慢性颈动脉完全闭塞的脑循环与代谢研究

慢性颈动脉完全闭塞的脑循环与代谢研究 JApoplexyandNervousDiseases.April2008.Vol25.No.2 文章编号:1003-2754(2008)02-01944)4 慢性颈动脉完全闭塞的脑循环与代谢研究 王悦,徐晓云,金花,顾晓波 摘要:目的探讨慢性颈动脉完全闭塞后的脑循环与代谢变化.动态研究慢性 颈动脉完全闭塞患 者的脑循环,脑代谢,临床表现及认知功能改变,并与急性颈动脉完全闭塞患者进 行对比.结果慢性颈动脉完全 闭塞患者无明显局灶神经系统及高级脑功能受损的症状及体征,头部MRI检查 无明显影像学改变,但均存在轻度 认知功能障碍.1例双侧颈总动脉慢性完全闭塞患者DSA检查发现存在右侧锁 骨下动脉一颈内动脉颅内段侧支途 径.运用HMRS患者双侧海马的NAA/Cr比值,Cho/Cr比值及Glx—a/Cr比 值,存在差异.结论慢性颈动脉 完全闭塞患者除存在传统的侧支循环外,还可建立锁骨下-颈动脉的血管自身搭 桥循环路径,长期无明显脑功能受 损的临床表现.轻度认知障碍是代偿不全的表现.HMRS检查可发现人脑代谢的 改变,行外科干预治疗可能有助 于改善认知功能及脑代谢. 关键词:颈动脉完全闭塞;脑循环;脑代谢;磁共振波谱 中图分类号:R743.4文献标识码:A StudyforthecerebralcirculationandmetabolismofchroniccarotidocdusionWANGYue,XUXiao?yun,JINHua, eta1.(DepartmemofNeurology,EastHospital,Ton~iiUniversity,Shanghai200120,China) Abstract:ObjectiveTodiscussthecerebralcirculationandmetabolismofchroniccarotidarteryocclusion. MethodsCerebralcirculation,cerebralmetabolicchanges,clinicalmanifestationsandcognitivefunctionswerestudiedin patientswithchroniccarotidocclusionandacutecarotidocclusion.ResultsPatientswithchroniccarotidarteryocclusion hadnoobvioussymptomsandsignsofnervoussystemandseniorbrainfunction.Patientshadmildcognitivedysfunctions, buttherewerenolargeinfarctlesionsinMRI.DSAexaminationrevealedrightsubclavianartery—intracranialinternalcarotid arterycollateralcirculationinonepatientwithchronicbilateralcarotidarteryocclusion.NAA/Crratios,Cho/Crratiosand Glx—a/CrratiosofHMRSweredifferentinpatientsbilateralhippocampus.ConclusionsPatientswithchroniccarotidar— teryocclusiondidnotrevealobviousclinicalmanifestationsforalongtime,andestablished thevascularbypassfromsubcla-. vianarterytocarotidarterybesidesthetraditionalcollateralcirculation.Mildcognitiveimp airmentwasexpressedasanin— completelycompensatorycharacter.HMRSCanfindhumancerebralmetabolicchanges. Atthesametime,patientswithsur— gicaltreatmentmayimprovecognitivefunctionandmetabolismofthebrain. Keywords:Carotidocclusion;Cerebralcirculation;Cerebralmetabolism;Protonmagneti cresonancespec— troscopy 急性颈动脉完全闭塞因短时间内无法形成侧支 循环,而出现大面积脑梗死,死亡率极高.慢性颈动 脉完全闭塞由于侧支循环的代偿作用,临床上可不 出现缺血症状….但是目前对于此种慢性颈动脉完 全闭塞后脑代谢改变的临床报道较少.本文对慢性 颈动脉完全闭塞患者的头部影像学,波谱磁共振,临 床表现及认知功能改变进行研究,并与急性颈动脉 完全闭塞对照,分析慢性颈动脉完全闭塞后脑循环 及代谢的改变. 1临床资料与方法 ,我院收治的3例颈 2007年8月一2008年2月 动脉完全闭塞患者,均由颈部血管MRA检查明确. 慢性颈动脉完全闭塞2例,49岁男性1例,大专学 历,45岁女性1例,高中学历.均以”头晕”主诉人 院,无卒中病史.查体无明显局灶神经系统及高级 脑功能受损的体征.日常生活自理,正常工作.其 中1例患者为双侧颈总动脉起始段闭塞,予DSA检 查提示双侧颈总动脉起始段闭塞,右侧锁骨下动脉 发出侧支动脉于颈内动脉颅内段水平形成侧支吻 合.并行右侧锁骨下动脉一颈动脉人造血管旁路术. 对照组为急性颈动脉完全闭塞患者,51岁女性1 例,高中学历.出现偏瘫,但无言语功能障碍. 1.1核磁共振及DSA检查运用Achieva3.0 T场强核磁共振进行颈部及头部MRA,头部MRI检 收稿日期:2008-O1一ll;修订日期:2008-04-01 作者单位:(上海市同济大学附属东方医院神经内科,上海200120; 徐晓云,通讯作者) 中风与神经疾病杂志2008年4月第25卷第2期 查.其中1例行DSA检查. 1.299mTc—ECD显像剂进行单光子发射计算 机脑断层显像(SPECT)检测. 1.3HMRS检查在Achieva3.0TMRI扫描 仪中进行,先行常规头MRI扫描,包括矢状面 TWISE,横断面TWI,冠状位倾斜角度与海马走 行径线垂直扫描.选取双侧海马对称性头部为中心 的位置为感兴趣区,并避开接触颅底的结构,采用激 励回波探测法(stimulatedechoacquisitionmode, STEAM),单体束多次采集,体素体积为10ram× (repeattime,TR)2000ms, 10mm×10mm,重复时间 回波时间(echotime,TE)9.4ms,平均次数(average ,扫描时间(acquiretime,TA) number,NA)128次 4min48s.机器自动匀场,水抑制及调谐,利用机器 自带的软件自动完成基线校准,信号平均,代谢物识 别并计算各代谢物波峰曲线下的面积.测定N一乙 酰天冬氨酸(NAA,2.0ppm),含胆碱复合物(Cho, 3.2ppm),谷氨酸复合物一仅(Glx一仅,3.76ppm)共振峰 峰下面积,并以总肌酸(Cr,3.02ppm)作为参照物, 用各代谢产物的峰下面积之比作为相对定量. 1.4神经心理学检查由经过培训的专门医 师进行,(1)简易智能精神状态检查量表(MMSE)测 评,认知功能障碍:文盲?17分,小学?20分, 中学?22分,大学?23分.(2)蒙特利尔认知评估 量表(MontrealCognitiveAssessmentMOCA)测评,认 . 知功能障碍标准?26分 2结果 2.1影像学检查2例慢性颈动脉完全闭塞 患者,头部MRI均示未见异常.1例为双侧颈动脉 完全闭塞,DSA检查:右侧颈总动脉起始段呈盲端, 右侧锁骨下动脉发出侧支动脉于颈内动脉颅内段形 成侧支吻合(见图1),右侧椎动脉起始段管腔略狭 窄,左侧颈总动脉起始段呈盲端,左侧椎动脉起始段 管腔略狭窄,右侧颈内动脉于颅内经脑动脉环显影. 予手术治疗后,颈部血管MRA:双侧颈总动脉起始 部闭塞,双侧椎动脉代偿性增粗,但起始部明显狭 窄,左侧锁骨下动脉局部狭窄,右侧锁骨下动脉一颈 动脉人造血管旁路术后改变,人造血管通畅. SPECT:右侧额叶后下方及右侧颞叶前部脑血流灌 注下降明显(见图2).另1例为单侧颈动脉完全闭 塞,颈部血管MRA:右侧颈内动脉起始部闭塞,左侧 颈内动脉,双侧椎动脉正常.1例急性颈动脉完全 闭塞患者,头部MRI:右侧基底节区梗死.颈部血管 MRA:右侧颈内动脉起始部闭塞,左侧颈内动脉,双 侧椎动脉正常.颅内血管MRA:右侧颈内动脉颅内 段及大脑中动脉未显示,左侧大脑中动脉未见异常, 基底动脉环完整,双侧大脑前动脉,大脑后动脉未见 异常. 2.2磁共振波谱检查HMRS检测结果(见 表1). 2.3神经心理学检查慢性双侧颈动脉完全 闭塞患者,MMSE得分29分,MOCA得分24分;3月 后复测MMSE得分30分,MOCA得分27分.慢性 单侧颈动脉完全闭塞患者,MMSE得分22分.急性 颈动脉完全闭塞患者,MMSE得分15分,MOCA得 分8分. 图1双侧慢性颈总动脉完全闭塞患者存在右侧锁 骨下动脉-颈内动脉颅内段侧支途径 图2右侧锁骨下动脉-颈动脉人造血管管旁 路术后的双侧颈动脉闭塞患者SPECT表现 JApoplexyandNervousDiseases,Aoril2008,V0l25,No.2 表1HMRS检测3例患者双侧海马对称部位各代谢产物 3讨论 3.1侧支循环表现目前认为,侧支循环的建 立是慢性颈动脉闭塞的继发效应,是有效预防严重 神经系统局灶病变发生的代偿机制之一.传统的代 偿途径分为3个层次_2J:即通过Willis环的交通动 脉代偿,颈内外动脉的侧支通路的代偿和软脑膜的 代偿,此外脉络膜前动脉及颅外其他分支是少见的 侧支途径.急性单侧颈动脉完全闭塞后,基底动脉 环,左侧大脑中动脉,双侧大脑前动脉及后动脉均无 异常,但闭塞侧颈内动脉颅内段及大脑中动脉未显 示.可见,Willis环交通动脉代偿不完整,存在闭塞 侧后交通动脉开放异常,使闭塞侧大脑中动脉供血 区缺血而发生卒中.在慢性颈动脉完全闭塞患者 中,Willis环的交通动脉代偿完整,提供了大脑前2/ 3的血供.同时,发现存在有不同于传统的侧支代偿 途径:右侧锁骨下动脉一颈内动脉颅内段侧支途径 (subclavianartery—intracranialinternalcarotidartery collateralcirculation,SICC).这支直接由锁骨下动脉 发出至颈内动脉的血管旁路可视为血管自身搭桥. 此次研究发现,在慢性颈动脉闭塞过程中,除存在传 统的侧支循环途径外,血管自身可能产生了类似于 毛细血管再生的代偿能力,出现血管自身搭桥现象. 3.2脑代谢改变特点在慢性颈动脉完全闭 塞的患者中,双侧颈动脉完全闭塞患者行右侧锁骨 下动脉一颈动脉人造血管旁路术前予DSA检查发现 仅右侧存在SICC,故此患者与单侧颈动脉完全闭塞 患者相似,术前双侧大脑半球供血已存在不同.氢 质子磁共振波谱分析(HMRS)技术可以在感兴趣区 对一系列代谢物质种类和数量改变进行活体,无创 测定,如NAA,Cho,Glx,Cr等J.这些指标可直观 反映神经元和神经胶质细胞的代谢状态:NAA主要 存在于神经元和轴索内,由线粒体合成,其含量多少 可以作为检测神经元密度及功能状况的标志物;Cho 反映脑内总胆碱量,参与细胞膜的代谢;Glx反映神 经兴奋毒性作用.双侧颈动脉完全闭塞患者中,无 SICC侧较有SICC侧海马的NAA/Cr比值增加 23.6%,Cho/Cr比值增加41.5%,同时在SPECT检 查中发现有SICC侧的大脑半球血流灌注反而下降. 单侧颈动脉完全闭塞患者中,颈动脉完全闭塞侧较 非闭塞侧海马的NAA/Cr比值增加22.5%,Cho/Cr 比值增加29.7%,Glx—c~/Cr比值减少59.7%.这一 结果显示颈动脉闭塞侧/无SICC侧大脑半球的脑功 能较非闭塞侧/有SICC侧有所增强.有学者认为缺 血预处理可能具有脑保护的作用,可避免及减轻进 一 步的脑缺血损伤,但对此种假设的论证仅限于动 物试验,并未运用于活体临床试验.在动物实验中 发现J,缺血预处理有利于脑损伤后结构和功能 恢复的血管周围小胶质细胞数量反应性增多,脑血 管生成及密度增加,起脑保护作用的神经生长因子 表达增强.这与此次的研究结果有很大的相似性. 我们推测,慢性脑缺血过程中,人脑在出现脑组织形 态学改变前,已出现脑内代谢物质的改变,使其功能 增强,以防止出现重大损伤.与急性单侧颈动脉完 全闭塞患者相比,慢性颈动脉闭塞侧/无SICC侧海 马的NAA/Cr,Cho/Cr及Glx—c~/Cr比值较急性颈动 脉闭塞侧均有升高.急性颈动脉闭塞侧海马的 NAA/Cr,Cho/Cr,Glx—a/Cr比值较非闭塞侧下降. 同时,急性单侧颈动脉完全闭塞患者出现闭塞同侧 基底节区脑梗死,除有偏瘫症状外,神经心理学检测 显示存在认知功能障碍.可见,急性颈动脉完全闭 塞患者的脑功能损伤重于慢性颈动脉完全闭塞患 者,且在未出现形态学改变的脑组织中出现脑内代 谢物质的改变,故可能使急性颈动脉完全闭塞患者 表现出比头部MRI所示更多的脑功能损伤症状. 3.3临床特点两例慢性颈动脉闭塞患者均 表现有头晕这一全脑供血不足的非特异性症状,无 中风与神经疾病杂志2008年4月第25卷第2期 明显局灶神经系统及高级脑功能受损的症状及体 征.两者的日常生活,工作均无明显影响.在神经 心理学检测中,两例患者均存在轻度认知功能障碍. 其中,双侧颈动脉完全闭塞患者的MMSE得分正常, MOCA得分提示存在认知功能障碍,其在手术治疗 后,认知功能恢复正常.而急性颈动脉闭塞患者除 出现偏瘫症状以外,其神经心理学检测显示认知功 能损伤较慢性颈动脉闭塞患者重.以上特点提示, 人脑在急性缺血情况下出现严重脑功能损伤,而在 长期慢性缺血情况下出现不可忽视的代偿能力.目 前将未出现明显神经系统及高级脑功能受损症状体 征的慢性颈动脉完全闭塞称为无症状性慢性颈动脉 完全闭塞,未将轻度认知障碍等亚临床表现考虑在 内.但必须提出的是,人脑的代偿是有限的,随着年 龄的增长,出现代偿不全.这种代偿不全以头晕为 首发表现,作为非特异性主诉易在临床诊治中被忽 视.同时,出现了仅能通过神经心理学检测才能发 现的认知障碍r9].当不全代偿得到改善后,非特异 性主诉及亚临床表现可得到缓解.对于此种患者临 床表现的改变特点仍需进一步的大样本临床探讨研 究.此外,在神经心理学检测中发现,MOCA量表较 MMSE量表对认知功能改变的识别更敏感. 3.4治疗双侧颈动脉完全闭塞患者行右侧 锁骨下动脉.颈动脉人造血管旁路术,进一步改善了 右侧大脑半球血供.术后1个月行HMRS检查发 值减少12 现,手术侧较未手术侧海马的Glx-a/Cr比 倍,但双侧海马NAA/Cr比值及Cho/Cr比值的变化 与未经手术治疗的慢性单侧颈动脉完全闭塞患者双 侧海马NAA/Cr及Cho/Cr比值的变化相同.随访 其术后认知功能,呈现好转趋势.手术治疗使此患 者的认知功能出现可逆性恢复,同时也改善了脑的 代谢功能,且神经毒性物质先于神经元出现改变. 可见,对此类患者进行外科干预治疗可能有助于改 善认知功能及脑代谢,但仍需进行进一步的临床研 究. 综上所述,慢性颈动脉完全闭塞患者可建立侧 支循环,避免严重的脑功能损伤.运用HMRs检查 及神经心理学检测,特别是更为敏感的量表能更完 整的了解其脑代谢及全脑功能变化情况.慢性颈动 脉完全闭塞患者虽然头部MRI无异常改变,但认知 功能及脑内代谢物质已产生变化,早期发现和干预 可使其逆转,在临床工作中需得到足够的重视.随 着HMRS技术的成熟和发展,其在神经疾病诊断中 的运用日益广泛.运用此项技术对无症状性慢性颈 动脉完全闭塞患者的脑内代谢物质进行研究,有望 使其成为发现此类疾病早期脑功能改变的有效辅助 手段. [参考文献] [1]VemiefiF,PasqualettiP,MatteisM,eta1.Effectofcollateralblood flowandcerebralvasomotorreactivityontheoutcomeofcarotidartery occlusion[J].Stroke,2001,32(7):1552—1558. [2]赵云辉,马着彬,庄磊,等.单侧和双侧颈内动脉狭窄或闭塞侧 支循环途径的研究[J].影像诊断与介入放射学,2006,15(4): l55—158. [3]江文字,吕泽平,谢海群.轻度认知障碍和Alzheimer病的磁共振 质子波谱(1H—MRS)研究[J].中风与神经疾病杂志,2005,22 (6):560361. [4]DenkerSP,jiS,DinqmanA,eta1.Macrophagesal’ecomprisedofresi— dentbrainmicroglianotinfiltratingperipheralmonocytesacutelyafter neonatalstroke[J].JNeurochem,2007,100(4):893004. [5]陆华宝,李林.脑巨噬细胞/d,胶质细胞在中枢神经系统疾病或 损伤修复中的作用[J].中国康复理论与实践,2002,8(3):136— 139. [6]巴迎春,王廷华,潘兴华,等.慢性脑缺血大鼠大脑皮质中的神经 生长因子表达[J].解剖学杂志,2005,28(6):663-666. [7]刘勇,胡明均,刘开胜,等.血管内皮生长因子及其基因对缺血 脑组织保护作用与Bax和Bcl-2表达的相关性[J].中国临床康 复,2004,8(28):6063-6064. [8]JohnstonSC,O’MearaES,ManolioTA,eta1.Cognitiveimpairment anddeclineal’eassociatedwithcarotidarterydiseaseinpatientswith— outclinicallyevidencecerebrovasculardisease[J].Ann[ntemMed, 2004,140:237-247. [9]MathiesenEB,WaterlooK,JoakimsenO,eta1.Reducedneumpsycho— logicaltestperformanceinasymptomaticcarotidstenosis:thetrom$o study[J].Neurology,2004,62:695-701.