颅外椎动脉超声检查全解

颅外椎动脉超声检查

解放军总医院超声科高海港译王洋审校

摘要：颅外椎动脉（VA）超声检查是一项很有价值的检查技术。本文概括了VA的解剖和

VA超声扫查方法，并证明和讨论了超声在锁骨下动脉窃血综合症中区分椎动脉－锁骨下动

脉还是冠状—锁骨下动脉窃血，以及在主动脉瓣膜疾病、VA的狭窄和闭塞、VA的夹层和

动脉瘤、椎基底动脉机能不全等方面的应用。

只要VA出现直接或间接的异常循环征象，包括VA近端或远端的损伤，颅外段椎动脉（VA）超声检查就很有价值。本文旨在讨论超声在评价颅外椎动脉方面的作用及在检查VA 疾病中的标准。

椎动脉的解剖

椎动脉分为四段[1]。1－3段表示颅外段椎动脉。第一段为脊椎段或横突前段，起自锁骨下动脉（SCA）起始部至C6椎体横突孔。V1段的超声显示差异很大，但是在大多数病人都能很好显示[2]。V1段大多起始于SCA背侧，但是很少起始于SCA腹侧；通常在其进入C6横突孔前发生扭曲，常被描述为一个明显的环[3]。椎动脉的V1段的意义在于动脉粥样硬化的改变多发生于起始段。

V2段是从C6横突延伸至第二颈椎出口。V3段是从第二颈椎至椎管[4]。V4段是颅内段，延续为基底动脉。V2段只能在椎间显示，因椎骨声影不能提供足够的视窗。V3段在入椎管前都能显示。

解剖变异

起源异常

最常见的起源异常是左侧椎动脉直接由主动脉弓发出，发生率达5%[3，4]。在这类变异中椎动脉从C5而不是C6水平进入椎管。其它变异包括主动脉起始部和远侧的锁骨下动脉（SCA）起源，极少数起源于左颈总动脉（CCA）或左颈外动脉。右侧VA发生于主动脉弓或RCCA的起源异常非常罕见。

应用解剖学

VA与颈内外多条动脉相通，在发生狭窄或闭塞时可提供侧枝循环。其可分为以下几种类型：

a）Willisian环之前。最常见的例子是肋颈干的一个分支——颈深动脉与VA之间的交通，在VA狭窄或闭塞时提供顺行充盈。其它例子包括颈外动脉枕支经其atlantic分支和硬膜下间隙的动静脉网灌注同侧VA 。

b）Willisian环。后交通动脉提供后侧Willis环的左右侧之间的血管连接。

c）Willisian环之后。在大脑表面，大脑后动脉皮质支之间在皮质幕上吻合建立了侧支

交换循环。

椎动脉超声评估

对大多数病人来说，VA第V1和V2段超声比较容易。据评估应用超声双功仪约65-85％的病人椎动脉起始段可显示，右侧较左侧容易显示[3.6]。约95％病人V2段可显示，即使不能检测出VA血流也不能明确表明VA闭塞，因为VA发育不全与VA闭塞很相似。V3段因开口于C1横突孔，很多诊疗中心往往认为不能常规显像，也完全可以通过超声显示。V4段在颅内，可以用经颅多普勒探查。

正常多普勒参数

V2段正常峰值流速（PSV）约20-60cm/s[6.8.9]。这个范围很少在文献中得到验证，但当PSV＜10cm/s时则极有可能是异常的，且当局部PSV＞100cm/s时则很大程度提示局部明显狭窄[9]。起始部VA平均流速较高（平均64cm/s，范围30-100cm/s[10]）。需要指出的是，由于VA内径不对称（73%正常个体可出现[2]），正常个体双侧VA的PSV可有很大程度不同。VA内径正常超声测值约4mm，且左侧比右侧内径稍有增宽倾向[2]。

图1是正常VA频谱波形。表现为整个心动周期内前向的低阻血流，即收缩期峰值流速和舒张期末最大流速比值较低。

图1 正常椎动脉多普勒频谱波形

检查方法

为获得VA最佳透声窗，患者须一直仰头保持颈部伸展；必要时可转动头部以评价体位改变对VA血流的影响。为了更好显示横突声影间的VA，可以用5MHz或7.5MHz的线阵探头。超声工作者首先应从侧边探查，在二维声像图上显示中间段CCA的纵切面。一旦探头已经定位CCA的长轴切面，而后探头向后滑动（不做任何旋转）；脊椎横突的声影则可能出

现，V2段的一节或更多可在声影间显示。VA的相关节段定位一旦确定，就可以用彩色多普勒（用适当低的脉冲重复频率和较高的彩色增益）显示管道并判断血流方向。接下来可通过脉冲多普勒显示的VA波形，以判断任何血流形态的异常，并测定收缩期峰值流速。在颈动脉的超声检查中，通常可仅探查评估V2段，粗略判定血流方向和波形。然而，扫查V1段特别是起始部是非常必要的，因为其是最易好发病变的部位，尤其当远端VA出现“小慢波”时更为重要。通过追踪V2段近端可清楚显示V1段，或者可通过锁骨上显示SCA横切面，在这个切面上VA起始部和一小段VA通常可清楚显示。若需要，则可以测量管腔内径和（或）血流流量。

椎动脉彩色双功仪超声检查作为诊断起始段疾病的指标

椎动脉-锁骨下动脉窃血

SCA近段至VA起始部的血流动力学显著异常会引起同侧VA的特征性改变。近端SCA 的内径减小引起的脑血管循环（供体）和左SCA（受体）两者之间的压力梯度可引起VA血流改变。这些临床表现可认为椎动脉——锁骨下窃血综合症（VSSS）[11]。最初其被认为于脑干缺血和中风有关联，虽然后来的研究指出，其通常仅是动脉粥样硬化的标记。仅VSSS 不会必然导致脑血管事件发生，而可能是一种无害的血流动力学现象[5.12.13]。

由于SCA起始段严重病变引起VA血流完全倒流已经被很好证实，但是可能会出现几种过渡VA波形。在这几种波形中，实际当SCA轻中度狭窄时VA仍能保持正向血流。

I)“Pre-bunny”波形（图二）：SCA起始部直径≤45%的狭窄VA内血流频谱可表现为Pre-bunny波形。其整个收缩期呈持续前向血流，收缩中期存在一个急剧的减速间隙，由第一个较尖锐的及下一个较圆钝的收缩峰组成。一般认为是由于狭管效应，于心脏射血期在主动脉开口处造成负压所致[14]。

图2 椎动脉“Pre-bunny”多普勒频谱波形，超声双功仪显示同侧锁骨下动脉起部约50%狭窄。

II)“Bunny”波形（图三）：SCA直径狭窄率在55%左右时可在收缩期双峰之间引起更深的裂隙，裂隙的最低点大约在同一水平，终止于舒张期[14]。

图3 左侧VA“Bunny”波形，患者由于90%狭窄引起冠状—锁骨下窃血综合症，左侧SCA 支架植入术后。这通常出现VA血流完全反转征象，虽然该患者同时合并有同侧颈总动50%和颈内动脉90%狭窄，且右侧VA动脉造影显示广泛病变。

III）双向血流频谱波形（图四）（约80%狭窄或更大）可引起VA在每个心动周期初期前向血流及后期反向血流[15]。

图4 双向椎动脉多普勒波形

IV）完全反向血流频谱波形（图五）分支VA前SCA高度狭窄或闭塞可能引起同侧VA 血流完全倒转。

图5 椎动脉完全反流多普勒频普波形

这些在患者安静时VA血流频谱波形的改变高度提示锁骨下动脉存在粥样硬化病变的征兆，且提示VA波形类型和病变的严重程度有一定的相关性[13.14]。双向或完全反向VA血流存在提示SCA起始部或头臂干存在高度狭窄或闭塞的敏感性为100%[7.13.17]，且VA血

流波形改变越敏锐对诊断SCA病变存在越敏感。尽管如此，VA血流波形单向性改变与SCA 狭窄程度之间相关性不高，一作者还记录到在仅25%的SCA狭窄时也记录到了“Bunny”波形存在[13]。

有必要指出，轻至中度SCA狭窄在运动后可产生一个压力阶差，运动可能增加已经不正常的VA血流波形的阶段。并且，VA反向血流常与同侧的内乳动脉血流反流并存[18]。已经超声检测证实，在必须处理的SCA病变血管良好再通后，VA不会立即恢复顺性血流，可持续20秒至几分钟，甚至几天时间。这被认为是提供防止脑动脉栓塞的一种保护性机制[10]。

关于通过VA波形改变预测近段病变的应用价值的负面特异性信息非常少，大概是由于正常VA血流波形的病人都缺乏动脉造影信息的缘故。

冠状—锁骨下动脉窃血综合症

冠状—锁骨下动脉窃血综合症（CSSS）发生在当左胸廓内动脉（LIMA）作为冠状血管再通的一个旁路，且存在引起显著血流动力学改变的SCA起始部狭窄，引起同侧VA和LIMA 血流反向时，造成远离大脑和（或）心脏的窃血。其生理学意义很难全面的解释，因为冠状动脉在这种情况下通常发生狭窄，需要LIMA旁道；因此很难判断狭窄的SCA和冠状动脉循环之间的压力阶差，以此造成LIMA锁骨下侧枝窃血。文献中CSSS报道两例称LIMA反向血流未伴随同侧的左VA血流反向；其他均报道同侧椎动脉血流异常，通常表现为VA血流完全反向。在我们机构最近的几例CSSS病例中，左侧VA明显出现Bunny波形（图3）。据估计，CSSS的发生率低于0.5%[23.24]，但其预后不良。因此冠状动脉旁路移植术前行颈动脉和椎动脉扫查是很有用的，不但可评价因显著颈动脉病变引起的外科手术风险，而且也可鉴定预防性治疗SCA狭窄/闭塞的疗效。

主动脉瓣膜疾病

其它有显著血流动力意义的病变如主动脉瓣膜病变可引起椎动脉波形重搏波表现，第二个收缩峰大于等于第一个收缩峰，两峰在在重搏切迹处分离。这种表现亦可出现在颈动脉中，如果出现在两侧，则是一种血管病变的非特异性表现，在关闭不全或狭窄中均可出现。

图6 重度主动脉瓣狭窄伴轻度关闭不全患者VA重搏多普勒波形

椎动脉粥样硬化性狭窄或闭塞

颅外段VA发生粥样硬化改变与颈动脉频率相当，尽管在临床上其关联性还不很清楚。VA起始部是最易好发部位，尽管VA全程均可发生狭窄。通过VA远端“小慢波”波形可检测出狭窄（图7），或直接探查起始部检测其局部血流速度超过100cm/s[9]。VA闭塞不易诊断，其与椎动脉发育不全、不发育或切开后引起的改变较难鉴别。当检测出椎管内可见VA回声而无血流信号则支持闭塞，特别其内可见钙化斑时可兹鉴别。De Bray等应用直接观测（测量减少内径和增加的速度）或间接推论（VA狭窄处远端的“小慢波”多普勒波形）发现超声检测＞70%椎动脉近段狭窄的敏感性为71%，特异性达99%。Nicolau等研究4位VA“小慢波”波形改变患者发现，两个是由于VA近段显著狭窄引起而另两个则由于VA发育不良。

远端VA闭塞可表现为自身阻力增高波形（无延迟出现部分短小波形）（图8）。Nicolau 等发现这种波形的存在阳性预测价值较低，因在19高阻波形病例中，1例是由于近端狭窄引起，而另外7例则由于VA发育不全导致。关于通过VA动脉血流频谱波形鉴别VA疾病的特异性和阴性预测价值的观点，Nicolau等[7]报道两例通过造影证实为VA远端高度狭窄，且其中之一为显著狭窄的病例VA血流频谱波形却表现为正常。

图7 VA起始部高度狭窄（经MR血管造影证实），远端可见“小慢波”多普勒波形。

图8：横突段可见高阻VA多普勒频普波形，VA远端闭塞经血管造影证实。

椎动脉夹层和动脉瘤

有报道称应用超声双功仪鉴定VA夹层缺乏有效性。VA夹层（自发或外伤性的）发病率还不得而知，却好象比颈内动脉夹层出现频率低[27]，本病好发于女性，中年成人（30-50岁）多见[28]。在整个VA颅外段，V3段最常受累[27-29]。一些研究发现实时颅外VA多普超声检测血流频谱异常的敏感性很高（70-80%[27-29]），检查VA夹层却不够特异。Bartels

的研究，提及VA从起始部到V3段有比较高的发病率，引用了典型超声所见，即不规则的夹层隔膜狭窄和血管呈双腔改变，局部管径增宽，造成假性动脉瘤、壁内血肿及逐渐变细的狭窄伴远端闭合。其它一些研究，发现如报道所称的高发病率的V3段越难显示清楚，越要更多应用双功仪检查间接标准，诸如异常PSV减低，高阻力频谱波形和血流缺失，或血流反转等来鉴别可能异常的VA，如果患者临床症状一致，可以借助MRI进一步证实夹层的存在与否。

颅外VA动脉瘤大多由外伤引起，非常少见，可能由于其穿越横突孔受到相当程度的保护。各种研究发现VA内径正常上限约5-5.5mm[32.33]，因此任何情况下内径增宽则可认为显著扩张。这些最常发生在V2段远端（C1/C2水平）[34]，尽管最近详细报道了一个大的非外伤性的V3段VA动脉瘤[35]。颅外VA动脉夹层动脉瘤多常见[34]。已有报道一例不明病因的VA假性动脉瘤伴有动静脉瘘。

椎基底动脉机能不全及次级发育不全或外源性压迫

除先前所描述的病状，VA不发育或发育不全可引起显著的供应椎基底动脉系统血流减少之外，椎基底动脉机能不全（VBI）也是可疑原因之一。VA颅外段平均内径约3.5mm[2.3.8]，直径＜3 mm则提示发育不全，多普勒频谱波形分析对鉴别VA发育不全似乎没有作用[5.7]，有报道称，正常频谱[5，7]、双向频谱、高或低阻波形均可出现。Bendick 和Glover的研究[36]认为如果病人的VA网血流量少于200ml/min，则易出现椎基底动脉供血不足。为响应他们，Seidel等人[8]试图用超声双功能仪器在没有脑血管病变或症状和心血管疾病好发年龄段的病人建立VA网流量的正常参考范围。他们的结论是100ml/min则更合适，虽然他们承认超声测量VA流量是困难的，这也就能解释其他中心缺乏公认的数据的原因。

椎基底动脉机能不全（VBI）另一种情况是当颈部转动时，颅外椎动脉各个平面均受外源性压迫[37]。此外，双功超声在鉴别VA外源性压迫方面至今未广泛报道，而且可能出现的是，在VBI的病人颈部转动时，已经通过双功超声证明VA血流出现减少或停止[37，38]，且老年病人头部移动及颈部显著转动时超声显示VA会遇到技术性困难。这些报道还指出，无外周血管疾病的病人颈部转动也会诱发血流停止[39]，这项检查在本病中的应用敏感性和特异性都不高。

结论

双功超声检查是无创的显示VA的有用首选方法。对锁骨下动脉（SCA），头臂干动脉和椎动脉（VA）近段的疾病有敏感性的指征。在解剖学评估方面敏感性较低，V3段显示常受限，尽管间接推断解剖特征可能有用。VA疾病和神经的症状和体征相关性不如颈动脉明显，因此在许多病人中降低了超声检查VA的必要性。超声检查VA的优势在于它是一种可以证明其异常和选择后续影像检查的方法，且快捷、无创。

致谢

笔者特此感谢威尔士加地夫联合大学医院血管超声检查带头人Neil Pugh博士,友情提供图片5。