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佟小光 南开大学附属环湖医院神经外科 天津市神经外科研究所 显微神经外科实验室 脑血管的基本生理和病理基础 Chapters1 脑血管是人体最复杂、最坚韧、最大的器官，其总面积超越皮肤；其病理生理学变化远没有研究清楚。 1.脑⾎管的结构特点： 以往人们对血管壁的研究少于对血液本身的研究，因为血液本身与血管壁是相互作用的。其中淋巴细胞和体液免疫对血管壁的维护非常重要； 根据2015年年Gray’s Anatomy的论述，血管整体上分为三部分：外膜、内外弹力层之间的基质结构、内皮及内皮下结构；所以，过去讲的血管分几层的概念已经过时，现在更强调根据功能去研究结构。 外膜和中层已经明确的存在：神经纤维、滋养动脉、滋养静脉和淋巴管；存在这些结构意味着外膜和中层已经是独立新陈代谢的结构；外膜和中膜主要是维持血管的弹力和滋养内层，所以整个血管是一体的，外膜和中膜的硬化和断裂，直接影响内层的结构。 颅内血管由于颅骨的保护和独特的脑脊液和蛛⽹网膜下腔结构，外膜和中膜都比较薄弱， 但可以保证高流量供血，而且不容易受外界影响；与全身其它部位血管比较，容易受损后出血和发生颅内动脉瘤。高血压容易损伤血管的中层，一旦中层出现断裂、变薄，直接影响整个血管的营养和坚固程度，所以高血压一直被认为是脑卒中的首要因素之一。 外膜和中层内存在微小的动脉、静脉和淋巴，说明颅内微循环和神经调控的作用，微循环的代谢变化直接影响着血管质地。淋巴系统的存在说明了免疫的作用；免疫系统出问题一定会波及到脑血管的论述是有道理的。所以，对于年轻患者，尤其要注意免疫系统疾患对于脑血管的影响，有时即使各项免疫检验指标正常，但仍难以完全排除免疫系统损伤引起的脑血管变化。低龄患者的颅内支架植入后闭塞率很高的原因，可能与免疫因素有关。血管的中层和外层存在神经纤维，说明血管的神经调控问题非常重要，交感和副交感神经系统，即所谓内环境的稳定的标志就是血压和呼吸的平稳。 所以，对于所有的血管能够根据功能分成三部分，但具体的结构差异很大。颞浅动脉就是外周的肌性动脉，存在明确的三层关系和滋养血管，在手术中经常发现：颞浅动脉分层， 内膜粗糙，在处理这样的吻合时已定要保持全层的对位缝合，否则，远期会出现吻合口的动脉瘤；如果动脉的滋养血管消失，颞浅动脉的分层消失，动脉变薄，此时内皮已经明显损伤， 吻合前一定检查该动脉是否有足够的血流，同时术中注意内层的对位缝合，因为内皮消失后，非常容易形成吻合口血栓，即使术前的抗血小板准备足够，也很难避免术后闭塞；如果动脉硬化变薄严重，血流量减少，建议放弃。 2.微循环的重要性： 微循环是整个全身代谢的整体表现，微循环的好坏关系到血管壁的滋养和维护。 2015版Gray’s Anatomy对于脑血管的描述（翻译无删改）： 脑动脉的主要分支位于蛛网膜下腔，分布于脑的表面最外层薄层脑膜细（meningeal cell); 通常是一层，相邻的脑膜细胞通过桥粒（desmosome)或腔隙（gapjunction)连接；这些动脉有平滑肌层和明显的弹力层；脑表面的静脉壁很薄；表面的平滑肌层经常不不连续。其表面也有单层的脑膜细胞（meningeal cell)。随着动脉进入软脑膜下，进入脑组织，失去弹力层，脑皮层和白质只含有小动脉、小静脉和毛细血管。唯一的例外是基底节的粗大的穿通动脉，许多小动脉保留了弹力层和后的平滑肌间质。随着年龄的增⻓，血管旁间隙逐渐扩展；皮层和白质内的小动脉、小静脉很容易分清，因为小动脉包绕平滑肌，而静脉腔大⽽壁薄。 脑的毛细血管就是血脑屏障的所在，内皮细胞靠紧密联结（tight junction)致密排列;内皮细胞浆内含有胞饮小囊（pinocytotic vesicles); 细胞被基底膜包绕，基底膜（basallamina)由内皮细胞和胶质细胞融合而成。周细胞（pericyte)被基底膜完全包绕，出现在毛细血管的全层。 血管周围巨噬细胞（Macrophage)附着在毛细血管外壁和其它血管的间隙。这些细胞在外形上与皮层小胶质细胞（parenchymal microglia)有明显的区别，但这些巨噬细胞仍然是单核细胞起源的。一薄层脑膜细胞（meningeal cell)来源于软脑膜围绕着小动脉，到在毛细血管水平消失； 由上所述，脑动脉的中层很薄，小动脉和毛细⾎血管有脑膜来源的外膜和基底膜，与巨噬细胞与其关系密切。 3.Willis环- 脑血流独特的供血方式： 脑血流由双侧颈内动脉和椎动脉输送进入颅内，第一步就是减轻血流的冲击力量，为此在颈动脉分叉部位专门设有压力感受器，反馈调节血压和心率；海绵窦就像三峡一样，降低血流压力，靠层流和搏动将血流内的障碍物贴壁、沉淀；海绵窦是个三维的螺旋结构，将搏动、压力很高的血流，变成平缓、稳定的脑血流；所以海绵窦段颈内动脉经常出现巨大的动脉瘤，长期的搏动性冲击，使动脉瘤不断变大；随着海绵窦动脉瘤体积的变大，供给颅内的血流压力逐渐减低，有利于侧枝代偿的发展；所以，Sekhar曾经说过：“体积超过3厘米的巨大海绵窦段动脉瘤，只要患者没有缺血症状，都可以直接闭塞”；还有部分人群，海绵窦内颈内动脉很短、而且曲度很低，减压的作用不不明显，大量搏动性的血流直接进入颅内，造成颈内动脉眼动脉段附近的各种动脉瘤；大家在做DSA脑⾎血管造影时，稍加留意，就可以发现这些解剖特点，可以通过密网支架等在薄弱处（膨出部位）减少血流的冲击。 椎动脉也是一样需要经过弯曲的V3段进入颅内，最原始的椎基底动脉在非直立行走的其它哺乳动物体内，压力很低；由于人直立行走，需要更高压力和流量的供血，所以，椎基底的夹层动脉瘤发生率很高。 Willis 环是进化的奇迹，从颈动脉系统、椎基底动脉系统进入的血流，围绕海绵窦形成了一个类似的环路，这个环路的解剖差异是判断患者预后的重要指标。可以想像：大量的血液进⼊willis环后，血流通过细小的穿通动脉向深部供血，部分血流通过大脑前、中、后动脉 向皮层供血。这是一套垂直的压力体系，深部的灰质核团需要大量的供血，在大脑的进化过程中，这些灰质核团与内囊等重要结构保留了类似于体动脉的血管壁结构，优势在于肌性动脉高压力供血；缺点在于容易受高血压影响出现管壁的硬化、出现狭窄闭塞（腔隙性梗死） 和出血。这些深穿支维持着自己独特的走行方式，一旦改变血管走形或逆向血流时，经常出现血流不畅。所以大脑中动脉M1的动脉瘤、颈内动脉分叉部位的动脉瘤塑形时，可能容易保持远端供血，但常出现基底节梗死；如果大脑中动脉M1巨大动脉瘤，阻断M1起始部，即使远端逆向搭桥血流足够，也容易出现基底节梗死；深部核团的作用远远重要于大脑皮层，一旦出现血流不足，压力减低，脑⾎血流优先保证深部核团供血；出现皮层分水岭梗死；一旦分水岭梗死伴发深部的局限的梗死，说明该侧的整个大脑中动脉血流严重不足。 最好的bypass方式是在willis环层次上调整血流：把整个脑血流分为深部供血和皮层供血；如果willis发育好，侧枝发达，完全可以闭塞动脉，不用bypass；如果深部供血可以代偿，但皮层血流不足，可以选择低流量bypass，目的只是补充些皮层血流；如果willis环发育很差，深部供血没有保证，皮层缺血很严重，必须采取高流量bypass，高流量不仅是供血范围，更重要的是压力，这个压力是压力差，首先是缺⾎血严重，压力很低，其次才是高流bypass；很多高流量bypass只是片状的皮层支显影，而未见向willis环的延伸，这样的高流量通常可以被双颞浅动脉动脉bypass取代；现在的MRA与CTA可以观察整个willis环的全貌，与DSA相互补充，可以更合理地选择bypass方式；脑⾎血管bypass的目的不是冒险追求所谓的“治愈”，而是保证安全和血供。 在复合手术时代，bypass⽅方式更加微创和精确，而不是千篇一律追求难度；近年来， 我们逐渐地减少了很多高流量bypass，越来越充分地利用willis环代偿，减少了手术并发症，加深了对缺血性脑血管病外科治疗的理解。 在脑血管bypass技术发展过程中，对willis环理解和研究的越仔细，对深浅部血流分析的越准确，bypass的方式和效果才能越理想。我们不能过分迷信所谓的脑灌注检测结果， ⽽而是充分结合患者的症状、MRI影像、MRA及CTA脑⾎血流全貌、DSA分导造影（时相）、最后结合一些脑灌注检查，做出合理的决定。 小结： 1. 对于血管来说，颅内外搭桥的血管断层有明显的不同，但在内皮水平是一致的；如果二者的厚薄不同，尽量保持内皮的对位；因为没有滋养血管，尽量全层缝合紧密，不留下缺口和薄弱点。 2. 由于颅内的动脉的独特结构，中层薄弱，受神经调控作用⼩，术后血压控制非常重要。基底节区动脉动脉硬化后，弹力层变薄，缺乏滋养，容易出血和闭塞。 3. 抗血小板药物作用有限；阿司匹林不但抗血小板，而且维护免疫系统； 4. 在做各种bypass手术之前，必须仔细分析脑血流的现状、深部与皮层供血的差异、明确代偿血流的来源，根据需要决定手术方式。 |
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