椎基底動脈開窗與后循環缺血性卒中關系的研究進展

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、發病急、不可逆等特點，常引起供血區域腦組織腫脹及缺血缺氧，患者預后較差。但該病早期無特異性體征及臨床表現，導致患者臨床診斷及治療被延遲，因此，及早掌握后循環缺血性卒中的發病原因具有重要意義。椎基底動脈系統為后循環主要供血系統，當該系統出現血管形態異常改變時，對后循環腦組織有較大影響。椎基底動脈開窗為一種不常見的解剖學變異，由一對原始胚胎血管融合失敗或原始血管網絡的不完全吻合造成，即胚胎期間連接縱向神經動脈的橋接動脈退行失敗所致［1-2］。動脈開窗表現為管腔分裂，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皮細胞的局部復制和介質的分裂，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、蛛網膜下腔出血、夾層密切相關［4-5］，但目前關于椎基底動脈開窗與后循環缺血性卒中關系的研究較少。故本文旨在綜述椎基底動脈開窗與后循環缺血性卒中的關系，以期幫助臨床醫生更加全面地了解動脈開窗所帶來的血流動力學異常改變，從而更好地評估患者病情和制定恰當的術前手術計劃。

1 動脈開窗的分類

SANDERS等［6］根據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徑可能均勻或不一致［7］；重復型開窗表現為動脈的完全復制，開窗血管間隔明顯。此外，根據動脈開窗與小腦前下動脈（anterior inferior cerebellar artery，AICA）起源位置的關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AICA對稱地起源于開窗干，見圖1H）、Ⅲ型開窗（單側AICA起源于開窗干的一側，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變化

血流動力學分析可了解與開窗相關的血管疾病的發生發展機制，能夠評估生理和病理狀態下的血流狀況，其已成為一種重要的血管分析方法，但目前與開窗相關的血管疾病的血流動力學研究較少。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，產生湍流等異常改變，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］。動脈開窗導致缺血性卒中多與其特殊血管走行結構有關，表現為血管中心高速伴周圍低速血流的正常血流狀態被破壞，產生了渦流及二次流，血管壁上為不規則壓力，同時血管分叉處內壁壁壓和WSS均高于側壁，極大地提高了動脈粥樣硬化斑塊形成風險，從而引發微血管堵塞，造成缺血性卒中［13，16］。同時有研究者在動脈開窗相關的畸形中發現了組織學改變，包括開窗端內側膜部分丟失、開窗附近彈性蛋白不連續、開窗遠端內皮下層增厚、開窗近端血管壁變薄，導致動脈壁弱化以及開窗處表現為高速湍流和高WSS的血流動力學變化［17-18］。一項納入了274例顱內動脈開窗患者的研究發現，不同部位、不同直徑椎基底動脈開窗會導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；當開窗位于基底動脈段時，可見開窗血管內部血流狀態表現為渦流；當開窗位于椎基底動脈匯合處時，渦流區域由兩側椎動脈延續至開窗血管結束處；當開窗位于單側椎動脈時，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，導致開窗處出現湍流、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，血栓形成風險升高，從而導致后循環缺血性卒中發生風險增加。

3 椎基底動脈開窗與后循環缺血性卒中的關系

胡衛東等［19］關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，提示血流動力學改變及開窗部位易形成湍流口，引發局部損傷、形成血栓并導致動脈狹窄或栓塞。研究表明，椎基底動脈開窗由于血管異常導致局部血流動力學發生改變，生物活性因子如一氧化氮、前列環素、內皮素及精氨酸酶分泌紊亂，引起顱內小動脈擴張及顱外動脈反應性擴張，從而導致后循環缺血性卒中［20-21］。有研究者結合顯微鏡結構及病理結果發現，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、外側壁結構不規則，這可能會改變開窗血管近端和遠端血流動力學，導致后循環缺血性卒中［22-23］。MIYAMOTO等［24］對1例動脈血栓脫落致卒中患兒研究發現，椎基底動脈開窗和凝血功能障礙同時發生時栓塞風險明顯增加，因為部分腔內間隔會引起血流動力學紊亂和湍流，使開窗動脈內血栓或栓塞形成風險極大地增加。筆者回顧性總結、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構缺陷易導致異常局部血流動力學，引起部分內皮細胞發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發生不規律改變，易形成血栓，從而增加后循環缺血性卒中發生風險。但椎基底動脈開窗導致后循環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缺血性卒中患者的臨床治療

動脈開窗在多數情況下被認為僅代表解剖變異，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缺血性卒中等具有緊密聯系［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治療后極易并發單/雙側椎動脈血栓。而YOON等［36］研究顯示，術者對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位置掌握不準確，導致1例（20%）患者并發了單側椎動脈血栓，且該例患者的癥狀未得到明顯改善，還產生了其他并發癥——腦缺血和肺栓塞等。因而了解血管是否存在開窗等解剖學變異對制定手術方案十分重要。研究表明，當后循環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及三維旋轉血管造影檢查細致地觀察動脈開窗與周圍血管的關系，以便后續選擇最佳治療角度，最大限度地保護相關血管，降低閉塞可能性［37］。ZHANG等［38］術前對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對其進行治療，患者術后恢復良好。SEIFERT等［39］使用經蝶竇入路手術治療椎基底動脈開窗合并動脈瘤患者，術前詳細分析了開窗周圍鄰近血管結構，并繞開了巖骨結構，其中78%（7/9）的患者獲得了較好的治療效果。當椎基底動脈開窗患者同時伴有后循環缺血性卒中時，其手術風險升高，因此，掌握這種解剖學變異將有助于術前圖像的正確解讀及患者手術治療方案的準確制定。目前臨床常采用支架或閉塞一側畸形分支來恢復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絡不完全吻合造成椎基底動脈管腔由單腔分裂為雙腔。椎基底動脈開窗導致后循環缺血性卒中的機制主要是椎基底動脈血流動力學及血管壁結構的異常改變形成了分流器作用，同時開窗本身結構表現為內側膜部分丟失、開窗附近彈性蛋白不連續，導致開窗處正常層狀血流被破壞，產生渦流、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，最終血栓脫落并隨血液循環進入椎基底動脈供應區域，進而導致后循環缺血性卒中。因此在伴有椎基底動脈開窗的后循環缺血性卒中患者的治療過程中，應著重觀察開窗血管及毗鄰血管網結構并制定合適的血管內介入治療策略。目前相關研究多集中于椎基底動脈開窗處的異常血流動力學變化，未來可結合周圍分支小血管的血流變化等共同分析開窗與后循環缺血性卒中的關系。

作者貢獻：陳曉琴進行文章的構思與設計，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；梅玉倩負責文章的質量控制及審校，對文章整體負責、監督管理。

本文無利益沖突。