經顱多普勒超聲檢測腦血管儲備的臨床應用

吳 迪 郭珍妮 (吉林大學白求恩醫學院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，腦血管通過小動脈和毛細血管的代償性擴張或收縮(Bayliss效應)，維持腦血流穩定或調控腦血流量以適應腦功能的需要。雖然存在爭議，但文獻報道，CVR受損是卒中的獨立危險因素〔1，2〕。目前評價CVR功能常用的影像技術包括正電子計算機斷層攝影術(PET)、單光子計算機斷層攝影術(SPECT)、氙 CT(XeCT)、CT灌注成像(CTP)、MRI中的灌注加權成像(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用昂貴而且對設備及操作要求較高，臨床上廣泛應用受到一定限制。而經顱多普勒超(TCD)作為一種非損傷性超聲檢查，可以測定顱內大動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CVR，因其簡便、無創、費用較低、可重復等優點已廣泛應用于臨床。

1 TCD評價CVR的機制

自1982年Aaslid等開創TCD探測腦底大動脈血流速度以來，大量試驗和臨床實踐中采用TCD對CVR進行評價。其機制為:通過CO2試驗改變動脈血和細胞外液中的CO2分壓，或通過乙酰唑胺激發試驗抑制碳酸酐酶，腦小動脈等阻力血管收縮或擴張，改變腦循環阻力，使腦血流量發生改變。在腦底供血大動脈管徑保持穩定不變的前提下，按照Poiseuille定律表現為血流速度增快或減慢。腦血管對CO2的反應機制有多種學說，最常見的為體液機制:CO2氣體可在血漿和腦脊液之間自由彌散，通過與體液內水分結合，形成碳酸后電離為H+和HCO－3。H+是腦小動脈擴張的主要刺激因子。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，腦小動脈擴張。因此，在腦底供血動脈管徑不變的前提下，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，從而評價腦血管的儲備狀況。

2 TCD評價CVR功能的方法

目前臨床上用于評價CVR的TCD腦血流負荷檢查方法主要有:CO2吸入試驗、呼吸抑制試驗、或乙酰唑胺(ACZ)試驗和血壓體位試驗。屏氣試驗操作簡單，原理是提高血液中的CO2濃度，由于患者的配合在試驗中的重要性，務必事先有一個訓練過程，而且需排除呼吸系統疾病及神志不清無法合作者，同時屏氣時間過短則會影響檢查結果。目前CO2吸入試驗是主流試驗，被廣泛應用在臨床科研和實踐中，它可以通過調整CO2的濃度來測定不同參數，如血管反應性(VMR)。但CO2奴不良反應大，可引起血壓升高，有呼吸道不適反應，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名健康志愿者進行TCD腦血管反應性測定，并于測定后1 h(短期)和24 h(長期)后重復測試，結果顯示:CO2吸入法短期及長期反應指數值的可重復性可靠;屏氣法短期可重復性好，而長期可重復性差;再呼吸法短期可重復性一般，長期可重復性差;過度換氣法在整個測量范圍內，短期可重復性好而長期可重復性一般，并認為5%CO2吸入法和過度換氣法在隨訪過程中對腦VMR評價可作為首選。ACZ是碳酸脫氫酶的可逆性抑制劑，它擴張腦血管的機制尚不清，可能是改變代謝的結果，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吸入試驗有很好的相關性，僅不適用于嚴重的肝腎疾病、顱內高壓和對該藥過敏的患者。但它相對安全，不良反應少，且不需要復雜的試驗設備，有長達20 min的血管擴張期，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吸入試驗的趨勢。

3 TCD評價CVR功能的臨床應用

3.1 預測疾病的發生 CVR功能受損是腦卒中的獨立危險因素〔1〕。一側頸動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，則發生梗死的危險性較正常者增高4～5倍。CVR檢查可以評價頸動脈狹窄患者發生腦卒中的危險性。通過Xe-SPECT測得的定量CVR是顱內大動脈閉塞患者5年腦卒中風險的獨立預測因子〔6〕。CVR的降低可以提示臨床早期采取相應的治療措施，預防腦卒中發生〔2〕。嚴重頸動脈狹窄患者，如果CVR良好可以不出現臨床癥狀，但如果有CVR 受損，則腦卒中的危險性明顯增加〔7〕。Silvestrini等〔8〕用屏氣指數檢測了94例單側頸內動脈狹窄達70%以上患者的腦VMR，進行了平均28.5個月的隨訪后，發現屏氣指數較高組每年缺血性腦卒中發病率為4.1%，屏氣指數較低組發病率高達13.9%，并指出屏氣指數可作為CVR功能的初查。提示了CVR功能的評價有利于早期篩選缺血性腦卒中的高?；颊?。

3.2 評價治療 TCD已被廣泛應用于頸動脈(CA)閉塞性病變患者CA手術治療適應證選擇及療效評估。Keunen等〔9〕報道動脈內膜剝脫術(CEA)術前檢測CVR，可以預測CEA后出現腦過度灌注綜合征的危險性。有學者〔10〕對150例急性缺血性腦梗死在其出現癥狀128 min內進行了床邊TCD檢查，以篩選出有介入治療指征的病變特異性白細胞黏附抑制試驗(LAIT)，結果發現: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%，在短暫性腦缺血發作患者中為42%。與數字減影血管照影(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等同的價值。Rainov等〔11〕研究發現:分流手術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受損可以期待術后得到改善，手術將有助于預防其缺血性事件的發生。Laman等〔12〕采用TCD在術中/術后監測CEA病人的腦血流狀態，發現女性病人早期腦血管并發癥和栓塞的發生率是男性的4倍。Rhsso等〔13〕采用TCD進行多中心研究，發現CEA病人術后腦血流動力學狀態不穩定是發生腦血管并發癥的主要危險因素。

3.3 判斷預后 對于已經發生缺血性腦血管病的患者來說，了解預后非常重要，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支循環建立的情況。Wong等〔14〕報告，MCA主干嚴重狹窄或閉塞的患者TCD檢測均出現患側大腦后動脈(PCA)血流速度代償性增高，9%的病例出現患側PCA血流速度代償性增高，說明MCA嚴重狹窄或閉塞時軟腦膜吻合血管開放成為側支循環的重要途徑。側支循環建立越早，患者的臨床癥狀恢復越好。TCD對評價卒中患者再發的幾率亦有一定價值，國內張雄偉等〔15〕研究發現，血管閉塞性卒中和非血管閉塞性卒中6個月內再發的幾率分別為18.0%和9.7%，閉塞血管數目越多，其卒中再發和病死率越高。

4 結語

TCD探測腦底大動脈血流速度已經有近30年的歷史。TCD作為一種非損傷性超聲檢查，結合測量呼氣末CO2分壓來評價CVR，因其簡便、無創、費用較低、可重復性等優點，具有廣泛的研究空間及臨床應用價值，是腦血管疾病預測、診斷、預后以及隨訪的有效手段。但其作為超聲檢查，血流動力學信息較少，并受到骨窗位置等因素的影響，其結果更依賴于操作者的經驗。影響CVR的因素很多，評估者不但要有豐富的專業知識，而且還需結合臨床資料，才能正確判斷結果。近年來隨著超聲新技術的發展如能量多普勒超聲、超聲造影及三維超聲計算機體層攝影技術用于臨床，增強了對腦血管的顯示，提高了腦血流的成像率，進一步提高了TCD對CVR檢測能力，它必將以其獨特的優點為臨床和科研提供更高的實用價值。

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.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評估大腦中動脈主干嚴重狹窄或閉塞患者的側支循環代償能力〔J〕.醫學臨床研究，2006;23(7):1008-10.