正常情况下，血流是从动脉，经毛细血管再到静脉。如出现动静脉瘘，则血流绕过毛细血管，直接从动脉到静脉。动静脉瘘的发生通常与贯通伤和挤压伤有关。
一、动静脉瘘的病因
1.贯通伤
绝大多数后天性动静脉瘘是贯通伤引起。如各种穿刺伤，特别是高速子弹、钠铁和玻璃碎片飞击伤。在受伤的当时，同一鞘内的动脉和静脉一起受损伤。闭合性骨折由于尖锐的骨折端或碎骨片刺破邻近血管。经皮穿刺动脉造影和手术时创伤是最常见的病因。第四，五腰椎间盘靠近髂血管，作椎间盘切除手术时，易造成髂血管损伤引起髂动静脉瘘。一般贯通伤外口很小，因邻近的肌肉和软组织阻止了大量出血，在局部软组织内形成血肿，血肿机化后形成动静脉瘘的囊壁。
2.挤压伤
平行的动脉和静脉同时受挤压可发生动静脉瘘。医源性损伤例如脾切除和肾切除，大块结扎脾蒂和肾蒂;截肢时股动静脉结扎;甲状腺切除时，上极动静脉大块结扎，均可发生动静脉瘘。外来的暴力作用于软组织，将软组织挤压在骨骼上，如肩部、臀部挫伤可引起局部动静脉瘘，颅骨骨折可引起脑膜血管的动静脉瘘等。
3.其他原因
动脉瘤逐渐产生粘连、腐蚀，最后穿破伴行静脉，甚至肿瘤溃疡破到大的血管壁都可发生动静脉瘘。
二、动静脉瘘的发病机制
本病确切的机制尚不清楚，一般认为可能出生时即形成或动脉瘤侵及邻近的静脉并逐渐增大所致。其病理生理改变主要是动脉的血流没有经过肾实质而直接进入静脉返回心脏。临床多可闻及血管杂音，同时，肾实质的血流灌注相对减少引起远端局部缺血及肾素依赖性高血压。另一方面，由于静脉回流增加，外周阻力减小，心排血量随之增加引起左室增生、肥厚，最终导致心衰。
先天性动静脉瘘是先天发育过程中由于动脉和静脉来自共同的血管网丛，经分化分别成为动脉和静脉，如因某些原因分化不全，即形成动、静脉之间多处短路连接。其特点是瘘口小而广泛，病变累及组织多，常与皮肤、肌肉、骨骼等血管瘤同时存在。
继发性动静脉瘘多由创伤所致，如创伤、刀刺伤、骨折端剌伤及医源性损伤，在动静脉间破损后，局部先形成血肿，随后在动脉压力的冲击下，皿流通过血肿腔和静脉破口引起动静脉短路，不仅造成动脉远端供血不足，而且引起回流受阻，在双重病理的作用远端组织缺血程度更为严重。
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