侧支循环对单侧颈内动脉系统血管狭窄病人脑血流储备的影响

宋清扬，王拥军，龚浠平，胡建科

脑血流扩张储备又称脑血管反应性（cerebrovascular reactivity，CVR），是指给予生理或病理刺激后，脑血流灌注较基础水平增加的量。脑血流储备能力的评价对脑血管疾病的病理生理学研究具有重要意义。研究显示，脑血流储备异常会使发生卒中的危险性明显增高［1］。大量研究亦表明，以经颅多普勒超声（TCD）检测下通过生理和药物负荷试验前后局部脑血流量的变化为指标评价CVR，可以作为一种敏感而实用的方法［2］。因此，本研究拟利用经颅多普勒超声技术结合自体二氧化碳（CO2）吸入法测定脑血流储备，并结合数字减影血管造影（DSA），初步评价侧支循环建立情况对脑血管储备的影响。

1 资料与方法

1.1 研究对象 2008年11月－2009年10月在首都医科大学附属北京天坛医院神经内科住院治疗的单侧颈内动脉或单侧大脑中动脉狭窄或闭塞病人，共29例。均由DSA确诊。其中男21例，女8例，年龄47.0岁±11.5岁。29例观察对象均完成了至少2个投照位的主动脉弓加全脑血管造影检查，全面展示颅外、颅内动脉及 Willis环的代偿情况，特别是大脑中动脉（MCA）主干及其主要分支灌注及软脑膜侧支血管的情况，其中侧支循环的分级详见表1。DSA判断狭窄程度参照NASCET法［3］计算：狭窄率＝ （B－A）／B×100%（A为狭窄处残留管腔内径或彩色血流宽度，B为狭窄远端正常动脉的管腔内径或彩色血流宽度）。

表1 侧支循环代偿分级

1.2 入选标准 ①年龄25岁～75岁；②意识清醒，能配合检查；③经DSA确诊为单侧颈内动脉（internal carotid artery，ICA）和／或MCA狭窄或闭塞，狭窄程度≥50%；④征得病人及家属的同意。

1.3 排除标准 ①严重心肺功能不全者；②颞窗信号不良；③伴有对侧颈内动脉系统、椎基底动脉系统血管狭窄≥50%；④椎基底动脉系统血栓形成；⑤ 不能配合检查或病人及家属不同意者。

1.4 脑血管储备测定方法 将超声探头应用弹性头架固定在受试者头部，记录双侧MCA的血流速度。实时呼出CO2浓度及血流速度参数经数据线传输，同步记录于经颅多普勒仪（Multi－Dop X4，DWL，German）。室温保持于20℃左右，病人安静取仰卧位，平静呼吸10min以后，进行脑血流储备功能的检测。CO2激发试验：病人首先正常呼吸5min，后进行自体CO2吸入试验（使用1个连接CO2检测接口的面罩，连接长度2 m的呼吸机导气管，将面罩放置于病人鼻部，病人呼吸气体均需经导气管与大气相通，从而增加呼吸的生理死腔，使病人吸入高浓度CO2气体），可以观察到呼出CO2浓度有不同程度的增高，2min后摘除呼吸机导气管，病人继续平静呼吸。

TCD通过专用插口同步记录实时呼出CO2浓度（EtCO2），并同步记录双侧MCA血流速度的实时变化，并存入硬盘，用作脱机后处理。计算公式：

1.5 统计学处理 所测得CVR为计量资料，并呈正态分布，以均数±标准差（±s）表示。将其依据脑血流代偿等级分组，每组间的比较使用单因素方差分析。采用SPSS13.0软件对所有数据进行分析，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

29例观察对象接受了DSA检查，证实MCA中度狭窄2例，重度狭窄12例，闭塞3例；ICA单纯起始部病变6例，单纯颅内病变3例，有串联病变3例，ICA重度狭窄9例，闭塞6例。根据造影侧支的分级，其中1级代偿血流13例，2级代偿血流7例，3级代偿血流9例。根据计算公式得出，1级代偿患者CVR为0.8 8%／mmHg±0.7 7%／mmHg，2级代偿患者CVR为1.46%／mmHg±0.58%／mmHg，3级代偿患者CVR为2.10%／mmHg±0.91%／mmHg。1级代偿病人的CVR与3级代偿病人的CVR比较差异有统计学意义（P＜0.05），而1级代偿病人与2级代偿病人的CVR比较差异无统计学意义（P＝0.122），2级代偿病人与3级代偿病人CVR比较差异无统计学意义（P＝0.117）。

3 讨 论

脑血管侧支循环的代偿能力包含3个层次的代偿：①Willis环的交通动脉代偿，为一级侧支循环代偿途径；②通过眼动脉和软脑膜侧支动脉与颅内动脉沟通，使颅外的血流供应颅内，为二级侧支循环代偿途径；③新生血管形成三级侧支循环代偿途径。大脑的结构储备可以通过影像学检查如TCD、CT血管造影（CTA）、磁共振血管造影（MRA）、DSA 等来评价［4］。这些评估方法各有所长，临床上较为常用的是TCD［5］，但仍以DSA为金标准［6，7］。

Willis环连接两侧颈内动脉系统和椎－基底动脉系统，系颅内最重要的侧支循环代偿途径。Wi1lis环上参与侧支循环的血管变异很大，直接影响侧支循环通路能否建立。侧支循环产生的主要生理学基础是血液压力差。仅有血管侧支的发出不一定会建立侧支循环，建立侧支循环必须要有侧支吻合，在侧支吻合的基础之上，还要有一定的血液压差才能形成动态的循环。当一侧供血动脉发生狭窄或闭塞时，另一侧或同侧其他供血动脉的血流通过Willis环流入病变动脉供血区，以减轻或避免该区缺血或坏死。这一侧支循环代偿途径在缺血早期发挥主要的代偿作用［8］。

研究发现，CVR有助于评价脑动脉狭窄病人的侧支循环情况，侧支循环的好坏与CVR相关［9］。Vernieri等［10］对颈动脉闭塞病人（有或无症状）的CVR和侧支循环状态进行研究，发现屏息指数降低是病变侧发生缺血性卒中的独立危险因素，无侧支循环组病人缺血性卒中的年发生率较有侧支循环组明显增高。

本研究发现，病人脑血管储备能力的好坏受其侧支循环的代偿情况影响。DSA所示的代偿血流分级（表）等级越高，说明代偿越充分，而相应的本研究中也确实发现其CVR越高，提示脑血管储备能力越好。作为脑血管储备发挥其功能的两个重要途径，结构储备及血管扩张储备是相辅相成的。那么，是否CVR及侧支代偿情况越好，临床表现就越轻，美国国立卫生研究院卒中量表（NIHSS）评分就越低呢？由于本研究需要病人的充分配合，所以入选病人症状相对较轻，NIHSS在8分以上者只有4例，无法充分体现这一点，尚待大规模研究结果。而且本研究入选的均为有相应症状的脑动脉狭窄病人，不能反映无症状脑动脉狭窄者CVR的情况，无症状的颈内动脉病人国外也有报道，但无症状大脑中动脉狭窄病人的CVR尚无相关报道，今后的研究尚有广阔的空间。

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［3］ The North American Symptomatic Carotid Endarterectomy Trial Collaborators.Beneficial effects of carotid endarterectomy in symptomatic patients with high－grade carotid stenosis［J］.N Engl J Med，1991，325：445－453.

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［5］ Higashida RT，Furlan AJ，Roberts H，et al.Trial design and reporting standards for intra－arterial cerebral thrombolysis for acute ischemic stroke［J］.Stroke，2003，34：e109－e137.

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［8］ Eastcott HH.The beginning of stroke prevention by surgery［J］.Cardiovascular Surg，1994，2：164－169.

［9］ Rutgers DR，Klijn CJM，Kappelle LJ，et al.A longitudinal study of collateral flow patterns in circle of willis and the ophthalmic artery in patiengs with a symptomatic internal carotid occlusion ［J］.Stroke，2001，31（8）：1913－1920.

［10］ Vernieri F，Pasqualetti P，Matteis M，et al.Effect of collateral blood flow and cerebral vasomotor reactivity on the outcome of carotid artery occlusion［J］.Stroke，2001，32：1552－1555.