脑动脉支架术时应重视脑血管储备力的检测和研究

脑动脉狭窄是缺血性卒中独立的重要的危险因素，脑动脉支架成形术是治疗脑动脉狭窄的重要手段，并被推荐为卒中二级预防的非药物治疗手段[1]，我国近5年脑动脉狭窄后的支架成形术日益增长，据初步统计2009年我国脑动脉支架术超过30000例。目前在研究和临床工作中，脑动脉的狭窄程度是支架成形术主要纳入标准和手术指征[1,2,3]。然而，脑循环功能的损害并非单纯的血管狭窄，研究表明一些脑动脉严重狭窄有良好脑血管储备力(Cerebrovascular reserve，CVR)者卒中发生率并不高，而CVR差者则脑缺血事件可高达32.7%/年[4]，Yamamoto KK报道严重颈动脉狭窄患者仅有60%的患者存在CVR减退，同时也发现与CVR正常者相比，CVR受损时则卒中的危险性明显增加[5]。因此，有必进行CVD的检测与评估，筛选出那些真正高危的脑动脉狭窄，特别是要进行脑血管内介入治疗的患者。空军总医院神经内科石进

脑血管储备能力是指在生理或病理状况下，脑血管通过血管的扩张与收缩调节，维持脑血流正常稳定的能力。脑的侧支循环、脑代谢储备与CVR是维持脑循环正常的三个要素，三者同时起作用以维持正常脑循环功能，当脑动脉狭窄可能引起脑低灌注时，脑血管会通过血管扩张和侧支循环开放这两种代偿反应来保证脑血流量(cerebral blood flow，CBF)的稳定，脑组织同时也会通过增加对氧的摄取来维持氧代谢，表现为氧摄取分数(oxygen extraction fraction，OEF)增加。在评价CVR的同时也应关注脑代谢储备和侧支循环代偿。

1．CVR的检测和研究

对脑阻力血管予以扩张，检测CBF增加的最大幅度。常用的脑血管扩张方法有：①屏气试验，受试者屏气使血液中CO2浓度升高而致脑血管扩张。②C02吸入试验，吸入C02和O2混合气体来达到脑血管扩张的目的。③乙酰唑胺试验，乙酰唑胺可以抑制红细胞的碳酸酐酶并能透过血脑屏障，从而造成脑组织和血液中C02浓度增加，高选择性地引起脑阻力血管扩张。④其它还有握拳法，双嘧哒莫和硝酸甘油扩血管法，这些方法不常用。一般认为屏气试验最为简便；吸入C02能较好地扩张脑血管，但干扰因素较多，可靠性受影响；乙酰唑胺在体内代谢较快，不影响脑耗氧量，乙酰唑胺试验时扩张脑血管的作用更强[6]，较为可靠，但其作用与剂量、用药后脑血流量测定的时间、性别、年龄以及受试者个人体质情况等多种因素相关，目前国内仅有口服剂型，尚未无起效快的乙酰唑胺注射剂上市。

脑血管对C02的反应性分为四型：A型：脑血管扩张前后CBF都正常，提示CVR好；B型：扩张前CBF正常，扩张后出现新的血流灌注减低区，提示脑血管处于代偿扩张，CVR较差；C型：用药前CBF减低，用药后减低更明显，提示侧支循环不足；D型：静息时局部脑血流量减低，用药后改善，提示侧支循环不足，但血管反应性完整。

常用检测CVR的主要的影像学方法有：正电子发射断层扫描（PET）、单光子发射断层扫描（SPECT）、磁共振技术、氙CT、灌注CT、经颅多普勒（TCD）、激光多普勒血流测定仪、近红外线频谱分析等。这些检查大多是利用数学模型计算脑血流动力学的参数如：CBF，脑血容量（cerebral blood volume,CBV），平均通过时间（Mean transit time,MTT），OEF等。它们因检测的方法、是否用示踪剂、使用示踪剂的类型，检测的范围及设备的空间分辨率而存在差别。PET可覆盖全脑，其空间分辨率为4～6mm，精确度高，能检测脑的代谢功能，被认为是目前对CBF及局部氧摄取分数检测的最好指标[7]，但因设备复杂，检查费用高，有一定的放射性，并未广泛开展。SPECT可半定量测定灌注参数，可反映局部脑血流量下降百分比，属比较常用的方法，但SPECT检测分辨率较低,且也有一定放射性[8]。磁共振技术能早期发现缺血病灶，区分细胞内水肿与细胞外水肿，具有高的空间分辨率，无辐射及可同时反映脑组织和血管的形态结构，在临床中逐渐受到重视，与SPECT比较所检测的结果有一致性[8]，但检查时间长，对已安装起搏器、体内有金属物或患有幽闭征者不适用。氙CT对于皮质、皮质下、基底核的脑血流均有很好的界定，甚至可测定极低的脑血流，设备普及，但Xe-CT是单参数成像，只能计算CBF，与PET不同，无法进行脑代谢水平的观察，此外患者体位变化会造成结果不准确，且Xe为放射性气体，对受试者及环境有一定的影响[9]，是目前认为有前途的检测手段。灌注CT可检测前后循环的CVR，图像分辨率较高，并可见缺血区微血管管腔受压，变形和闭塞的程度，国内已开展此项检测，但有人认为依靠灌注CT测定的参数评估受损的CVR不可靠[10]，当患者有假牙、头颅金属物时会存在伪影，造剂过敏可能会出现过敏。TCD简便、无创、实时、可靠性较强，是目前国内外应用最广泛的CVR检测手段，但TCD不能直接测量脑血流量，准确性受到骨窗、探头角度、操作者等多方面因素的影响，而且TCD无法准确检测脑血管储备功能的下限，故该技术仍有待进一步提高[11]。其它的一些检测方法还处于探索之中。

通过CVR检测可将脑血管狭窄的血流动力学分为三个阶段：0期，正常的血流动力学状态；1期，因灌注压下降且侧支循环不足，出现反射性血管扩张，此时血容量增加，MTT延长，但CBF和OEF保持不变；(3)2期，灌注不足，CBF减少而OEF增高。

CVR的研究已开展20余年，CVR检测对缺血性卒中的重要性也逐渐得到人们的认可，但目前关于CVR的检测和研究还存在一些问题：①脑动脉狭窄的患者有多少存在CVR的异常，脑动脉狭窄中CVR正常者的缺血性卒中的危险度有多高缺乏大样本的资料。②CVR评价的方法很多，有关于CVR的研究也往往局限于某一种方法，各种方法之间相关性的研究不多或者样本量少，甚至还相互矛盾。③尚无一种快速、安全、准确、简便、连续的监测CVR的变化的手段。④CVR评价很少作为脑动脉狭窄血管内治疗前后的参考指标。

2．侧支循环的评价

脑血管的侧支循环是丰富的，主要包括颅内外动脉之间和颅内动脉之间侧支循环。

所有侧支循环中Willis环是最重要的，因为Willis环的存在，使得脑的前、后、左、右动脉血管得以沟通，临床中一些颈内动脉或椎动脉的严重狭窄甚至闭塞可能无任何症状。但是并不是所有人的Willis环均是完整的，一些人前、后交通动脉或者大脑前动脉A1段可能缺失或发育不好，不能起到有效的交通作用，另外在Willis环以后的脑动脉病变，Willis环不能够起到代偿作用。

颅内外动脉之间的侧支循环最常见的是颈外动脉的分支颞浅动脉通过眼动脉与颈内动脉相交通，这种情况常发生在同侧颈内动脉闭塞时；颈外动脉分支与大脑前、中、后动脉的软脑膜动脉间的吻合，另外还有颅内外还有一些小动脉的吻合。正常情况下起的作用不大，但在颈内动脉或椎动脉严重狭窄或闭塞时可能起相当的作用。

大脑前、中、后动脉未梢分支间互相吻合，椎动脉与颈外动脉间，椎动脉与锁骨下动脉的其它分支相互吻合也在不同情况下起到不同程度的代偿作用。

一些血管的变异也在特定的情况下产生侧支代偿，如永存的三叉动脉、耳动脉、舌下动脉等能产生前后循环的吻合。

脑动脉狭窄或闭塞引起脑灌注降低时，侧支可迅速代偿，脑动脉狭窄或闭塞后，侧支循环代偿程度与CVR及预后密切相关。有报道对于颈动脉闭塞患者，如前、后交通动脉代偿不足或缺失者CVR明显低于侧支循环完整者，预后也明显差[12]。

脑动脉的侧支循环复杂，个体差异大，目前主要是通过影像学进行形态学的检测。DSA是评价脑动脉缺血性病变后侧支代偿最为有效的方法，但对Willis环的完整性MRA与CTA更有优势，血管超声也起到一定的作用。在判断前、后交通动脉是否存在时，如果病人条件允许，压迫一侧颈动脉后TCD或DSA来检测效果会更好。

目前对侧支循环的评价主要还局限于较大的血管，或者是说是否有大的交通动脉存在。当血管急性闭塞时，一般来说侧支循环尚不足以立即完整代偿。而血管是慢性闭塞时，侧支循环可能逐步代偿有，但不清楚这种血管侧支是原本就有此能力，还是后来有一个血管扩张的过程，是否还有一些新生的小血管生成，这个过程需要多长时间，不同的个体产生这种侧支循环的潜力有多大，脑血管狭窄后CVR是否是可变化的，这个变化的时间有多长，等等这些还值得进一步研究。

3．脑的代谢储备力的检测与研究

当CVR受损时，代谢储备随即发挥作用而保证脑组织对氧和葡萄糖等营养物质的需求，目前代谢储备评价包括对氧代谢及其缺血代谢产物的检测两个方面。

氧代谢评价主要采用PET对氧代谢状态进行的，这方面的研究国内较少。研究表明当脑动脉狭窄时，CBV增加而OEF正常时，表明血管代偿性扩张尚能维持脑组织氧供而不出现缺血症状，当脑血流进一步下降时OEF开始增加，为了维持正常的代谢和神经细胞功能，OEF可从基础状态下的30%提高至80%[13]。Kenichiro Y通乙酰唑胺激发试验用PET检测研究了脑动脉闭塞后代谢储备和血管储备的相关性，认为代谢储备的指标OEF明显增加在大脑半球的CBV/CBF≥0.11分钟时开始[14]。还有研究表明脑灌注压轻度下降即可导致OEF增高，脑血管储备能力与OEF之间存在负性线性关系，当OEF升高时，脑血管储备能力降低，当OEF基线正常时，如果脑血管扩张后OEF下降预示脑半球血流动力学受损[15，16]。另外，血氧水平依赖性功能磁共振(blood oxygenation level dependent funtional MRI，BOLD-fMRI) 也用来检测脑组织氧代谢的状态，其原理是基于神经元活动时脑组织局部氧耗和血流改变程度的不匹配引起局部磁场性质变化[17]。

磁共振频谱分析(MR spectroscopy，MRS)是目前唯一能在分子水平研究脑组织代谢和生化改变的无创分析方法,可定量测定脑组织中N-乙酰天冬氨酸、胆碱、肌酸、乳酸等分子的浓度[18],但这些指标与CVD的关系，其研究结果还存在较大的差异。

对脑代谢储备力的检测还处于研究阶段，一些问题还需进一步研究，如：当OEF正常时，受损的脑血流储备能力是否会提高卒中风险的证据；目前尚无特异性指标评价来评价脑代谢储备受损。

加强CVR的研究可以对缺血性脑血管病有更深入的了解，但由于检查手段的不同，CVR所处的不同阶段，各评价参数各有优缺点，目前需进一步研究寻找简便、有效的检测方法和标准运用到临床中去。