(一)發病原因

　　腦動靜脈畸形是一種先天性疾患，是胚胎發育過程中腦血管發生變異而形成的。一般認為，在胚胎第45～60d時發生。胚胎第4周，腦原始血管網開始形成，原腦中出現原始的血液循環。以后原始血管再分化出動脈、靜脈和毛細血管。在胚胎早期，原始的動脈及靜脈是相互交通的，以后由于局部毛細血管發育異常，動脈及靜脈仍然以直接溝通的形式遺留下來。由于沒有正常毛細血管的阻力，血液直接由動脈流入靜脈，使靜脈因壓力增大而擴張，動脈因供血多，也逐漸增粗，加上側枝血管形成及擴大，形成迂曲、纏結、粗細不等的畸形血管團，血管壁薄弱處擴大成囊狀，其內部腦動脈與靜脈之間無毛細血管而直接溝通形成數量不等的瘺道。血液由供血動脈流入畸形血管團，通過瘺道直入靜脈，再匯聚到1至數根引流靜脈后離開血管團，流向靜脈竇。由于缺乏毛細血管結構，因而產生一系列腦血流動力學的改變，出現相應的臨床癥狀和體征。

　　(二)發病機制

　　AVM常以顱內出血和腦盜血引起的癥狀起病。發病的根本原因是AVM病灶中動靜脈之間缺乏毛細血管結構，動脈血直接流入靜脈，血流阻力驟然減少，導致局部腦動脈壓下降、腦靜脈壓增高，由此產生一系列血流動力學的紊亂和病理生理過程。

　　1.出血

　　多種因素可引起顱內出血：

　　(1)大流量的血液使管壁結構異常的動脈擴張扭曲，血管壁進一步受損破壞，一旦不能承受血流壓力時局部破裂出血。

　　(2)AVM伴發的動脈瘤破裂出血，伴有動脈瘤的病灶出血率達90%～100%.

　　(3)大量血流沖擊畸形血管團的引流靜脈，管壁較薄的靜脈局部擴張呈囊狀或瘤狀，容易破裂出血。

　　(4)由于大量血液通過AVM內的動靜脈瘺管，由動脈迅速注入靜脈，局部腦動脈壓下降，致使病灶周圍腦組織得不到正常的灌注，動脈血流向AVM區，出現“腦盜血”現象。長期的缺血，周圍區域的小動脈處于擴張狀態，管壁結構隨之發生改變。在某些情況下，如全身血壓急驟上升時，這種擴張血管亦有破裂出血的可能。

　　AVM的大小與出血的危險有一定相關性。一般認為，小型AVM(最大徑6cm)切除后極易發生。文獻報道，中大型AVM術后，腦過度灌注現象發生率為1%～3%，巨大型AVM為12%～21%，其致殘率和死亡率高達54%.這種現象在AVM的血管內介入治療中亦可發生，是AVM處理過程中可能發生的最嚴重的危險。

　　AI-Rodhan(1993)對AVM術后出現腦水腫和殘腔出血提出另一種解釋，認為是由于AVM切除后引流靜脈的殘端狹窄、血栓形成或栓塞、周圍腦組織的靜脈回流障礙加重所致。因此命名為靜脈閉塞性充血

　　2.顱內壓增高

　　AVM本身沒有占位效應，但不少病人表現為顱內壓增高征。一方面，AVM中動脈血直接進入靜脈，導致腦靜脈壓增高，阻礙周圍腦組織的靜脈回流而使腦組織長期淤血和水腫，顱內壓增高;另一方面，AVM病人常伴有腦積水，出現腦積水的原因可以是引流腦深部病灶的深靜脈，擴大成球狀的靜脈瘤或腦室內出血堵塞腦脊液循環通路，也可以是腦靜脈高壓影響腦脊液的吸收或出血導致部分蛛網膜下腔的閉塞或蛛網膜顆粒的堵塞使腦脊液吸收減少，均可引起阻塞性或交通性腦積水;再一方面，出血引起的腦內血腫及血腫周圍的腦水腫也是顱內壓增高的重要原因。

　　3.病理

　　腦AVM可發生在顱內的任何部位。80%～90%位于幕上，以大腦半球表面特別是大腦中動脈供應區的頂、顳葉外側面最為多見，其次為大腦前動脈供應區的額葉及大腦內側面，其他部位枕葉、基底節、丘腦、小腦、腦干、胼胝體、腦室內較少見。幕上病變多由大腦中動脈或大腦前動脈供血，幕下AVM多由小腦上動脈供血或小腦前下或后下動脈供血。供血動脈一般只有一條，多者可有二三條，回流靜脈多為一條，偶有兩條。供血動脈及回流靜脈多粗大，比正常動、靜脈大1倍到數倍。據統計供血動脈大腦中動脈占60%，大腦前動脈分支占20%，大腦中動脈和大腦前動脈分支聯合供血占10%，脈絡膜前動脈及椎-基動脈分支供血少見，小腦后動脈分支占2%左右。回流靜脈依其病變的部位分別匯入矢狀竇、大腦大靜脈、鞍旁靜脈叢、巖竇、橫竇、直竇、巖上竇等。由于胚胎腦血管首先在軟腦膜發育，故動靜脈畸形常位于腦表面，亦可位于腦溝內或深部腦組織內。典型的腦動靜脈畸形呈圓錐形，錐底在腦表面，錐尖朝向腦室，深達腦室壁，有的伸入腦室與側腦室脈絡叢相連。有少數動靜脈畸形呈類球形、長條形或不規則形，邊緣不整齊。

　　畸形血管團的大小不一，懸殊很大，小者只有在仔細檢查下才能看到，腦血管造影不能顯示，只有在術后病理檢查時才能發現，有的甚至連常規病理檢查亦難發現。大者病變直徑可達8～10cm以上，可累及兩個腦葉以上，占大腦半球的1/3～1/2或廣泛分布在一側或雙側大腦或小腦半球。病變中的畸形血管糾纏成團，血管管徑大小不一，有時較為細小，有時極度擴張、扭曲，甚至其行程迂曲，呈螺旋狀或繞成圓圈形。不同大小的動靜脈毛細血管交織在一起。其間可夾雜腦組織。

　　顯微鏡下，動靜脈畸形的特點是由大小不等、走向不同的動靜脈組成，管腔擴張，管壁動脈內膜增生肥厚，有的突向管腔內，內彈力層極為薄弱，甚至缺失，中層厚薄不一。動脈壁上可附有粥樣硬化斑塊及機化的血凝塊，有的管腔部分堵塞，有的呈動脈瘤樣擴張。靜脈常有纖維變或玻璃樣變而增厚，偶見有鈣化。但動脈和靜脈常常難以區分。畸形血管周圍常見有含鐵血黃素沉著，夾雜在血管之間的腦組織可變性壞死。

　　由于動靜脈畸形的動靜脈之間沒有毛細血管，血液經動脈直接流入靜脈，缺乏血管阻力，局部血流量增加，血循環速度加快。這種血流改變，引起大量“腦盜血”現象。由于動脈血直接流入靜脈內，使動脈內壓大幅度下降，供血動脈內壓由正常體循環平均動脈壓的90%，降至45.1%～61.8%，而靜脈內壓上升，引起病變范圍內靜脈回流受阻而致靜脈怒張、扭曲。動脈壓的下降以及“腦缺血”現象，使動脈的自動調節功能喪失，致使動脈擴張，以彌補遠端腦供血不足。動脈內血流的沖擊致使動脈瘤形成，以及靜脈長期怒張、扭曲，形成巨大靜脈瘤。這都是動靜脈畸形破裂出血的因素。靜脈內血流加快，血管壁增厚，靜脈內含有動脈血，手術時可見靜脈呈鮮紅色，與動脈難以區別，這稱之為靜脈的動脈化。隨著動靜脈的擴張，盜血量日益增加使病變范圍逐漸擴大。