椎動脈損傷研究現(xiàn)狀與法醫(yī)學(xué)應(yīng)用

任 鵬,何松林,何柏林

(1.中國刑事警察學(xué)院,沈陽 110035;2.呼和浩特第一醫(yī)院,呼和浩特 010031;3.中國醫(yī)科大學(xué),沈陽 110122)

椎動脈損傷(vertebral artery injury, VAI)發(fā)生率較低，早期可無明顯癥狀，臨床易漏診和誤診，嚴重者因急性神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙而死亡。VAI 見于高墜、交通事故、醫(yī)療損傷、運動損傷、鈍性打擊、銳器損傷及槍彈損傷等[1]。臨床文獻中報道的外傷致VAI 的發(fā)生率變化很大，在所有創(chuàng)傷入院患者中占0.5%～2%[2]。隨著影像學(xué)技術(shù)發(fā)展及篩查方法的完善，椎動脈損傷的發(fā)現(xiàn)率逐步提高[3]。美國德克薩斯大學(xué)健康科學(xué)中心西南醫(yī)學(xué)院外科自1976 年起，在所有頸部嚴重創(chuàng)傷病例中實施血管造影術(shù)，三年內(nèi)椎動脈損傷在頸部血管損傷中的比例從之前的3%上升到19.4%[4]，可見椎動脈損傷隱蔽性較強，應(yīng)用恰當(dāng)檢驗方法可增加其檢出率。相較于影像學(xué)技術(shù)檢驗，法醫(yī)尸檢可更直觀地檢查椎動脈，其損傷檢出率可能更高。提高對椎動脈損傷檢驗的重視，有助于分析其損傷機制和致傷過程。

1 椎動脈解剖

椎動脈是鎖骨下動脈第一分支，從前斜角肌內(nèi)側(cè)發(fā)出，向上穿行于第6 ～1 頸椎橫突孔，經(jīng)枕骨大孔入顱，走行于延髓前外側(cè)，隨后兩側(cè)椎動脈向中間靠攏，匯成基底動脈。椎動脈走行復(fù)雜，分為V1 ～V4 四段。V1 段為近段，自起始處至C6 橫突，斜行走行；V2 段自C6 橫突至C2 橫突上緣，穿行于橫突孔，稱橫突段；V3 段自C2 橫突孔上緣至枕骨大孔，穿行于寰椎橫突孔，橫行向后走行于顱骨下，稱顱下段；V4 段為顱內(nèi)段，自枕骨大孔至基底動脈。

椎動脈發(fā)育異常和走行變異分為：1)橫突孔內(nèi)異常：7.6%椎動脈中線偏移，發(fā)生于各椎體水平；2)橫突孔外異常：椎動脈未從C6 水平入橫突孔內(nèi)占8%，其中1.8%在C4 水平入橫突孔，5.6%在C5水平入橫突孔，0.6%在C7 水平入橫突孔；3)動脈異常：椎動脈閉塞、雙腔或三腔椎動脈以及兩側(cè)椎動脈管腔直徑不同[5]。

研究表明，多數(shù)個體兩側(cè)椎動脈管腔直徑不同，10%兩側(cè)椎動脈管徑差值大于2 mm，26%兩側(cè)椎動脈管腔直徑一致[5]。一側(cè)椎動脈多個起始點共同匯成一條椎動脈的罕見案例也有報道[6]。椎動脈發(fā)育異常和變異會增加其病變和損傷的概率[7]。

2 椎動脈損傷臨床表現(xiàn)

早期可無癥狀，隨病程延長，血管損傷進展及血栓形成，多數(shù)患者將在24 h 內(nèi)出現(xiàn)癥狀，主要表現(xiàn)為其供血區(qū)小腦、腦干和視覺皮層缺血癥狀，包括頭痛、頸部疼痛、感覺和步態(tài)障礙、頭暈、惡心、嘔吐、意識障礙、語言困難、視力障礙，嚴重者可致患者神經(jīng)功能障礙、腦卒中甚至死亡[2,8]。因椎動脈損傷臨床癥狀缺失或缺乏特異性，難以通過臨床癥狀進行診斷，故在法醫(yī)學(xué)檢驗中，對于有頭頸部外傷史的患者應(yīng)仔細檢查椎動脈，以明確死因。

3 椎動脈損傷方式與機制

椎動脈損傷可分為自發(fā)性和外傷性，其中外傷性椎動脈損傷可分為穿透性損傷和鈍性損傷[2]。頸部損傷病例中，頸部鈍性損傷病例遠多于穿透性損傷病例，頸部鈍性損傷伴VAI 病例也遠多于穿透性損傷伴VAI 病例，但頸部鈍性損傷病例中伴有VAI 的比例低于后者[1]。

3.1 穿透性椎動脈損傷

國外研究表明，穿透性椎動脈損傷多見于刀刺傷和槍彈傷，其他如木頭傷、牛角傷、螺絲刀傷等占8.8%[9]；目前國內(nèi)尚未見有關(guān)穿透性椎動脈損傷的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。因我國槍支管制嚴格，槍彈傷發(fā)生率較低，相比之下銳器傷害案件比例較高。穿透性椎動脈損傷機制主要是外力直接作用造成椎動脈破裂。VAI 與頸椎骨折密切相關(guān)，高達70%的創(chuàng)傷性VAI 患者會伴有頸椎骨折[4]。兩側(cè)椎動脈損傷概率基本一致，雙側(cè)椎動脈同時損傷概率遠低于單側(cè)損傷；V2 段最易遭受穿透性損傷，V3 和V1 段次之[9]。

3.2 鈍性椎動脈損傷

鈍性椎動脈損傷常見于交通事故、高墜、鈍器打擊、 縊勒頸部、運動損傷等。在鈍性頸椎外傷中VAI 占17.2%～25.5%[2]。多數(shù)鈍性椎動脈損傷早期可無明顯癥狀，臨床易漏診和誤診，嚴重者因急性神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙而死亡[10]。交通事故和高墜同為高能量損傷，易造成頸椎骨折，從而常致V2 段損傷[11]。有學(xué)者認為交通事故是導(dǎo)致鈍性椎動脈損傷的最常見方式(51.5%)[12]，也有研究認為高墜是導(dǎo)致鈍性椎動脈損傷最常見方式(高墜63.2%，交通事故29.3%)[1]。即使是從相對高度較低的位置跌倒?jié)L落，也可造成椎動脈損傷引起蛛網(wǎng)膜下腔出血而死亡[13]。盡管鈍器打擊造成椎動脈損傷發(fā)生率較低(1%)[1]，但仍有相關(guān)報道，如頸部遭受鈍性外力作用致椎體骨折，并發(fā)同水平椎動脈破裂致咽后部巨大血腫形成[14]和打擊頭部致V4 段撕裂[15]。縊勒頸部是造成椎動脈損傷的另一原因，Saternus[16]報道，25%自縊死亡案例中可見椎動脈損傷，包括椎動脈破裂、內(nèi)膜撕裂、內(nèi)膜下出血。體育運動也可引起椎動脈損傷，頭頸部特別是乳突區(qū)受沖擊易造成頭部向沖擊對側(cè)彎曲，引起沖擊同側(cè)椎動脈過伸而直接應(yīng)力增加，致其損傷；但有報道稱高爾夫球撞擊左頸部致對側(cè)椎動脈損傷，其機制可能是高爾夫球直徑小，撞擊頸部后頭部向沖擊同側(cè)彎曲致對側(cè)過伸而引起對側(cè)椎動脈破裂[17-18]。進行非激烈身體對抗體育運動如射箭和瑜伽時，頸部拉伸和扭轉(zhuǎn)也可造成椎動脈損傷[17,19]。

鈍性椎動脈損傷機制包括頸椎牽拉、過屈、過伸、旋轉(zhuǎn)、關(guān)節(jié)脫位和頸椎骨折。椎動脈易受牽拉影響，縊吊造成頭頸縱向牽拉引起椎動脈內(nèi)膜撕裂及內(nèi)膜下出血，損傷多發(fā)生在V1 段和V3 段， V2 段特別是高位頸椎C1/C2/C3 水平對應(yīng)椎動脈受縱行牽拉損傷較少[16]，這與椎動脈在C6 和C1 水平位置相對固定，而V2 段相對游離有關(guān)。生物力學(xué)研究表明，沿椎動脈長軸牽拉比沿橫軸牽拉更易引起動脈內(nèi)膜損傷[20]，造成內(nèi)膜橫行撕裂[21]。除牽拉機制外，外力作用造成頭部向一側(cè)旋轉(zhuǎn)并輕微伸展，致對側(cè)椎動脈壓閉[22]，壓閉點下游椎動脈內(nèi)壓力瞬間降低，代償性血液循環(huán)經(jīng)腦底血管反向流入，造成椎動脈內(nèi)壓力驟增，引起縱行破裂[23]。旋轉(zhuǎn)性外力多見于頭部遭受打擊，有報道稱右眉弓和下頜受打擊，其左側(cè)椎動脈V4 段沿長軸縱行撕裂[15]。血管內(nèi)拉力和壓力變化可能是造成動脈縱行破裂的主要原因，外力作用使頭部旋轉(zhuǎn)加速致顱內(nèi)動脈拉力和壓力增加，血管內(nèi)拉力增加會引起血管橫行破裂，垂直血管壁的壓力增加引起血管縱行破裂[15]。頸部受牽拉易造成椎動脈內(nèi)膜撕裂，頭部受打擊后旋轉(zhuǎn)易造成椎動脈縱行破裂，致蛛網(wǎng)膜下腔出血，這兩種情況在法醫(yī)實踐中雖可出現(xiàn)，但缺乏大樣本數(shù)據(jù)支撐，需進一步研究證明。關(guān)節(jié)脫位和骨折也可致鈍性椎動脈損傷，如橫突骨折易造成椎動脈V2 段損傷；直接外力作用造成頸椎椎體間移位，撞擊和牽拉致椎動脈損傷[8]。

3.3 醫(yī)源性椎動脈損傷

醫(yī)源性椎動脈損傷是臨床診療過程中一種罕見并發(fā)癥，是椎動脈鈍性損傷和穿透性損傷的特殊類型，原因包括中心靜脈留置導(dǎo)管穿刺術(shù)、頸椎外科手術(shù)、頸椎按摩、診斷性腦血管造影術(shù)、經(jīng)皮神經(jīng)阻滯術(shù)及頭頸部放射性治療[24]。

中心靜脈留置導(dǎo)管穿刺過程中誤傷椎動脈，致動脈內(nèi)膜剝離、血栓形成、動靜脈瘺和假性動脈瘤形成[25]，即使在超聲引導(dǎo)下也無法完全避免[26]；留置管穿刺部位均在右側(cè)，故造成右椎動脈誤傷居多，多位于V1 段，其次是V2 段[24]。

頸部外科手術(shù)造成椎動脈損傷較罕見。頸椎前路手術(shù)致椎動脈損傷發(fā)生率為0.3%～0.5%，原因包括磨鉆滑越偏離中線、過度切除骨和間盤、因腫瘤或感染致椎管側(cè)壁病理性軟化；后路手術(shù)時，磨鉆鉆孔、攻絲和螺絲置入是造成椎動脈損傷的主要原因，后路C1/C2 關(guān)節(jié)固定術(shù)引起椎動脈損傷發(fā)生率為4.1%～8.2%[7]。因手術(shù)造成椎動脈損傷，嚴重者可致動靜脈瘺、假性動脈瘤、遲發(fā)性出血、血栓、栓塞、腦缺血和死亡等。

頸椎按摩是形成椎動脈夾層的危險因素之一，夾層形成后，72%傷者在2 d 內(nèi)出現(xiàn)頭痛、頭暈等椎動脈損傷癥狀[27]。因按摩位置在頸椎兩側(cè)，所以頸椎按摩可致雙側(cè)椎動脈夾層形成；損傷多位于V3 段，可能是因該段位于寰樞椎交界附近，受旋轉(zhuǎn)外力影響大所致[28]。

行腦血管造影術(shù)穿刺椎動脈時，因椎動脈管腔較細，導(dǎo)管活動受限而損傷動脈內(nèi)膜致夾層形成，且內(nèi)膜下注射造影劑也是夾層進一步發(fā)展的主要危險因素，臨床操作過程中應(yīng)避免在椎動脈分支處注射造影劑，以降低夾層動脈瘤形成風(fēng)險[24]。

臨床上頸胸神經(jīng)節(jié)阻滯術(shù)需在超聲引導(dǎo)下進行，頸胸神經(jīng)節(jié)位于椎動脈起始部后方，椎動脈走行變異時，易穿刺于椎動脈并在其內(nèi)注射麻醉藥物導(dǎo)致患者中毒[29]，法醫(yī)學(xué)檢查時應(yīng)尋找穿刺點，并提取周圍組織進行毒藥物檢驗。

頭頸部惡性腫瘤患者接受放射性治療，因慢性照射造成血管內(nèi)皮損傷、彈性纖維和平滑肌細胞纖維化、動脈外膜纖維化致頸動脈及椎動脈狹窄、梗阻，并促進動脈粥樣硬化形成[30]。

4 椎動脈損傷檢查

4.1 臨床檢查

臨床上檢查椎動脈常用方法有X 線斷層掃描血管造影、數(shù)字減影血管造影和超聲檢查等。

血管造影是篩查椎動脈損傷最有效的方式，其敏感性強、特異性好，是檢查椎動脈損傷的金標(biāo)準。臨床上依靠血管造影技術(shù)制定的修訂版丹佛分級標(biāo)準[31]，對椎動脈損傷程度進行分級： Ⅰ級，輕度內(nèi)膜損傷或內(nèi)膜不規(guī)則狹窄＜25%；Ⅱ級，夾層合并內(nèi)膜凸起、腔內(nèi)血栓形成或腔內(nèi)血腫形成狹窄＞25%；Ⅲ級，假動脈瘤形成； Ⅳ級，管腔閉塞；Ⅴ級，橫行離斷合并出血。X 線斷層掃描血管造影(CTA)逐步成為篩查椎動脈損傷的首選方法，雖然敏感性一般，但優(yōu)勢在于無創(chuàng)性。CTA 不僅可避免頸部損傷患者二次損傷，而且還可顯示穿透性損傷軌跡、椎動脈及周圍毗鄰組織損傷情況[32]，有效指導(dǎo)治療。數(shù)字減影血管造影(DSA)分辨率較高，小夾層與外來異物碎片均可清晰顯示。應(yīng)用磁共振血管造影(MRA)篩查椎動脈損傷的優(yōu)勢在于掃描過程中可同時識別腦和脊髓損傷，缺點是MRA 敏感性較CTA低且耗時長，患者躁動或金屬異物殘留易產(chǎn)生偽影。

超聲檢查迅速且無創(chuàng)，但無法血管成像，不能精確評估血管損傷。頸部椎體多且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，椎動脈受到橫突包裹，骨性結(jié)構(gòu)干擾成像，其適用性有限。

4.2 法醫(yī)學(xué)檢驗

椎動脈檢驗有原位提取椎動脈和整體提取頸椎兩種方式[33]，均可從前路或后路提取。

原位前路提取法[34]：Y 型切開頸前皮膚，分離皮下軟組織暴露頸椎前側(cè)；尋找并切斷椎動脈起點，向上分離暴露V1 段；咬骨鉗剪開C6 ～C1 椎體橫突孔前部，暴露V2 段；沿椎動脈向上仔細清理組織和骨碎片分離V3 段；去除顱蓋取出腦組織，此時椎動脈已從顱腔內(nèi)離斷；小心活動分離顱底硬腦膜，耐心將椎動脈從枕骨大孔拉出，注意動作輕柔；完整提取椎動脈后檢查。

原位后路提取法：尸體俯臥位，自枕外隆凸至上胸椎正中直線切開皮膚，切口上下兩端再做水平切口(切口呈“工”型)，分離皮下軟組織，暴露椎弓；用擺鋸切斷兩側(cè)椎弓板，游離周圍韌帶，橫行切斷并移除頸髓，暴露椎管；鋸頭探入椎管內(nèi)，鋸斷雙側(cè)椎弓根前內(nèi)側(cè)(內(nèi)切口)；鋸頭放在橫突外側(cè)，在橫突前結(jié)節(jié)和后結(jié)節(jié)之間鋸開橫突孔(外切口)，注意避免損傷椎動脈；移除骨組織，暴露椎動脈V2和V3 段檢查后，離斷取出；常規(guī)頭部解剖取出V4段[35]。

整體前路提取法：常規(guī)切開并分離頸前軟組織，暴露頸椎前側(cè)；用擺鋸將C7 或T1 椎體橫斷；去除顱蓋和腦暴露顱底后，做兩個冠狀位切口，一切口位于后床突后方，另一切口位于枕骨大孔后，切口長度約2 cm，然后將此區(qū)域做長方形切開；分離去除軟組織，剝離松動后取出頸椎，此時椎動脈隨椎體完整取出。

整體后路提取法：尸體俯臥位，T 型切開頭項部并分離頸后軟組織暴露頸椎；用擺鋸將C7 或T1 椎體橫斷；在枕骨上做兩個矢狀位切口，分別位于中線兩側(cè)，鋸口向顱骨底部延伸至兩側(cè)枕骨大孔前約1 cm 處，即后床突附近，然后將兩矢狀位鋸口連接橫行鋸斷；逐步分離軟組織并撬壓松動取出椎體。頸椎取出后，有兩種處理方式，一種是注入造影劑或血管定型劑，進行影像學(xué)檢查；另一種用福爾馬林固定，脫鈣處理后制作連續(xù)切片；脫鈣后的頸椎也可以采取原位提取椎動脈的方式，取出椎動脈進行檢查。

原位提取椎動脈簡便快速，但提取過程中易損傷椎動脈，因此動作要輕柔。整體提取椎體難度大速度慢，提取后尸體頭部缺乏支撐失去穩(wěn)定性，頸椎后續(xù)處理方法復(fù)雜，但對椎動脈保護較好。

有學(xué)者將血管鏡檢查應(yīng)用于法醫(yī)尸檢：取出腦后，夾閉椎動脈顱內(nèi)段離斷處，然后切除頸前軟組織，分離暴露鎖骨下動脈及椎動脈，將5Fr 鞘管插入椎動脈起始處，從側(cè)管注入生理鹽水(壓力19.95 kPa)，將血管鏡插入血管，根據(jù)需要使用4Fr-L 型導(dǎo)管改變血管鏡尖端行進方向，觀察血管內(nèi)腔。椎動脈血管鏡可展現(xiàn)V2 段損傷，但椎動脈全程走行彎曲，V3 段損傷難以觀察[36]。

5 椎動脈損傷的法醫(yī)學(xué)鑒定

5.1 椎動脈損傷案件現(xiàn)狀

法醫(yī)學(xué)中涉及椎動脈損傷案件并不少見。

機械性損傷案件中，頸部銳器損傷后探查創(chuàng)道，較易發(fā)現(xiàn)穿透性椎動脈損傷；交通事故引起頸椎骨折，特別是橫突骨折易造成椎動脈內(nèi)膜剝離和血栓形成，早期癥狀可不明顯，隨病程進展可繼發(fā)大面積腦干及小腦梗死而死亡[37]；頭面部及頸部遭受鈍性外力作用造成頸部旋轉(zhuǎn)及過伸等，可導(dǎo)致椎動脈撕裂引起蛛網(wǎng)膜下腔出血而死亡[38]。

機械性窒息案件中，縊索牽拉頸部造成椎動脈過度拉伸，引起椎動脈損傷或閉塞導(dǎo)致蛛網(wǎng)膜下腔出血或腦缺血。血管鏡檢查勒死和溺死死者的椎動脈，發(fā)現(xiàn)部分死者也存在椎動脈內(nèi)膜損傷[36]，猜測其損傷機制與肌肉強烈收縮引起頸部牽張、過伸及旋轉(zhuǎn)有關(guān)。

猝死案件中，如椎動脈在先天發(fā)育異常或疾病(如原發(fā)性椎動脈瘤)基礎(chǔ)上受到外力作用破裂，或椎動脈遭受外力作用遷延形成動脈瘤后破裂[39]，都需要對椎動脈破裂的原發(fā)性和創(chuàng)傷性進行分析辨別。有報道稱癲癇發(fā)作肌肉痙攣也可導(dǎo)致椎動脈夾層形成，繼發(fā)腦梗死而產(chǎn)生神經(jīng)癥狀[40]。

中毒案件中未檢索到關(guān)于椎動脈損傷的報道。推測認為致痙攣的毒藥物可能會使肌肉產(chǎn)生類似于癲癇、勒死或溺死等引起的強烈收縮痙攣而造成椎動脈損傷，但這需要在法醫(yī)實踐中加以證明。

另外，椎動脈破裂案件中，明確損傷和疾病以分析傷病關(guān)系，研究椎動脈損傷時間、血栓形成的原因及時間等，都是法醫(yī)學(xué)需要攻克的難題。

國內(nèi)外椎動脈損傷研究多集中于臨床領(lǐng)域，包括影像學(xué)檢查和手術(shù)治療等。國外椎動脈損傷法醫(yī)學(xué)研究較早，覆蓋較廣，包括損傷機制和案例分析等；國內(nèi)椎動脈損傷法醫(yī)學(xué)研究多為案例報道[41]。目前椎動脈損傷法醫(yī)學(xué)研究數(shù)據(jù)較陳舊，主要依賴臨床統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行法醫(yī)學(xué)分析，并且國內(nèi)缺乏椎動脈損傷大樣本數(shù)據(jù)統(tǒng)計研究。

椎動脈損傷法醫(yī)學(xué)研究較少的原因，分析總結(jié)有以下幾點：1)相關(guān)案件死因或性質(zhì)明確，未做全面尸檢。2)發(fā)現(xiàn)可導(dǎo)致死亡的嚴重損傷后忽略了椎動脈損傷。3)誤診為原發(fā)疾病而忽視了外傷因素。4)椎動脈解剖檢驗較為困難。

5.2 椎動脈損傷鑒定注意事項

椎動脈損傷檢驗意義不僅在于分析死因，更多在于分析致傷過程并探討機制，有助于復(fù)雜案件現(xiàn)場分析。因此應(yīng)重視并推廣椎動脈的檢驗。其法醫(yī)學(xué)鑒定注意事項如下：

1)全面收集臨床資料。椎動脈損傷初期可無癥狀，病程具有遷延性，椎動脈損傷影像學(xué)分級與臨床表現(xiàn)無關(guān)[2]。穿透性椎動脈損傷可伴有神經(jīng)系統(tǒng)損傷癥狀，包括痛溫覺缺失、吞咽困難等[9]；穿透性椎動脈損傷通常是在檢查頸部穿透傷時確診，出血、氣管食管損傷等相關(guān)癥狀是椎動脈、頸動脈、脊髓等組織器官受損后共同導(dǎo)致，檢驗中要重視對臨床資料全面審查。

2)重視椎動脈的檢驗。椎動脈與頸動脈解剖位置接近，兩者損傷機制、解剖結(jié)構(gòu)、治療手段及損傷后果雖有類似但不完全一致。相關(guān)案件椎動脈和頸動脈均需檢查，相互佐證。頭頸部創(chuàng)傷案件中發(fā)現(xiàn)重度顱腦損傷特別是伴有腦底蛛網(wǎng)膜下腔出血時，需仔細檢查V4 段是否破裂[42]。

3)可采取椎動脈節(jié)段性檢驗。因椎動脈提取較困難，可根據(jù)案情及損傷機制分析椎動脈損傷易發(fā)節(jié)段進行針對性檢查。

4)避免死后人為損傷。應(yīng)熟悉解剖結(jié)構(gòu)、熟練檢驗方法，動作輕柔。

5)提高對醫(yī)源性椎動脈損傷的重視程度。特別是頸椎外科手術(shù)后及各類穿刺術(shù)后，檢查椎動脈及其周圍組織繼發(fā)性損傷及病變，分析其損傷機制，以明辨死因。