作者:王晓洁,张强,西安医学院;张虹,陕西省人民医院
脑小血管病(cerebral small-vessel disease,CSVD)是一种常见的脑血管疾病,由各种病因引起脑内小动脉及其远端分支、微动脉、毛细血管、微静脉和小静脉病变引起的一系列临床、影像、病理综合征。该病具有起病隐匿、进展缓慢等特点,对国民健康造成严重威胁。
临床上,CSVD是腔隙性脑梗死、脑白质病变、脑萎缩及血管损伤的共同病因,其主要症状为急性脑梗死(约20%)、认知障碍、精神行为异常和步态异常。目前认为该病发病机制复杂,主要表现为血脑屏障破坏、低血流灌注、系统性炎症反应、血管舒张功能障碍、髓鞘损伤及继发性神经变性等。
尽管CSVD以微血管病变为主,但是引流深层脑白质血液的微静脉,尤其是深髓静脉受到了越来越多的关注。正常情况下深髓静脉的直径<0.02 mm,是不能被清楚探测到的。近10年来,由于磁敏感加权成像对血管内脱氧血红蛋白非常敏感,其成为检测大脑深层静脉的一种高灵敏度的活体成像技术。本研究通过检测相关文献分析了脑小血管的解剖、深髓静脉的解剖、深髓静脉的影像学特征、深髓静脉与CSVD的关系、深髓静脉与CSVD认知障碍的关系。
1. 脑小血管的解剖
脑小血管有两个来源:一个是直径为100~400 μm的中等大小动脉的末端分支,其覆盖于蛛网膜下腔软脑膜血管网的脑凸面表浅部;另一个是基底支系,其由分布极广的前、中、后3个支系组成。二者均有各自的小动脉,其为深层脑白质或灰质核团供应血液,并且穿过皮质或前后脑基部的分支。脑小血管在大脑中扮演着重要角色:输送血液、调节血液流动、调节血液和大脑屏障、产生细胞间液及作为回流途径。
目前脑微血管直径(30~800 μm)尚未达成共识,但脑微血管被认为是一条深层贯穿的、独立于其他动脉的分支,是末端动脉,脑微血管是一种以内皮质为主体的血管壁,其上有少量或完全消失的平滑肌细胞,没有血管外层,并与星形胶质细胞的伪足连接,由于是末端动脉,所以很容易出现缺血缺氧,进而导致相应区域的缺血性病变。
2. 深髓静脉的解剖
人体大脑的静脉由浅层大脑静脉(皮质下静脉、内层静脉和浅髓静脉)、深层实质静脉(内层静脉、大静脉、基底静脉)构成。浅髓静脉在脑部灰质下2~3 cm的位置,范围在延髓至皮质表层,与皮质、软膜静脉相连。深髓静脉比较粗,来自浅髓静脉的深处,向人体侧脑室相反方向延伸,且在对侧脑室内会发生轻微增粗。
在额叶及顶叶前部白质,深髓静脉走向侧脑室的上外侧角,并呈楔形分布。在额上中回深层脑白质的深髓静脉回流至透明隔,而在额下回深层白质的深髓静脉则回流至尾状核前静脉。在顶叶后区及枕叶白质,一侧脑室的深髓静脉与侧脑室平行,回流到尾状核的横静脉,最后流入丘纹静脉。在颞叶白质,深髓静脉在脑室后角呈放射状分布,并回流至脑室旁的脑室静脉。脑室下静脉主要供血对象是深髓静脉,其次是透明隔膜、丘纹静脉,再次是侧脑室内静脉。
3. 深髓静脉的影像学特征
由于氧合血红蛋白与去氧血红蛋白的磁化率存在差异,静脉血液中去氧血红蛋白浓度高,因此磁敏感加权成像能清晰地显示深髓静脉。正常深髓静脉的磁敏感加权成像特征有以下几点:(1)深髓静脉:在T2WI图像上深髓静脉表现为低信号或无信号,而在磁敏感加权成像上则表现为高信号。深髓静脉主要分布在硬脑膜外,并向硬脑膜内发出许多分支。(2)深髓静脉壁:磁敏感加权成像能够清晰地显示深髓静脉壁,其信号强度较高,呈现出较为规则的环状结构。磁敏感加权成像有助于观察深髓静脉的完整性以及是否存在深髓静脉壁增厚、钙化或血栓形成等异常情况。
4. 深髓静脉与CSVD的关系
4.1 深髓静脉与脑白质病变
段朋仓等提出,目前对脑白质病变机制的认识主要集中在血管方面,脑白质病变与血脑屏障受损、毛细血管通透性改变及局部血流量下降相关。有研究指出,侧脑室旁小静脉胶原增生在60岁以上的老年人中较为常见,大约占65%,且小静脉胶原增生与脑白质高信号相关,推测深髓静脉可能通过引起静脉源性水肿和血脑屏障破坏导致脑白质病变。
关于小静脉胶原增生导致脑白质病变的机制推测如下:首先,室周静脉胶原增生可能引起静脉壁增厚、狭窄、闭塞,从而升高静脉压,进而引起神经元变性,破坏脑白质完整性;其次,室周静脉胶原增生可破坏深髓静脉,从而可能阻碍脑脊液的吸收,引起急性水肿和脑白质病变;第三,室周静脉胶原增生可能增加静脉整体阻力,导致深部脑白质血液供应不足,同时静脉流出梗阻也可能降低毒性产物和淀粉蛋白的清除率。
4.2 深髓静脉与腔隙性脑梗死
传统观点认为,腔隙性脑梗死是由于脑部单一小的穿通动脉阻塞所致。但最近研究发现,在腔隙性脑梗死形成过程中还有其他病理机制,如ZHOU等研究证明,深髓静脉中断的严重程度不仅与腔隙性脑梗死有关,而且与2.5年后出现新的腔隙性脑梗死相关;同时,静脉外流阻塞造成的静脉局部缺血也会造成腔隙性脑梗死。推测深髓静脉病变可能是腔隙性脑梗死形成的原因。
4.3 深髓静脉与血管周围间隙扩大
血管周围间隙是环绕大脑小血管的间隙,对大脑间质液体和废物的清除起着不可忽视的作用。脑脊液沿小动脉的周围间隙流至脑间质,并与间质液交换,最后移至微静脉附近的周围间隙,以排除溶质。研究表明,静脉源性胶原病变所致的深静脉狭窄/阻塞会引起静脉压升高,导致静脉水肿加重,从而致使淋巴管引流受阻及其清除能力降低,导致积液滞留,使周围静脉腔扩大。事实上,深静脉狭窄/阻塞被证明与血脑屏障的完整性和脑血流量减少密切相关,其也与血管周围间隙有关,但仍需进一步研究证明。
4.4 深髓静脉与脑萎缩
已有研究探讨了深髓静脉的病理改变对CSVD中继发性轴突变性的影响。有研究显示,脑白质信号负荷增加与全脑萎缩加重、脑白质信号区域的皮质变薄和沟槽形态改变有关。鉴于脑白质高信号与脑萎缩之间存在联系,有研究者提出,深髓静脉可能在其中发挥重要作用。
研究指出,较少的深髓静脉与全脑容量、灰质、白质、海马体积等存在关系,且这种联系与年龄无相关性,也不会影响血管实质病变的其他血管危险因素。对早期阿尔茨海默病患者的观察显示,小静脉弯曲可能与脑萎缩的病理过程相关,这提示了小静脉闭塞在其中的潜在作用。
4.5 深髓静脉与皮质下小梗死
皮质下小梗死是脑部的一种常见缺血性病变,通常发生在大脑皮质下区域。深髓静脉主要负责脑部血液回流至脑室膜下静脉,是脑部静脉系统中重要的一环,当其发生病变,如受压、扭曲、扩张或血栓形成,可能会影响脑部的血液回流,导致脑部缺氧和局部缺血,从而增加皮质下小梗死的发生风险。由此推测维持深髓静脉功能正常对于预防皮质下小梗死具有一定作用。然而,值得注意的是,皮质下小梗死的原因复杂多样,可能涉及多种因素,深髓静脉病变只是其中的一个潜在因素。
5. 深髓静脉与CSVD认知障碍的关系
5.1 CSVD与认知障碍相关
多数认知障碍患者存在脑室周围脑白质病变,如血管性痴呆症、老年痴呆症、Louis痴呆症患者脑白质病变的发生率相对较高。有研究发现,与阿尔茨海默病患者相比,路易体痴呆和帕金森病相关痴呆患者脑白质病变较严重,且脑白质病变与脑室周围高信号有关。此外,脑白质病变的进展与认知功能的恶化有关,如执行功能、大脑处理速度、记忆和视空间能力也与痴呆的进展有关。
腔隙性脑梗死对认知功能的影响目前还不明确。研究表明,皮质下腔隙性脑梗死灶数量是患者执行能力、速度和运动控制的独立预测因子。特定部位的腔隙性脑梗死,如丘脑、基底核区脑梗死与认知功能减退相关。脑微出血是另一种神经结构血管病变,与认知功能损伤有关,特别是在注意力、信息处理能力、运动速度等方面。
研究显示,脑微出血的量与血管性痴呆患者认知功能受损有一定关系。然而,在轻度认知功能损伤与阿尔茨海默病患者中,关于脑微出血与认知功能之间关系的数据较少,且存在争议。总体来说,CSVD(包括脑白质病变、腔隙性脑梗死和脑萎缩)与认知障碍有关。
5.2 深髓静脉与CSVD认知障碍相关
近年来深髓静脉与认知障碍关系的研究受到了广泛关注,研究表明,磁敏感加权成像显示的深髓静脉病变与CSVD的发生发展相关。但目前尚未证实深髓静脉病变与CSVD认知障碍之间的具体关联。有研究指出,深髓静脉评分可能成为CSVD认知障碍的一个新型影像学标志物。研究还表明,将深髓静脉评分与年龄和CSVD总负荷评分相结合,可以提高对CSVD认知障碍的预测能力。然而,这项研究属于横断面研究,还需要进一步的前瞻性研究来验证此结论。研究发现,脑白质静脉密度与脑微血管病变有关,且脑白质静脉密度降低可能与患者发生认知障碍有关。
6. 小结
综上所述,通过磁敏感加权成像可以观察到深髓静脉的形态和分布,这有助于发现深髓静脉的病变,而深髓静脉与脑白质病变、腔隙性脑梗死、血管周围间隙扩大、脑萎缩、皮质下小梗死及CSVD认知障碍有关,但其具体机制尚不明确,未来需要进一步探索深髓静脉在CSVD中的具体作用机制。
来源:王晓洁,张强,张虹.深髓静脉与脑小血管病的研究进展[J].实用心脑肺血管病杂志,2024,32(12):129-132.
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