側支循環對頸內動脈重度狹窄或閉塞患者腦血管反應性和注意網絡的影響

危 薇， 黃家俊， 羅 華， 汪靜秋

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側支循環對頸內動脈重度狹窄或閉塞患者腦血管反應性和注意網絡的影響

危 薇1， 黃家俊2， 羅 華1， 汪靜秋1

目的 探討側支循環開放的類型對頸內動脈(internal carotid artery,ICA)重度狹窄或閉塞患者腦血管反應性和注意網絡的影響。方法 將有側支循環形成的患者分為前交通動脈(anterior communicating artery,AcoA)開放組、后交通動脈(posterior communicating artery,PcoA)開放組和眼動脈(ophthalmic artery,OA)開放組，分別檢測各組的屏氣指數(breath-holding index,BHI)和注意網絡測試(attention network test,ANT)指標。結果 AcoA開放組患側BHI、總平均反應時間(reaction time,RT)和執行功能優于其它兩組，OA開放組的定向和執行功能較其它兩組減退(P<0.05)。AcoA和PcoA開放組患側的BHI與相應的ANT總平均RT呈負相關(P<0.01)。結論 AcoA開放患者腦血管反應性和注意網絡損害的程度較PcoA和OA開放者較輕，AcoA是對于注意功能最有效的側支循環。

頸動脈狹窄； 側支循環； 腦血管反應性； 注意網絡測試

已知頸內動脈(internal carotid artery,ICA)重度狹窄或閉塞可導致腦血管自動調節機制功能減弱和認知功能障礙[1,2]。當ICA狹窄達到一定程度時，側支循環是維持大腦血供的新途徑。注意是認知活動的調節機制，有認知障礙的患者均有不同程度的注意缺陷。目前國內外鮮有對不同類型側支循環開放的ICA重度狹窄或閉塞患者注意功能的研究。

本文把經顱多普勒超聲(transcranial doppler ultrasonography,TCD)屏氣試驗與注意網絡測試(attentional network test,ANT)結合，從腦血管反應性和注意網絡方面探討主要幾種側支循環形成方式對ICA重度狹窄或閉塞患者認知功能的影響，為改善其預后提供依據。

1 材料與方法

1.1 研究對象 選擇2013年1月-2015年5月本院神經內科住院60例患者作為病例組，年齡55～78歲，納入標準：(1)經數字減影血管造影(digital subtraction angiography,DSA)確診，符合北美癥狀性頸動脈內膜剝脫術試驗(North American Symptomatic Carotid Endarterectomy Trial,NASCET)單側ICA重度狹窄(70%～99%)或閉塞(100%)的標準[3]，對側ICA無狹窄；(2)經TCD檢測有側支循環開放；(3)愿意并能配合完成注意網絡功能測試，MMSE量表評分>24分；(4)未服用抗精神病藥物。排除標準：(1)意識障礙；(2)短暫性腦缺血發作；(3)CT或MRI提示存在腦梗死、腦出血、顱內腫瘤、腦動脈瘤、動靜脈畸形、Moyamoya病等；(4)有精神病史；(5)有引起認知功能障礙的其它病史；(6)TCD顳窗透聲不良；(7)有ICA以外的動脈狹窄。根據側支循環參與的類型將病例組分為前交通動脈(anterior communicating artery,AcoA)開放組、后交通動脈(posterior communicating artery,PcoA)開放組和眼動脈(ophthalmic artery,OA)開放組。對照組：選擇本院離退休人員和體檢結果正常的健康老年人30例，性別、年齡、受教育年限、MMSE量表評分與病例組患者匹配。

1.2 研究方法

1.2.1 TCD檢測方法 使用德立凱公司的EMS-9A型經顱多普勒超聲診斷儀，用1.6 MHz脈沖波經顳窗和枕窗檢查顱底動脈環，包括雙側頸內動脈終末段、大腦中動脈、大腦前動脈、大腦后動脈、椎動脈和基底動脈。經眼窗檢測眼動脈和頸內動脈虹吸段。TCD側支循環判斷標準：(1)AcoA開放：患側ACA血流速度增快且反向，壓迫健側頸總動脈時，患側大腦中動脈流速降低;(2)PcoA開放：患側大腦后動脈和椎-基底動脈血流速度增快;(3)OA開放：OA反向說明OA開放[4]。

1.2.2 屏氣試驗[5]受試者取仰臥位，平靜呼吸室內空氣5 min，操作者使用手控1.6 MHz脈沖探頭在雙側顳窗取得最佳大腦中動脈(middle cerebral artery,MCA)信號，記錄MCA的平均血流速度。受試者于自然吸氣末開始屏氣，30 s后再次記錄MCA的平均血流速度。屏氣指數(breath holding index,BHI)通過以下公式計算：BHI=(Vm’-Vm)/Vm×100÷屏息秒數(Vm’為屏氣后MCA的平均血流速度，Vm為屏氣前MCA平均血流速度)。兩側血管檢查至少間隔10 min，進行實驗前受試者均進行屏氣練習，能正確配合實驗。

1.2.3 注意網絡測試(attentional networks test,ANT) 采用ANT實驗范式[6]，用E-prime 實驗軟件編程。實驗過程：(1)電腦屏幕中央出現注視點“+”；(2)屏幕中隨機出現有效或無效的線索提示“*”[共4種方式：不出現(無提示)、在屏幕中心點上下同時出現(無效空間線索提示，double cue)、在屏幕中心點上下分別出現(有效空間線索提示,spatial cue)、在中心點出現(中央提示,center cue)]；(3)提示消失，再次出現注視點；(4)靶刺激(“←”或“→”，有3種類型：單箭頭、同時呈現5個箭頭的中間箭頭，方向與周圍箭頭一致或不一致)呈現，要求受試者在最短時間內對靶刺激作出按鍵反應。實驗共進行312次檢測，其中練習24次和正式實驗288輪，測試時間約30 min，分3個階段，中間可休息一次。4種線索提示情況各出現72次，3種目標刺激各出現96次，程序自動記錄被試反應時間RT。按照Fan[4]的ANT設計，警覺功能效率=RT(無提示)-RT(有提示)，數值越大提示警覺網絡效率越高；定向網絡功能效率=RT(無效空間線索提示)-RT(有效空間線索提示)，數值越大提示定向網絡效率越高；執行功能效率=RT(靶箭頭方向與其它不一致)-RT(靶箭頭方向與其它一致)。當靶箭頭與干擾箭頭方向不一致時，受試者需要解決這種沖突，耗時增加提示執行網絡效率降低。總平均RT=總按鍵時間/288，總準確率=(288-錯誤數)/288×100%。

2 結 果

2.1 各側支循環開放組臨床資料比較 根據TCD檢測的側支循環開放類型將患者分為AcoA開放組、PcoA開放組和OA開放組。3組與對照組性別、年齡、受教育年限和MMSE量表評分比較差異均無統計學意義(見表1)。

2.2 側支循環開放形式對腦血管反應性的影響 各側支循環開放組患側MCA的Vm、Vm’和BHI均比對照組低，PcoA和OA開放組患側BHI較AcoA開放組患側更低；AcoA開放組健側Vm和Vm’較其它組高(P<0.05)，PcoA和OA開放組健側Vm、Vm’和3組健側BHI與對照組相比均無統計學差異(見表2)。

2.3 各側支循環開放組與對照組ANT指標比較 各組總準確率和警覺功能差異無統計學意義；與對照組比較，各側支循環開放組總平均RT延長，定向功能和執行功能效率下降，但AcoA開放組的總平均RT和執行功能優于PcoA和OA開放組，定向功能優于OA開放組；PcoA開放組的定向功能和執行功能優于OA開放組(P<0.05)(見表3)。

2.4 各側支循環開放組患者BHI與ANT指標的相關性 AcoA和PcoA開放組患側BHI與相應的ANT總平均RT均呈負相關(r=-0.623,P<0.01；r=-0.591,P<0.01)(見圖1、圖2)，各組健側和對照組BHI與ANT總平均RT均無相關性。各組的BHI與ANT警覺功能、定向功能和執行功能也均無相關性。

表1 各側支循環開放組和對照組臨床資料比較

注：各組的性別、年齡、受教育年限和MMSE量表評分比較差異無統計學意義

表2 各側支循環開放組和對照組TCD屏氣前后MCA的Vm和BHI比較

與對照組比較*P<0.05；與PcoA開放組患側比較▲P<0.05；與OA開放組患側比較△P<0.05；與PcoA開放組健側比較▼P<0.05；與OA開放組健側比較▽P<0.05；與AcoA開放組患側比較◆P<0.05；與AcoA開放組健側比較◇P<0.05

表3 各側支循環開放組和對照組的ANT指標比較

與對照組比較*P<0.05；與OA開放組比較▲P<0.05；與PcoA開放組比較△P<0.05；與AcoA開放組比較▼P<0.05

圖1 AcoA開放組患側BHI與ANT總平均RT的相關性

圖2 PcoA開放組患側BHI與ANT總平均RT的相關性

3 討 論

ICA重度狹窄或閉塞是引起缺血性腦血管病最重要的因素之一。當患者出現一側ICA重度狹窄或閉塞后，側支循環可充分建立，顱內血流重新分布，以增加狹窄遠端的血液供應，保證相對穩定的腦血流灌注，對挽救缺血半暗帶、減少腦功能損傷及防止腦梗死有重要作用，患者甚至可不出現臨床癥狀[7]。由于健側MCA流速代償性增快，AcoA開放組健側MCA的Vm和Vm’顯著高于其它組。

腦血管反應性是反映腦血管通過自動收縮和舒張調節腦血流量能力的重要指標，它是較頸動脈狹窄程度更為可靠的卒中預報因子[8]。ICA患者腦組織的灌注壓下降，腦動脈可通過舒張以降低腦血管阻力，保證大腦灌注。但當遠端血管擴張到最大程度時，外界使血管舒張的因素不能再使其發生反應，因而BHI降低，卒中風險增大。有研究表明，ICA狹窄大于70%即可影響腦血管反應性[9]。本文AcoA開放組患側的BHI明顯高于PcoA和OA開放組，說明AcoA開放組具有相對較好的顱內血流動力學狀態，循環儲備較好，缺血性事件發生的可能性相對較小，因此AcoA能發揮較好的側支循環代償作用。此外，PcoA開放組患側BHI較低，提示PcoA在代償大腦半球供血方面還是比較有限。有學者提出，單側ICA閉塞患者僅有PcoA存在時，大腦血流低灌注；而OA開放常在AcoA和PcoA代償不足的情況下出現，僅存在OA側支循環，提示顱內血流動力學狀態更差，往往預示預后不良[10]，與本文結果一致。

執行控制網絡反映了解決沖突的能力，與前扣帶回、背外側前額葉皮質的功能相關[11]，上述功能區域主要由AcoA穿支動脈供應。AcoA開放組患側執行功能優于PcoA和OA開放組，可能是由于AcoA開放組健側MCA、ACA血流代償性增快，通過AcoA供應對側前循環，執行網絡的功能區域血流灌注相對較好。但其執行網絡功能較對照組較差，說明AcoA雖然能一定程度地代償左右兩側大腦半球，但其作用有限。而AcoA未開放的組別由于ICA重度狹窄或閉塞導致執行控制網絡功能區域處于慢性缺血狀態，腦白質脫髓鞘、軸突變性，破壞了執行控制網絡的完整性。

定向網絡功能與膽堿系統關系較為密切，額-頂葉皮質與背側丘腦的特異性感覺投射是膽堿能的通路之一。由于病變遠段血管血流動力學改變，腦組織缺血缺氧，能量代謝異常，導致海馬神經元膜磷脂代謝障礙，細胞內鈣離子超載，興奮性氨基酸釋放、自由基增多，造成海馬神經元缺失和膽堿乙酰轉移酶活性下降，腦內乙酰膽堿含量減少，因此病例組定向網絡功能減退。此外，頸內動脈的粥樣斑塊可形成微小栓子堵塞遠端血管形成腔隙性梗死灶，破壞額-頂葉皮質功能環路。側支循環雖然能改善部分病變遠端的腦組織供血，但由于比正常血管路徑較長且更細小，因此腦組織仍然存在不同程度的灌注受損。AcoA和PcoA開放組間定向網絡無明顯差異可能是由于ICA重度狹窄或閉塞造成定向功能機制的慢性低灌注特異性不明顯，也有可能是本研究收集的病例數不夠，另外無效空間線索提示RT和有效空間線索提示RT同步增加也可能導致定向網絡無明顯差異。AcoA和PcoA開放組患側BHI與ANT反應時RT呈負相關，說明BHI低的患者處理信息耗時較長，可能是由于腦血管反應性降低，即腦血管的儲備能力下降，對注意功能產生重要影響。有研究證實ICA重度狹窄或閉塞的患者大腦血流灌注不足或局部腦血管自動調節功能受損，從而導致患者認知功能減退，因此BHI也可作為反映ICA重度狹窄或閉塞患者認知功能的指標[12]。

警覺功能使大腦處于警覺的靈敏狀態，與丘腦、腦干上行結構有關[13]，其主要由后循環供血，因此警覺功能區域和ICA供血區域聯系較小，各組的警覺網絡未受累。

OA開放組的定向網絡、執行控制網絡功能普遍較AcoA開放組、PcoA開放組減退，可能是由于頸內動脈通過OA與頸外動脈吻合，頸外動脈經OA至ICA虹吸段的血流有限，該側支循環開放時對大腦缺血狀態的改善作用較小，有OA側支循環開放時存在代償不足。由于OA側支循環僅為二級側支循環，只有在一級側支循環代償不足的情況下出現，其預示缺血性事件的可能性增大[14]。

綜上所述，AcoA是ICA重度狹窄或閉塞患者注意功能最有效的側支循環途徑，OA開放預示可能有注意功能損害。了解ICA重度狹窄或閉塞患者顱內側支循環的建立方式，有助于判斷預后，選擇治療方法，以預防認知功能障礙，提高患者生活質量。

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The influence of collateral circulation on cerebrovascular reactivity and attention network after severe stenosis or occlusion of internal carotid artery

WEI Wei,HUANG Jiajun,LUO Hua,et al.

(Department of Neurology,Luzhou Medical College,Luzhou 646000,China)

Objective To explore the influence of different types of collateral circulation on cerebrovascular reactivity and attention network after severe stenosis or occlusion of internal carotid artery(ICA).Methods Patients with collateral circulation were divided into three groups according to the type of collateral circulation:anterior communicating artery(AcoA) group,posterior communicating artery(PcoA) group and ophthalmic artery group(OA).Breath-holding index(BHI) was obtained and attention network test(ANT) was carried out.Results BHI values of the affected side,total average reaction time and executive control function in AcoA group were better than the other two groups.OA group performed worse on orienting and executive control function than the other two groups(P<0.05).There were significant correlations between BHI values of the affected side and total average RT in AcoA and PcoA group(P<0.01).Conclusion Patients with AcoA have less impairment in cerebrovascular reactivity and attention networks than PcoA and OA,therefore AcoA is the most potent collateral pathway for attention function.

Carotid stenosis; Collateral circulation; Cerebrovascular reactivity; Attention network test(ANT)

1003-2754(2016)06-0529-04

2016-04-12；

2016-05-30

(1.瀘州醫學院附屬醫院神經內科，四川 瀘州 646000；2.內江市第二人民醫院神經內科，四川 內江 644100)

危 薇，E-mail：38740428@qq.com

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