?shù)男g(shù)前手術(shù)計劃。

1 動脈開窗的分類

SANDERS等［6］根據(jù)動脈開窗的位置將其分為近端（下1/3）開窗、中部開窗和遠端開窗，見圖1A～1C。在顱腦MRA檢查中，研究者根據(jù)動脈開窗的形狀和大小將其分為裂隙型開窗、凸透鏡型開窗和重復(fù)型開窗，見圖1D～1E，其中裂隙型開窗血管短，間隔不明顯，局部形態(tài)為裂狀或類似小孔，血管類似腫瘤樣擴張；凸透鏡型開窗血管略大，間隔明顯，部分形狀為梭狀或凸透鏡型，開窗開口兩支血管內(nèi)徑可能均勻或不一致［7］；重復(fù)型開窗表現(xiàn)為動脈的完全復(fù)制，開窗血管間隔明顯。此外，根據(jù)動脈開窗與小腦前下動脈（anterior inferior cerebellar artery，AICA）起源位置的關(guān)系將椎基底動脈開窗分為Ⅰ型開窗（開窗位于AICA起源位置的近端或椎基底動脈干未分出AICA，見圖1G）、Ⅱ型開窗（雙側(cè)AICA對稱地起源于開窗干，見圖1H）、Ⅲ型開窗（單側(cè)AICA起源于開窗干的一側(cè)，見圖1I）、Ⅳ型開窗（開窗位于AICA起源位置的遠端，見圖1J）［8］。TANAKA等［9］研究結(jié)果顯示，最常見的椎基底動脈開窗是Ⅰ型，其次是Ⅱ型和Ⅲ型，Ⅳ型最不常見，這可能是因為大多數(shù)椎基底動脈開窗位于近端，并呈狹縫狀。

圖1 動脈開窗的分類Figure 1 Classification of arterial fenestration

2 椎基底動脈開窗處的血流動力學(xué)變化

血流動力學(xué)分析可了解與開窗相關(guān)的血管疾病的發(fā)生發(fā)展機制，能夠評估生理和病理狀態(tài)下的血流狀況，其已成為一種重要的血管分析方法，但目前與開窗相關(guān)的血管疾病的血流動力學(xué)研究較少。LIU等［10］首次在動脈開窗表面觀察到了較高的壁面剪切應(yīng)力（wall shear stress，WSS）梯度，證明動脈開窗具有血液分流作用，并可破壞正常層狀血流狀態(tài)，產(chǎn)生湍流等異常改變，使血流對管壁的沖擊碰撞概率增加，表明高WSS梯度可能會使動脈開窗處形成缺陷。有研究者納入了椎基底動脈開窗導(dǎo)致的缺血性卒中患者，在后處理分析軟件中分析開窗前、開窗處及開窗后的血流速度及血管WSS，結(jié)果顯示，最高血流速度及最低WSS位于動脈開窗處［11-15］。動脈開窗導(dǎo)致缺血性卒中多與其特殊血管走行結(jié)構(gòu)有關(guān)，表現(xiàn)為血管中心高速伴周圍低速血流的正常血流狀態(tài)被破壞，產(chǎn)生了渦流及二次流，血管壁上為不規(guī)則壓力，同時血管分叉處內(nèi)壁壁壓和WSS均高于側(cè)壁，極大地提高了動脈粥樣硬化斑塊形成風(fēng)險，從而引發(fā)微血管堵塞，造成缺血性卒中［13，16］。同時有研究者在動脈開窗相關(guān)的畸形中發(fā)現(xiàn)了組織學(xué)改變，包括開窗端內(nèi)側(cè)膜部分丟失、開窗附近彈性蛋白不連續(xù)、開窗遠端內(nèi)皮下層增厚、開窗近端血管壁變薄，導(dǎo)致動脈壁弱化以及開窗處表現(xiàn)為高速湍流和高WSS的血流動力學(xué)變化［17-18］。一項納入了274例顱內(nèi)動脈開窗患者的研究發(fā)現(xiàn)，不同部位、不同直徑椎基底動脈開窗會導(dǎo)致血流速度不均勻及血流從不同方向匯集引起的湍流，而正常椎基底動脈僅在血管匯合處形成小片狀渦流；當(dāng)開窗位于基底動脈段時，可見開窗血管內(nèi)部血流狀態(tài)表現(xiàn)為渦流；當(dāng)開窗位于椎基底動脈匯合處時，渦流區(qū)域由兩側(cè)椎動脈延續(xù)至開窗血管結(jié)束處；當(dāng)開窗位于單側(cè)椎動脈時，渦流局限于椎動脈及血管匯合處［2］。綜上，椎基底動脈開窗可引起血液異常分流，導(dǎo)致開窗處出現(xiàn)湍流、渦流及高WSS等改變，血流對管壁撞擊的概率增加，血液中致動脈粥樣硬化成分更易沉積，血栓形成風(fēng)險升高，從而導(dǎo)致后循環(huán)缺血性卒中發(fā)生風(fēng)險增加。

3 椎基底動脈開窗與后循環(huán)缺血性卒中的關(guān)系

胡衛(wèi)東等［19］關(guān)于椎基底動脈開窗的尸體解剖研究顯示，椎基底動脈開窗使血管彎曲增多、折角變銳、血流速度不均勻，易造成開窗血管管壁內(nèi)膜損傷及管壁狹窄，同時開窗血管處可見血栓形成，提示血流動力學(xué)改變及開窗部位易形成湍流口，引發(fā)局部損傷、形成血栓并導(dǎo)致動脈狹窄或栓塞。研究表明，椎基底動脈開窗由于血管異常導(dǎo)致局部血流動力學(xué)發(fā)生改變，生物活性因子如一氧化氮、前列環(huán)素、內(nèi)皮素及精氨酸酶分泌紊亂，引起顱內(nèi)小動脈擴張及顱外動脈反應(yīng)性擴張，從而導(dǎo)致后循環(huán)缺血性卒中［20-21］。有研究者結(jié)合顯微鏡結(jié)構(gòu)及病理結(jié)果發(fā)現(xiàn)，椎基底動脈開窗段肉眼可見一獨特的梭狀增厚血管，且血管內(nèi)、外側(cè)壁結(jié)構(gòu)不規(guī)則，這可能會改變開窗血管近端和遠端血流動力學(xué)，導(dǎo)致后循環(huán)缺血性卒中［22-23］。MIYAMOTO等［24］對1例動脈血栓脫落致卒中患兒研究發(fā)現(xiàn)，椎基底動脈開窗和凝血功能障礙同時發(fā)生時栓塞風(fēng)險明顯增加，因為部分腔內(nèi)間隔會引起血流動力學(xué)紊亂和湍流，使開窗動脈內(nèi)血栓或栓塞形成風(fēng)險極大地增加。筆者回顧性總結(jié)、分析了近15年文獻［1，10，25-31］中伴有椎基底動脈開窗的后循環(huán)缺血性卒中患者的臨床特征，見表1。綜上，椎基底動脈開窗處管壁結(jié)構(gòu)缺陷易導(dǎo)致異常局部血流動力學(xué)，引起部分內(nèi)皮細胞發(fā)生功能性障礙和局部炎癥，使壁面壓力明顯增高且血流狀態(tài)發(fā)生不規(guī)律改變，易形成血栓，從而增加后循環(huán)缺血性卒中發(fā)生風(fēng)險。但椎基底動脈開窗導(dǎo)致后循環(huán)缺血性卒中的具體機制仍需要大樣本量的研究進一步探索。

表1 伴有椎基底動脈開窗的后循環(huán)缺血性卒中患者的臨床特征Table 1 Clinical characteristics of posterior circulation ischemic stroke patients with vertebrobasilar artery fenestration

4 伴有椎基底動脈開窗的后循環(huán)缺血性卒中患者的臨床治療

動脈開窗在多數(shù)情況下被認(rèn)為僅代表解剖變異，然而，動脈開窗與已知的其他血管疾病，如腦動脈瘤、動靜脈畸形及后循環(huán)缺血性卒中等具有緊密聯(lián)系［2，32-34］。TANAKA等［9］和STARK等［35］研究顯示，椎基底動脈開窗合并腦缺血患者手術(shù)治療后極易并發(fā)單/雙側(cè)椎動脈血栓。而YOON等［36］研究顯示，術(shù)者對5例接受介入治療的椎基底動脈開窗患者的開窗位置及周圍毗鄰血管網(wǎng)位置掌握不準(zhǔn)確，導(dǎo)致1例（20%）患者并發(fā)了單側(cè)椎動脈血栓，且該例患者的癥狀未得到明顯改善，還產(chǎn)生了其他并發(fā)癥——腦缺血和肺栓塞等。因而了解血管是否存在開窗等解剖學(xué)變異對制定手術(shù)方案十分重要。研究表明，當(dāng)后循環(huán)缺血性卒中患者存在椎基底動脈開窗時，可先采用三維重建技術(shù)及三維旋轉(zhuǎn)血管造影檢查細致地觀察動脈開窗與周圍血管的關(guān)系，以便后續(xù)選擇最佳治療角度，最大限度地保護相關(guān)血管，降低閉塞可能性［37］。ZHANG等［38］術(shù)前對1例椎基底動脈開窗合并動脈瘤患者進行了血管造影等檢查，了解開窗血管情況后采用枕下入路手術(shù)對其進行治療，患者術(shù)后恢復(fù)良好。SEIFERT等［39］使用經(jīng)蝶竇入路手術(shù)治療椎基底動脈開窗合并動脈瘤患者，術(shù)前詳細分析了開窗周圍鄰近血管結(jié)構(gòu)，并繞開了巖骨結(jié)構(gòu)，其中78%（7/9）的患者獲得了較好的治療效果。當(dāng)椎基底動脈開窗患者同時伴有后循環(huán)缺血性卒中時，其手術(shù)風(fēng)險升高，因此，掌握這種解剖學(xué)變異將有助于術(shù)前圖像的正確解讀及患者手術(shù)治療方案的準(zhǔn)確制定。目前臨床常采用支架或閉塞一側(cè)畸形分支來恢復(fù)開窗動脈的正常血液流動，但閉塞方法的選擇仍值得進一步研究和探討［40-42］。

5 小結(jié)及展望

椎基底動脈開窗的病理機制為原始胚胎血管融合失敗或血管網(wǎng)絡(luò)不完全吻合造成椎基底動脈管腔由單腔分裂為雙腔。椎基底動脈開窗導(dǎo)致后循環(huán)缺血性卒中的機制主要是椎基底動脈血流動力學(xué)及血管壁結(jié)構(gòu)的異常改變形成了分流器作用，同時開窗本身結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為內(nèi)側(cè)膜部分丟失、開窗附近彈性蛋白不連續(xù)，導(dǎo)致開窗處正常層狀血流被破壞，產(chǎn)生渦流、二次流及高壁面壓力等，引起生物活性因子分泌紊亂，并促進斑塊形成成分（如單核細胞和脂蛋白）沉積于管壁，易造成血栓形成并進一步損傷動脈管壁，形成惡性循環(huán)，最終血栓脫落并隨血液循環(huán)進入椎基底動脈供應(yīng)區(qū)域，進而導(dǎo)致后循環(huán)缺血性卒中。因此在伴有椎基底動脈開窗的后循環(huán)缺血性卒中患者的治療過程中，應(yīng)著重觀察開窗血管及毗鄰血管網(wǎng)結(jié)構(gòu)并制定合適的血管內(nèi)介入治療策略。目前相關(guān)研究多集中于椎基底動脈開窗處的異常血流動力學(xué)變化，未來可結(jié)合周圍分支小血管的血流變化等共同分析開窗與后循環(huán)缺血性卒中的關(guān)系。

作者貢獻：陳曉琴進行文章的構(gòu)思與設(shè)計，撰寫論文；陳曉琴、童薪宇、梅玉倩進行文章的可行性分析；劉倩、劉月進行文獻/資料收集；董佳、陳廣新進行文獻/資料整理；陳曉琴、梅玉倩進行論文的修訂；梅玉倩負(fù)責(zé)文章的質(zhì)量控制及審校，對文章整體負(fù)責(zé)、監(jiān)督管理。

本文無利益沖突。