后循環(huán)動脈瘤治療的相關研究進展

趙志宇，丁新民，王曉龍，韓利，托元釗

(1.山西醫(yī)科大學,太原 030012； 2.山西醫(yī)科大學附屬人民醫(yī)院神經(jīng)外科，太原 030012)

顱內(nèi)動脈瘤在人群中的發(fā)病率為1%～6%，動脈瘤破裂出血后早期病死率為25%～50%，嚴重威脅人類生命健康；其中，后循環(huán)動脈瘤約占顱內(nèi)動脈瘤的10%，而椎動脈和小腦下后動脈(posterior inferior cerebellar artery，PICA)是顱內(nèi)后循環(huán)動脈瘤的好發(fā)部位[1]。PICA是椎動脈顱內(nèi)段發(fā)出最大且最具臨床意義的分支，呈高度多樣化，位置深、顯露困難，手術空間有限，且PICA中夾層動脈瘤或梭形動脈瘤多見，治療極為困難[2-3]。目前，腦血管疾病的顯微手術治療主要包括夾閉、孤立、阻塞載瘤血管、切除動脈瘤以及各種旁路移植術，近年的研究主要集中于血管內(nèi)介入治療[2]。與其他顱內(nèi)動脈相比，PICA和椎動脈與顱神經(jīng)的關系更復雜，單一的治療方法有時無法解決所有問題。血管重構結合動脈瘤孤立或切除是目前治療夾層動脈瘤的最佳方式，但具有手術技術要求高、動脈分離困難且吻合時間長等缺點。目前消除動脈瘤的同時盡力保留載瘤動脈血供臨床已達成一定共識。而通過顱內(nèi)血管的三維模型重建，應用計算流體力學(computational fluid dynamics，CFD)進行旁路移植術后血流動力學的定量研究，在后循環(huán)旁路移植領域研究較少，但此法可以指導臨床最優(yōu)手術方式的選擇[4]。現(xiàn)就后循環(huán)動脈瘤治療的相關研究進展予以綜述。

1 椎動脈和PICA的相關解剖

椎動脈由鎖骨下動脈第一段發(fā)出，左右各一，沿前斜角肌內(nèi)側上行，穿上六位頸椎橫突孔，經(jīng)枕骨大孔上升至顱內(nèi)后，兩條椎動脈在腦橋下緣匯合，形成一條粗大的基底動脈，即通常所稱的椎-基底動脈系統(tǒng)?；讋用}至中腦又分為兩條大腦后動脈，供應大腦后2/5的血液，包括枕葉、顳葉的基底面及丘腦等。椎-基底動脈在小腦和腦橋的分支，供應小腦和腦橋的血液。兩條大腦前動脈由前交通支連接，兩側頸內(nèi)動脈與大腦后動脈由后交通支連接，構成腦底動脈環(huán)，當此環(huán)的某處出現(xiàn)血液循環(huán)障礙時，處于環(huán)內(nèi)的血管可互相調節(jié)供應。

PICA從椎動脈起點到其終末分支可分為5段，即延髓前段、延髓外側段、延髓扁桃體段、膜帆扁桃體段和皮質段。Lister等[3]將延髓前段、延髓外側段定義為PICA的近段，其他為遠段，供應腦干的穿通動脈大多來自近段；椎動脈在舌咽神經(jīng)、迷走神經(jīng)、副神經(jīng)和舌下神經(jīng)前走行，PICA從椎動脈發(fā)出后，近端走行于上述神經(jīng)間或周圍，且常被拉長或扭曲。

2 后循環(huán)動脈瘤的治療

2.1顱外-顱內(nèi)旁路移植術 20世紀70年代末，枕動脈-PICA旁路移植術作為后循環(huán)最常見的顱外-顱內(nèi)旁路移植術已被用于PICA重構，對于累及PICA起點的椎動脈梭形動脈瘤以及不適合手術夾閉或血管內(nèi)栓塞巨大、復雜的椎動脈-PICA和PICA動脈瘤，枕動脈-PICA旁路移植術是理想選擇[5-6]。PICA的尾袢是公認的枕動脈-PICA旁路移植最佳接受部位，PICA的尾袢內(nèi)下方具有足夠的術中操作空間，可以減少小腦扁桃體的牽拉，有助于吻合操作[7]。尾袢的形狀為提升受體血管提供了合適的位置，以便使手術區(qū)域變淺。Lister等[3]描述了PICA缺失尾袢的2個解剖變異，兩者均直排列。Macchi等[8]研究發(fā)現(xiàn)，在80個尸頭標本中，約28%缺乏尾袢。對于PICA有顯著解剖變異的患者，在無尾袢的情況下PICA的延髓外側段和膜帆扁桃體段是目前最佳的替代吻合部位，但由于手術窗狹窄、操作位置變深以及較不利的手術方位，枕動脈-PICA旁路移植術的技術難度增加；另外，由于PICA的延髓外側段和膜帆扁桃體段與硬腦膜表面的距離增加手術更具挑戰(zhàn)性，為了更好地暴露延髓外側段和膜帆扁桃體段，避免額外地牽拉小腦，手術軌跡需要更多轉向側方和前方[5,9-10]。近期研究發(fā)現(xiàn)，硬膜外椎動脈-枕動脈旁路移植術是一種微創(chuàng)有效的后循環(huán)術式，為椎基底血管提供了充足的血流量，節(jié)省了開顱時間，避免了深部的吻合，拓寬了缺血后循環(huán)旁路移植術的適用范圍[11]。

由于手術空間深且狹窄，枕動脈-PICA旁路移植術被認為是一種具有挑戰(zhàn)性的手術方法，與前循環(huán)旁路移植術相比，枕動脈-PICA旁路移植術后橋血管阻塞和圍手術期并發(fā)癥的發(fā)生風險較高，手術成功率為60%～80%[12]。因此，通過多層肌肉獲取枕動脈復雜的路徑、詳細的術前計劃以及深度手術中足夠的術中操作空間對于手術成功至關重要。

2.2顱內(nèi)-顱內(nèi)旁路移植術 顱內(nèi)-顱內(nèi)旁路移植術的優(yōu)點在于不需要外來血管。早在1991年就有學者在治療椎動脈-PICA連接處的夾層動脈瘤時應用了PICA-PICA側側吻合技術，PICA-PICA側側吻合技術可作為椎動脈-PICA、延髓前段、延髓外側段及延髓扁桃體段尾袢近端夾層動脈瘤的備選方案[13]。Durward[14]于1995年報道了PICA-椎動脈旁路移植術，其可作為PICA累及延髓前段、延髓外側段夾層動脈瘤的備選方案。Abla等[15]在研究中報道了動脈瘤切除后血管再吻合的方法，可作為延髓外側段、延髓扁桃體段及膜帆扁桃體段夾層動脈瘤的備選方案。

PICA-PICA旁路移植術是相對容易操作的顱內(nèi)-顱內(nèi)旁路移植術式。PICA-PICA旁路移植術需要具有足夠大且彼此靠近的雙側尾袢，PICA的尾袢應在無張力情況下拉近并連接在一起，對側供體PICA的口徑應等于或大于同側PICA，動脈切開長度應為PICA直徑的2～3倍，以確保吻合口通暢及充足的血供[16]。然而，PICA-PICA旁路移植術在技術上較端側吻合術更困難，如果手術失敗，則將損傷正常的雙側PICA。若PICA間距<4 mm，由于尾袢附近存在重要的穿支動脈，強行吻合可導致動脈壁或動脈扭結閉塞穿通動脈破裂[15,17]。目前，PICA-椎動脈V4段近端再植可能是顱內(nèi)-顱內(nèi)旁路移植術中最難的術式，由于V4段位置極深，周圍被后組顱神經(jīng)包圍，即使部分磨除枕髁、擴大術窗，術后第Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ、Ⅻ對腦神經(jīng)出現(xiàn)并發(fā)癥的風險也較大。另外，椎動脈血管壁較PICA壁厚許多，可能造成壁厚與口徑不匹配，而這種不匹配的情況可能導致吻合口血栓形成并降低通暢率[15]。當原位PICA-PICA旁路移植術或PICA再吻合操作困難時，PICA-椎動脈旁路移植術可作為替代方案。

動脈瘤切除后的端端吻合術是一種操作容易、再通率高且接近術前解剖結構的術式，符合這種術式應用的動脈瘤通常是指夾層或梭形、中等大小且無遠端分支的PICA動脈瘤。端端吻合的縫合較其他技術吻合口短、縫合次數(shù)少、吻合速度相對更快，吻合必須旋轉動脈以顯現(xiàn)縫合，可以通過移動臨時血管阻斷夾為深縫合提供一些張力[15]。對于暴露受限的動脈瘤，采用此方法吻合較困難。

2.3血管介入治療 血管介入治療包括單純栓塞、純支架、球囊輔助栓塞、支架輔助栓塞、分流支架輔助栓塞或圈阻塞載瘤血管等，其中單純支架、支架輔助栓塞、分流支架輔助栓塞、球囊輔助栓塞作為可以保留載瘤血管的血管內(nèi)治療方式常被應用于臨床[18-24]。PICA作為后循環(huán)動脈瘤的好發(fā)部位，治療以外科手術為主。近年來，隨著介入技術的飛速發(fā)展，血管內(nèi)治療為PICA動脈瘤的治療提供了更多的選擇，但PICA動脈瘤的血管內(nèi)治療具有諸多限制和挑戰(zhàn)。目前，對于PICA夾層動脈瘤的血管內(nèi)治療主要采用單純栓塞和彈簧圈阻塞載瘤血管，但同時也阻塞了PICA血流，容易誘發(fā)延髓和小腦缺血。因此，支架輔助栓塞、分流支架輔助栓塞等可以重構載瘤血管血流的血管內(nèi)治療方法不斷被探索。但受PICA直徑、位置、PICA與椎動脈夾角以及動脈瘤形態(tài)的限制，相關報道較少[2]。Srinivasan等[25]在研究中將PICA梭形動脈瘤分為3類：①累及椎動脈或PICA近端的梭形夾層動脈瘤，只可以將支架置于椎動脈中，而PICA近端無法置入；②梭形動脈瘤的起點距PICA起點足夠遠，有足夠的支架放置空間(至少5 mm)，但仍累及供應延髓的穿通動脈，這類動脈瘤可以將支架完全置于PICA內(nèi)；③梭形動脈瘤位于超過穿通動脈發(fā)出處的遠端PICA。

目前對顱內(nèi)動脈瘤應用血管介入治療較多，主要的原因在于通過對前循環(huán)動脈瘤中顯微外科手術與血管介入治療的對比發(fā)現(xiàn)血管介入治療效果較好[26-27]。但在臨床中，后循環(huán)動脈瘤血管介入治療的預后不佳，目前也缺乏大樣本的臨床試驗數(shù)據(jù)。Bohnstedt等[1]提出，分流支架輔助栓塞治療PICA復雜動脈瘤具有巨大潛力，對于許多PICA動脈瘤是一種安全、可行的治療方式，但如果血管內(nèi)治療在技術上較預期更困難，應考慮手術；通過文獻回顧發(fā)現(xiàn)，雖然血管內(nèi)手術與顯微手術的并發(fā)癥發(fā)生率比較差異有統(tǒng)計學意義，但遠期預后(如通過出院6個月和1年隨訪的神經(jīng)功能恢復和血管再通情況)差異無統(tǒng)計學意義。

2.4最優(yōu)手術方式的選擇 血管旁路移植重建血運的目的主要是預防缺血性腦卒中的發(fā)生。對于顱內(nèi)后循環(huán)復雜動脈瘤，血運重建在治療動脈瘤的同時，還可預防延髓背外側綜合征以及小腦梗死的發(fā)生，但仍有一部分患者于術后出現(xiàn)受體血管供血區(qū)域的缺血甚至梗死，因此術后的血管再通尤為重要。血管重構伴隨血管幾何特征的改變，并經(jīng)常造成人為損傷，同時帶來血流擾動，引起生物力學的改變[28-29]。目前已有研究發(fā)現(xiàn)，血流動力學在重建血管通暢中發(fā)揮重要作用[30-31]。

吻合口附近的內(nèi)膜增生是血管重構失敗的常見原因[13，32-34]。影響吻合口內(nèi)膜增生開始和進展的因素很多，包括移植物與受體動脈間的不匹配、手術損傷、局部血流動力學改變等；進一步研究發(fā)現(xiàn)，血流動力學主要是壁面剪切應力效應，在局部內(nèi)膜增生中發(fā)揮作用[32，35-38]。Ku等[39]研究發(fā)現(xiàn)，內(nèi)膜增生與最大壁面剪切應力、平均壁面剪切應力及振蕩剪切指數(shù)的倒數(shù)顯著相關，且呈線性正相關。壁面剪切應力量級的平均值和脈動分量對內(nèi)皮細胞的形態(tài)及生化信號均有顯著影響，可激活細胞內(nèi)信號轉導通路導致內(nèi)膜增生，從而以狹窄的形式減小血液通過的管腔面積，減少血流量，最終導致血栓形成，血管重構失敗[40-42]。因此，壁面剪切應力的大小、分布以及振蕩剪切指數(shù)等血流動力學參數(shù)對血管重構的影響近年來備受關注。

目前，對于血流動力學的研究主要集中在確定端側吻合幾何特征對壁面剪切應力分布的影響方面。Steinman 等[43]對45°端側吻合模型流動模擬的研究表明，在血管接合處及該處周圍的血管壁，瞬時壁面剪切應力升高。Freshwater等[44]研究發(fā)現(xiàn)，較大的吻合角會使血管接合處及周圍的血管壁產(chǎn)生更高的壁面剪切應力值和流動振蕩數(shù)，而剪切應力值的大小取決于吻合角度，小角度吻合較大角度吻合更適于減少血管內(nèi)膜增生，降低狹窄發(fā)生率。上述研究中，供體及目標血管的中心線均位于同一平面內(nèi)，因此形成了二維平面結構。另有學者在穩(wěn)態(tài)下以及瞬態(tài)流條件下研究了端側吻合模型中的三維平面結構，這種情況更接近現(xiàn)實，結果顯示與平面模型相比，三維平面結構模型吻合口處及周圍血管壁內(nèi)膜增生的發(fā)生率受壁面剪切應力變化的影響更大，同時平均振蕩壁面剪切應力的變化與內(nèi)膜增生也有一定關聯(lián)[45-46]。Bonert等[47]的研究表明，平行形式的側側吻合更適于維持移植物通暢。Frauenfelder等[48]的研究表明，在側側吻合中最高壁面剪切應力在發(fā)生狹窄血管段中，而不在吻合口附近。

隨著CT、磁共振血管造影和數(shù)字減影血管造影的發(fā)展，已經(jīng)可以進行患者顱內(nèi)血管的三維模型重構，但還不能進行瘤內(nèi)血流動力學的定量研究，目前的研究多應用CFD模擬獲得顱內(nèi)血管血流動力學的信息。CFD已成為目前了解相關血流動力學特征的重要工具，而計算機資源的發(fā)展和數(shù)據(jù)采集的進步促進了CFD在血流動力學中的應用。CFD有助于詳細預測術后流量和相關參數(shù)(血流量、壁面剪切應力、振蕩剪切指數(shù)等)，在優(yōu)化血管疾病治療方面起決定性作用[4]。結合上述技術手段，現(xiàn)階段較為新穎且有效的實驗方法是利用經(jīng)特殊染料灌注的人尸頭標本血管，手術模擬不同的后循環(huán)血管重建手術，探索供體血管和受體血管直徑、形狀及走形，對各種旁路移植術式的重建血管進行三維建模；首先將血管壁假設為剛性體，忽略了壁的擴張性，建立基于影像數(shù)據(jù)的三維剛性數(shù)值模型(血管有彈性，血液的流動區(qū)域隨著動脈壁變形膨脹而發(fā)生改變)，然后再運用流體動力學軟件測定不同血管重構模型下的血流量、壁面剪切應力、振蕩剪切指數(shù)等相關血流動力學參數(shù)，通過分析各種旁路移植術術式帶來的血流動力學參數(shù)變化，選擇最優(yōu)術式指導臨床治療[4,49-50]。

3 小 結

目前對于后循環(huán)動脈瘤，血管旁路移植術和血管內(nèi)血運重建均是合理選擇。選擇治療方案時應考慮夾層動脈瘤的位置、雙側椎動脈和枕動脈的發(fā)育情況、雙側PICA的距離、PICA的直徑以及PICA與椎動脈夾角等，并于術前仔細評估并選取最優(yōu)方案。目前關于血流動力學與血管重構的研究均圍繞冠狀動脈或股動脈開展，而對于腦血管血流動力學的研究剛剛起步，研究較少。同時，由于CFD及血流動力學專業(yè)的特殊性，多專業(yè)跨領域的合作可能成為未來腦血管疾病治療發(fā)展的新方向。