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摘要

目的:已有研究旨在通过脑前动脉血流分布来确定颈内动脉(ICA)狭窄的血流动力学意义。

材料和方法:我们通过对56例无症状和有症状的重度颈动脉狭窄患者血流速度指数的测定来研究脑前动脉血流分布。

结果:多数ICA狭窄患者同侧狭窄血流速度指数(FVI)降低，对侧狭窄血流速度指数(FVI)升高。大多数ICA狭窄的患者高达80%，没有出现这种变化。此外，在ICA狭窄90%或以上的患者中，发现同侧椎动脉FVI增加。56例患者中只有8例在眼侧吻合的同侧颈外动脉FVI升高。这些患者要么双侧ICA狭窄大于90%，要么对侧ICA闭塞，要么威利斯环变异。另一种类型的脑前血流分布在多发性ICA和椎动脉狭窄或威利斯圈变化的患者中被观察到。

结论:因此，研究结果证实，峰值收缩速度不足以确定ICA狭窄的程度和血流动力学意义。为了评估具有血流动力学意义的ICA狭窄，可以应用脑前血流分布。

关键字

颈动脉狭窄，脑血流，血流速度指数，血流动力学显著，脑前动脉

介绍

内颈动脉(ICA)狭窄的血流动力学意义通常通过ICA狭窄区域局部血流动力学改变的模式来评估，包括:收缩峰值速度(PSV)增加、湍流、压力梯度、容量血流量减少、狭窄前后段频谱改变[1-3]。测定PSV与ICA狭窄程度的相关性:ICA狭窄越大，PSV越高。目前，如果ICA狭窄区域PSV(大于70%)大于230 cm/s，则认为ICA狭窄具有血流动力学意义[1]。然而，这一标准是30多年前根据第一次随机化NASCET研究[4]的结果确定的，当时超声方法刚刚进入临床，只能通过局部血流变化来评估ICA狭窄程度。目前，超声方法具有较高的特异度和灵敏度，可靠性得到了保证。

通常，ICA狭窄的血流动力学意义是由严重的脑前动脉狭窄中极有可能发生卒中决定的。这种评估的重要性对于及时手术治疗ICA狭窄是必要的，因此，降低卒中的风险。许多作者认为局部血流变化不能准确反映脑血流动力学状态及其紊乱[5,6]，认为血流动力学显著的ICA狭窄的标准不仅是PSV升高，还包括狭窄后部血流速度(BFV)值、狭窄区域最终舒张速度和侧支循环状态。因此，研究人员提出了一种多参数方法来评估血流动力学意义[5,7-10]。一些作者提出通过脑前血流分布来确定血流动力学意义上的ICA狭窄[6,11]。我们认为，脑前血流分布可作为判断ICA狭窄程度和血流动力学意义的标准，并可作为手术干预的指征。同时，最受关注的是症状性ICA狭窄患者，而卒中的一级预防占主导地位。到目前为止，还没有令人信服的数据证明在严重ICA狭窄的情况下，脑前血流分布及其规律对预后的作用。这些标准尚未被普遍接受，也未被纳入当前评估血流动力学意义的ICA狭窄的指南中[12]。同时，评估脑前血流可作为确保脑血流动力学客观信息的附加工具。 Apart from that, there is another advantage of this approach – it can be used in patients with temporal acoustic window failure that prevents assessment of blood flow in the intracranial arteries and collateral circulation by transcranial Doppler sonography.

目的:目的探讨血流动力学显著的严重颈内动脉狭窄患者的脑前血流分布。

材料与方法

研究对象为56例(37男19女)，年龄49 ~ 85岁，动脉粥样硬化性严重ICA狭窄超过70%。通过双超声(使用NASCET技术)和计算机或脑血管造影确定ICA狭窄程度。超声与血管造影结果相同。无症状30例，有症状26例。没有患者处于缺血性脑卒中急性期，有症状的患者在最后一次缺血性发作后1 ~ 4个月进行检查。脑前动脉血流速度指数(FVI)采用美国GE Vivid e公司的12 MHz线性探头双路超声测量，计算为动脉横截面积与直线段时间平均流速(TAMEAN)的乘积，多普勒角不大于60˚。测定同侧ICA的BFV远端至层状血流区狭窄[13,14]。ICA的正常FVI值为170 ~ 280 ml/min，椎动脉(VA)为35 ~ 120 ml/min，颈外动脉(ECA)为80 ~ 190 ml/min[15-18]。颅内动脉BFV采用2 MHz换能器经颅多普勒超声(MultiDop X，德国)测定。通过眼动脉的侧支供应由眶周动脉逆行指示，多普勒血流谱的脉动性与颅内动脉的脉动性相当。

所有患者根据ICA狭窄程度分为3组:I组21例狭窄70-79%，II组17例狭窄80-89%，III组18例狭窄90-99%。

排除标准为非动脉粥样硬化性狭窄(n=5)、个体检查不耐受(n= 2)和严重心力衰竭或心律失常(n= 2)。

数据在标准统计软件(Statistica 12.0 for Windows, Excel)中进行统计处理，采用参数(Student’s)和非参数(Kolmogorov-Smirnov)标准。P <0.05差异有统计学意义。

患者的筛选方案经俄罗斯Polenov神经外科研究所伦理委员会批准(第1号方案，日期为2010年6月2日)。所有参加临床研究的患者都签署了一份书面的自愿知情同意书。这项研究符合世界医学协会通过的《赫尔辛基宣言》。这项工作没有进行动物研究或人体实验。

结果

31例(62%)患者(全部为III组，10例为II组，仅有6例为I组)发现同侧狭窄ICA的FVI下降(图1)。然而，在I组的大多数患者(14例)中，同侧ICA的FVI没有下降。在6例中，由于其弯曲，动脉粥样硬化斑块延长或颈总动脉高分叉，无法确定同侧ICA的FVI。

20例(48%)患者(III组11例，II组7例，I组仅有2例)对侧ICA FVI升高，且对侧大脑前动脉BFV升高(88±19 cm/s, p < 0.05)。同时，I组大多数患者(14例)对侧ICA未出现FVI升高(图1)。5例对侧ICA因其弯曲、动脉粥样硬化斑块延长或颈总动脉高度分叉而无法确定FVI。对侧ICA闭塞9例。

图1:同侧颈动脉(i ICA)和对侧颈动脉(c ICA)血流速度指数(FVI)随狭窄程度的分布。正常值区域用阴影表示。

50例患者中，仅有20例(11例为III组，4例为II组，5例为I组)(其中6例因其扭曲、严重的动脉狭窄或闭塞而无法可靠地测定同侧VA的FVI)出现同侧VA的FVI增加(图2)，相应的，同侧大脑后动脉的BFV增加(61±14 cm/s, p < 0.05)。同时，大多数患者同侧VA的FVI保持在正常范围内。

图2:同侧椎体(VA)和颈外动脉(ECA)血流速度指数(FVI)随狭窄程度的散点图。正常值的上限用虚线表示。

44例患者中，仅有8例(III组6例，I组2例)(其中12例因其弯曲或动脉粥样硬化斑块而无法可靠测定同侧ECA的FVI)发现吻合眼的同侧ECA FVI增加(图2)。同时，这些患者要么双侧ICA狭窄大于90%，要么对侧ICA闭塞，要么威氏圈(CoW)改变。

单侧ICA狭窄超过90%且CoW完全的患者脑前动脉双工扫描结果如图3所示。

图3:59岁严重(97%)ICA狭窄患者的脑前动脉双工扫描结果。无对侧ICA病变。狭窄区收缩速度峰值大于320 cm/s(对应狭窄大于90%)。ICA -颈内动脉，VA -椎动脉，ECA -颈外动脉。FVI—流速指数。

图4显示脑前动脉FVI平均值。只有II组和III组患者同侧ICA的FVI显著降低，对侧ICA的FVI显著升高。大多数III组患者同侧VA FVI升高，仅III组患者同侧ECA FVI显著升高。

图4:不同狭窄程度(%)脑前动脉血流速度指数(FVI)平均值(i - iii组):ICA -颈内动脉、VA -椎动脉、ECA -颈外动脉、i -同侧、c -对侧。* -与正常值的差异有统计学意义，p < 0.05。

脑前动脉FVI对不同ICA狭窄程度的症状性和无症状性疾病的依赖性未见。无症状和有症状患者脑前动脉总FVI分别为606±58 ml/min和625±65 ml/min (p>0.3)，与ICA狭窄程度无关(p> 0.08)。

讨论

目前，在确定血流动力学意义时，大多数关注集中在狭窄ICA的PSV评估上[1,3,19,20]。然而，人们常常忽略了脑前动脉也参与脑循环。狭窄的ICA局部血流变化不能反映脑血流动力学代偿能力和侧支循环状态[21]。此外，在动脉扭曲、动脉粥样硬化斑块钙化结构、串联性狭窄和心输出量减少的情况下，PSV的评估可能会出现假阳性结果[3,22]。许多作者已经制定了自己的血流动力学显著ICA狭窄的标准，形成了一个多参数的方法来确定它。该方法除了评估局部血流动力学变化外，还包括动脉粥样硬化斑块的特征、侧支血流状态和脑自动调节[5,7-10,23-25]。一些作者认为，侧支血流状态和脑自动调节功能受损等因素可以作为血流动力学显著性的更可靠和客观的标准。远端至ICA狭窄的脑血流动力学变化直接决定了卒中风险分层[24,25]。

我们的研究结果表明，同侧ICA的FVI显著下降发生在狭窄程度为80%或以上的情况下，而不是目前大多数指南中所述的70%(图4)[12]。首先，ICA 80%狭窄仅伴对侧ICA FVI升高(图4)，对侧大脑前动脉BFV相应升高。这些变化提示了前侧枝通路[11,21,26-28]。

同时，大多数ICA狭窄大于90%的患者，不仅对侧ICA有FVI增高，同侧VA也有FVI增高(图2、3)，同侧大脑后动脉BFV相应增高。结合其他作者的研究结果，ICA狭窄大于90%的患者，除了前侧枝通路外，还必须进行侧支血液循环[11,14,26,27]。显然，在ICA狭窄大于90%的情况下，当只有一条侧支通路时，维持脑灌注是不可能的。

此外，在ICA狭窄大于90%(图2)、对侧ICA闭塞或CoW变异(缺少一条侧支通路)的情况下，眼吻合功能良好的ECA内FVI也会增加(图4)，其他作者也证实了这一点[6,11,21,28]。

然而，在ICA狭窄高达80%的情况下，情况就不同了。I组患者脑前动脉无明显变化(无双侧ICA狭窄或椎动脉狭窄)。这一事实证实，仅通过PSV评估血流动力学意义显著的ICA狭窄是不明确的，不能显示真实的脑血流动力学状态。

脑前动脉多发狭窄和/或CoW变异的患者表现为FVI分布的另一种变异。在多个ICA和/或VA狭窄以及CoW变化的情况下，可以观察到同侧ICA的FVI降低而对侧ICA的FVI增加，狭窄程度小于80%。在I组的6例患者中，同侧ICA的FVI下降，反之，II组的5例患者FVI没有变化(但有下降的趋势)(图1)。同样，当狭窄小于90%时，同侧ICA的FVI可能没有下降。I组2例患者对侧ICA及同侧VA FVI升高，II-III组8例患者无变化(图1)。在双侧ICA及VA狭窄或CoW变异的患者中，I- ii组8例患者同侧VA FVI升高，III组5例患者FVI无变化(图1)。研究这些患者的脑前血流分布是一项艰巨的任务，并不总是揭示单侧ICA狭窄和完全性CoW的脑前动脉变化模式。

值得注意的是，在上述2例狭窄率高达80%的患者中，导致FVI在大脑前动脉“不规则”分布的原因与多发狭窄无关。1例患者双侧ICA FVI降低，另1例患者同侧ICA FVI降低，对侧ICA和同侧VA FVI升高。这种变化的原因尚不清楚，但可能与心源性有关。

尽管其中一条主动脉严重ICA狭窄存在脑前血流分布，但无论ICA狭窄程度如何，总FVI仍在正常范围内。尽管严重ICA狭窄侧脑灌注压降低，但容量血流量不变，这证实了大多数患者脑自动调节功能未受损[11,14,15,17,18]。

结论

结果证实PSV不能提供足够的信息来确定ICA狭窄的程度和血流动力学意义。血流动力学意义显著的ICA狭窄可通过定量评估脑前动脉FVI来确定。ICA狭窄血流动力学越显著，相应的脑前血流分布越大。

在选择最适合ICA狭窄患者的治疗方案时，应综合考虑脑前血流分布、ICA狭窄区域局部变化、动脉粥样硬化斑块特征、脑血管储备及侧支血流量评估。

利益冲突声明

作者声明不存在利益冲突。

资金

这项研究没有从公共、商业或医疗机构的资助机构获得任何具体的资助

非营利部门。

伦理批准

患者的筛选方案经俄罗斯Polenov神经外科研究所伦理委员会批准(第1号方案，日期为2010年6月2日)。

知情同意

所有参加临床研究的患者都签署了一份书面的自愿知情同意书。这项研究符合世界医学协会通过的《赫尔辛基宣言》。

作者的贡献

VS对研究进行了设计和构思，对数据进行了分析，并对论文的智力内容进行了修改。AN在获取数据，执行统计和机器学习分析，解释数据，起草智力内容的手稿方面发挥了主要作用。所有作者都审阅和编辑了稿件，并批准了稿件的最终版本。

鸣谢

作者在此感谢脑循环病理实验室的所有成员。

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