分水嶺腦梗死與腦血管狹窄

分水嶺腦梗死（cerebral watershed infarction，CWI）是指發生在 2

條或 2

條以上腦動脈以及深穿支和深穿支供血區之間邊緣帶的梗死。CWI

約佔所有腦梗死的 10%。近年來，隨著神經影像學技術的迅猛發展，臨床醫生對 CWI

有了進一步的認識。目前認為，低血壓和低血容量是引起 CWI

的最常見原因；傳統卒中危險因素，如高血壓、高脂血症、糖尿病和心臟病均是 CWI

的危險因素。其發病機制包括低灌注和（或）栓子清除障礙。研究表明，CWI

患者多存在腦動脈狹窄或閉塞，且血管狹窄越嚴重，越易發生 CWI。不同類型 CWI

可提示不同部位腦動脈狹窄或閉塞。此外，CWI

的發生還與側支循環代償有關。動脈粥樣硬化性疾病是一種慢性全身炎性反應，常常同時存在多發性血管狹窄。因此，對 CWI

患者進行血管檢查時，常發現存在一處主要責任腦血管狹窄，同時合併其他部位腦血管狹窄，如顱內合併顱外動脈狹窄或前循環合併後循環狹窄。研究表明，顱內合併顱外多發性血管病變多見於亞洲人群，且預後較差，多發性血管狹窄患者 5

年內卒中複發和死亡發生率遠高於單發血管狹窄患者。

1 CWI

的分型

目前，臨床研究中採用較多的是 Bogousslavsky

和 Regli

提出的分型方法，其將 CWI

分為 3

型：（1）皮質前型：即前分水嶺梗死（anterior watershed infarction，AM），梗死發生於大腦前動脈（anterior cerebral artery，ACA）與大腦中動脈（middle cerebral artery，MCA）皮質支的邊緣帶，相當於額中回，呈楔狀，尖端朝向側腦室底；（2）皮質後型：即後分水嶺梗死（posterior watershed infarction，PWI），梗死位於 MCA

與大腦後動脈（posterior cerebral artery，PCA）皮質支的邊緣帶，常於額頂枕交界處，呈楔狀，尖端朝向側腦室底；（3）皮質下型：即內分水嶺梗死（internal watershed infarction，IWI），梗死發生於 MCA

皮質支與深穿支的邊緣帶，主要位於基底節區和側腦室旁（圖 1）。這種分型方法能將受累血管與梗死部位很好地結合起來，便於臨床分析。

圖

1 彌散加權成像顯示的各種分水嶺腦梗死類型

A：前分水嶺梗死；B：後分水嶺梗死；C：前分水嶺梗死 +

後分水嶺梗死；D/E：內分水嶺梗死；F：區域性梗死 +

內分水嶺梗死

然而，CWI

與血管狹窄的相關性研究結果並不一致，可能與所採用的 CWI

分型方法不同有關。傳統的分水嶺模板是 Bogousslavsky

和 Regli

根據 Damasio

的解剖圖譜推測而得。最近，有作者對後分水嶺區域和內分水嶺區域的定位進行了深人研究。Phan

等對後分水嶺區域進行了重新定位，通過對 MCA

或 PCA

閉塞造成的梗死部位進行數字化概率圖譜分析發現，PWI

常累及殼核後部以及視束，而在傳統模板中 PWI

常累及角回淺表皮質，尖端指向枕角，基底累及淺表皮質。最近的幾項研究顯示，內分水嶺區域在傳統模板中的定位也不精確，位於 ACA

與 MCA

之間的皮質下區域常被錯誤地歸入內分水嶺區，而其實際上位於內分水嶺區域之上，但該部位的梗死灶在軸狀位 MRI

圖像中難以與 IWI

相區分。這提示，今後在進行 CWI

研究時應準確定位 CWI

區域，並分層探討不同類型 CWI

與不同顱內外動脈狹窄的關係。

2 頸動脈疾病與

CWI

2.1 頸內動脈（internal carotid artery，ICA）狹窄合併其他部位腦動脈狹窄

腦血管病患者常存在多發性腦動脈狹窄。研究表明，動脈粥樣硬化性腦血管病存在種族差異，白人更易出現顱外頸動脈疾病，而亞洲、西班牙和非洲人更易出現顱內動脈疾病。早在 1990

年，Feldmann

等 14

報道，39%

的華裔患者和 34.2%

的白人患者存在顱外合併顱內血管病變。1996

年，Liu

等報道，42.2%

的中國台灣頸動脈狹窄患者合併顱內動脈狹窄。2003

年，Lee

等報道，47.9%

的韓國頸動脈狹窄患者合併顱內動脈狹窄。2010

年，一項針對中國香港地區急性缺血性卒中患者的研究顯示，約 40%（172/428）的患者合併顱外和顱內血管病變。2010

年，周立新等對中國患者進行的研究顯示，在 198

例 ICA

起始端重度狹窄患者中，172

例（86.8%）合併其他顱內外動脈狹窄，123

例（62.1%）合併至少 1

條顱內血管狹窄，其中以 MCA

狹窄最多見；26.3%

的患者合併串聯病變（同側 ICA

虹吸段或 MCA

狹窄），68.2%

的患者合併至少 1

條顱外其他動脈狹窄，其中以對側 ICA

狹窄或閉塞最多見，提示中國 ICA

狹窄患者合併串聯性顱內動脈狹窄或廣泛性顱內外動脈狹窄的可能性較高。最近的一項韓國研究顯示，在 30

例 IWI

患者中有 23

例存在顱外合併顱內血管狹窄，提示顱外合併顱內血管狹窄與 IWI

密切相關。因此，在探討頸動脈狹窄與 CWI

的關係時，應將頸動脈狹窄合併其他顱內外腦動脈狹窄的情況考慮在內。

2.2 ICA

病變與不同類型 CWI

目前，有關 ICA

病變與 CWI

類型的相關性研究較多。屍檢研究顯示，ICA

病變所致 CWI

多見於半卵圓中心（centrum semiovale，CSO）和皮質分水嶺區域。Del Sette

等認為，IWI

是重度頸動脈狹窄的標誌。對 ICA

病變與 CWI

關係進行的研究提示，梗死類型多為內分水嶺合併皮質分水嶺梗死；當合併存在對側 ICA

病變時，無論側支循環代償是否良好均可能引起 AWI；而當存在椎基底系統病變或胚胎型 PCA

時，則容易引起 PWI。

單側 ICA

病變常引發同側半球梗死。Chen

等對 62

例同側頸動脈重度狹窄所致急性腦梗死的發病機制和梗死類型進行的研究顯示，29

例腦梗死由同側 ICA

顱內段重度狹窄引起，與 ICA

顱外段重度狹窄所致梗死類型相比，ICA

顱內段重度狹窄患者更易出現單發皮質分水嶺梗死、IWI

以及合併皮質分水嶺梗死的混合型腦梗死，提示 ICA

顱內段重度狹窄較顱外段重度狹窄更易導致 CWI（圖 2）。Li

等對 IWI

的臨床和影像學特點及其與頸動脈系統病變的關係進行探討發現，在 27

例 IWI

患者中，14

例為融合型（confluent IWI，C-IWI），13

例為單個型（partial IWI， P-IWI），22

例（82%）伴有頸動脈系統嚴重狹窄或閉塞。C-IWI

患者 ICA

病變發生率高於 P-IWI

患者，而 P-IWI

患者 MCA

病變發生率高於 C-IWI

患者，提示 IWI

與頸動脈系統病變存在比較確切的關係，而且 C-IWI

和 P-IWI

的受累血管存在一定的差異（圖 3）。

圖

2 1

例有癥狀右側頸內動脈顱內段狹窄患者接受支架置入術治療前後的神經影像學表現

A：彌散加權成像示右側內分水嶺梗死；B：磁共振血管造影示右側頸內動脈顱內段床突上段重度狹窄；C：數字減影血管造影示右側頸內動脈顱內段床突上段 80%

狹窄；D：數字減影血管造影示支架成形術後 6

個月無再狹窄

圖

3 彌散加權成像顯示的側腦室旁融合型（A）和單個型（B）內分水嶺梗死

一側 ICA

病變導致的腦梗死不僅可見於同側半球，而且還可能見於對側。Lee

等對 8

例 ICA

閉塞合併對側半球梗死患者進行的分析顯示，4

例為多發性分水嶺梗死伴或不伴區域性梗死，2

例為非分水嶺區多發性梗死，2

例為內分水嶺區單個微小梗死；在所有 8

例患者中，有 5

例患者的梗死灶位於 CSO，CSO

梗死的高發率提示閉塞的 ICA

對側半球內分水嶺區對低灌注尤為敏感。研究還顯示，CWI

多位於前循環，推測這是由於狹窄同側大腦半球通過 Willis

環的前交通動脈從對側盜血，從而導致對側半球灌注不足。

臨床上雙側 ICA

狹窄或閉塞並不少見，此時將導致更為嚴重的低灌注狀態。以往研究很少將雙側與單側 ICA

狹窄分開考慮，無法準確反映該類患者血流動力學的真實狀況。因此，區分單側與雙側 ICA

狹窄並對其與 CWI

的關係進行分層評價具有重要意義。Hong

等對 21

例雙側 ICA

重度狹窄患者的梗死類型進行的分析顯示，10

例為皮質分水嶺梗死，7

例為 IWI，4

例為區域性梗死；除 1

例患者出現雙側梗死外，單側梗死患者中 4

例病灶位於狹窄相對較輕的一側，其餘均位於狹窄較為嚴重的一側。焦力群等的研究顯示，在 126

例重度 ICA

狹窄或閉塞合併對側狹窄的腦梗死患者中，38

例為雙側 ICA

閉塞，36

例為患側重度狹窄伴對側狹窄，單側閉塞伴對側狹窄者最多見（52

例），且梗死多發生於狹窄側，同時該類患者多見前交通動脈代償，其可能的機制是單側 ICA

閉塞時該側殘端壓力較低，虹吸現象使得對側血流通過前交通動脈大量進入閉塞側，因此通過狹窄處的血流壓力較高，不斷衝擊斑塊使之易於脫落，進而導致腦梗死。前交通動脈代償時的梗死發生率高於後交通動脈代償時。

近期研究表明，頸動脈系統串聯病變與 CWI

類型有關。Man

等的研究顯示，在 109

例多發性腦血管狹窄患者中，83

例存在串聯病變，且串聯病變患者較非串聯病變患者更易出現癥狀；約 64%

的串聯病變患者存在多個類型梗死灶，而且更易出現穿支動脈梗死（perforating artery infarction， PAI）+CWI

以及 PAI

十 CWI+

皮質梗死（pial infarction，PI）；34%

的串聯病變患者血管狹窄程度＜ 70%，48%

的串聯病變患者 1

處血管狹窄程度＞70%，18%

的串聯病變患者所有血管狹窄程度均＞70%，後者更容易出現 PAI+CWI+PI。倪冠中等的研究顯示，ICA

合併同側 MCA

狹窄者的 P-IWI

發生率高於 C-IWI，提示 ICA

系統串聯病變可能更易引發 P-IWI。同時，在 ICA

和（或）MCA

狹窄合併同側 PCA

狹窄的病例中，P-IWI

發生率也高於 C-IWI，推測可能與 PCA

狹窄導致由後循環向前循環代償減少，從而引發更嚴重的血流動力學異常有關。這與 Caplan

等報道的結果一致。

總之，ICA

病變與 CWI

的發生密切相關。不同血管病變部位，如單側 ICA、雙側 ICA

狹窄以及頸動脈系統串聯病變等，導致的 CWI

類型也存在差異。

3 MCA

病變與

CWI

3.1 MCA

狹窄患者合併其他部位腦動脈狹窄

MCA

狹窄常常合併其他部位腦動脈狹窄。Man

等的研究顯示，在 104

例合併顱內和顱外血管狹窄的患者中，71

例僅合併 1

處顱內血管病變，33

例合併≥2

處顱內血管病變；約 70%

的單發血管病變患者和 90%

的多發血管病變患者出現癥狀；合併多處顱內血管狹窄者的病死率顯著高於僅合併 1

處顱內血管病變者。泰國的一項研究表明，在 756

例缺血性腦血管病患者中，53%

存在顱內血管病變，其中 35

例（8.8%）同時存在顱外血管病變。另一項對 163

例急性腦梗死和（或）短暫性腦缺血發作患者的研究顯示，9.2%

的顱內血管狹窄患者同時存在顱外血管病變。因此，在探討 MCA

與 CWI

的關係時，MCA

合併其他顱內外血管狹窄的情況不容忽視。由於針對 CWI

的研究對象多為西方人，而西方人顱內血管（尤其是 MCA）的動脈粥樣硬化性疾病較亞洲人少見，因此，MCA

與 CWI

關係的研究總體而言相對較少。

3.2 MCA

病變與不同類型的 CWI

MCA

狹窄患者的梗死機制可多種多樣，血栓形成導致分支動脈閉塞可引起「腔隙樣梗死」，狹窄部位血栓栓子脫落造成遠端小動脈栓塞會引起 PI，血流動力學改變引起的低灌注以及微栓塞與低灌注共同作用可導致 CWI。

CWI

的發生部位和形態與 MCA

狹窄部位和程度有關。Lee

等的研究顯示，MCA

中到重度狹窄以及閉塞引發的 CWI

常伴有 PAI

或 PI（圖 4）。而且，另有研究表明，MCA

主幹遠端狹窄或許只引起上層放射冠區 CWI，特別是玫瑰花樣或點狀的窄條狀分布，而 MCA

主幹近端閉塞則可引起融合的寬條樣分布的 CWI。徐盎然等將 81

例 IWI

患者分為單純性 IWI

組和合併其他梗死模式的混合性 IWI

組，然後進一步將混合性 IWI

組分為 IWI+ PI、IWI +PAI

以及 IWI+PI+PAI

等 3

個亞組，分別與單純性 IWI

組進行比較。結果顯示，混合性 IWI

組患者往往存在重度腦血管狹窄和（或）閉塞病變；對於存在 MCA

病變者，混合性 IWI

更多發生於 MCA

閉塞，而單純性 IWI

更多發生於 MCA

重度狹窄。

既往研究顯示，IWI

多由 ICA

狹窄和（或）閉塞引起。與諸多研究採用 Bogousslavsky

分型方法不同，Kim

等通過對 IWI

進行準確定位，探討了對顱內外血管狹窄與 IWJ

的聯繫。結果顯示，在 30

例 IWI

患者中，7

例由單獨的 MCA

病變所致，其餘 23

例多存在顱外合併顱內血管狹窄和（或）閉塞，相對於中度以上的 ICA

狹窄，中度以上的 MCA

狹窄是 IWI

最為重要的預測因素，提示 MCA

狹窄和（或）閉塞對 IWI

的影響要大於 ICA

狹窄和（或）閉塞（圖 5）。Kumral

等的研究顯示，在 49

例 CWI

患者中，約 71%

伴有同側 ICA

和（或）MCA

重度狹窄或閉塞，1/5

的 AWI

患者以及 1/3

的 IWI

患者存在近端 MCA

重度狹窄，證實單獨的 MCA

閉塞和（或）狹窄或合併顱外大動脈病變均可導致 CWI。

總之，MCA

合併不同顱內外血管狹窄與 CWI

類型關係的研究較少，有待進一步研究。

圖

4 動脈粥樣硬化性大腦中動脈病變導致的不同梗死模式

A：彌散加權成像（DWl）顯示皮質梗死 +

穿支動脈梗死，磁共振血管造影（MRA）顯示左側 MCA Ml

段顯影不佳；B：DWI

顯示皮質梗死 +

穿支動脈梗死，MRA

顯示右側 MCA M1

段顯影不佳；C：DWI

顯示皮質梗死 +

穿支動脈梗死 +

分水嶺梗死，MRA

顯示左側 MCA

遠端血管顯影不佳

圖

5 伴或不伴頸內動脈病變的大腦中動脈病變導致的分水嶺腦梗死

A：磁共振血管造影（MRA）顯示左側大腦中動脈重度狹窄（白色箭頭）（a）．而無左側頸內動脈病變（c），彌散加權成像（DWI）顯示側腦室旁多發鏈條樣小梗死灶（b，d）；B：MRA

顯示左側大腦中動脈遠端纖細（箭頭）（a），伴左側頸內動脈近端重度狹窄（c），DWI

亦顯示側腦室旁多發鏈條樣小梗死灶（b，d）

4 側支循環與

CWI

頸動脈系統血管狹窄時，腦動脈狹窄程度以及側支代償情況都是影響血流動力學狀況的關鍵因素。初級代償為 Willis

環的前交通和後交通動脈，次級代償為眼動脈和軟腦膜血管。對於 ICA

狹窄和（或）閉塞患者，主要的側支代償途徑為 Willis

環，只有在 Willis

環代償不充分時才會開放次級代償。因此，Willis

環被認為是預防發生 CWI

的保護性因素。研究證實，在單純 ICA

頸動脈狹窄時，Willis

環代償是主要方式；而當合併顱內動脈狹窄時，聯合代償成為重要途徑。目前，對於多發性腦動脈狹窄的側支代償特點的研究較少。焦力群等的研究顯示，當雙側 ICA

狹窄或閉塞時，各種方式的綜合代償最為常見，如後交通動脈與 PCA

軟膜吻合代償；單純依賴 Willis

環代償者較少，但在單側閉塞伴對側狹窄患者中，前交通動脈代償較多，可能是由於一側閉塞導致該側 ACA

殘端壓力較低，促使對側增加向閉塞側供血，潛在的前交通動脈大量開放。然而，當前的研究結論並不完全一致。Jongen

等的研究提示，側支代償的類型對於腦灌注量的改善並不十分重要。因此，側支循環與 CWI

的關係有待深入探討。

近年來，腦血管反應性與側支代償的關係已引起重視。Bokkers

等應用動脈自旋標記灌注磁共振成像檢測腦灌注和腦血管反應性，對 16

例近期有癥狀動脈粥樣硬化性 ICA

患者進行了研究。結果表明，與健康對照組相比，病變對側腦組織腦血管反應性顯著降低；閉塞同側非 ICA

供血區腦血管反應性較對側亦顯著降低，以閉塞同側腦血管反應性受損最為嚴重。因此，在評估側支代償的有效性時，不能僅僅觀察側支代償是否開放，還要評估被側支血管所代償區域的血流動力學狀況。

我們通過對以往相關文獻進行整合發現，諸多研究結論並不一致，推測原因如下：（1）影像學檢查的異質性：僅少數研究進行彌散加權成像，難以區分急性與慢性腦梗死；由於腦動脈供血區存在個體差異，因此難以僅憑 MRI

顯示的病灶來判定 CWI

類型；目前 CWI

的定位問題也有待進一步研究來明確。（2）許多文獻關注 ICA

狹窄，而較少關注 MCA

狹窄，而血管狹窄程度和評價方法差異較大。（3） CWI

的異質性：許多研究未區分 IWI

或皮質分水嶺梗死，大多數研究採取預先假定二者機制相同的方式，還有一些研究僅選擇 IWI

或皮質分水嶺梗死，從而導致結果偏倚。因此，對 CWI

進行分層研究勢在必行。

編輯： 雨聲

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