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(一)发病原因
头颈部的许多外伤可导致椎动脉创伤性栓塞，如颈部挫伤、颈椎骨折与脱位，颈椎因韧带断裂脱位压迫椎动脉等。头颈部因外力作用过度后仰或旋转，也可损伤椎动脉。颈椎疾病行手法整复时，动作粗鲁亦损伤椎动脉。
(二)发病机制
椎动脉栓塞发生的部位不同，其损害亦有不同。
1.颈椎横突孔段 椎动脉由无名动脉分出后，即进入第6颈椎以上的各颈椎横突孔内垂直上行，与颈椎关系密切。颈椎骨折脱位时，椎动脉易受扭曲、压迫致发生栓塞。血管壁受损伤或血管内膜撕裂，从而形成血栓，逆行向上发展。
2.寰枢关节的移行段 椎动脉在寰枢关节处离开颈椎横突孔，由垂直转为水平走向，紧贴寰椎后弓向内、向前行进。当有先天性齿状突不连接，或在颈部感染、颈椎脱钙、颈部韧带松弛的病理条件下，颈部挫伤时极易发生寰枢椎脱位。枕骨髁向前滑脱，可压迫椎动脉而致闭塞。且椎动脉在寰椎与枢椎两个横突孔之间直接被头下斜肌和横突间肌所包裹，当头部受伤剧烈旋转时，椎动脉可在此处受到任一肌肉的压迫。
3.椎动脉枕骨大孔段 椎动脉在枕骨大孔处，穿过坚韧寰枕膜和硬脊膜进入颅内。头部过度后仰时，两膜可压迫椎动脉。
颈内动脉和椎动脉为脑动脉主要供给的来源，两动脉的分支在脑底互相吻合成脑底动脉环，又称Willis氏环。
在正常人中，两侧椎动脉通过后交通动脉(颈内动脉分支)建有侧支循环(图1)，当一侧椎动脉受压或栓塞时，可从另一侧椎动脉获得血液供给。如有动脉硬化或颈椎骨质增生压迫血管，则上述侧支循环的代偿功能受到影响，挫伤后易发生椎动脉闭塞症状。如果存在血管畸形或较重的动脉硬化，或只有一侧椎动脉供应基底动脉血流，挫伤椎动脉后易发生Willis环供血不足现象。正常两侧椎动脉不等大者占70%以上，若较粗的一侧椎动脉有栓塞，易出现症状。此外，若已有颈椎骨刺压迫椎动脉，基底动脉已有血栓形成，或已有重度动脉粥样硬化病变，则受伤时头向一侧过度旋转，足以造成基底动脉血流中断而致突然死亡。