趙東亞(綜述),閆福嶺(審校)
(東南大學(xué)醫(yī)學(xué)院,南京210009)
眩暈是一種主觀的運動幻覺或運動錯覺,指機體對空間的定向感覺障礙或者平衡感覺障礙,患者可感覺到頭或周圍環(huán)境的旋轉(zhuǎn)、移動等癥狀。眩暈是臨床上常見癥狀之一,可由多種疾病所致。眩暈的主要病因為椎基動脈系統(tǒng)病變,其中椎動脈優(yōu)勢與眩暈的相關(guān)性的研究較少。有學(xué)者提出椎動脈優(yōu)勢及其產(chǎn)生的基底動脈改變可能是發(fā)生眩暈的因素之一,且其與眩暈嚴重程度相關(guān)[1]?,F(xiàn)試圖從椎動脈的解剖、病理生理等方面探討椎動脈優(yōu)勢和眩暈之間的關(guān)系,以期為眩暈的診斷與治療提供新的途徑。
椎基底動脈系統(tǒng)主要是后顱窩及大腦后部的血供,是大腦血液供應(yīng)的重要組成部分,在顱底部通過Willis動脈環(huán)與頸內(nèi)動脈系統(tǒng)相聯(lián)系。椎動脈大多起源于鎖骨下動脈,但仍有約6%的椎動脈直接起源于主動脈弓。椎動脈與其供給動脈幾乎呈直角起源,且椎動脈管徑明顯比鎖骨下動脈細。因此,正常情況下只有很少一部分血流直接流入椎動脈。椎動脈走行過程中共可分為四段:第一段自椎動脈起始處至第6頸椎橫突,即近段;第二段自第6頸椎橫突至第2頸椎橫突上緣,即橫突段;第三段自第2頸椎橫突上緣至顱底的寰枕膜,即遠段;第四段自寰枕膜至兩側(cè)椎動脈匯合為基底動脈處即顱內(nèi)段。椎動脈的顱外部分有小的脊支供應(yīng)骨膜和椎體,脊支供應(yīng)該區(qū)域深部周圍的肌肉。第四段短的顱內(nèi)段發(fā)出主要的前、后椎動脈脊支(供應(yīng)延髓和脊髓)、微小的深穿支血管(供應(yīng)延髓)和它最大的分支——小腦下后動脈,其供應(yīng)背側(cè)延髓和小腦的小部分血流。與椎動脈顱外段相比,椎動脈入顱后,血管的外膜、中彈力層和外彈力層的彈性纖維顯著減少[2]。
兩側(cè)椎動脈的直徑差異較為常見,輕者表現(xiàn)為兩側(cè)椎動脈不對稱,重者表現(xiàn)為一側(cè)椎動脈顯著發(fā)育不良。在至少約15%的健康人群中,一側(cè)椎動脈幾乎是不通的,且對基底動脈血流貢獻很少。根據(jù)尸體解剖[3]、血管造影[4]和超聲學(xué)[5,6]研究結(jié)果顯示,僅有6%~26%的患者的椎動脈直徑是相等的,通常左側(cè)的椎動脈直徑比右側(cè)的大[7,8]。
椎動脈優(yōu)勢是指一側(cè)椎動脈直徑明顯大于對側(cè)椎動脈,或雖然兩側(cè)椎動脈直徑相等,但一側(cè)椎動脈與基底動脈連接更加直接[9],并且非優(yōu)勢側(cè)椎動脈表現(xiàn)為全程均勻纖細。據(jù)報道[1],人群中約50%為左側(cè)椎動脈優(yōu)勢,約25%為右側(cè)椎動脈優(yōu)勢。
椎動脈的這種改變是正常生理性改變還是病理性改變,目前尚不清楚。曾有學(xué)者假設(shè)這種情況的出現(xiàn)與大腦的胚胎學(xué)結(jié)構(gòu)及左右兩側(cè)大腦半球血液需求有關(guān),考慮可能優(yōu)勢半球血液需求量較非優(yōu)勢半球大,而通常人群中優(yōu)勢半球位于左側(cè)者更多見[6]。但一項關(guān)于椎動脈優(yōu)勢與左右利手之間關(guān)系的研究并沒有發(fā)現(xiàn)椎動脈優(yōu)勢與左右利手側(cè)分別相關(guān)[10]。基于大腦的胚胎學(xué)結(jié)構(gòu)與椎動脈優(yōu)勢之間關(guān)系的研究還需進一步完善。
椎動脈優(yōu)勢存在的臨床意義目前尚不明確,有研究顯示[3],椎動脈優(yōu)勢產(chǎn)生的不對稱血流是導(dǎo)致基底動脈起始部穿支動脈梗死發(fā)生的重要因素,并認為椎動脈優(yōu)勢是導(dǎo)致重度基底動脈彎曲和延長的唯一獨立預(yù)測因子。而基底動脈彎曲和延長容易導(dǎo)致側(cè)支動脈形成障礙,從而影響血流動力學(xué)而誘發(fā)眩暈。
早期人們認為當椎動脈匯合為基底動脈時,兩側(cè)的血流是混合在一起的,而且分配到大腦后動脈的血流也是平均的。但Chong等[11]在解剖學(xué)模型上使用染色的方法發(fā)現(xiàn)椎基底動脈系統(tǒng)存在復(fù)雜又多變的血流模式。再后來利用三維時間飛越法磁共振血管成像(3D-TOF-MRA)法觀察成年人椎動脈血流在通過基底動脈和大腦后動脈表現(xiàn)的研究顯示[12],兩側(cè)椎動脈流入基底動脈的血流是保持分離的,當兩側(cè)椎動脈直徑大致相等時,大腦后動脈的血流主要來自同側(cè)椎動脈,而椎動脈優(yōu)勢存在時,兩側(cè)大腦后動脈的血流大部分來自優(yōu)勢側(cè)椎動脈。Cosar等[1]推斷椎動脈優(yōu)勢時,由此產(chǎn)生的血流動力學(xué)改變可導(dǎo)致基底動脈成角和眩暈。Hong等[9]的研究證實,椎動脈優(yōu)勢所產(chǎn)生的不同血流形式是導(dǎo)致基底動脈彎曲的重要因素之一。雖然椎動脈血流在正常情況下是足夠的,但由于動脈粥樣硬化、壓迫或拉伸引起的血管管徑的縮小可能導(dǎo)致后腦部缺氧,引起嚴重的臨床癥狀。而減少的椎動脈血流,更多地發(fā)生于直徑較正常椎動脈小的椎動脈內(nèi)[3]。
正常人兩側(cè)椎動脈壓力是相等的,血流經(jīng)基底動脈全程仍然保持著左右分開,即左側(cè)椎動脈供血給左側(cè)小腦與腦干,右側(cè)椎動脈供血給右側(cè)小腦和腦干。當一側(cè)椎動脈血流暫時降低時,多數(shù)情況下對側(cè)椎動脈血流可充盈整個基底動脈,營養(yǎng)雙側(cè)小腦和腦干的供血區(qū)域,代償后可不引起癥狀。當一側(cè)椎動脈發(fā)育不全、狹窄或由于動脈粥樣硬化而閉塞時,該側(cè)的椎動脈血流動力學(xué)代償形成受阻,頭頸部運動可誘發(fā)腦干及小腦供血不足,甚至梗死。
傳統(tǒng)觀點認為椎動脈性眩暈為頸椎病范疇,但研究顯示[13],椎動脈本身的因素(如血管退變、痙攣、先天發(fā)育異常、走行異常等)產(chǎn)生的眩暈遠遠大于頸椎的骨性因素所致的眩暈。通過二維多普勒超聲觀察頸部旋轉(zhuǎn)對椎動脈血流的影響的研究發(fā)現(xiàn)[14,15],頸部旋轉(zhuǎn)時,旋轉(zhuǎn)方向?qū)?cè)椎動脈的峰值血流速度及平均血流速度幾乎沒有影響。椎動脈優(yōu)勢存在時,兩側(cè)不對稱的血流對基底動脈管壁產(chǎn)生不相等的管壁作用力,造成基底動脈逐漸延長、彎曲,甚至成角[16]。血流形式的改變(如流速降低、渦流等)可能會加重動脈粥樣硬化,從而使椎基底動脈管腔狹窄,產(chǎn)生更多或加劇血流形式的改變,呈現(xiàn)惡性循環(huán)?;讋用}的分支主要有小腦前下動脈、小腦上動脈、大腦后動脈和迷路動脈。它們提供腦橋的血供,而腦橋包含有前庭神經(jīng)核。前庭神經(jīng)核位于第四腦室基底部,主要傳入沖動來自半規(guī)管、橢圓囊和球囊,經(jīng)由前庭神經(jīng)傳導(dǎo)。除此之外,它們還接受來自小腦、頸髓和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的沖動。雙側(cè)前庭神經(jīng)核之間也有聯(lián)系[17]。前庭神經(jīng)核分析這些傳入信息,并且使其與前庭脊髓和前庭眼聯(lián)接的前庭信號、本體感覺信號和視覺信號相結(jié)合。因此,頭、頸、身體和四肢的平衡得到了維持[18]。前庭系統(tǒng)和(或)它的聯(lián)結(jié)的結(jié)構(gòu)和功能的紊亂可能會引起眩暈和平衡不穩(wěn)的癥狀?;讋用}成角、延長或擴張可能擠壓前庭的聯(lián)接,引起眩暈。而椎基底動脈系統(tǒng)的血流動力學(xué)效應(yīng)可能引起短時間的和基于運動基礎(chǔ)上的眩暈。
椎動脈優(yōu)勢存在時,兩側(cè)椎動脈內(nèi)不對稱的血流會產(chǎn)生不相等的血管壁機械作用力。在這種力的作用下,椎基底動脈的血管形態(tài)發(fā)生變化(如延長、擴張等),從而改變了后循環(huán)的血流模式。受湍流、渦流等血流模式的影響,椎基底動脈系統(tǒng)形成粥樣硬化斑塊,進一步血管硬化狹窄,導(dǎo)致椎基底動脈供血不足,使前庭系統(tǒng)功能受損,機體平衡受到影響,從而引發(fā)眩暈。
[1]Cosar M,Yaman M,Eser O,et al.Basilar artery angulation and vertigo due to the hemodynamic effect of dominant vertebral artery[J].Med Hypotheses,2008,70(5):941-943.
[2]Thiel HW.Gross morphology and pathoanatomy of the vertebral arteries[J].J Manipulative Physiol Ther,1991,14(2):133-142.
[3]Mitchell J.Differences between left and right suboccipital and intracranial vertebral artery dimensions:an influence on blood flow to the hindbrain?[J].Physiotherapy Res Int,2004,9(2):85-95.
[4]Weintraub MI,Khoury A.Critical neck position as an independent risk factor for posterior circulation stroke.A magnetic resonance angiographic analysis[J].J Neuroimaging,1995,5(1):16-22.
[5]Seidel E,Eicke BM,Tettenborn B,et al.Reference values for vertebral artery flow volume by duplex sonography in young and elderly adults[J].Stroke,1999,30(12):2692-2696.
[6]Zaina C,Grant R,Johnson C,et al.The effect of cervical rotation on blood flow in the contralateral vertebral artery[J].Man Ther,2003,8(2):103-109.
[7]Jeng J,Yip P.Evaluation of vertebral artery hypoplasia and asymmetry by color-coded duplex ultrasonography[J].Ultrasound Med Biol,2004,30(5):605-609.
[8]Morovi S, kari-Juri1 T,Demarin V.Morphologic and hemodynamic characteristics of vertebral arteries in men and women[J].Rad Za Medicinske Znanosti,2007,121-127.
[9]Hong JM,Chung CS,Bang OY,et al.Vertebral artery dominance contributes to basilar artery curvature and peri-vertebrobasilar junctional infarcts[J].Neurol Neurosurg Psychchiatry,2009,80(10):1087-1092.
[10]Cagnie B,Petrovic M,Voet D,et al.Vertebral artery dominance and hand preference:is there a correlation?[J].Man Ther,2006,11(2):153-156.
[11]Chong BW,Kerber CW,Buxton RB,et al.Blood flow dynamics in the vertebrobasilar system:correlation of a transparent elastic model and MR angiography[J].AJNR Am J Neuroradiol,1994,15(4):733-745.
[12]Smith AS,Bellon JR.Parallel and spiral flow patterns of vertebral artery contributions to the basilar artery[J].AJNR Am J Neuroradiol,1995,16(8):1587-1591.
[13]范炳華,吳良浩,張杰,等.椎動脈性眩暈的血管形態(tài)學(xué)變化及分型研究[J].中國骨傷,2005,18(9):527-529.
[14]Haynes M,Milne N.Color duplex sonographic findings in human vertebral arteries during cervical rotation[J].Clin Ultrasound,2001,29(1):14-24.
[15]Zaina C,Grant R,Johnson C,et al.The effect of cervical rotation on blood flow in the contralateral vertebral artery[J].Man Ther,2003,8(2):103-109.
[16]Nishikata M,Hirashima Y,Tomita T,et al.Measurement of basilar artery bending and elongation by magnetic resonance cerebral angiography:relationship to age,sex and vertebral artery dominance[J].Arch Gerontol Geriatr,2004,38(3):251-259.
[17]Berthoz A.How does the cerebral cortex process and utilize vestibular signals[M]//Baloh RW,Halmagyi GH Disorders of the vestibulospinal system.New York:Oxford University Press,1996:113-125.
[18]Passero S,Nuti D.Auditory and vestibular findings in patients with vertebrobasilar dolicoectasia[J].Acta Neurol Scand,1996,93(1):50-55.