第四篇　评估脑动脉侧支循环的方法及临床意义

目前，临床常用的脑动脉侧支循环评估方法主要有3种方式，分别是侧支血管的直接可视化成像、脑血流动力学评估和侧支循环灌注效果的评估。侧支血管成像的代表方法是数字减影血管造影（DSA）、磁共振血管成像（MRA）和CT血管成像（CTA）；脑血流动力学评估主要采用的是经颅多普勒超声（TCD）和经颅彩色双功能超声（TCCD）；侧支循环血供的有效性则通过磁共振灌注成像（MRP）和CT灌注成像（CTP）技术评估。系统回顾性研究表明，目前临床常用的血管成像技术没有一项能全面完整地评估侧支循环，某些侧支循环客观存在但常规成像技术却不能显示，其有效性和局限性各异。经颅多普勒超声属非形态学检查技术，虽然对某些侧支循环的评估也具有较高的敏感性和特异性，但存在诸多局限性。灌注成像技术虽然能够评估侧支循环对相应缺血区的代偿能力，但不能显示存在的侧支血管和血流。因此，要想全面完整地评估侧支循环，则应将上述3种评估方法合理地综合应用，扬长避短。然而，常规、无创性评估侧支循环的最优化方式是经颅多普勒超声与多模态CT或MR的血管成像和灌注成像三者相结合。

数字减影血管造影（digital substration angiography，DSA）被公认为评估侧支循环的金标准，可以准确发现脑动脉狭窄或闭塞部位，清晰地显示各种侧支循环的解剖结构和代偿供血的范围，在判断软脑膜侧支的开放程度方面也有着明显优势。但其无法定量评估不同类型代偿模式的血流动力学状态；在检查时需要采用高压注射器和一定剂量的对比剂，可能因压力作用而出现血流逆向充盈，导致产生假阳性造影结果。在实际临床工作中，需根据患者的具体病情适时选择DSA进行侧支循环评估，为缺血性脑卒中患者临床选择个性化的治疗方案提供依据。

幕上血管包括进入硬脑膜后的颈内动脉、大脑前动脉、大脑中动脉、大脑后动脉及Willis环。

Willis环是依靠大血管的吻合来建立侧支代偿的，经此环能够提供最重要、也是最快速的一级侧支代偿。完整的Willis环是一个由10部分所构成的9边形的环形结构。各边分别是双侧大脑前动脉的A1段、双侧颈内动脉终末段、双侧后交通动脉（PCoA）、前交通动脉（ACoA）、双侧大脑后动脉的P1段（包含基底动脉尖部）。在Willis环前部，大脑半球之间通过前交通动脉、双侧大脑前动脉的A1段（患侧为逆向血流）提供代偿支持，见图13-1。前、后循环之间通过后交通动脉和大脑后动脉的P1段提供侧支代偿，见图13-2，该侧支循环途径是双向的血管性沟通。但各构成血管的解剖变异而使Willis环的结构不完整，实际人群中发育完整的仅有42%~52%。其中A1段发育不良或缺如约为10%，前交通动脉变异或缺如为1%~5%，后交通动脉变异或缺如为25%~30%，大脑后动脉胚胎起源（即同侧大脑后动脉P1段缺如）为15%~22%。一般认为Willis环中起沟通作用的血管直径＞1mm，才具有良好的侧支代偿能力。

幕上的大脑前动脉、大脑中动脉和大脑后动脉向大脑表面延伸，形成了供应不同脑功能区的皮质支（供应皮质），各皮质支之间（外分水岭区）存在着丰富的、固有的软脑膜血管相互吻合。皮质支在走行过程中又发出大量的髓质支（供应皮质下）和穿支（供应基底节区）。穿支与髓质支之间（内分水岭区）少有吻合而形成相互代偿。以Willis环水平为界，近心端血管闭塞时主要的潜在代偿通路有经Willis环的代偿和大脑前动脉、大脑中动脉与大脑后动脉皮质支之间软脑膜血管形成的代偿。远心端血管闭塞则失去了Willis环参与代偿的机会。

在颅内血管软脑膜侧支代偿中，最为丰富、主要的是大脑前动脉与大脑中动脉之间的代偿，见图13-3；其次是大脑后动脉与大脑中动脉之间的代偿，见图13-4；而大脑前动脉与大脑后动脉之间代偿的发生率远低于大脑前动脉与大脑中动脉之间的代偿，主要途径是经胼周动脉形成的侧支吻合，通常以大脑后动脉向大脑前动脉代偿为主，见图13-5。在中央前区和中央区内的大脑前动脉和中央动脉间吻合，顶间沟后部的大脑中动脉和大脑后动脉之间吻合，以及楔前区的大脑前动脉和大脑后动脉之间吻合最为粗大。

幕下血管主要包括基底动脉、小脑上动脉、小脑前下动脉和小脑后下动脉，其中以保证基底动脉供血为核心。基底动脉闭塞时，侧支来源于后交通动脉和小脑半球的供血，见图13-6。经后交通动脉逆向提供的侧支代偿是最有效、最快的代偿。经发育良好的后交通动脉代偿，大多可逆向充盈至大脑后动脉和小脑上动脉。如果没有经后交通动脉代偿途径，可从小脑后下动脉、经软脑膜血管，再经小脑上动脉逆向灌注基底动脉，见图13-7。也有从大脑中动脉经软脑膜血管到大脑后动脉再到基底动脉，但这种代偿能灌注到小脑上动脉的相对少。

小脑半球的侧支代偿以经软脑膜血管侧支代偿为主。小脑上动脉是基底动脉远端最固定的一支，供应小脑半球上部结构。小脑后下动脉是小脑最重要的供血动脉，供应小脑下部。小脑上动脉和小脑后下动脉供血区染色之和基本包括了整个小脑。小脑前下动脉是3对小脑供血动脉中最细小的动脉，供血范围也是最小的，主要以穿支形式供应脑桥下部和延髓上部。因此，小脑软脑膜血管侧支代偿主要集中在小脑上动脉和小脑后下动脉之间，形成后循环的侧支代偿，见图13-8。

当一侧椎动脉V4段近心端闭塞时，可由对侧椎动脉提供代偿，这也是可以立刻起效的代偿。同时也是一侧椎动脉有动脉瘤时是否可做血管闭塞治疗的依据之一（依据小脑后下动脉与动脉瘤和闭塞点的关系）。极少数情况下，当一侧椎动脉严重狭窄或闭塞而又无法从对侧椎动脉得到代偿时，也可有无名血管参与侧支代偿。

主要集中在幕上大脑后动脉分支与幕下的小脑上动脉之间的顶盖丛连接，此种代偿有报道但非常少见。

不同血管闭塞时，依据不同个体的解剖差异，侧支代偿途径不尽相同。但总体来说，以Willis环为分界，闭塞部位越靠近主动脉弓，侧支代偿途径越复杂；而远心端相对简单。有学者收集了96例舌咽部放射治疗后引起症状性颈部动脉闭塞患者和以年龄匹配的115例（狭窄率＞70%）未接受放射治疗的动脉粥样硬化性、症状性颈动脉狭窄患者。通过脑血管造影方法对血管病变特点、侧支代偿进行了比较研究。研究发现放疗术后患者的病变39.6%位于颈总动脉，36.3%位于颈内动脉，54%为双侧狭窄，30%为闭塞病变（颈总动脉或颈内动脉），19%为颈外动脉狭窄，23%为串联病变，而颅内病变极少。放射性颈动脉狭窄患者的侧支代偿具有以下特点：①更多的侧支循环是经前交通动脉到对侧大脑前动脉和大脑中动脉供血区；②软脑膜血管从大脑后动脉到同侧的大脑中动脉供血区；③后交通动脉从颈内动脉到同侧的大脑后动脉供血区；④肋颈干和枕动脉分支到同侧椎动脉供血区；⑤眼动脉从颈外动脉到同侧颈内动脉供血区。70%的代偿分级在2级及以上。这一结果基本反映了颈部血管闭塞后，血流动力学改变导致侧支代偿形成的特点。

标准正侧位是评价脑供血动脉和侧支循环的基本投照体位，也是建立脑血管立体解剖关系的重要基础。在标准正侧位的系列造影图像中，可以明确地反映出颅内各血管正常的、固定的供血区（染色区）范围，见图13-9。认识这些血管供血区是全面评价缺血区域和代偿范围的基础。正位影像对划分不同血管的染色区较为重要，而侧位对于反映不同血管之间的侧支代偿更为重要。造影时，一旦某支供血动脉闭塞，产生该血管供血区的缺血，无法使该区域正常染色，其他血管的血流跨过自身应有的正常染色区向缺血区域供血，即表明侧支循环的存在。

即一支血管造影要包括从动脉期、实质期直到静脉期所有影像，见图13-10。侧支代偿程度的评价应包含时间因素，通常是指在一个完整的时相期间内，代偿所能达到的速度与范围。不同级别的代偿，其代偿血流速度是不同的。只有在完整地阅读完各时相的影像后，才能充分地评价侧支代偿的血流方向、速度和范围。不能根据孤立的影像去评价侧支代偿，否则会误判或低估侧支代偿的程度。

所有向脑组织供血的血管应视作一个整体，各血管之间都会潜在不同途径的相互吻合与沟通，当一支脑供血动脉狭窄或闭塞时，提供代偿的血管往往不止一支，可能会有多支血管提供侧支代偿。因此，对每支血管的代偿情况均应充分评价。对于重要代偿血管的精细评价有时还需要超选造影（当然要考虑风险）。通过全面分析每一支血管的代偿，可以明确缺血区域所接受的总侧支代偿水平，以及哪支血管的参与程度或重要性更高。单支血管造影评价侧支代偿可能低估代偿水平。

需要反复阅读从动脉期到静脉期的系列动态造影图像，比较正常血管、闭塞血管的显影先后顺序来判断。通常对血流速度的判断要与同一图像内相对正常血管的速度进行对比，也可通过换算曝光速率（通常是4~6帧／秒）来加以量化比较。血流方向的判断有时并不像想象的那么简单，需要根据不同血管的显影顺序来判断。如果常规曝光速率造影不好判断时，可将曝光速率提高（15~30帧／秒），以更好地了解血流显影的顺序。一般来说，向颅内代偿的血流方向是朝脑灌注压低的一侧流动，极少逆向代偿。但有时是很复杂的，在同一缺血区内，侧支代偿的血流方向也是不同的，见图13-11。

绝大部分侧支循环途径通过阅读系列的造影图上各血管的显影顺序后，是不难判断的。但有些颅外向颅内代偿的途径不易判断。例如颈内动脉闭塞时，颈外动脉向颈内动脉提供侧支代偿时有3条途径，最常见、也是最主要的是经眼动脉代偿途径，此外还有经颈内动脉C4段的下外干，以及经C2／C3段的岩支汇入。此时判定代偿途径时，关键是通过颈内动脉的显影顺序来判断。如果颈内动脉显影的近心端在眼动脉发出位置，则是眼动脉代偿，如果在眼动脉的近心端（即C2~C4段）先显影，则要考虑其他2条侧支也参与代偿，见图13-12。极少数情况下，当一侧颈内动脉严重狭窄或闭塞而又无法从上述3条常见的颈外动脉向颈内动脉侧支得到代偿时，也可有无名血管参与侧支代偿，见图13-13。

侧支代偿的速度与范围的造影评价还会受到造影导管型号、导管头端位置、注射对比剂的流速、流量和注射时对比剂的压力、温度等诸多因素的影响，在比较代偿变化时这些因素都要保持一致，否则会造成误差而导致误判。

总之，尽管脑血管造影是评价侧支循环的金标准，但若不能正确解读造影影像，忽视影响因素，也不能充分发挥金标准的作用与价值。

脑血管造影在时间和空间分辨率上比其他影像评价方法具有明显优势。不仅可以从造影图像上完整地反映代偿途径，还可以通过系列的动态图像对各种解剖上的变异、血管结构细节、血流方向和血流代偿速度及范围等进行细致观察。因此，它是评价侧支代偿的金标准。目前的侧支代偿评估分级绝大部分是针对急性缺血性卒中的诊治所分，多是综合血管闭塞部位和各级侧支代偿等因素进行综合分型与分级，探讨侧支代偿与临床结局的相关性，以期更好地指导临床诊治、判断预后。

Qureshi等根据颅内血管闭塞部位及侧支循环的建立情况，最早将与临床结局有重要影响的变量、闭塞部位和侧支代偿程度纳入到分级体系中，分级越高代偿越差，以期更好地预测临床结局，见表13-1。作者使用这一分级对56例在发病后6小时内接受前循环动脉溶栓患者进行了临床研究，表明这一分级及亚组分级与梗死体积密切相关。

还有学者在进行急性卒中救治时，单独对基于延迟造影图像中的经软脑膜血管侧支代偿进行了评估，根据血管闭塞区域内血管逆向充盈程度进行评分，见表13-2。分值越高代偿越差。根据此评分标准作者认为，高质量的软脑膜侧支代偿是急性缺血性卒中良好临床结果的独立预测因素。

Qureshi等近来对基底动脉狭窄（＞50%）或闭塞患者的侧支代偿进行分级，根据代偿途径的不同分成4级分型（不包括没有代偿的分级），见表13-3。经过对24例患者的研究发现，在住院期间，有ⅠA级（8例）侧支代偿的患者，62%临床治疗效果良好（mRS为0~2分），显著高于ⅢA级（5例）患者的20%。Ⅲ、Ⅳ型侧支代偿不能充盈基底动脉，因此，此类患者的穿支及旁中央支血管具有非常高的缺血风险。这一点类似于大脑中动脉水平段闭塞的特点。

还有学者使用这个分级评价了23例有椎-基底动脉闭塞的患者，其中Ⅰ级9例，Ⅱ级3例，Ⅲ级7例，Ⅳ级1例，无代偿3例。Ⅰ级侧支代偿的患者表现为昏迷的比例较低，9例中有6例未发生昏迷，11例昏迷的患者中仅有2例有Ⅰ级代偿。因此，这一分级可能对椎-基底动脉闭塞患者的风险分层及预后具有较高的价值。

目前，最常用的侧支代偿的评估分级是美国介入和治疗神经放射学会提出的脑血管侧支代偿分级系统，见表13-4。此方法基于脑血管造影影像，对每一支提供代偿的血管进行单独分级，以此了解缺血脑组织总体上能够获得的代偿，并可以从分级中看出哪一支血管提供代偿为主。此分级试图将造影表现均质化，但不同观察者之间的一致性还未经过检验，使用起来还会存在一定的个体观察者之间的差异。

总之，侧支循环的评价是脑血管病诊疗中一个重要组成部分，侧支循环与预后有着密切的关系，也越来越受到临床医生的重视。但如何能够揭示侧支循环与脑实质病理变化的内在联系，提炼出可操作性强、更加量化的临床诊疗分级，将患者进行有效的风险分层，还需要深入地研究与总结，使其在制定个体化的诊疗策略、预测患者临床结局中发挥更大的作用。