侧支循环对颈内动脉重度狭窄或闭塞患者脑血管反应性和注意网络的影响

危 薇， 黄家俊， 罗 华， 汪静秋



侧支循环对颈内动脉重度狭窄或闭塞患者脑血管反应性和注意网络的影响

危 薇1， 黄家俊2， 罗 华1， 汪静秋1

目的 探讨侧支循环开放的类型对颈内动脉(internal carotid artery,ICA)重度狭窄或闭塞患者脑血管反应性和注意网络的影响。方法 将有侧支循环形成的患者分为前交通动脉(anterior communicating artery,AcoA)开放组、后交通动脉(posterior communicating artery,PcoA)开放组和眼动脉(ophthalmic artery,OA)开放组，分别检测各组的屏气指数(breath-holding index,BHI)和注意网络测试(attention network test,ANT)指标。结果 AcoA开放组患侧BHI、总平均反应时间(reaction time,RT)和执行功能优于其它两组，OA开放组的定向和执行功能较其它两组减退(P<0.05)。AcoA和PcoA开放组患侧的BHI与相应的ANT总平均RT呈负相关(P<0.01)。结论 AcoA开放患者脑血管反应性和注意网络损害的程度较PcoA和OA开放者较轻，AcoA是对于注意功能最有效的侧支循环。

颈动脉狭窄； 侧支循环； 脑血管反应性； 注意网络测试

已知颈内动脉(internal carotid artery,ICA)重度狭窄或闭塞可导致脑血管自动调节机制功能减弱和认知功能障碍[1,2]。当ICA狭窄达到一定程度时，侧支循环是维持大脑血供的新途径。注意是认知活动的调节机制，有认知障碍的患者均有不同程度的注意缺陷。目前国内外鲜有对不同类型侧支循环开放的ICA重度狭窄或闭塞患者注意功能的研究。

本文把经颅多普勒超声(transcranial doppler ultrasonography,TCD)屏气试验与注意网络测试(attentional network test,ANT)结合，从脑血管反应性和注意网络方面探讨主要几种侧支循环形成方式对ICA重度狭窄或闭塞患者认知功能的影响，为改善其预后提供依据。

1 材料与方法

1.1 研究对象 选择2013年1月-2015年5月本院神经内科住院60例患者作为病例组，年龄55～78岁，纳入标准：(1)经数字减影血管造影(digital subtraction angiography,DSA)确诊，符合北美症状性颈动脉内膜剥脱术试验(North American Symptomatic Carotid Endarterectomy Trial,NASCET)单侧ICA重度狭窄(70%～99%)或闭塞(100%)的标准[3]，对侧ICA无狭窄；(2)经TCD检测有侧支循环开放；(3)愿意并能配合完成注意网络功能测试，MMSE量表评分>24分；(4)未服用抗精神病药物。排除标准：(1)意识障碍；(2)短暂性脑缺血发作；(3)CT或MRI提示存在脑梗死、脑出血、颅内肿瘤、脑动脉瘤、动静脉畸形、Moyamoya病等；(4)有精神病史；(5)有引起认知功能障碍的其它病史；(6)TCD颞窗透声不良；(7)有ICA以外的动脉狭窄。根据侧支循环参与的类型将病例组分为前交通动脉(anterior communicating artery,AcoA)开放组、后交通动脉(posterior communicating artery,PcoA)开放组和眼动脉(ophthalmic artery,OA)开放组。对照组：选择本院离退休人员和体检结果正常的健康老年人30例，性别、年龄、受教育年限、MMSE量表评分与病例组患者匹配。

1.2 研究方法

1.2.1 TCD检测方法 使用德立凯公司的EMS-9A型经颅多普勒超声诊断仪，用1.6 MHz脉冲波经颞窗和枕窗检查颅底动脉环，包括双侧颈内动脉终末段、大脑中动脉、大脑前动脉、大脑后动脉、椎动脉和基底动脉。经眼窗检测眼动脉和颈内动脉虹吸段。TCD侧支循环判断标准：(1)AcoA开放：患侧ACA血流速度增快且反向，压迫健侧颈总动脉时，患侧大脑中动脉流速降低;(2)PcoA开放：患侧大脑后动脉和椎-基底动脉血流速度增快;(3)OA开放：OA反向说明OA开放[4]。

1.2.2 屏气试验[5]受试者取仰卧位，平静呼吸室内空气5 min，操作者使用手控1.6 MHz脉冲探头在双侧颞窗取得最佳大脑中动脉(middle cerebral artery,MCA)信号，记录MCA的平均血流速度。受试者于自然吸气末开始屏气，30 s后再次记录MCA的平均血流速度。屏气指数(breath holding index,BHI)通过以下公式计算：BHI=(Vm’-Vm)/Vm×100÷屏息秒数(Vm’为屏气后MCA的平均血流速度，Vm为屏气前MCA平均血流速度)。两侧血管检查至少间隔10 min，进行实验前受试者均进行屏气练习，能正确配合实验。

1.2.3 注意网络测试(attentional networks test,ANT) 采用ANT实验范式[6]，用E-prime 实验软件编程。实验过程：(1)电脑屏幕中央出现注视点“+”；(2)屏幕中随机出现有效或无效的线索提示“*”[共4种方式：不出现(无提示)、在屏幕中心点上下同时出现(无效空间线索提示，double cue)、在屏幕中心点上下分别出现(有效空间线索提示,spatial cue)、在中心点出现(中央提示,center cue)]；(3)提示消失，再次出现注视点；(4)靶刺激(“←”或“→”，有3种类型：单箭头、同时呈现5个箭头的中间箭头，方向与周围箭头一致或不一致)呈现，要求受试者在最短时间内对靶刺激作出按键反应。实验共进行312次检测，其中练习24次和正式实验288轮，测试时间约30 min，分3个阶段，中间可休息一次。4种线索提示情况各出现72次，3种目标刺激各出现96次，程序自动记录被试反应时间RT。按照Fan[4]的ANT设计，警觉功能效率=RT(无提示)-RT(有提示)，数值越大提示警觉网络效率越高；定向网络功能效率=RT(无效空间线索提示)-RT(有效空间线索提示)，数值越大提示定向网络效率越高；执行功能效率=RT(靶箭头方向与其它不一致)-RT(靶箭头方向与其它一致)。当靶箭头与干扰箭头方向不一致时，受试者需要解决这种冲突，耗时增加提示执行网络效率降低。总平均RT=总按键时间/288，总准确率=(288-错误数)/288×100%。

2 结 果

2.1 各侧支循环开放组临床资料比较 根据TCD检测的侧支循环开放类型将患者分为AcoA开放组、PcoA开放组和OA开放组。3组与对照组性别、年龄、受教育年限和MMSE量表评分比较差异均无统计学意义(见表1)。

2.2 侧支循环开放形式对脑血管反应性的影响 各侧支循环开放组患侧MCA的Vm、Vm’和BHI均比对照组低，PcoA和OA开放组患侧BHI较AcoA开放组患侧更低；AcoA开放组健侧Vm和Vm’较其它组高(P<0.05)，PcoA和OA开放组健侧Vm、Vm’和3组健侧BHI与对照组相比均无统计学差异(见表2)。

2.3 各侧支循环开放组与对照组ANT指标比较 各组总准确率和警觉功能差异无统计学意义；与对照组比较，各侧支循环开放组总平均RT延长，定向功能和执行功能效率下降，但AcoA开放组的总平均RT和执行功能优于PcoA和OA开放组，定向功能优于OA开放组；PcoA开放组的定向功能和执行功能优于OA开放组(P<0.05)(见表3)。

2.4 各侧支循环开放组患者BHI与ANT指标的相关性 AcoA和PcoA开放组患侧BHI与相应的ANT总平均RT均呈负相关(r=-0.623,P<0.01；r=-0.591,P<0.01)(见图1、图2)，各组健侧和对照组BHI与ANT总平均RT均无相关性。各组的BHI与ANT警觉功能、定向功能和执行功能也均无相关性。

表1 各侧支循环开放组和对照组临床资料比较

注：各组的性别、年龄、受教育年限和MMSE量表评分比较差异无统计学意义

表2 各侧支循环开放组和对照组TCD屏气前后MCA的Vm和BHI比较

与对照组比较*P<0.05；与PcoA开放组患侧比较▲P<0.05；与OA开放组患侧比较△P<0.05；与PcoA开放组健侧比较▼P<0.05；与OA开放组健侧比较▽P<0.05；与AcoA开放组患侧比较◆P<0.05；与AcoA开放组健侧比较◇P<0.05

表3 各侧支循环开放组和对照组的ANT指标比较

与对照组比较*P<0.05；与OA开放组比较▲P<0.05；与PcoA开放组比较△P<0.05；与AcoA开放组比较▼P<0.05

图1 AcoA开放组患侧BHI与ANT总平均RT的相关性

图2 PcoA开放组患侧BHI与ANT总平均RT的相关性

3 讨 论

ICA重度狭窄或闭塞是引起缺血性脑血管病最重要的因素之一。当患者出现一侧ICA重度狭窄或闭塞后，侧支循环可充分建立，颅内血流重新分布，以增加狭窄远端的血液供应，保证相对稳定的脑血流灌注，对挽救缺血半暗带、减少脑功能损伤及防止脑梗死有重要作用，患者甚至可不出现临床症状[7]。由于健侧MCA流速代偿性增快，AcoA开放组健侧MCA的Vm和Vm’显著高于其它组。

脑血管反应性是反映脑血管通过自动收缩和舒张调节脑血流量能力的重要指标，它是较颈动脉狭窄程度更为可靠的卒中预报因子[8]。ICA患者脑组织的灌注压下降，脑动脉可通过舒张以降低脑血管阻力，保证大脑灌注。但当远端血管扩张到最大程度时，外界使血管舒张的因素不能再使其发生反应，因而BHI降低，卒中风险增大。有研究表明，ICA狭窄大于70%即可影响脑血管反应性[9]。本文AcoA开放组患侧的BHI明显高于PcoA和OA开放组，说明AcoA开放组具有相对较好的颅内血流动力学状态，循环储备较好，缺血性事件发生的可能性相对较小，因此AcoA能发挥较好的侧支循环代偿作用。此外，PcoA开放组患侧BHI较低，提示PcoA在代偿大脑半球供血方面还是比较有限。有学者提出，单侧ICA闭塞患者仅有PcoA存在时，大脑血流低灌注；而OA开放常在AcoA和PcoA代偿不足的情况下出现，仅存在OA侧支循环，提示颅内血流动力学状态更差，往往预示预后不良[10]，与本文结果一致。

执行控制网络反映了解决冲突的能力，与前扣带回、背外侧前额叶皮质的功能相关[11]，上述功能区域主要由AcoA穿支动脉供应。AcoA开放组患侧执行功能优于PcoA和OA开放组，可能是由于AcoA开放组健侧MCA、ACA血流代偿性增快，通过AcoA供应对侧前循环，执行网络的功能区域血流灌注相对较好。但其执行网络功能较对照组较差，说明AcoA虽然能一定程度地代偿左右两侧大脑半球，但其作用有限。而AcoA未开放的组别由于ICA重度狭窄或闭塞导致执行控制网络功能区域处于慢性缺血状态，脑白质脱髓鞘、轴突变性，破坏了执行控制网络的完整性。

定向网络功能与胆碱系统关系较为密切，额-顶叶皮质与背侧丘脑的特异性感觉投射是胆碱能的通路之一。由于病变远段血管血流动力学改变，脑组织缺血缺氧，能量代谢异常，导致海马神经元膜磷脂代谢障碍，细胞内钙离子超载，兴奋性氨基酸释放、自由基增多，造成海马神经元缺失和胆碱乙酰转移酶活性下降，脑内乙酰胆碱含量减少，因此病例组定向网络功能减退。此外，颈内动脉的粥样斑块可形成微小栓子堵塞远端血管形成腔隙性梗死灶，破坏额-顶叶皮质功能环路。侧支循环虽然能改善部分病变远端的脑组织供血，但由于比正常血管路径较长且更细小，因此脑组织仍然存在不同程度的灌注受损。AcoA和PcoA开放组间定向网络无明显差异可能是由于ICA重度狭窄或闭塞造成定向功能机制的慢性低灌注特异性不明显，也有可能是本研究收集的病例数不够，另外无效空间线索提示RT和有效空间线索提示RT同步增加也可能导致定向网络无明显差异。AcoA和PcoA开放组患侧BHI与ANT反应时RT呈负相关，说明BHI低的患者处理信息耗时较长，可能是由于脑血管反应性降低，即脑血管的储备能力下降，对注意功能产生重要影响。有研究证实ICA重度狭窄或闭塞的患者大脑血流灌注不足或局部脑血管自动调节功能受损，从而导致患者认知功能减退，因此BHI也可作为反映ICA重度狭窄或闭塞患者认知功能的指标[12]。

警觉功能使大脑处于警觉的灵敏状态，与丘脑、脑干上行结构有关[13]，其主要由后循环供血，因此警觉功能区域和ICA供血区域联系较小，各组的警觉网络未受累。

OA开放组的定向网络、执行控制网络功能普遍较AcoA开放组、PcoA开放组减退，可能是由于颈内动脉通过OA与颈外动脉吻合，颈外动脉经OA至ICA虹吸段的血流有限，该侧支循环开放时对大脑缺血状态的改善作用较小，有OA侧支循环开放时存在代偿不足。由于OA侧支循环仅为二级侧支循环，只有在一级侧支循环代偿不足的情况下出现，其预示缺血性事件的可能性增大[14]。

综上所述，AcoA是ICA重度狭窄或闭塞患者注意功能最有效的侧支循环途径，OA开放预示可能有注意功能损害。了解ICA重度狭窄或闭塞患者颅内侧支循环的建立方式，有助于判断预后，选择治疗方法，以预防认知功能障碍，提高患者生活质量。

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The influence of collateral circulation on cerebrovascular reactivity and attention network after severe stenosis or occlusion of internal carotid artery

WEI Wei,HUANG Jiajun,LUO Hua,et al.

(Department of Neurology,Luzhou Medical College,Luzhou 646000,China)

Objective To explore the influence of different types of collateral circulation on cerebrovascular reactivity and attention network after severe stenosis or occlusion of internal carotid artery(ICA).Methods Patients with collateral circulation were divided into three groups according to the type of collateral circulation:anterior communicating artery(AcoA) group,posterior communicating artery(PcoA) group and ophthalmic artery group(OA).Breath-holding index(BHI) was obtained and attention network test(ANT) was carried out.Results BHI values of the affected side,total average reaction time and executive control function in AcoA group were better than the other two groups.OA group performed worse on orienting and executive control function than the other two groups(P<0.05).There were significant correlations between BHI values of the affected side and total average RT in AcoA and PcoA group(P<0.01).Conclusion Patients with AcoA have less impairment in cerebrovascular reactivity and attention networks than PcoA and OA,therefore AcoA is the most potent collateral pathway for attention function.

Carotid stenosis; Collateral circulation; Cerebrovascular reactivity; Attention network test(ANT)

1003-2754(2016)06-0529-04

2016-04-12；

2016-05-30

(1.泸州医学院附属医院神经内科，四川 泸州 646000；2.内江市第二人民医院神经内科，四川 内江 644100)

危 薇，E-mail：38740428@qq.com

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