经颅多普勒超声椎动脉血流速度减低的病理机制与鉴别诊断

钟经馨 张莹莫秀云陈向燕

颅内动脉血流动力学的变化是经颅多普勒超声(transcranial Doppler ultrasound，TCD)诊断颅内动脉狭窄或闭塞的唯一依据。然而，椎—基底动脉走行的变异性和侧支代偿的复杂性，使得TCD对椎-基底动脉病变的诊断准确性明显低于前循环[1-2]。因此，对于TCD所示椎动脉(vertebral artery，VA)血流速度减低这一重要的血流参数的变化，临床常常采取不置可否的态度。为了探讨缺血性卒中患者椎动脉血流速度减低的临床意义，本文回顾性分析168例TCD示椎动脉血流速度减低的患者，以数字血管减影(digital subtraction angiography，DSA)为“金标准”，探讨椎动脉血流速度减低的病理机制，并深入分析不同类型椎动脉血管病变的血流动力学差异，以期对TCD的鉴别诊断提供参考价值。

1 对象与方法

1.1 研究对象 来源于2009年1月至2011年12月广东省中医院脑病中心收治的缺血性卒中患者。纳入标准：①诊断标准参考《中国脑血管病防治指南》[3]，经头颅MRI或CT明确诊断为缺血性卒中患者；②TCD示一侧或双侧椎动脉颅内段收缩期血流速度(systolic velocity，Vs)＜40 cm/s[4]；③所有患者均于TCD检查2周内行DSA检查。排除标准：①颈动脉重度狭窄或闭塞患者；②锁骨下动脉≥50%狭窄患者；③基底动脉重度狭窄或闭塞患者。共168例缺血性卒中患者纳入研究，包括急性脑梗死106例(63%)，陈旧性脑梗死19例(11%)，短暂性脑缺血发作(transient ischaemic attack，TIA)43例(26%)。研究对象中，男125例，女43例；年龄36～88岁，平均(62±10)岁。

1.2 研究方法 由2年以上操作经验的专科医生进行TCD检查，由有经验的神经介入医师完成DSA检查。连续纳入符合条件的患者，并根据DSA结果进行分组，比较各组年龄、性别、脑血管危险因素(高血压、高血脂、糖尿病、心脏病、吸烟)以及组内、组间脑血流动力学参数。为了进一步分析不同病变类型椎动脉的频谱特征，将全部椎动脉按病变类型分组，比较各组的血流动力学差异。

1.2.1 TCD检查 采用德国DWL公司的Multi-Dop X型诊断仪，2.0 MHz脉冲多普勒探头，经颞窗探测双侧大脑中动脉、大脑前动脉交通前段、大脑后动脉；患者取坐位，经枕窗探测双侧椎动脉及基底动脉。椎动脉探测深度为50～79 mm。记录各动脉的Vs、平均流速、血管搏动指数(pulsatility index，PI)及频谱形态。

1.2.2 DSA检查 DSA检查采用GE-Innova 3100血管造影机。椎动脉狭窄程度的测量按照北美症状性颈动脉狭窄试验法(North American Symptomatic Carotid Endarterectomy Trial，NASCET)计算[5]，狭窄率(%)＝(1-狭窄处血管直径)/远端正常血管直径×100%。狭窄分级标准为轻度0～49%；中度50%～69%；重度70%～99%；闭塞。椎动脉发育不良标准[6]：一侧椎动脉均匀变细，管径小于对侧50%或管径≤2.5 mm。

1.3 统计学方法采用SPSS 17.0进行统计学分析。Vs、PI采用(x±s)表示；组内均数的比较采用配对t检验；多组间均数的比较采用方差分析P＜0.01，则进一步两两比较采用LSD法；性别及脑血管危险因素等率的比较采用χ2检验。检验水准α=0.05。

2 结果

2.1 DSA结果纳入研究的168例患者中，双侧椎动脉正常者41例(占24.4%)；椎动脉狭窄者72例(占42.8%)，其中包括椎动脉起始段病变61例(占36.3%)(轻度狭窄9例，中度狭窄14例，重度狭窄21例，闭塞17例)，颅内段闭塞11例(占6.5%)；椎动脉发育/走形变异者55例(占32.7%)，其中一侧椎动脉发育细小27例(占16.1%)，单侧或双侧椎动脉走行迂曲/变异28例(占16.6%)。

按照DSA检查结果分为椎动脉(vertebral artery，VA)正常组、狭窄组和发育变异组，3组的年龄差异有统计学意义(F=3.154，P=0.045)，其中VA狭窄组年龄高于VA正常组(P=0.016)，与VA发育变异组则无统计学差异(P=0.126)。3组性别分布无统计学差异(P＞0.05)。3组患高血压的比率有统计学差异(χ2=7.883，P＜0.05)，VA狭窄组(83.3%)高于发育变异组(60%)(P=0.005)。其他脑血管病危险因素在3组中的分布无统计学差异(均P＞0.05)(见表1)。

2.2 各组血流动力学参数的比较组内比较显示，VA正常组双侧椎动脉Vs、PI的比较均无统计学差异(均P＞0.05)；VA狭窄组患侧椎动脉Vs低于健侧(t=-7.565，P＜0.001)；VA发育变异组患侧椎动脉Vs低于健侧(t=-5.194，P＜0.001)，PI则高于健侧(t=4.872，P＜0.001)(见表2)。

组间Vs比较显示，3组间患侧(F=11.862，P＜0.001)和健侧(F=9.971，P＜0.001)椎动脉Vs均有统计学差异，进一步两两比较，患侧为VA狭窄组(P＜0.001)及VA发育变异组(P＜0.001)Vs低于VA正常组，健侧为VA狭窄组Vs高于VA正常组(P＜0.001)及VA发育变异组(P=0.002)(见表2)。

组间PI比较显示，3组间健侧椎动脉PI无统计学差异(F=0.878，P=0.418)；患侧椎动脉PI则有统计学差异(F=5.405，P=0.005)，进一步两两比较，发育变异组患侧椎动脉PI高于狭窄组(P=0.02)及正常组(P=0.019)(见表2)。

2.3 不同类型椎动脉的血流动力学比较将全部椎动脉(336支)按病变类型分为5组：正常椎动脉167支(49.7%)、VA发育/走行变异76支(22.6%)、VA颅外段轻-中度狭窄37支(11%)、VA颅外段重度狭窄-闭塞45支(13.4%)及VA颅内段闭塞11支(3.3%)。

5组间椎动脉Vs(F=9.223，P＜0.001)和PI(F=18.616，P＜0.001)均有统计学差异，进一步两两比较，发育/走行变异组(P＜0.001)、颅外段重度狭窄-闭塞组(P＜0.001)及颅内段闭塞组(P=0.006)Vs均低于正常椎动脉组；颅外段轻-中度狭窄组Vs与正常椎动脉比较则无统计学差异(P=0.195)；颅外段重度狭窄-闭塞组Vs低于正常椎动脉(P=0.000)和颅外段轻-中度狭窄组(P=0.014)(见表3)。

表1 椎动脉正常组、狭窄组和发育变异组的人口学资料和血管病危险因素分布

表2 各组间椎动脉血流参数的比较

PI两两比较显示，VA发育/走行变异组(P＜0.001)、颅外段轻-中度狭窄组(P=0.002)和颅内段闭塞组(P＜0.001)PI均高于正常椎动脉；VA颅外段重度狭窄-闭塞组PI分别低于正常椎动脉(P=0.022)、VA发育变异组(P＜0.001)、VA颅外段轻-中度狭窄组(P＜0.001)和V颅内段闭塞组(P＜0.001)(图 1)；VA 颅内段闭塞组 PI最高(1.47±0.13)，高于其他各组(均P＜0.001)(图2)。

3 讨论

对于椎动脉血流速度减低这一血流动力学变化，临床并未予以足够的重视，或仅简单地定义为椎基底动脉供血不足。本研究表明，32.7%(55/168)的患者椎动脉血流速度的减低可能源于一侧椎动脉的发育细小或走行迂曲、变异；而更值得注意的是，30.9%(52/168)的患者存在椎动脉起始段≥50%狭窄或者闭塞，6.5%(11/168)的患者为椎动脉颅内段(发出小脑后下动脉后)闭塞。这种低流速改变或许能为后循环缺血的发病机制提供血流动力学依据。

有研究报道椎动脉发育不良及椎动脉优势现象与后循环缺血存在明显的关联[7]，而TCD对诊断椎动脉发育不良有很高的特异性(90.9%)[8]。本研究发现，发育变异组患侧椎动脉Vs较对侧明显减低，PI则相对增高，这种Vs及PI的不对称性，可对TCD诊断一侧椎动脉的发育细小或走行迂曲/变异提供参考依据。

有研究表明，症状性椎-基底动脉狭窄≥50%的患者TIA和小卒中的年发生率要高于症状性颈动脉狭窄患者[9]。本组病例中，36%的患者存在起始段狭窄性病变，其中中、重度狭窄及闭塞占85%，这或许意味着，椎动脉起始段的中、重度狭窄或闭塞对远段血流动力学的变化起着主要作用，而持续的低灌注现象可能是急性椎基底动脉缺血发作的主要原因[10]。为进一步分析中、重度狭窄及闭塞对椎动脉颅内段血流动力学的影响，本研究按不同狭窄程度及部位对狭窄组进行亚组分析发现，PI对区分血管狭窄的程度及部位有指导意义。椎动脉起始段＜70%狭窄组，可致椎动脉颅内段血流速度减低，但对PI无影响；当椎动脉起始段≥70%狭窄/闭塞时，患侧椎动脉则为低流速低搏动性改变；而对于椎动脉颅内段闭塞者，患侧椎动脉则呈明显的低流速高搏动性改变，且随着探测深度的加深，血流信号逐渐减弱，直至出现单峰的、小尖波频谱或血流信号的消失，这种渐进性变化可区分发育异常组患侧椎动脉均匀一致的低流速高搏动性改变。同时，健侧椎动脉血流速度的比较或许对鉴别诊断有提示作用，狭窄组健侧椎动脉Vs高于正常组及发育变异组，可能的原因为一侧椎动脉重度狭窄或闭塞后，对侧椎动脉Vs代偿性增快。

图1 A：DSA示右椎动脉开口处重度狭窄；B：TCD示左椎动脉正常；C：右椎动脉Vs、PI相对减低

图2 A：DSA显示右椎动脉颅内段闭塞；B：TCD示右椎动脉“单峰”改变；C：左椎动脉Vs代偿性增快

表3 不同类型椎动脉血流动力学的比较

本研究中，狭窄组的年龄高于正常组，其高血压的患病率亦高于发育变异组，二者虽为脑血管狭窄的危险因素，但同时亦是脑血流动力学的影响因素，因此，本研究未能在同年龄组及相同危险因素的基础上评价椎动脉病变的血流动力学差异，是本研究的缺陷。同时，椎动脉血流速度减低对后循环缺血性卒中发病机制的作用，仍有待进一步的深入研究。

Firas等[11]在一项前瞻性研究中指出，椎动脉开口处动脉粥样硬化性斑块的形态学及血流动力学特征可能与后循环卒中及支架术后再狭窄直接相关。但由于后循环血管走行及侧支代偿的复杂性，无创血管检查对于后循环评估的准确性仍有待提高，如果能敏锐地观察到椎动脉血流动力学的变化，则对提高TCD诊断椎动脉病变的准确性有一定的帮助。本研究显示，TCD椎动脉颅内段血流速度的减低可见于正常椎动脉、发育不良/变异、椎动脉起始段重度狭窄/闭塞及颅内段闭塞，双侧椎动脉Vs及PI对称性的比较对于鉴别诊断具有重要意义。

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