經(jīng)顱多普勒超聲椎動脈血流速度減低的病理機制與鑒別診斷

鐘經(jīng)馨 張瑩莫秀云陳向燕

顱內(nèi)動脈血流動力學(xué)的變化是經(jīng)顱多普勒超聲(transcranial Doppler ultrasound，TCD)診斷顱內(nèi)動脈狹窄或閉塞的唯一依據(jù)。然而，椎—基底動脈走行的變異性和側(cè)支代償?shù)膹?fù)雜性，使得TCD對椎-基底動脈病變的診斷準(zhǔn)確性明顯低于前循環(huán)[1-2]。因此，對于TCD所示椎動脈(vertebral artery，VA)血流速度減低這一重要的血流參數(shù)的變化，臨床常常采取不置可否的態(tài)度。為了探討缺血性卒中患者椎動脈血流速度減低的臨床意義，本文回顧性分析168例TCD示椎動脈血流速度減低的患者，以數(shù)字血管減影(digital subtraction angiography，DSA)為“金標(biāo)準(zhǔn)”，探討椎動脈血流速度減低的病理機制，并深入分析不同類型椎動脈血管病變的血流動力學(xué)差異，以期對TCD的鑒別診斷提供參考價值。

1 對象與方法

1.1 研究對象 來源于2009年1月至2011年12月廣東省中醫(yī)院腦病中心收治的缺血性卒中患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：①診斷標(biāo)準(zhǔn)參考《中國腦血管病防治指南》[3]，經(jīng)頭顱MRI或CT明確診斷為缺血性卒中患者；②TCD示一側(cè)或雙側(cè)椎動脈顱內(nèi)段收縮期血流速度(systolic velocity，Vs)＜40 cm/s[4]；③所有患者均于TCD檢查2周內(nèi)行DSA檢查。排除標(biāo)準(zhǔn)：①頸動脈重度狹窄或閉塞患者；②鎖骨下動脈≥50%狹窄患者；③基底動脈重度狹窄或閉塞患者。共168例缺血性卒中患者納入研究，包括急性腦梗死106例(63%)，陳舊性腦梗死19例(11%)，短暫性腦缺血發(fā)作(transient ischaemic attack，TIA)43例(26%)。研究對象中，男125例，女43例；年齡36～88歲，平均(62±10)歲。

1.2 研究方法 由2年以上操作經(jīng)驗的?？漆t(yī)生進行TCD檢查，由有經(jīng)驗的神經(jīng)介入醫(yī)師完成DSA檢查。連續(xù)納入符合條件的患者，并根據(jù)DSA結(jié)果進行分組，比較各組年齡、性別、腦血管危險因素(高血壓、高血脂、糖尿病、心臟病、吸煙)以及組內(nèi)、組間腦血流動力學(xué)參數(shù)。為了進一步分析不同病變類型椎動脈的頻譜特征，將全部椎動脈按病變類型分組，比較各組的血流動力學(xué)差異。

1.2.1 TCD檢查 采用德國DWL公司的Multi-Dop X型診斷儀，2.0 MHz脈沖多普勒探頭，經(jīng)顳窗探測雙側(cè)大腦中動脈、大腦前動脈交通前段、大腦后動脈；患者取坐位，經(jīng)枕窗探測雙側(cè)椎動脈及基底動脈。椎動脈探測深度為50～79 mm。記錄各動脈的Vs、平均流速、血管搏動指數(shù)(pulsatility index，PI)及頻譜形態(tài)。

1.2.2 DSA檢查 DSA檢查采用GE-Innova 3100血管造影機。椎動脈狹窄程度的測量按照北美癥狀性頸動脈狹窄試驗法(North American Symptomatic Carotid Endarterectomy Trial，NASCET)計算[5]，狹窄率(%)＝(1-狹窄處血管直徑)/遠(yuǎn)端正常血管直徑×100%。狹窄分級標(biāo)準(zhǔn)為輕度0～49%；中度50%～69%；重度70%～99%；閉塞。椎動脈發(fā)育不良標(biāo)準(zhǔn)[6]：一側(cè)椎動脈均勻變細(xì)，管徑小于對側(cè)50%或管徑≤2.5 mm。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法采用SPSS 17.0進行統(tǒng)計學(xué)分析。Vs、PI采用(x±s)表示；組內(nèi)均數(shù)的比較采用配對t檢驗；多組間均數(shù)的比較采用方差分析P＜0.01，則進一步兩兩比較采用LSD法；性別及腦血管危險因素等率的比較采用χ2檢驗。檢驗水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 DSA結(jié)果納入研究的168例患者中，雙側(cè)椎動脈正常者41例(占24.4%)；椎動脈狹窄者72例(占42.8%)，其中包括椎動脈起始段病變61例(占36.3%)(輕度狹窄9例，中度狹窄14例，重度狹窄21例，閉塞17例)，顱內(nèi)段閉塞11例(占6.5%)；椎動脈發(fā)育/走形變異者55例(占32.7%)，其中一側(cè)椎動脈發(fā)育細(xì)小27例(占16.1%)，單側(cè)或雙側(cè)椎動脈走行迂曲/變異28例(占16.6%)。

按照DSA檢查結(jié)果分為椎動脈(vertebral artery，VA)正常組、狹窄組和發(fā)育變異組，3組的年齡差異有統(tǒng)計學(xué)意義(F=3.154，P=0.045)，其中VA狹窄組年齡高于VA正常組(P=0.016)，與VA發(fā)育變異組則無統(tǒng)計學(xué)差異(P=0.126)。3組性別分布無統(tǒng)計學(xué)差異(P＞0.05)。3組患高血壓的比率有統(tǒng)計學(xué)差異(χ2=7.883，P＜0.05)，VA狹窄組(83.3%)高于發(fā)育變異組(60%)(P=0.005)。其他腦血管病危險因素在3組中的分布無統(tǒng)計學(xué)差異(均P＞0.05)(見表1)。

2.2 各組血流動力學(xué)參數(shù)的比較組內(nèi)比較顯示，VA正常組雙側(cè)椎動脈Vs、PI的比較均無統(tǒng)計學(xué)差異(均P＞0.05)；VA狹窄組患側(cè)椎動脈Vs低于健側(cè)(t=-7.565，P＜0.001)；VA發(fā)育變異組患側(cè)椎動脈Vs低于健側(cè)(t=-5.194，P＜0.001)，PI則高于健側(cè)(t=4.872，P＜0.001)(見表2)。

組間Vs比較顯示，3組間患側(cè)(F=11.862，P＜0.001)和健側(cè)(F=9.971，P＜0.001)椎動脈Vs均有統(tǒng)計學(xué)差異，進一步兩兩比較，患側(cè)為VA狹窄組(P＜0.001)及VA發(fā)育變異組(P＜0.001)Vs低于VA正常組，健側(cè)為VA狹窄組Vs高于VA正常組(P＜0.001)及VA發(fā)育變異組(P=0.002)(見表2)。

組間PI比較顯示，3組間健側(cè)椎動脈PI無統(tǒng)計學(xué)差異(F=0.878，P=0.418)；患側(cè)椎動脈PI則有統(tǒng)計學(xué)差異(F=5.405，P=0.005)，進一步兩兩比較，發(fā)育變異組患側(cè)椎動脈PI高于狹窄組(P=0.02)及正常組(P=0.019)(見表2)。

2.3 不同類型椎動脈的血流動力學(xué)比較將全部椎動脈(336支)按病變類型分為5組：正常椎動脈167支(49.7%)、VA發(fā)育/走行變異76支(22.6%)、VA顱外段輕-中度狹窄37支(11%)、VA顱外段重度狹窄-閉塞45支(13.4%)及VA顱內(nèi)段閉塞11支(3.3%)。

5組間椎動脈Vs(F=9.223，P＜0.001)和PI(F=18.616，P＜0.001)均有統(tǒng)計學(xué)差異，進一步兩兩比較，發(fā)育/走行變異組(P＜0.001)、顱外段重度狹窄-閉塞組(P＜0.001)及顱內(nèi)段閉塞組(P=0.006)Vs均低于正常椎動脈組；顱外段輕-中度狹窄組Vs與正常椎動脈比較則無統(tǒng)計學(xué)差異(P=0.195)；顱外段重度狹窄-閉塞組Vs低于正常椎動脈(P=0.000)和顱外段輕-中度狹窄組(P=0.014)(見表3)。

表1 椎動脈正常組、狹窄組和發(fā)育變異組的人口學(xué)資料和血管病危險因素分布

表2 各組間椎動脈血流參數(shù)的比較

PI兩兩比較顯示，VA發(fā)育/走行變異組(P＜0.001)、顱外段輕-中度狹窄組(P=0.002)和顱內(nèi)段閉塞組(P＜0.001)PI均高于正常椎動脈；VA顱外段重度狹窄-閉塞組PI分別低于正常椎動脈(P=0.022)、VA發(fā)育變異組(P＜0.001)、VA顱外段輕-中度狹窄組(P＜0.001)和V顱內(nèi)段閉塞組(P＜0.001)(圖 1)；VA 顱內(nèi)段閉塞組 PI最高(1.47±0.13)，高于其他各組(均P＜0.001)(圖2)。

3 討論

對于椎動脈血流速度減低這一血流動力學(xué)變化，臨床并未予以足夠的重視，或僅簡單地定義為椎基底動脈供血不足。本研究表明，32.7%(55/168)的患者椎動脈血流速度的減低可能源于一側(cè)椎動脈的發(fā)育細(xì)小或走行迂曲、變異；而更值得注意的是，30.9%(52/168)的患者存在椎動脈起始段≥50%狹窄或者閉塞，6.5%(11/168)的患者為椎動脈顱內(nèi)段(發(fā)出小腦后下動脈后)閉塞。這種低流速改變或許能為后循環(huán)缺血的發(fā)病機制提供血流動力學(xué)依據(jù)。

有研究報道椎動脈發(fā)育不良及椎動脈優(yōu)勢現(xiàn)象與后循環(huán)缺血存在明顯的關(guān)聯(lián)[7]，而TCD對診斷椎動脈發(fā)育不良有很高的特異性(90.9%)[8]。本研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)育變異組患側(cè)椎動脈Vs較對側(cè)明顯減低，PI則相對增高，這種Vs及PI的不對稱性，可對TCD診斷一側(cè)椎動脈的發(fā)育細(xì)小或走行迂曲/變異提供參考依據(jù)。

有研究表明，癥狀性椎-基底動脈狹窄≥50%的患者TIA和小卒中的年發(fā)生率要高于癥狀性頸動脈狹窄患者[9]。本組病例中，36%的患者存在起始段狹窄性病變，其中中、重度狹窄及閉塞占85%，這或許意味著，椎動脈起始段的中、重度狹窄或閉塞對遠(yuǎn)段血流動力學(xué)的變化起著主要作用，而持續(xù)的低灌注現(xiàn)象可能是急性椎基底動脈缺血發(fā)作的主要原因[10]。為進一步分析中、重度狹窄及閉塞對椎動脈顱內(nèi)段血流動力學(xué)的影響，本研究按不同狹窄程度及部位對狹窄組進行亞組分析發(fā)現(xiàn)，PI對區(qū)分血管狹窄的程度及部位有指導(dǎo)意義。椎動脈起始段＜70%狹窄組，可致椎動脈顱內(nèi)段血流速度減低，但對PI無影響；當(dāng)椎動脈起始段≥70%狹窄/閉塞時，患側(cè)椎動脈則為低流速低搏動性改變；而對于椎動脈顱內(nèi)段閉塞者，患側(cè)椎動脈則呈明顯的低流速高搏動性改變，且隨著探測深度的加深，血流信號逐漸減弱，直至出現(xiàn)單峰的、小尖波頻譜或血流信號的消失，這種漸進性變化可區(qū)分發(fā)育異常組患側(cè)椎動脈均勻一致的低流速高搏動性改變。同時，健側(cè)椎動脈血流速度的比較或許對鑒別診斷有提示作用，狹窄組健側(cè)椎動脈Vs高于正常組及發(fā)育變異組，可能的原因為一側(cè)椎動脈重度狹窄或閉塞后，對側(cè)椎動脈Vs代償性增快。

圖1 A：DSA示右椎動脈開口處重度狹窄；B：TCD示左椎動脈正常；C：右椎動脈Vs、PI相對減低

圖2 A：DSA顯示右椎動脈顱內(nèi)段閉塞；B：TCD示右椎動脈“單峰”改變；C：左椎動脈Vs代償性增快

表3 不同類型椎動脈血流動力學(xué)的比較

本研究中，狹窄組的年齡高于正常組，其高血壓的患病率亦高于發(fā)育變異組，二者雖為腦血管狹窄的危險因素，但同時亦是腦血流動力學(xué)的影響因素，因此，本研究未能在同年齡組及相同危險因素的基礎(chǔ)上評價椎動脈病變的血流動力學(xué)差異，是本研究的缺陷。同時，椎動脈血流速度減低對后循環(huán)缺血性卒中發(fā)病機制的作用，仍有待進一步的深入研究。

Firas等[11]在一項前瞻性研究中指出，椎動脈開口處動脈粥樣硬化性斑塊的形態(tài)學(xué)及血流動力學(xué)特征可能與后循環(huán)卒中及支架術(shù)后再狹窄直接相關(guān)。但由于后循環(huán)血管走行及側(cè)支代償?shù)膹?fù)雜性，無創(chuàng)血管檢查對于后循環(huán)評估的準(zhǔn)確性仍有待提高，如果能敏銳地觀察到椎動脈血流動力學(xué)的變化，則對提高TCD診斷椎動脈病變的準(zhǔn)確性有一定的幫助。本研究顯示，TCD椎動脈顱內(nèi)段血流速度的減低可見于正常椎動脈、發(fā)育不良/變異、椎動脈起始段重度狹窄/閉塞及顱內(nèi)段閉塞，雙側(cè)椎動脈Vs及PI對稱性的比較對于鑒別診斷具有重要意義。

[1]Zhao LM,Barlinn K,Vijay K.Velocity criteria for intracranial stenosis revisited：An international multicenter study of transcranial doppler and digital subtraction angiography[J].Stroke,2011,42(12)：3429-3434.

[2]Ghorbani A,Ashtari F,Fatehi F.The assessment value of transcranial Doppler sonography versus magnetic resonance angiography in vertebrobasilar stroke[J].Res Med Sci,2010,15(3)：133-139.

[3]饒明俐.《中國腦血管病防治指南》摘要(三)[J].中風(fēng)與神經(jīng)疾病雜志,2006,23(1)：4-6.

[4]華揚.經(jīng)顱多普勒檢測技術(shù)[M]//華揚.實用頸動脈與顱腦血管超聲診斷學(xué).北京：科學(xué)出版社,2002：16-24.

[5]North American SymPtomatic Carotid Endarterectomy Trial Collaborators.Beneficial effect of carotid endarterectomy in symptomatic patients with high—grade carotid stenosis[J].N Engl J Med,1991,325(7)：445-453.

[6]申敬順,韓杰,王瑩,等.多層螺旋CT血管成像在椎基底動脈短暫性腦缺血發(fā)作診斷中的價值[J].卒中與神經(jīng)疾病,2006,13(2)：87-89.

[7]王慶松,向陽,王俊,等.后循環(huán)缺血與前循環(huán)卒中患者單側(cè)椎動脈優(yōu)勢現(xiàn)象對比[J].中國神經(jīng)精神疾病雜志,2012,38(5)：294-297.

[8]Min JH,Lee YS.Transcranial Doppler ultrasonographic evaluation of vertebral artery hypoplasia and aplasia[J].Neurol Sci,2007,260(1-2)：183-187.

[9]Marquardt L,Kuker W,Chandrathe VA,et al.Incidence and prognosis of≥50%symptomatic vertebral or basilar artery stenosis：prospective population-based study[J].Brain,2009,132(4)：982-988.

[10]王彥莉,盛文利,黃如訓(xùn),等“.椎基動脈供血不足”758例的再評價及其新認(rèn)識[J].中國神經(jīng)精神疾病雜志,2009,35(9)：551-553.

[11]Firas AA,Barrow T,Li D,et al.Vertebral artery ostium atherosclerotic plaque as a potential source of posterior circulation ischemic stroke：Result from borgess medical center vertebral artery ostium stenting registry[J].Stroke,2011,42(9)：2544-2549.