脑血管储备临床研究新应用

郭珍妮，邢英琦，曹 杰

（吉林大学第一医院 神经内科，吉林 长春130021）

脑血管储备（cerebrovascular reserve，CVR）是指在生理或病理因素刺激下，脑血管通过小动脉和毛细血管的代偿性扩张或收缩（Bayliss效应），维持脑血流稳定或调控脑血流量以适应脑功能的需要。经颅多普勒超声（transcranial Doppler，TCD）检测CVR的可靠性已被大多数学者认可。目前，应用TCD检测CVR的研究趋势已从单纯验证其方法的可靠性转为利用此技术研究各种神经系统疾病及神经系统相关疾病，本文将国内外应用TCD检测CVR的最新研究做一综述。

1 神经系统疾病

1．1 脑血管病

CVR与脑动脉狭窄及脑梗塞的关系已得到广泛证实［1，2］。近来，有学者将CVR检测应用于评估颈动脉支架植入术前后患者血流动力学变化情况。Telman G等［3］应用TCD研究了48名有症状和81名无症状的单侧颈动脉重度狭窄接受颈动脉内膜剥脱术的患者，于术前和术后分别检测其CVR，结果显示：在颈动脉狭窄侧，有症状组CVR显著低于无症状组；支架术后有症状组和无症状组脑血管储备能力均显著增高，说明颈动脉内膜剥脱术在改善CVR方面有重要意义。随后，Sánchez－Arjona MB等［4］研究了60名接受颈动脉支架植入术的患者，于术前1天、术后6小时，术后30天应用TCD测定患者的CVR，观察手术前后患者CVR的变化情况，结果显示：术后患者两侧脑血管储备能力均增大，病变侧增大更显著，且在术后30天内持续改善。此外，也有学者研究了CVR与支架植入术后脑血流过度灌注的问题［5］，发现29名患者中2名发生过度灌注的患者均为术前CVR严重耗竭者，虽然不确定，但此结果提示，颈动脉支架植入术后脑血管过度灌注可能与CVR严重受损有关。Jarus－Dziedzic K等［6］研究了动脉瘤手术前后 CVR的变化，以24名因动脉瘤破裂致蛛网膜下腔出血接受不同方法治疗（血管内介入、纤维外科夹闭或保守治疗）的患者为研究对象，结果显示，所有患者术前CVR均正常，动脉瘤所选治疗方法对CVR的影响无统计学意义，且蛛网膜下腔出血后血管痉挛不会对CVR造成持久损伤。

1．2 认知功能障碍

脑血管病后认知功能障碍发生率较高，但发病机制尚不明确，为研究其发病机制与脑血流动力学的关系，Silvestrini M等［7］应用TCD对83名无症状的单侧颈内动脉狭窄的患者进行研究，应用屏气试验测其两侧CVR，结果发现：左侧颈内动脉狭窄并CVR降低的患者语言障碍的发病率高于其他组，右侧颈内动脉狭窄并CVR降低的患者认知推理能力较其他组下降明显。这提示CVR下降可能影响认知功能，但此结论尚需要进一步的研究支持。目前，许多学者认为血管性痴呆（vascular dementia，VD）和阿尔茨海默病（Alzheimer disease，AD）的发病机制可能与脑微血管受损有关，为探讨痴呆的发病机制以寻找可能的治疗方案，有学者研究了VD及AD与CVR的关系。Silvestrini M等［8］研究了VD和AD患者的CVR，并随诊12个月，他们发现，痴呆患者的CVR明显降低，且与痴呆程度密切相关。Stefani A等［9］对40名AD患者的研究也支持此结论。在此之前Vicenzini E等［10］做了一项试验，他们以60名AD患者、58名VD患者和62名年龄匹配的健康对照者为研究对象，结果表明AD及VD组患者的VCR均较健康对照组明显下降。这些试验结果提示，认知功能障碍可能是由于患者脑微血管病变所致，这种微血管病变在记忆受损的早期就表现出来，因此检测脑血管储备能力有望为早期识别及治疗认知功能障碍提供可能。

1．3 抑郁

近来，越来越多的研究发现，抑郁症患者患脑卒中的几率远高于普通人群，其原因可能为抑郁症患者脑血流自动调节功能受损所致。学者们通过研究抑郁症患者CVR的改变，试图寻找抑郁与脑血管病的关系。de Castro AG等人［11］应用TCD对25名抑郁症患者和25名健康人进行了一项研究，经乙酰唑胺激发机体高碳酸血症后，计算受试对象CVR，结果显示：抑郁症组较对照组CVR显著降低，提示抑郁可能是独立于其他脑卒中危险因素外的独立危险因素。Lemke H等［12］对29名急性期抑郁患者进行了21个月的随访，研究结果也证实抑郁症患者脑卒中病率较高。Vakilian A等［13］的研究又有了较细致的发现，研究者以16名重度抑郁患者为试验对象，用屏气试验通过检测两侧大脑中动脉的峰流速与均流速的变化检测患者抑郁症治疗前后两侧CVR的变化，结果发现，大部分重度抑郁症患者治疗前的CVR显著低于治疗后，两者的差异有统计学意义，且右侧CVR较左侧低，两者有显著性差异，产生此现象的原因不明确，可能与抑郁症发病的血管基础有关。Vakilian A等呼吁更多样本量的研究以支持此结论。

1．4 神经系统其他疾病

（1）青年卒中患者常并发偏头痛，这种现象并非偶然，而是有某种内在联系。然而现在对于偏头痛是否是青年卒中的独立危险因素，尚未有明确的循证医学证据。为探寻偏头痛与卒中的关系，Silvestrini M等［14］研究了15名有先兆的偏头痛患者、15名无先兆的偏头痛患者及15名健康者，应用TCD监测大脑中动脉和基底动脉血流速度，通过屏气试验测各受试对象的CVR，结果发现，由大脑中动脉流速变化计算所得的CVR各组无显著差别，而通过基底动脉流速变化计算所得的屏气指数有先兆的偏头痛组显著降低。提示有先兆的偏头痛患者后循环的血流动力学明显异常，易导致卒中。（2）Bek S等［15］将 TCD的 CVR检测用于研究癫痫，发现20名特发性全身性癫痫的患者，其CVR高于正常组对照，两者差异有统计学意义，研究者认为，这可能是机体应对癫痫发作时低氧状态的一种自我保护机制。（3）有学者认为，多发硬化与脑血管功能异常有关，血管内皮细胞激活可能发生在多发硬化发病早期阶段。为进一步验证此假说，Uzuner N等［16］应用TCD测定了12名确诊的多发硬化患者和11名健康人的CVR，但结果并未发现两组CVR有显著性差异。（4）此外，Bago－Rozankovi？P等［17］还进行了一项有关体位变化与CVR的研究，研究者在立位和仰卧位分别应用屏气法测量各受试对象两侧CVR，结果发现体位变化对CVR的影响没有太大差异。

2 神经系统相关疾病

2．1 高血压

高血压是脑血管病的独立危险因素，由于高血压导致的血管结构重塑及血管内皮功能异常，可能会引起血管对二氧化碳的反应性降低，增加卒中发生的几率。Settakis G等［18］以113名青少年高血压和58名年龄匹配的血压正常者为研究对象，给予过度换气法激发各受试者的低碳酸血症状态，应用TCD检测受试对象的大脑中动脉，计算其脑血管收缩期CVR，发现高血压组的脑血管收缩期储备明显降低。在此之前Settakis G等［19］通过屏气试验激发受试者的高碳酸血症状态，观察青年高血压患者舒张期CVR，发现高血压组与正常组相比，舒张期CVR无显著差异。高血压患者收缩期储备与舒张期储备变化的规律尚不明确。近来，Claassen JA等［20］进行了一项研究，观察血压的变化是否会对CVR产生影响，研究者以11名高血压患者及8名健康者为研究对象，高血压组给予血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂降压治疗，在1－2周内将血压降至收缩压＜140mmHg，舒张压＜90mmHg，测定降压前、快速降压后及降压3－4个月后各受试对象的脑血管储备能力，结果显示，降压前高血压患者组与正常对照组相比，CVR的差异无统计学意义，快速降压后及长期降压后高血压组患者CVR的变化无显著性差异。但因此研究的样本含量较小，结论的可靠有待进一步证实。

2．2 糖尿病

流行病学调查显示，1型或2型糖尿病患者脑卒中的发病率是健康人群的1．5－3倍，死亡率是健康人群的2倍。其原因可能是糖尿病造成脑小动脉结构和功能异常，致使脑血管的自身调节能力受损，长期高糖状态使内皮依赖性血管舒张能力受损，小血管对二氧化碳的刺激反应性减弱，致使脑血流动力学异常。Petrica L等［21］应用TCD研究了34名血压正常的2型糖尿病患者和31名健康者，应用屏气试验测各受试对象的CVR，结果显示2型糖尿病组CVR明显下降，且其下降程度与糖尿病病程、蛋白尿、血肌酐高低密切相关。随后，SiróP等［22］研究了33名1型糖尿病的患者，分析糖尿病与颈内动脉内膜厚度及CVR的关系，结果显示：1型糖尿病患者组较正常对照组颈内动脉内膜厚度显著增厚，舒张期CVR及收缩期CVR均降低，这可能与糖尿病造成微小血管损伤有直接的关系。此结论与之前Kozera GM等［23］的研究结果相一致。

2．3 其他

（1）阻塞性睡眠呼吸暂停综合征（OSAS）的发病机制可能与动脉粥样硬化有关，被认为是脑血管病的危险因素，Furtner M［24］通过检测7名严重OSAS患者的CVR，以期找到OSAS与脑血流动力学的关系。试验结果显示：OSAS患者CVR显著降低，其机制可能是OSAS引起脑血管动脉粥样硬化，血管壁舒张能力减弱从而导致CVR的降低。Morgan BJ等［25］研究了373名睡眠呼吸障碍的患者，测定其CVR、血氧饱和度及呼吸暂停低通气指数，提示CVR与血氧饱和度成正相关，与呼吸暂停低通气指数呈负相关。（2）近来，有研究者试图从CVR的变化入手，研究结缔组织病神经系统损害的原因，Davey R等［26］研究了61名神经精神狼疮患者的CVR，与正常对照组相比，其差异没有统计学意义，提示，血管内皮损伤造成的脑血流动力学改变不一定是系统性红斑狼疮神经系统损害的原因。Giuliodori G等［27］研究了另一种结缔组织病—硬皮病，结果发现硬皮病患者CVR较正常对照组下降，这可能与硬皮病患者认知功能障碍有关。（3）还有学者研究发现，勃起功能障碍患者的CVR明显下降，可能与血管内皮损伤有关［28］。（4）也有报道说冠脉疾病的患者对二氧化碳的反应性下降，增加了患脑梗塞的几率［29］。

此外，值得一提的是，Boms N等［30］应用TCD进行了一项非常有意义的研究，发现了吸烟与CVR的关系，他们以15例长期吸烟的年轻人、15例戒烟后6－18个月的吸烟者及15例不吸烟者为研究对象，分别测定各受试对象CVR，发现吸烟者CVR较不吸烟者降低，且戒烟后6－18个月未见恢复，提示吸烟对脑血管造成的损害可能是持久而非短暂的。吸烟是公认的脑血管病危险因素，此研究进一步说明了戒烟的重要性。

3 小结

TCD检测CVR已广泛应用于各种神经系统疾病及神经系统相关疾病的研究中，该方法具有简便、无创、费用低、可重复等优点，因此具有有较高的临床应用价值。

［1］Cupini LM，Diomedi M，Placidi F，et al．Cerebrovascular reactivity and subcortical infarctions［J］．Arch Neurol，2001，58（4）：577．

［2］Silvestrini M，Vernieri F，Pasqualetti P，et al．Impaired cerebral vasoreactivity and risk of stroke in patients with asymptomatic ca－rotid artery stenosis［J］．J Am Med Assoc，2000，283：2122．

［3］Telman G，Kouperberg E，Nitecki S，et al．Cerebral hemodynamics in symptomatic and asymptomatic patients with severe unilateral carotid stenosis before and after carotid endarterectomy［J］．Eur J Vasc Endovasc Surg，2006，32（4）：375．

［4］Sánchez－Arjona MB，Sanz－Fernández G，et al．Cerebral hemodynamic changes after carotid angioplasty and stenting［J］．AJNR Am J Neuroradiol，2007，28（4）：640．

［5］Sfyroeras GS，Karkos CD，Arsos G，et al．Cerebral hyperperfusion after carotid stenting：a transcranial doppler and SPECT study［J］．Vasc Endovascular Surg，2009，43（2）：150．

［6］Jarus－Dziedzic K，G？owacki M，Warzecha A，et al．Cerebrovascular reactivity evaluated by transcranial doppler sonography in patients after aneurysmal subarachnoid haemorrhage treated with microsurgical clipping or endovascular coiling technique［J］．Neurol Res，2010May 18．

［7］Silvestrini M，Paolino I，Vernieri F，et al．Cerebral hemodynamics and cognitive performance in patients with asymptomatic carotid stenosis［J］．Neurology，2009，72（12）：1062．

［8］Silvestrini M，Pasqualetti P，Baruffaldi R，et al．Cerebrovascular reactivity and cognitive decline in patients with Alzheimer disease［J］．Stroke，2006，37（4）：1010．

［9］Stefani A，Sancesario G，Pierantozzi M，et al．CSF biomarkers，impairment of cerebral hemodynamics and degree of cognitive decline in Alzheimer＇s and mixed dementia［J］．J Neurol Sci，2009，283（1－2）：109．

［10］Vicenzini E，Ricciardi MC，Altieri M，et al．Cerebrovascular reactivity in degenerative and vascular dementia：a transcranial Doppler study［J］．Eur Neurol，2007，58（2）：84．

［11］de Castro AG，Bajbouj M，Schlattmann P，et al．Cerebrovascular reactivity in depressed patients without vascular risk factors［J］．J Psychiatr Res，2008，42（1）：78．

［12］Lemke H，de Castro AG，Schlattmann P，et al．Cerebrovascular reactivity over time－course－from major depressive episode to remission［J］．J Psychiatr Res，2010，44（3）：132．

［13］Vakilian A，Iranmanesh F．Assessment of cerebrovascular reactivity during major depression and after remission of disease［J］．Ann Indian Acad Neurol，2010，13（1）：52．

［14］Silvestrini M，Baruffaldi R，Bartolini M，et al．Basilar and middle cerebral artery reactivity in patients with migraine［J］．Headache，2004，44（1）：29．

［15］Bek S，Kaiki T，Ko G，et al．Cerebral vasomotor reactivity in epilepsy patients［J］．J Neurol，2010，257（5）：833．

［16］Uzuner N，Ozkan S，Cinar N．Cerebrovascular reactivity in multiple sclerosis patients［J］．Mult Scler，2007，13（6）：737．

［17］Bago－Rozankovi P，Lovrenci？－Huzjan A，Strineka M，et al．As－sessment of breath holding index during orthostasis［J］．Acta Clin Croat，2009，48（3）：299．

［18］Settakis G，Páll D，Molnár C，et al．Hyperventilation－induced cerebrovascular reactivity among hypertensive and healthy adolescents［J］．Kidney Blood Press Res，2006，29（5）：306．

［19］Settakis G，Páll D，Molnár C，et al．Cerebrovascular reactivity in hypertensive and healthy adolescents：TCD with vasodilatory challenge［J］．J Neuroimaging，2003，13（2）：106．

［20］Claassen JA，Levine BD，Zhang R．Cerebral vasomotor reactivity before and after blood pressure reduction in hypertensive patients［J］．Am J Hypertens，2009，22（4）：384．

［21］Petrica L，Petrica M，Vlad A，et al．Cerebrovascular reactivity is impaired in patients with non－insulin－dependent diabetes mellitus and microangiopathy［J］．Wien Klin Wochenschr，2007，119（11－12）：365．

［22］SiróP，Molnár C，Katona E，et al．Carotid intima－media thickness and cerebrovascular reactivity in long－term type 1diabetes mellitus［J］．J Clin Ultrasound，2009，37（8）：451．

［23］Kozera GM，Wolnik B，Kunicka KB，et al．Cerebrovascular reactivity，intima－media thickness，and nephropathy presence in patients with type 1diabetes［J］．Diabetes Care，2009，32（5）：878．

［24］Furtner M，Staudacher M，Frauscher B，et al．Cerebral vasoreactivity decreases overnight in severe obstructive sleep apnea syndrome：a study of cerebral hemodynamics［J］．Sleep Med，2009，10（8）：875．

［25］Morgan BJ，Reichmuth KJ，Peppard PE，et al．Effects of Sleep Disordered Breathing on Cerebrovascular Regulation：A Population－Based Study［J］．Am J Respir Crit Care Med，2010，182（11）：1445．

［26］Davey R，Bamford J，Emery P．The role of endothelial dysfunction in the pathogenesis of neuropsychiatric systemic lupus erythematosus［J］．Lupus，2010，19（7）：797．

［27］Giuliodori G，Fraticelli P，Bartolini M，et al．Cognitive and cerebral hemodynamic impairment in scleroderma patients［J］．Eur J Nerol，2009，16（12）：1285．

［28］Vicenzini E，Altieri M，Michetti PM，et al．Cerebral vasomotor reactivity is reduced in patients with erectile dysfunction［J］．Eur Neurol，2008，60（2）：85．

［29］Galvin SD，Celi LA，Thomas KN，et al．Effects of age and coronary artery disease on cerebrovascular reactivity to carbon dioxide in humans［J］．Anaesth Intensive Care，2010，38（4）：710．

［30］Boms N，Yonai Y，Molnar S，et al．Effect of smoking cessation on visually evoked cerebral blood flow response in healthy volunteers［J］．J Vasc Res，2010，47（3）：214．