吳 迪 郭珍妮 (吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院08級7班,吉林 長春 3002)
腦血管儲備(cerebrovascular reserve,CVR)是指在生理或病理因素刺激下,腦血管通過小動(dòng)脈和毛細(xì)血管的代償性擴(kuò)張或收縮(Bayliss效應(yīng)),維持腦血流穩(wěn)定或調(diào)控腦血流量以適應(yīng)腦功能的需要。雖然存在爭議,但文獻(xiàn)報(bào)道,CVR受損是卒中的獨(dú)立危險(xiǎn)因素〔1,2〕。目前評價(jià)CVR功能常用的影像技術(shù)包括正電子計(jì)算機(jī)斷層攝影術(shù)(PET)、單光子計(jì)算機(jī)斷層攝影術(shù)(SPECT)、氙 CT(XeCT)、CT灌注成像(CTP)、MRI中的灌注加權(quán)成像(PWI)、血氧水平依賴性(BOLD)磁共振血管成像(MRA)和近紅外線頻譜分析等〔3,4〕。但由于這些檢測方法大都費(fèi)用昂貴而且對設(shè)備及操作要求較高,臨床上廣泛應(yīng)用受到一定限制。而經(jīng)顱多普勒超(TCD)作為一種非損傷性超聲檢查,可以測定顱內(nèi)大動(dòng)脈的局部血流速度和方向,間接反映腦血流量而被用來評價(jià)CVR,因其簡便、無創(chuàng)、費(fèi)用較低、可重復(fù)等優(yōu)點(diǎn)已廣泛應(yīng)用于臨床。
自1982年Aaslid等開創(chuàng)TCD探測腦底大動(dòng)脈血流速度以來,大量試驗(yàn)和臨床實(shí)踐中采用TCD對CVR進(jìn)行評價(jià)。其機(jī)制為:通過CO2試驗(yàn)改變動(dòng)脈血和細(xì)胞外液中的CO2分壓,或通過乙酰唑胺激發(fā)試驗(yàn)抑制碳酸酐酶,腦小動(dòng)脈等阻力血管收縮或擴(kuò)張,改變腦循環(huán)阻力,使腦血流量發(fā)生改變。在腦底供血大動(dòng)脈管徑保持穩(wěn)定不變的前提下,按照Poiseuille定律表現(xiàn)為血流速度增快或減慢。腦血管對CO2的反應(yīng)機(jī)制有多種學(xué)說,最常見的為體液機(jī)制:CO2氣體可在血漿和腦脊液之間自由彌散,通過與體液內(nèi)水分結(jié)合,形成碳酸后電離為H+和HCO-3。H+是腦小動(dòng)脈擴(kuò)張的主要刺激因子。乙酰唑胺(ACZ)抑制碳酸酐酶后,碳酸分解為CO2和水的速度明顯減慢,從而組織中的H+濃度升高,腦小動(dòng)脈擴(kuò)張。因此,在腦底供血?jiǎng)用}管徑不變的前提下,TCD探測到的血流速度變化,代表了腦血流量的變化。和基線血流速度比較,該過程中血流速度的變化量可代表腦血流量的改變,從而評價(jià)腦血管的儲備狀況。
目前臨床上用于評價(jià)CVR的TCD腦血流負(fù)荷檢查方法主要有:CO2吸入試驗(yàn)、呼吸抑制試驗(yàn)、或乙酰唑胺(ACZ)試驗(yàn)和血壓體位試驗(yàn)。屏氣試驗(yàn)操作簡單,原理是提高血液中的CO2濃度,由于患者的配合在試驗(yàn)中的重要性,務(wù)必事先有一個(gè)訓(xùn)練過程,而且需排除呼吸系統(tǒng)疾病及神志不清無法合作者,同時(shí)屏氣時(shí)間過短則會影響檢查結(jié)果。目前CO2吸入試驗(yàn)是主流試驗(yàn),被廣泛應(yīng)用在臨床科研和實(shí)踐中,它可以通過調(diào)整CO2的濃度來測定不同參數(shù),如血管反應(yīng)性(VMR)。但CO2奴不良反應(yīng)大,可引起血壓升高,有呼吸道不適反應(yīng),亦需依賴病人合作。Totaro等〔5〕用CO2吸入法、屏氣法、再呼吸和過度換氣法對45名健康志愿者進(jìn)行TCD腦血管反應(yīng)性測定,并于測定后1 h(短期)和24 h(長期)后重復(fù)測試,結(jié)果顯示:CO2吸入法短期及長期反應(yīng)指數(shù)值的可重復(fù)性可靠;屏氣法短期可重復(fù)性好,而長期可重復(fù)性差;再呼吸法短期可重復(fù)性一般,長期可重復(fù)性差;過度換氣法在整個(gè)測量范圍內(nèi),短期可重復(fù)性好而長期可重復(fù)性一般,并認(rèn)為5%CO2吸入法和過度換氣法在隨訪過程中對腦VMR評價(jià)可作為首選。ACZ是碳酸脫氫酶的可逆性抑制劑,它擴(kuò)張腦血管的機(jī)制尚不清,可能是改變代謝的結(jié)果,也可能是其直接作用于小血管。以往的研究已表明ACZ試與CO2吸入試驗(yàn)有很好的相關(guān)性,僅不適用于嚴(yán)重的肝腎疾病、顱內(nèi)高壓和對該藥過敏的患者。但它相對安全,不良反應(yīng)少,且不需要復(fù)雜的試驗(yàn)設(shè)備,有長達(dá)20 min的血管擴(kuò)張期,可用于不能配合呼吸的患者,耐受性良好,所以近期有替代CO2吸入試驗(yàn)的趨勢。
3.1 預(yù)測疾病的發(fā)生 CVR功能受損是腦卒中的獨(dú)立危險(xiǎn)因素〔1〕。一側(cè)頸動(dòng)脈閉塞或狹窄的患者,無論有無癥狀,只要有腦血流儲備功能低下,則發(fā)生梗死的危險(xiǎn)性較正常者增高4~5倍。CVR檢查可以評價(jià)頸動(dòng)脈狹窄患者發(fā)生腦卒中的危險(xiǎn)性。通過Xe-SPECT測得的定量CVR是顱內(nèi)大動(dòng)脈閉塞患者5年腦卒中風(fēng)險(xiǎn)的獨(dú)立預(yù)測因子〔6〕。CVR的降低可以提示臨床早期采取相應(yīng)的治療措施,預(yù)防腦卒中發(fā)生〔2〕。嚴(yán)重頸動(dòng)脈狹窄患者,如果CVR良好可以不出現(xiàn)臨床癥狀,但如果有CVR 受損,則腦卒中的危險(xiǎn)性明顯增加〔7〕。Silvestrini等〔8〕用屏氣指數(shù)檢測了94例單側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈狹窄達(dá)70%以上患者的腦VMR,進(jìn)行了平均28.5個(gè)月的隨訪后,發(fā)現(xiàn)屏氣指數(shù)較高組每年缺血性腦卒中發(fā)病率為4.1%,屏氣指數(shù)較低組發(fā)病率高達(dá)13.9%,并指出屏氣指數(shù)可作為CVR功能的初查。提示了CVR功能的評價(jià)有利于早期篩選缺血性腦卒中的高?;颊?。
3.2 評價(jià)治療 TCD已被廣泛應(yīng)用于頸動(dòng)脈(CA)閉塞性病變患者CA手術(shù)治療適應(yīng)證選擇及療效評估。Keunen等〔9〕報(bào)道動(dòng)脈內(nèi)膜剝脫術(shù)(CEA)術(shù)前檢測CVR,可以預(yù)測CEA后出現(xiàn)腦過度灌注綜合征的危險(xiǎn)性。有學(xué)者〔10〕對150例急性缺血性腦梗死在其出現(xiàn)癥狀128 min內(nèi)進(jìn)行了床邊TCD檢查,以篩選出有介入治療指征的病變特異性白細(xì)胞黏附抑制試驗(yàn)(LAIT),結(jié)果發(fā)現(xiàn):LAIT在適于溶栓治療的患者中檢出率為98%,在不適于溶栓治療的急性腦梗死中為76%,在短暫性腦缺血發(fā)作患者中為42%。與數(shù)字減影血管照影(DSA)相比,TCD對LAIT檢出的敏感性為100%,特異性為100%,提示TCD對患者是否該采取溶栓介入治療具有同DSA等同的價(jià)值。Rainov等〔11〕研究發(fā)現(xiàn):分流手術(shù)前腦血流速度明顯低于對照組,而分流后ICP很快又降至正常,腦血流速度顯著增高,提示CA狹窄患者無論有無臨床癥狀,CVR受損可以期待術(shù)后得到改善,手術(shù)將有助于預(yù)防其缺血性事件的發(fā)生。Laman等〔12〕采用TCD在術(shù)中/術(shù)后監(jiān)測CEA病人的腦血流狀態(tài),發(fā)現(xiàn)女性病人早期腦血管并發(fā)癥和栓塞的發(fā)生率是男性的4倍。Rhsso等〔13〕采用TCD進(jìn)行多中心研究,發(fā)現(xiàn)CEA病人術(shù)后腦血流動(dòng)力學(xué)狀態(tài)不穩(wěn)定是發(fā)生腦血管并發(fā)癥的主要危險(xiǎn)因素。
3.3 判斷預(yù)后 對于已經(jīng)發(fā)生缺血性腦血管病的患者來說,了解預(yù)后非常重要,而TCD是了解腦血流情況的首選檢測方法,它可以幫助了解急性腦卒中側(cè)支循環(huán)建立的情況。Wong等〔14〕報(bào)告,MCA主干嚴(yán)重狹窄或閉塞的患者TCD檢測均出現(xiàn)患側(cè)大腦后動(dòng)脈(PCA)血流速度代償性增高,9%的病例出現(xiàn)患側(cè)PCA血流速度代償性增高,說明MCA嚴(yán)重狹窄或閉塞時(shí)軟腦膜吻合血管開放成為側(cè)支循環(huán)的重要途徑。側(cè)支循環(huán)建立越早,患者的臨床癥狀恢復(fù)越好。TCD對評價(jià)卒中患者再發(fā)的幾率亦有一定價(jià)值,國內(nèi)張雄偉等〔15〕研究發(fā)現(xiàn),血管閉塞性卒中和非血管閉塞性卒中6個(gè)月內(nèi)再發(fā)的幾率分別為18.0%和9.7%,閉塞血管數(shù)目越多,其卒中再發(fā)和病死率越高。
TCD探測腦底大動(dòng)脈血流速度已經(jīng)有近30年的歷史。TCD作為一種非損傷性超聲檢查,結(jié)合測量呼氣末CO2分壓來評價(jià)CVR,因其簡便、無創(chuàng)、費(fèi)用較低、可重復(fù)性等優(yōu)點(diǎn),具有廣泛的研究空間及臨床應(yīng)用價(jià)值,是腦血管疾病預(yù)測、診斷、預(yù)后以及隨訪的有效手段。但其作為超聲檢查,血流動(dòng)力學(xué)信息較少,并受到骨窗位置等因素的影響,其結(jié)果更依賴于操作者的經(jīng)驗(yàn)。影響CVR的因素很多,評估者不但要有豐富的專業(yè)知識,而且還需結(jié)合臨床資料,才能正確判斷結(jié)果。近年來隨著超聲新技術(shù)的發(fā)展如能量多普勒超聲、超聲造影及三維超聲計(jì)算機(jī)體層攝影技術(shù)用于臨床,增強(qiáng)了對腦血管的顯示,提高了腦血流的成像率,進(jìn)一步提高了TCD對CVR檢測能力,它必將以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)為臨床和科研提供更高的實(shí)用價(jià)值。
1 Ogasavcara K,Ogawa A,Terasald K,et al.Use of cerebrovascular reactivity in patients with symptomatic major cerebral artery occlusion to predict 5-year outcome:comparison of xenon-133 and iodine-123-IMP singlephoton emission computed tomography〔J〕.J Cereb Blood Flow Metab,2002;22(9):1142-8.
2 Kuroda S,Houldn K,Kamiyan H,et al.Long-term prognosis of medically treated patint with irtemal carotid or middl cerebral artery occlusion:can acetazolamide test predict it〔J〕?Stroke,2001;32(9):2110-6.
3 Kirkness CJ.Cerebral blood flow monitoring in clinical practiee〔J〕.AACN Clin Issues,2005;16(4):476-87.
4 邵 淵,徐 運(yùn).腦血管儲備功能的臨床意義及檢測方法〔J〕.中國卒中雜志,2007;2:684-9.
5 Totaro R,Marlni C,Baldassarre M,et al.Cerebmvascular reactivitv evaluated bv transcranial Doppler:reproducibility of different methods〔J〕.Ccrebrovasc Dis,1999;9(3):142-5.
6 Ibaraki M,Shimosegawa E,Miura S,et al.PET measurements of CBF,OEF,and CMRO2without arterial sampling in hyperacute ischemic stroke:method and error analysis〔J〕.Ann Nucl Med,2004;18(1):35-44.
7 Yamamoto KK,Miyata T,Momose T,et al.Reduced vascular reserve measured by stressed single photon emission computed tomography carries a high risk for stroke in patients with carotid stenosis〔J〕.Int Angiol,2006;25(4):385-8.
8 Silvestrini M,Vemieri F,Pasqualetti P,et al.Impaired cerebral vasoreactivity and risk of stroke in patients with asymptomatic carotid artery stenosis〔J〕.JAMA,2000;283(16):2122-7.
9 Keullen R,Nijmeijer HW,Tavy D,et al.An observational study of preoperatlve transcranial Doppler examinations to predict cerebral hyperperfusion following carotid endanerectomies〔J〕.Neurol Res,2001;23(6):593-8.
10 Chernyshev OY,Garami Z,Calleja S,et al.Yield and accuracy of urgent combined carotid/transcranial ultrasound testing in acute cerebral ischemia〔J〕.Stroke,2005;36(1):32-7.
11 Rainov NG,Weise JB,Burken W.Transcranial Doppler sonography in adult hydrocephatic patients〔J〕.Neurosurg Rev,2000;23(1):34-8.
12 Laman DM,Wieneke GH,van Duin H,et al.Higll embolic rate early after carotid endanerectomy is associated with early cerebrovascular complications,especially in women〔J〕.J Vasc Surg,2002;36:278-84.
13 Russo G,Di Maro D,Grasso U,et al.Carotid endarterectomy:a retrospective analysis.Microendarterectomy and transcranial Doppler ultrasound monitoring〔J〕.J Neurosurg Sci,2001;45(4):206-12.
14 Wong KS,Li H,Chan YL,et al.Use of transcranial doppler ultrasound to predict outcome in patients with intratranial large-artery occlusive disease〔J〕.Stroke,2000;31(11):2641-7.
15 張雄偉,張以善,劉建紅,等.TCD評估大腦中動(dòng)脈主干嚴(yán)重狹窄或閉塞患者的側(cè)支循環(huán)代償能力〔J〕.醫(yī)學(xué)臨床研究,2006;23(7):1008-10.