脑动脉狭窄及侧支循环评估与解读:经颅多普勒检测技术
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6.3 脑动脉狭窄分布

6.3.1 脑动脉狭窄分布的相关因素
脑动脉狭窄是缺血性脑血管病最常见和最重要的病因,而动脉粥样硬化是脑动脉狭窄的主要病因。脑动脉狭窄部位和程度与缺血性脑血管病的发生、发展、治疗和预后直接相关。不同部位的动脉狭窄或闭塞,导致相应供血区的脑组织血流中断或严重不足,因而产生对应的神经系统症状和体征。了解脑动脉狭窄的分布特点,有利于临床分析缺血性脑血管病的病因和发病机制,为治疗和评估预后提供依据。
1.种族与脑动脉狭窄分布
Bauer首先发现种族与脑动脉狭窄之间存在相关性。大量脑血管造影检查和尸体病理解剖研究表明,脑动脉狭窄严重程度和分布存在种族差异,白种人更好发颅外动脉的狭窄,而黄种人、黑种人以及欧洲的西班牙人则发生颅内动脉狭窄的概率更高。种族对于脑动脉狭窄分布的影响可以能与基因水平、饮食结构、生活环境、作息习惯等多因素综合作用有关。
(1)中国、日本、韩国和其他亚洲地区脑动脉狭窄分布:
中国一项1000例缺血性脑血管病患者的DSA检查资料分析显示,存在颅内外动脉粥样硬化性中度以上狭窄和闭塞的737例患者中,49.8%为单纯颅内动脉病变,高于单纯颅外病变(33.2%)和颅内外联合病变(17.0%)。如不考虑与症状的相关性,统计所有发现的病变数,52.1%的病变分布在颅内,47.9%的病变分布在颅外,这与白种人病变主要累及颅外动脉的情况不同。近年来,国内通过DSA、TCD及颈动脉彩色多普勒超声对脑动脉狭窄的分布情况进行了多项研究,见表6-2。这些研究结果综合分析表明,中国缺血性脑血管病患者颅内外动脉狭窄率近似相等,颅外血管病变以颈动脉颅外段及椎动脉颅外段的比例最高,颅内血管病变则好发于大脑中动脉及颈内动脉颅内段。和其他国家相比,中国人群的尸体病理解剖资料相对较少。中国香港一项20世纪90年代早期的研究发现,在114例尸体解剖病例中颅内动脉硬化严重程度明显高于颅外动脉病变。来自台湾地区的研究显示,在108例脑梗死患者中,24%只有颅外动脉狭窄,26%只有颈动脉颅内段狭窄,17.6%合并颅内外颈动脉狭窄。TCD检查发现30%~67%的缺血性脑血管病患者都有颅内大动脉狭窄。
表6-2 中国颅内外动脉狭窄性病变的分布
在日本,虽然症状性颅外动脉狭窄的发生率有所增加,但颅内动脉狭窄的发生率依然很高。尸体病理解剖资料显示,颅内动脉狭窄是美国非洲裔和日本裔人群的主要病变。Masuda对日本Hisayama地区724例年龄大于40岁的患者进行尸体病理解剖显示,脑梗死患者存在更多的颅内动脉粥样硬化性狭窄病变。日本研究发现12.9%的脑梗死患者在MRA上有大脑中动脉狭窄的表现。一项前循环脑梗死的病例对照研究发现,32例日本裔患者中83%有严重颅内大动脉狭窄,而32例白种人中85%存在严重颈内动脉颅外段狭窄。
在835例年龄29~85岁(平均年龄为53岁)接受常规体格检查的韩国人中,MRA结果显示3%存在颅内大动脉狭窄,仅0.48%存在颅外大动脉狭窄。一项研究发现韩国脑卒中患者严重粥样硬化性病变多位于颅内大血管(颅内52%,颅外48%),其中59%的病变位于前循环。Kim等对1167例韩国脑卒中患者的MRA结果分析发现,491例(42%)患者有相关大动脉狭窄,有症状性病变最常见于大脑中动脉(38%),其次为颈内动脉(28%)、椎动脉(15%)、大脑后动脉(9%)、基底动脉(8%)和大脑前动脉(2%),有症状颈内动脉硬化和有症状颅外大动脉狭窄患者比例约为7∶3。
来自印度南部地区的住院脑卒中患者登记资料显示,在全部脑梗死病例中,大动脉粥样硬化性病变、腔隙性梗死、心源性梗死、其他原因所致梗死和不明原因梗死的比例分别为41%、18%、10%、4%和27%,提示颅内动脉粥样硬化性狭窄是南亚地区人群中的主要脑血管病变。新加坡的一项研究发现,颅内动脉狭窄普遍存在于所有脑卒中的OCSP分型的所有亚型中,全前循环梗死、部分前循环梗死、后循环梗死和腔隙性梗死卒中颅内动脉狭窄的比例分别为79%、47%、65%和44%,与中国人群的研究资料一致。泰国的一项回顾性研究发现98%有颅外大动脉狭窄的脑梗死患者合并有颅内大血管病变,而有颅内动脉狭窄的患者中无一例存在狭窄程度超过50%的颈动脉颅外段病变。
亚洲地区关于脑动脉狭窄的临床研究见表6-3。
表6-3 亚洲地区有症状和无症状性颅内动脉硬化的临床研究
(2)欧洲、北美及其他地区脑动脉狭窄分布:
颅外动脉粥样硬化性狭窄是白种人缺血性脑卒中的主要原因,然而仍有一些研究对脑卒中患者的颅内大血管狭窄情况进行了调查。法国GESICA研究发现,在102例有颅内动脉狭窄的脑卒中患者中,22.5%的狭窄病变在椎动脉、25.5%在基底动脉、26.5%在颈内动脉。在132例西班牙缺血性脑卒中患者中,50%有相关颅内大动脉狭窄,仅26.5%的患者有显著的颈动脉硬化,颅内动脉狭窄的分布为:28%位于椎动脉,27%位于大脑中动脉,21%位于颈内动脉虹吸部,10%位于基底动脉,5%位于大脑前动脉,4%位于大脑后动脉。
早期的尸体病理解剖研究发现,北美地区白种人以颅外动脉狭窄为主。新奥尔良的黑种人有更多更严重的颅内动脉狭窄。对比分析相关研究结果显示,黑种人倾向于有更严重的颅内动脉和颈动脉粥样硬化病变,而白种人更多为主动脉和冠状动脉闭塞性病变。脑血管造影检查结果也证实了上述结论,白种人有更多更严重的颅外动脉狭窄,临床多表现为TIA和颈部血管杂音,而黑种人则有更严重的大脑中动脉主干和颈内动脉床突上段狭窄。Logistic回归分析显示白种人是无症状性颈动脉颅外段狭窄的预测因子,黑种人是无症状性颅内动脉狭窄的预测因子。此外,北美地区以外的脑血管造影发现赞比亚黑种人很少有颅外动脉粥样硬化性病变,而南非黑种人常有颅外动脉狭窄。
Caplan对脑动脉狭窄分布的种族差异提出如下假说:黑种人和白种人的高血压发病机制不同导致了脑动脉狭窄分布的差异。黑种人和亚裔主要表现为钠潴留,高血压与高血容量有关,颅内大动脉中膜对高血容量较敏感,因而高血容量对颅内大动脉带来更大的压力和损害。反之,在白种人中高血压与颈动脉和椎动脉颅外段病变有关,而高阻力所致的高血压则更多地对颅外大动脉产生损害。除上述假说外,脑动脉狭窄的种族差异性还可能与遗传、生活环境、生活水平及饮食习惯等因素有关。
2.年龄与脑动脉狭窄分布
年龄作为不可干预的因素,已通过流行病学及统计分析证实是脑动脉狭窄的独立危险因素。研究发现,不同年龄段患者发生脑动脉狭窄的空间分布有明显差异,见表6-4。随年龄增大,脑动脉粥样硬化斑块发生率明显增加。青年患者颅内动脉狭窄比例明显大于中年和老年患者,随年龄增长,颅内动脉狭窄的比例逐渐降低,而颅外动脉的狭窄比例逐渐升高;中年患者作为脑动脉狭窄的相对主体人群,其颅内外动脉均有受累的比例明显增高;前循环狭窄比例随年龄增长而逐渐降低,后循环狭窄比例则逐渐升高;颈内动脉颅外段的纤维性斑块最早可见于25~40岁,而椎动脉和颈内动脉颅内段在40~50岁才出现。中年患者和老年患者脑动脉狭窄的分布情况无明显差异,见图6-8。国内外各项研究结果均一致得出了上述结论。分析原因可能为,在青年人脑动脉狭窄的病因中,除早发性动脉粥样硬化外,颅内动脉炎和先天性颅内动脉狭窄等原因相对较多;而中老年人脑动脉狭窄多由动脉粥样硬化所致,随年龄增长,脂质沉积、周围坏死组织及在斑块中产生的胶原纤维和弹性纤维增多,导致动脉粥样硬化向中后期发展,动脉粥样硬化颅外病变范围不断增加。
表6-4 各年龄组脑动脉狭窄病变分布特点[例(%)]
注:与青年组比较, * P<0.05;与青年组比较, ** P<0.01
图6-8 脑动脉狭窄随年龄的变化趋势
6.3.2 颅内外动脉狭窄分布
因为血管管径、血管壁结构、危险因素、种族及年龄等存在差异,颅内外动脉狭窄的分布情况不尽相同,但存在一定的分布规律,见图6-9。不同狭窄部位导致缺血性卒中的病理生理机制不完全相同,使不同病因引起的缺血性卒中往往需要不同的个体化治疗和预防,因此了解颅内外动脉狭窄的分布情况非常重要。
图6-9 脑动脉狭窄常见部位
1.颅内外动脉的划分和结构特点
按照脑血管解剖学和影像学理论,颅外动脉包括颈总动脉、颈外动脉、颈内动脉颅外段、椎动脉颅外段和锁骨下动脉近段。颅内动脉包括颈内动脉颅内段、大脑中动脉、大脑前动脉、大脑后动脉、椎动脉颅内段和基底动脉。
颅外动脉的血管壁由三层结构构成:内膜、中膜和外膜。内膜由单层内皮细胞组成,在血管壁与血液之间形成屏障。内皮细胞下为基膜,通过含有胶原、弹力蛋白和糖蛋白的非细胞基质与内弹力膜和中膜隔开。内弹力膜较厚,位于内膜和中膜之间。中膜是最厚的一层结构,由平滑肌、弹力纤维和细胞外基质构成。外弹力膜位于中膜和外膜之间。最外层为外膜,由疏松结缔组织和脂肪细胞构成,并含有神经和血管,神经和血管有时也可延伸至中膜内。颅内动脉的血管壁在结构上与颅外动脉有很大差异,没有外弹力膜且内膜较薄,相对于直径相近的颅外动脉,颅内动脉中膜和外膜中的弹力纤维较少。
2.颅内外动脉狭窄分布特征
(1)颅内外动脉狭窄分布:
国内一项纳入1000例缺血性脑血管病患者DSA资料的研究结构显示,737例患者共有1849处动脉狭窄病变,963处病变(52.1%)分布在颅内,886处病变(47.9%)分布在颅外,其中颅内动脉狭窄主要为大脑中动脉主干(18.7%),颅外动脉狭窄则多见于颈内动脉起始部(25.7%)和椎动脉起始部(15.9%),见图6-10。国内多项相关研究也得出一致的结论,颅外动脉狭窄的好发部位依次为:颈内动脉起始段、椎动脉起始段、锁骨下动脉近段、颈外动脉起始段、颈总动脉近球部。颅内动脉依次为:大脑中动脉(起始段、主干、分叉处及上干、下干的起始段)、颈内动脉颅内段(海绵窦段及终末段)、椎动脉颅内段(颅内、颅外段交界处及硬膜内段)、大脑前动脉起始段、基底动脉全段、大脑后动脉交通前段。发生双侧动脉狭窄的频次为颅外:颈内动脉颅外段、椎动脉颅外段、锁骨下动脉;颅内:颈内动脉颅内段、大脑中动脉、椎动脉颅内段。发生串联病变的频次为颅外:椎动脉;颅内:大脑中动脉。具体数据以张晓辉等研究为例说明,见表6-5。
图6-10 脑动脉狭窄分布图
EICA:颈内动脉颅外段;MCA:大脑中动脉;EVA:椎动脉颅外段;IICA:颈内动脉颅内段;IVA:椎动脉颅内段;ACA:大脑前动脉;SubA:锁骨下动脉;BA:基底动脉;PCA:大脑后动脉;CCA:颈总动脉
表6-5 131例患者各部位动脉狭窄闭塞的发生率[例(%)]
注:EICA:颈内动脉颅外段;EVA:椎动脉颅外段;ECA颈外动脉;CCA:颈总动脉;SubA:锁骨下脉;MCA:大脑中动脉;IICA:颈内动脉颅内段;IVA:椎动脉颅内段;ACA:大脑前动脉;BA:基底动脉;PCA:大脑后动脉
韩国的Kang等研究了1929例急性缺血性卒中患者发现,1339例(69.4%)存在单支脑动脉狭窄/闭塞,最主要受累的是大脑中动脉,其次是颈内动脉颅外段、椎动脉和基底动脉,76%的狭窄性病变位于上述血管。590例(30.6%)存在多支脑动脉狭窄/闭塞。见图6-11。
图6-11 脑动脉狭窄或闭塞的分布
EICA:颈内动脉颅外段;IICA:颈内动脉颅内段;MCA:大脑中动脉;ACA:大脑前动脉;PCA:大脑后动脉;BA:基底动脉;VA:椎动脉
(2)前后循环动脉狭窄分布:
宋桂芹等研究340例缺血性脑血管病患者DSA资料发现,前循环病变590支(63.3%),后循环病变342支(36.7%)。前循环病变发生的频次及好发部位依次为:颈内动脉颅外段194支(32.9%)、大脑中动脉150支(25.4%)、颈内动脉颅内段119支(20.2%)、颈总动脉74支(12.5%)、颈外动脉27支(4.6%)和大脑前动脉26支(4.4%);后循环病变发生的频次及好发部位依次为:椎动脉颅外段156支(45.6%)、椎动脉颅内段82支(24.0%)、锁骨下动脉59支(17.3%)、基底动脉35支(10.2%)和大脑后动脉10支(2.9%)。
(王佳楠)