椎基底动脉开窗与后循环缺血性卒中关系的研究进展

陈晓琴，童薪宇，董佳，梅玉倩，刘倩，刘月，陈广新

后循环缺血性卒中是目前中老年人群死亡的主要原因，具有起病快、发病急、不可逆等特点，常引起供血区域脑组织肿胀及缺血缺氧，患者预后较差。但该病早期无特异性体征及临床表现，导致患者临床诊断及治疗被延迟，因此，及早掌握后循环缺血性卒中的发病原因具有重要意义。椎基底动脉系统为后循环主要供血系统，当该系统出现血管形态异常改变时，对后循环脑组织有较大影响。椎基底动脉开窗为一种不常见的解剖学变异，由一对原始胚胎血管融合失败或原始血管网络的不完全吻合造成，即胚胎期间连接纵向神经动脉的桥接动脉退行失败所致［1-2］。动脉开窗表现为管腔分裂，由正常单腔管道分裂为两个独立的动脉腔道，并在远端重新连接，这种管腔改变涉及血管内皮细胞的局部复制和介质的分裂，在某些情况下，还包括外膜的分裂［3］。研究表明，椎基底动脉开窗与动脉瘤形成、蛛网膜下腔出血、夹层密切相关［4-5］，但目前关于椎基底动脉开窗与后循环缺血性卒中关系的研究较少。故本文旨在综述椎基底动脉开窗与后循环缺血性卒中的关系，以期帮助临床医生更加全面地了解动脉开窗所带来的血流动力学异常改变，从而更好地评估患者病情和制定恰当的术前手术计划。

1 动脉开窗的分类

SANDERS等［6］根据动脉开窗的位置将其分为近端（下1/3）开窗、中部开窗和远端开窗，见图1A～1C。在颅脑MRA检查中，研究者根据动脉开窗的形状和大小将其分为裂隙型开窗、凸透镜型开窗和重复型开窗，见图1D～1E，其中裂隙型开窗血管短，间隔不明显，局部形态为裂状或类似小孔，血管类似肿瘤样扩张；凸透镜型开窗血管略大，间隔明显，部分形状为梭状或凸透镜型，开窗开口两支血管内径可能均匀或不一致［7］；重复型开窗表现为动脉的完全复制，开窗血管间隔明显。此外，根据动脉开窗与小脑前下动脉（anterior inferior cerebellar artery，AICA）起源位置的关系将椎基底动脉开窗分为Ⅰ型开窗（开窗位于AICA起源位置的近端或椎基底动脉干未分出AICA，见图1G）、Ⅱ型开窗（双侧AICA对称地起源于开窗干，见图1H）、Ⅲ型开窗（单侧AICA起源于开窗干的一侧，见图1I）、Ⅳ型开窗（开窗位于AICA起源位置的远端，见图1J）［8］。TANAKA等［9］研究结果显示，最常见的椎基底动脉开窗是Ⅰ型，其次是Ⅱ型和Ⅲ型，Ⅳ型最不常见，这可能是因为大多数椎基底动脉开窗位于近端，并呈狭缝状。

图1 动脉开窗的分类Figure 1 Classification of arterial fenestration

2 椎基底动脉开窗处的血流动力学变化

血流动力学分析可了解与开窗相关的血管疾病的发生发展机制，能够评估生理和病理状态下的血流状况，其已成为一种重要的血管分析方法，但目前与开窗相关的血管疾病的血流动力学研究较少。LIU等［10］首次在动脉开窗表面观察到了较高的壁面剪切应力（wall shear stress，WSS）梯度，证明动脉开窗具有血液分流作用，并可破坏正常层状血流状态，产生湍流等异常改变，使血流对管壁的冲击碰撞概率增加，表明高WSS梯度可能会使动脉开窗处形成缺陷。有研究者纳入了椎基底动脉开窗导致的缺血性卒中患者，在后处理分析软件中分析开窗前、开窗处及开窗后的血流速度及血管WSS，结果显示，最高血流速度及最低WSS位于动脉开窗处［11-15］。动脉开窗导致缺血性卒中多与其特殊血管走行结构有关，表现为血管中心高速伴周围低速血流的正常血流状态被破坏，产生了涡流及二次流，血管壁上为不规则压力，同时血管分叉处内壁壁压和WSS均高于侧壁，极大地提高了动脉粥样硬化斑块形成风险，从而引发微血管堵塞，造成缺血性卒中［13，16］。同时有研究者在动脉开窗相关的畸形中发现了组织学改变，包括开窗端内侧膜部分丢失、开窗附近弹性蛋白不连续、开窗远端内皮下层增厚、开窗近端血管壁变薄，导致动脉壁弱化以及开窗处表现为高速湍流和高WSS的血流动力学变化［17-18］。一项纳入了274例颅内动脉开窗患者的研究发现，不同部位、不同直径椎基底动脉开窗会导致血流速度不均匀及血流从不同方向汇集引起的湍流，而正常椎基底动脉仅在血管汇合处形成小片状涡流；当开窗位于基底动脉段时，可见开窗血管内部血流状态表现为涡流；当开窗位于椎基底动脉汇合处时，涡流区域由两侧椎动脉延续至开窗血管结束处；当开窗位于单侧椎动脉时，涡流局限于椎动脉及血管汇合处［2］。综上，椎基底动脉开窗可引起血液异常分流，导致开窗处出现湍流、涡流及高WSS等改变，血流对管壁撞击的概率增加，血液中致动脉粥样硬化成分更易沉积，血栓形成风险升高，从而导致后循环缺血性卒中发生风险增加。

3 椎基底动脉开窗与后循环缺血性卒中的关系

胡卫东等［19］关于椎基底动脉开窗的尸体解剖研究显示，椎基底动脉开窗使血管弯曲增多、折角变锐、血流速度不均匀，易造成开窗血管管壁内膜损伤及管壁狭窄，同时开窗血管处可见血栓形成，提示血流动力学改变及开窗部位易形成湍流口，引发局部损伤、形成血栓并导致动脉狭窄或栓塞。研究表明，椎基底动脉开窗由于血管异常导致局部血流动力学发生改变，生物活性因子如一氧化氮、前列环素、内皮素及精氨酸酶分泌紊乱，引起颅内小动脉扩张及颅外动脉反应性扩张，从而导致后循环缺血性卒中［20-21］。有研究者结合显微镜结构及病理结果发现，椎基底动脉开窗段肉眼可见一独特的梭状增厚血管，且血管内、外侧壁结构不规则，这可能会改变开窗血管近端和远端血流动力学，导致后循环缺血性卒中［22-23］。MIYAMOTO等［24］对1例动脉血栓脱落致卒中患儿研究发现，椎基底动脉开窗和凝血功能障碍同时发生时栓塞风险明显增加，因为部分腔内间隔会引起血流动力学紊乱和湍流，使开窗动脉内血栓或栓塞形成风险极大地增加。笔者回顾性总结、分析了近15年文献［1，10，25-31］中伴有椎基底动脉开窗的后循环缺血性卒中患者的临床特征，见表1。综上，椎基底动脉开窗处管壁结构缺陷易导致异常局部血流动力学，引起部分内皮细胞发生功能性障碍和局部炎症，使壁面压力明显增高且血流状态发生不规律改变，易形成血栓，从而增加后循环缺血性卒中发生风险。但椎基底动脉开窗导致后循环缺血性卒中的具体机制仍需要大样本量的研究进一步探索。

表1 伴有椎基底动脉开窗的后循环缺血性卒中患者的临床特征Table 1 Clinical characteristics of posterior circulation ischemic stroke patients with vertebrobasilar artery fenestration

4 伴有椎基底动脉开窗的后循环缺血性卒中患者的临床治疗

动脉开窗在多数情况下被认为仅代表解剖变异，然而，动脉开窗与已知的其他血管疾病，如脑动脉瘤、动静脉畸形及后循环缺血性卒中等具有紧密联系［2，32-34］。TANAKA等［9］和STARK等［35］研究显示，椎基底动脉开窗合并脑缺血患者手术治疗后极易并发单/双侧椎动脉血栓。而YOON等［36］研究显示，术者对5例接受介入治疗的椎基底动脉开窗患者的开窗位置及周围毗邻血管网位置掌握不准确，导致1例（20%）患者并发了单侧椎动脉血栓，且该例患者的症状未得到明显改善，还产生了其他并发症——脑缺血和肺栓塞等。因而了解血管是否存在开窗等解剖学变异对制定手术方案十分重要。研究表明，当后循环缺血性卒中患者存在椎基底动脉开窗时，可先采用三维重建技术及三维旋转血管造影检查细致地观察动脉开窗与周围血管的关系，以便后续选择最佳治疗角度，最大限度地保护相关血管，降低闭塞可能性［37］。ZHANG等［38］术前对1例椎基底动脉开窗合并动脉瘤患者进行了血管造影等检查，了解开窗血管情况后采用枕下入路手术对其进行治疗，患者术后恢复良好。SEIFERT等［39］使用经蝶窦入路手术治疗椎基底动脉开窗合并动脉瘤患者，术前详细分析了开窗周围邻近血管结构，并绕开了岩骨结构，其中78%（7/9）的患者获得了较好的治疗效果。当椎基底动脉开窗患者同时伴有后循环缺血性卒中时，其手术风险升高，因此，掌握这种解剖学变异将有助于术前图像的正确解读及患者手术治疗方案的准确制定。目前临床常采用支架或闭塞一侧畸形分支来恢复开窗动脉的正常血液流动，但闭塞方法的选择仍值得进一步研究和探讨［40-42］。

5 小结及展望

椎基底动脉开窗的病理机制为原始胚胎血管融合失败或血管网络不完全吻合造成椎基底动脉管腔由单腔分裂为双腔。椎基底动脉开窗导致后循环缺血性卒中的机制主要是椎基底动脉血流动力学及血管壁结构的异常改变形成了分流器作用，同时开窗本身结构表现为内侧膜部分丢失、开窗附近弹性蛋白不连续，导致开窗处正常层状血流被破坏，产生涡流、二次流及高壁面压力等，引起生物活性因子分泌紊乱，并促进斑块形成成分（如单核细胞和脂蛋白）沉积于管壁，易造成血栓形成并进一步损伤动脉管壁，形成恶性循环，最终血栓脱落并随血液循环进入椎基底动脉供应区域，进而导致后循环缺血性卒中。因此在伴有椎基底动脉开窗的后循环缺血性卒中患者的治疗过程中，应着重观察开窗血管及毗邻血管网结构并制定合适的血管内介入治疗策略。目前相关研究多集中于椎基底动脉开窗处的异常血流动力学变化，未来可结合周围分支小血管的血流变化等共同分析开窗与后循环缺血性卒中的关系。

作者贡献：陈晓琴进行文章的构思与设计，撰写论文；陈晓琴、童薪宇、梅玉倩进行文章的可行性分析；刘倩、刘月进行文献/资料收集；董佳、陈广新进行文献/资料整理；陈晓琴、梅玉倩进行论文的修订；梅玉倩负责文章的质量控制及审校，对文章整体负责、监督管理。

本文无利益冲突。