0 前言

       后循环椎基底动脉系统主要由左、右两侧椎动脉和一条基底动脉及其分支构成，约供应大脑血容量的20%^[1]。两侧椎动脉直径存在较大变异，一侧椎动脉可以表现为全程纤细并且直径明显小于对侧，研究者称之为椎动脉发育不良（vertebral artery hypoplasia, VAH），而管径较大的对侧椎动脉称为优势椎动脉。既往认为VAH是少见的先天性血管变异，尸检和血管造影检出率约2%～6%^[2]。随着脑血管影像学技术发展，VAH的检出率增高，可达45.6%^[3]。后来，多数学者关注到VAH不仅是单纯血管变异，还可能是后循环缺血性脑卒中（posterior circulation ischemia stroke, PCIS）的危险因素。PCIS约占所有缺血性脑卒中的20%^[4]。PCIS早期卒中复发风险较高，尤其是椎基底动脉狭窄或发育不良的患者^[5]。研究显示，合并VAH的PCIS患者早期MRI假阴性率高达56.3%^[6]。因此，临床提高对VAH的疾病认识至关重要。本文就VAH的诊断及发生率、影像评价方法、VAH与PCIS的关系进行综述，以期临床关注VAH，减少VAH相关不良事件发生。

1 VAH诊断标准及其发生率

       两侧椎动脉直径约3～5 mm，通常不对称，管腔粗细不一，存在较大的变异性。普遍认为VAH是指一侧椎动脉管径全程纤细并且直径明显小于对侧。但迄今为止，VAH尚无统一的诊断标准。因此，既往的研究中，VAH的发生率往往因其诊断标准、研究人群、影像检查手段的不同而存在差异。BAKALARZ等^[1]在一项超声研究中将VAH的诊断标准定义为纤细侧椎动脉直径≤2.0 mm，在2500例研究对象中发现VAH的发生率为3.2%；而CHEN等^[7]利用经颅多普勒（transcranial doppler, TCD）定义VAH标准为直径＜2.5 mm，发现左侧VAH发生率为3.3%，而右侧VAH发生率约5.9%。THIERFELDER等^[8]基于CT血管造影（CT angiography, CTA）以一侧椎动脉颅内段直径≤2.0 mm且双侧椎动脉全程直径不对称比≤1:1.7为标准，结果显示VAH的发生率约15.6%。PARK等^[3]基于磁共振血管成像（magnetic resonance angiography, MRA）定义VAH为纤细侧椎动脉管径≤2.0 mm，结果显示健康对照组VAH发生率为26.5%，PCIS组VAH发生率约45.6%。YANG等^[9]运用数字减影血管造影（digital subtraction angiography, DSA）技术定义VAH为一侧椎动脉直径＜2 mm或DSA未见椎动脉显影，发现缺血性脑卒中患者中约16.1%存在VAH。张倩等^[10]则联合头颅MRA及颈部血管超声两种影像检查，定义VAH为头颅MRA一侧椎动脉均匀纤细且超声显示椎动脉正常血流，或头颅MRA测得椎动脉直径≤2 mm且超声测得直径≤2.5 mm，研究发现VAH发生率约16.93%。综上，不同的影像检查方式、诊断标准、研究对象得出的VAH发生率存在差异，今后的研究应尽快统一VAH的诊断标准以便于更好地研究VAH与相关疾病的关系。

2 VAH的影像评价方法

2.1 常规影像方法

       目前关于VAH的评价方法很多，主要包括超声、CTA、时间飞跃法MRA（time-of-flight magnetic resonance angiography, TOF MRA）、DSA等传统管腔成像方法。超声检查是无创、无辐射、经济、可重复性强且可实时和动态显像的影像检查方法，主要包括TCD、彩色多普勒血流显像（color doppler flow imaging, CDFI）、经颅彩色多普勒超声（transcranial color code sonography, TCCS）。CDFI、TCCS可提供椎动脉血流动力学参数，然而CDFI对椎动脉颅外段显示较好，TCCS可能由于受到颅骨窗的透声性影响而对椎动脉颅内段显示欠佳，也可因操作探头角度、部位选择而出现不一致的诊断结论。颈-脑血管一体化超声则可以检测到椎动脉狭窄和VAH血流动力学参数间存在差异，其对于椎动脉颅内段狭窄与VAH的鉴别诊断具有较高的特异性和敏感性^[11]。CTA成像快速，且具有时间、空间分辨率高的优点^[12]，可通过薄层、多平面重建技术对颅内外脑血管细节进行任意角度及方位的显示，可观察椎动脉走形与邻近骨质之间的空间关系，便于颈部手术术前评估椎动脉变异、走形迂曲等，减少对椎动脉的医源性损伤，尤其在椎动脉横突段、枕下段^{[13, 14]}，有研究表明CTA可显示椎动脉枕下段的亚段分支发生情况^[15]，提示术前CTA检查可便于临床确定手术入路，减少术中出血。但由于CTA需注射对比剂、有辐射性，在一些严重肾功能不全、对比剂过敏、孕妇患者中使用受到了限制。TOF MRA因其无创、简便、无辐射性、无需注射对比剂，目前在临床上广泛应用，它是一种基于血管腔的成像技术，受血流速度、方向、弯曲、类型等影响。当椎动脉管径弥漫明显纤细时，受低流速血流影响则往往表现为显影浅淡或不显影，在区分生理性VAH与椎动脉狭窄或闭塞方面仍存在挑战，从而导致VAH评估准确性降低。DSA被认为是脑血管病的金标准，并且可在术中同时进行介入治疗，但其费用高、有创性、操作复杂、并发症多，往往不作为患者的首选检查。此外，也有学者利用基底平行解剖扫描（basi-parallel anatomic scanning, BPAS）评价VAH。BPAS是一种不受动脉血流状态影响而清晰显示桥前池椎基底动脉颅内段形态及外轮廓的MRI技术，当动脉闭塞时也不受血流或血栓的影响，BPAS仍可以显示血管外轮廓改变^[16]。国内外研究利用该技术来判别椎基底动脉颅内段病变，并且多数认为BPAS结合MRA可以鉴别椎基底动脉粥样硬化狭窄与其他非动脉粥样硬化狭窄病变如发育不良、椎动脉夹层^{[17, 18]}。综上，CTA、MRA、DSA等常规影像学检查手段均是管腔成像技术，BPAS只显示血管外轮廓，目前的研究认为脑卒中的发生与血管壁斑块形成及其稳定性密切相关，而非管腔的狭窄程度，上述检查手段只能显示椎基底动脉的管腔内外轮廓，无法显示血管壁结构改变，区分一侧椎动脉纤细是由先天性VAH还是后天斑块导致狭窄、闭塞存在挑战性，因此需要一种显示血管内壁的成像技术来协助我们诊断VAH。

2.2 高分辨力血管壁成像

       近年来，高分辨力血管壁成像（high resolution vessel wall imaging, HRVWI）作为快速发展的新型成像技术，一直是脑血管病的研究热点。它通过抑制血液及其周围脑脊液信号，实现直接可视化血管壁本身变化并提供相关病理信息，在鉴别动脉粥样硬化与非动脉粥样硬化病变如发育不良、血管炎、动脉夹层等方面具有巨大的优势^{[19, 20]}。随着MRI影像技术进步，HRVWI从二维成像发展到三维（three dimension, 3D）成像阶段。3D成像不仅具有更高的各向同性分辨率、高信噪比、更大的覆盖范围，还可进行多平面重建及曲面重建，从多角度显示动脉的形态及分布特征^{[21, 22]}。凭借其可视化血管壁的优势，HRVWI可在VAH与弥漫性动脉粥样硬化引起的椎动脉纤细鉴别中提供重要信息。LIU等^[17]研究发现BPAS结合MRA与HRVWI结合MRA对鉴别发育不良、动脉粥样硬化等病变的诊断效能高度一致，但该研究中存在部分病例由于动脉粥样硬化狭窄后发生血管重构导致BPAS表现差异。这可能是因为大多数血管发生动脉粥样硬化狭窄时，为了减轻管腔狭窄导致的血流减少以及维持血管内径在正常范围，血管自身将会进行正性重构，使得血管外径代偿性扩张，BPAS只显示血管外径，HRVWI同时显示血管壁及血管腔，因此动脉粥样硬化狭窄病变在BPAS影像上大多数表现为管径增粗、扩张，相对应地HRVWI图像表现为血管壁不规则增厚伴斑块形成，但管腔狭窄程度不显著；而少数血管早期尚未发生正性重构时，血管外径尚正常，BPAS影像未见管径增粗，HRVWI则可以出现血管管壁偏心性增厚等动脉粥样硬化改变。由此可见，HRVWI在同时显示管腔、血管壁改变并诠释病理基础方面具有极大的优势。目前国内外关于VAH与PCIS的研究大多数基于常规管腔成像技术进行评估，而基于HRVWI的研究甚少，今后有待研究利用HRVWI来研究两者间的关系。

3 VAH与PCIS发生的关系

       随着医学研究不断进展，VAH不再被单纯地认为是无临床意义的先天性血管变异，许多学者发现VAH可能引起PCIS，或者认为VAH是PCIS发生的潜在危险因素^{[9,23, 24, 25]}，尤其是在合并其他血管危险因素时。一项队列研究的荟萃分析显示^[26]，约20%的缺血性脑卒中患者存在VAH，PCIS中VAH的患病率高于前循环脑卒中的两倍。可见VAH与PCIS存在密切的相关性。下文将从多方面对VAH与PCIS的关系进行分析。

3.1 血流灌注减低

       根据泊肃叶定律，血管流量与血管半径的四次方成正比关系，即血管管径大小是决定血流量的最基本因素^[27]。CHEN等^[7]研究表明椎动脉血流量与直径呈正相关，椎动脉直径与阻力指数（resistance index, RI）呈负相关。ZARRINTAN等^[28]研究也发现椎动脉平均直径与平均RI显著负相关，因此推测VAH者发育不良侧椎动脉的平均直径较小，RI较高，血流阻力较大，使得椎动脉血流量减少，导致相应供血区灌注不足，进而增加了PCIS的风险。THIERFELDER等^[8]对59例VAH和118例非VAH患者进行全脑CT脑灌注成像后，采用目测方法观察小脑后下动脉（posterior inferior cerebellar artery, PICA）区域脑灌注变化，发现VAH可引起同侧PICA区域的相对低灌注改变。ZHANG等^[29]通过动态磁敏感对比增强灌注加权成像技术半定量化测定未发生PCIS的VAH组患者相应PICA区域的脑灌注改变，发现与非VAH组比较，VAH组相对达峰时间（relative time to peak, rTTP）延长，VAH组相对脑血流量（relative cerebral blood flow, rCBF）≤0.85的频率增高，rCBF≤0.85在VAH更常见，差异有统计学意义；尽管两组间相对平均通过时间（relative mean transit time, rMTT）和rCBF值没有统计学差异，但与非VAH组相比，VAH组的rCBF值降低、rMTT值升高，这提示VAH导致血流速度减低、血流动力学发生紊乱，进而导致同侧PICA区域TTP延长。因此，VAH由于管径纤细导致血流量较正常椎动脉减少。ZHAO等^[30]的研究认为低灌注引起的症状性动脉粥样硬化非急性椎动脉颅内段闭塞具有易复发脑卒中、优势侧椎动脉颅内段易闭塞的特点。因此提高对血流灌注不足引起脑缺血性卒中的警惕至关重要，利于临床早期识别及治疗。

       此外，多项对VAH者血流动力学的超声研究^{[7,31, 32]}均表明，VAH组椎动脉血流量较非VAH组减低，即使VAH组正常侧椎动脉血流量略有增加，但VAH组双侧椎动脉总血流量仍低于非VAH组。鹿桂凤等^[32]研究显示，VAH者纤细侧椎动脉流速较对侧椎动脉降低，而RI较健侧升高。CHAN等^[33]研究表明较低的椎基底动脉血流速度在PCIS患者的发生率高于前循环脑卒中。这些血流动力学参数改变提示了VAH的血流动力学发生紊乱。未来可以进一步积极开展VAH与血流动力学关系的研究，利于深刻认识VAH伴随其他病理改变如动脉粥样硬化狭窄等。

3.2 颅内动脉粥样硬化

       VAH存在时，颅内后循环血流动力学已发生改变。研究表明血流动力学的改变与颅内动脉粥样硬化（intracranial atherosclerosis disease, ICAD）发生密切相关。临床研究结果证实，血管壁面剪切力（wall shear stresses, WSS）在动脉内膜增厚、斑块形成与进展等方面发挥重要的作用^[34]。WSS是循环血液在血管中流动时施加于动脉血管壁内的剪切力^[35]，其与血流状态、速度大小与方向相关。ICAD病变倾向于发生在低WSS和震荡WSS区域，且低WSS促使产生更大、更具易损性的ICAD病变^{[36, 37]}。低WSS部位往往位于血管分叉、分叉处侧壁及血管弯曲处^[35]。鹿桂凤等^[32]研究利用TCD测量椎基底动脉WSS，结果发现VAH组发育不良侧椎动脉及基底动脉血流流速、平均WSS均减低。这提示VAH者发育不良侧椎动脉及基底动脉可能更常容易发生动脉粥样硬化斑块。CHUANG等^[31]对192例脑卒中患者进行急性卒中治疗Org10172试验（Trial of Org 10172 in Acute Stroke Treatment, TOAST）分型后显示发生脑卒中的VAH患者约35.55%归因于大动脉粥样硬化型，VAH更容易出现其椎动脉远端狭窄^[3]。研究发现^[23]，随着VAH严重程度的增加，椎动脉远端发生狭窄或闭塞、发生PCIS的风险增高。VAH者血流量及血流速度减低，增加血栓形成易感性和血栓清除不良，可能是导致其远端动脉狭窄、闭塞的原因^[8,25]。KULYK等^[24]则发现VAH者管腔较大的对侧椎动脉、基底动脉狭窄更常见。DINC等^[38]利用头颈CTA对609急性脑卒中患者进行研究，结果显示急性脑卒中VAH发生率约37%，VAH组更容易发生后循环动脉粥样硬化狭窄及PCIS，狭窄最常见的部位是椎动脉起始部及颅内段和基底动脉中段，VAH组TOAST病因分型更多为大动脉粥样硬化狭窄，多因素逻辑分析表明VAH是PCIS患者发生动脉粥样硬化狭窄的独立危险因素。

3.3 基底动脉形态改变

       正常情况下，双侧椎动脉血流以分离、层流形式汇入基底动脉。当VAH存在时，双侧不对称的椎动脉血流量导致椎基底动脉交界处血流机械力不均，进而使椎基底动脉系统血管发生形态学改变，比如基底动脉弯曲、扩张、侧向移位等。多项研究发现^{[39, 40, 41]}，双侧不对称椎动脉的直径差异与基底弯曲相关；双侧椎动脉直径差值与基底动脉弯曲长度正相关，基底动脉弯曲长度≥3.77 mm是后循环脑桥梗死的独立危险因素^[41]。另外，优势椎动脉侧别与基底动脉弯曲方向存在相反方向关系^[39,42]。研究显示^[42]，基底动脉供血区梗死常位于优势椎动脉同侧，PICA供血区梗死则常见于优势椎动脉对侧，即VAH侧。可见，不对称的椎动脉直径不仅与基底动脉形态改变相关，而且与PCIS梗死分布部位存在一定的关系。原因可能是弯曲的基底动脉内侧壁WSS减低，易促发ICAD或血栓形成，此外，弯曲的基底动脉可牵拉脑桥穿支动脉，导致对侧基底动脉供血区域脑梗死，而较细小的椎动脉颅内段由于血流量减低导致同侧PICA区域更容易梗死^[39]。近年来，有学者进一步利用HRVWI对基底动脉形态学改变与后循环脑桥梗死的关系进行研究。研究显示^{[43, 44]}，基底动脉左侧弯曲者的斑块更常见于基底动脉右侧壁，而基底动脉右侧弯曲者的斑块更多见于其左侧壁，这可能与弯曲基底动脉内侧壁的WSS减低导致斑块易形成有关。YU等^[45]发现，双侧椎动脉直径差值、基底动脉弯曲与动脉斑块分布位置没有显著差异性，发育不良构型中的基底动脉斑块更常见于背侧壁。这有待更多的研究来证实椎基底动脉形态学与斑块分布及其与PCIS的关系。

3.4 侧支循环代偿能力不足

       VAH常合并其他后循环脑血管变异，如基底动脉发育不良、胚胎型大脑后动脉（fetal posterior cerebral artery, FTP）^[24]等。GAIGALAITE等^[46]研究显示，健康人群中VAH组比无VAH的正常椎动脉组更常发生FTP，后交通动脉缺如或发育不良的比例降低。HSU等^[47]研究PCIS人群后发现存在双侧VAH患者中约75%合并FTP，而FTP的存在使得前循环颈内动脉及后循环椎基底动脉系统间的软脑膜侧支循环无法建立起来，进而增加脑卒中发生的风险。因此，临床工作中应做到尽可能认识VAH及其并发变异对增加PCIS风险的可能性，提早进行临床干预和治疗。

4 总结与展望

       综上所述，VAH不仅仅是单纯先天变异，因其血流动力学发生紊乱，更容易合并ICAD，进而增加PCIS发生的风险。但迄今为止的研究仍存在一些不足。第一，VAH的诊断标准尚未统一，VAH与椎动脉ICAD都可表现为管腔纤细狭窄改变，目前关于VAH研究的诊断标准、成像技术存在差异，从而导致研究分析评估出现差异；第二，目前大部分研究所使用的影像学方法只能评估血管管径的大小，但实际上ICAD可使血管腔发生重构，导致研究者忽略VAH的存在及其两者的鉴别；第三，目前研究认为血流动力学改变是VAH与PCIS相关的重要原因，低估了管壁斑块成分稳定性与脑卒中发生的重要性。因此，今后的研究应该注意以下几个方向：未来研究首要目标是统一VAH的诊断标准；再者，需要积极开展HRVWI在VAH与PCIS的研究运用，尤其是VAH与PCIS发生的前瞻性研究，同时希望可以进一步将血流动力学改变与管壁斑块特点两者结合起来，尽早识别PCIS的危险因素，为临床诊断及预防治疗提供帮助。