经颅多普勒对脑梗死患者预后评估的意义

2017-02-23综述陈妹红审校

河北医科大学学报 2017年11期

关键词：经颅多普勒流速

李静(综述)，陈妹红(审校)

(1.河北省保定市第一中心医院超声科，河北保定 071000；2.河北省保定市第一中心医院心电图室，河北保定 071000)

经颅多普勒对脑梗死患者预后评估的意义

李静1(综述)，陈妹红2*(审校)

(1.河北省保定市第一中心医院超声科，河北保定 071000；2.河北省保定市第一中心医院心电图室，河北保定 071000)

脑梗死；超声检查，多普勒，经颅；综述文献

10.3969/j.issn.1007-3205.2017.11.030

脑梗死是指各种原因引起的脑部血液供应障碍，使局部脑组织发生不可逆性损害，导致脑组织缺血、缺氧性坏死，因此临床上又称其为缺血性脑卒中。临床上脑梗死有多种分型方法，目前比较常用的是按发病机制将脑梗死分为动脉血栓性脑梗死、脑栓塞、腔隙性脑梗死和分水岭梗死4种类型。其中动脉血栓性脑梗死又称脑血栓形成，是脑梗死中最常见的类型，其中又以动脉粥样硬化性血栓性脑梗死最常见，这一类型主要是在脑动脉粥样硬化的基础上，引起的血管壁病变，继而造成管腔狭窄、闭塞或血栓形成，最后局部脑组织由于血液供应较少甚至中断而发生缺血缺氧性坏死，引起与之相对应的神经系统症状和体征。现就经颅多普勒(transcranial Doppler，TCD)对脑梗死患者预后的临床评估意义综述如下。

1 TCD在脑梗死患者颅内动脉狭窄或闭塞中具有较高的参考价值

TCD检查是利用超声波的多普勒效应来研究脑底大血管及其分支的血流动力学的一项技术。1982年由挪威Aaslid等首创并推广，1986年三维TCD问世，初步解决了颅内血管的显示和定位。TCD技术具有很多优势，如其简单、快捷、无创伤、易重复，能够及时和实时为患者服务，甚至可以床旁检查，这些特点使其能够快速、及时地获得颅内大动脉的血流信息，可以说TCD在帮助临床医生诊断脑血管病、研究脑部血液循环以及侧枝建立方面具有独特的参考价值。

目前，TCD在临床应用主要有以下几个方面：①协助诊断颅内、外脑动脉狭窄或闭塞，并对病变程度作出判断；②对深部脑动、静脉畸形的定位，供养血管和引流静脉的确定；③判断脑血管痉挛发生的时间、部位和程度，随访观察蛛网膜下腔出血，判断其预后；④协助诊断锁骨下动脉盗血综合征；⑤实时监测脑动脉内微栓子的情况；⑥协助诊断脑死亡。

陈佳鸥等[1]研究表明，与CT血管造影(CT angiography，CTA)检查结果相比，TCD诊断颅内动脉狭窄的敏感度、特异度、阳性预测值和阴性预测值分别为81.94%、96.79%、86.92%和95.37%，Kappa值>0.75，一致性良好，各部位中TCD对大脑中动脉(middle cerebral artery，MCA)狭窄诊断的敏感度最高，一致性最好。李希芝等[2]对122例急性脑梗死患者MCA进行TCD和MRI对比分析，结果显示二者的相符率非常高，达81.8%，当存在血管闭塞时更是达到100.0%；不仅如此，TCD诊断血管狭窄或闭塞还有着良好的敏感度，达到80.0%。这一结论在国内外相关报道中同样可以看到，由此可以推论：TCD对诊断血管狭窄甚至闭塞的敏感度和准确度随着脑动脉病变程度的加重而逐渐提高。从发病机制上分析，由于在MCA区梗死和MCA狭窄性梗死中动脉-动脉栓塞与血流低灌注共同发挥作用，所以122例患者中分水岭梗死和腔隙性梗死成为2种最常见的类型。MCA由动脉硬化发展到狭窄或闭塞是一个漫长的过程，在这一漫长过程中，MCA与大脑前动脉(anterior cerebral artery，ACA)、大脑后动脉(posterior cerebral artery，PCA)之间可形成广泛的多种形式的吻合支，所以在MCA狭窄或闭塞后引起的狭窄性梗死多数不会引起其供血区域的完全性供血障碍，在122例患者中MCA区完全性梗死的只有7例，比例只占到20.6%，而急性梗死主要是心脑血管病变引起的动脉栓子脱落、堵塞MCA主干引起的，是一个发展相对迅速的过程，侧支循环在此期间没有形成，故而引起MCA供血区完全性梗死，这一类型起病迅速，临床上更应加强对此类患者病变血管的检测，TCD无疑是首选的检查手段。

脑梗死患者颅内动脉发生狭窄可引起血流动力学改变，TCD能够对血流速度和频谱形态变化进行记录[1-3]。当有血管痉挛或者狭窄时，会出现血流速度的增快，声频的粗糙，甚至出现涡流频谱或者乐性杂音，当在TCD 的检查中发现一支或多支血管血流速度加快[4]，需要通过压颈实验帮助判断到底是哪支或哪几支血管。更值得一提的是，随着TCD检查在临床上的普遍应用，检测的仪器也随着科技的进步不断更新和发展，操作人员的技术水平有了很大程度的提高，TCD检查目前已经成为诊断脑血管疾病的重要筛查手段。TCD检查的诊断水平和应用价值在临床上得到国内外的广泛认可，美国和欧洲的脑卒中指南中不仅加入了TCD对于颅内动脉狭窄的诊断，而且现在国际上对于TCD诊断颅内动脉狭窄已经不再与血管造影检查对照，这是因为MRA 会因为血管走行的原因产生涡流或反向血流从而出现流动间隙，结果导致高估了血管狭窄的程度，但是TCD不仅可以探测到狭窄部位的血流加速情况，而且可以通过狭窄部位近端和远端的血流动力学变化以及侧支循环建立情况综合分析狭窄程度，避免了假阳性和假阴性的诊断[5-6]。不单在血管狭窄的诊断中TCD表现优异，而且欧洲的脑卒中指南中同样加入了TCD对脑血流微栓子信号的识别。当然，TCD也有局限性，在这种情况下，需要多种检查手段如CT、MRI、DSA与TCD 互为补充、相互印证，以便为临床诊断及治疗提供更准确的依据。

近些年来，各种影像设备不断更新，出现了多种新技术应用于血管超声检查，其中经颅实时彩色多普勒可以显示颅内二维结构，清晰显示颅内血管的走行情况、血管狭窄的部位以及狭窄的程度。另外，新型的超声造影技术和三维血管重建技术可以观察到低速血流甚至获得血管的三维立体结构显像，弥补了超声经颅后信号衰减的不足。以上这些新技术的出现使获得更清晰、更满意的颅内血管血流显像成为可能。

2 TCD相关血流动力学参数与脑梗死的关系

TCD常用的检测指标有血流速度参数和动脉参数。其中血流速度参数包括收缩期峰值流速、舒张末期峰值流速和平均流速，收缩期峰值流速、舒张末期峰值流速是在一个心动周期中根据血流速度的变化划分的，利用这2个参数可以计算出平均流速。在这3个参数中平均血流速度代表血管的搏动强度，因为它受心率、心肌收缩力、外周阻力和动脉顺应性等因素的影响较少。因此，相对于其他2个流速参数更能客观评价血管的血流情况、狭窄程度；另外，动脉参数包括收缩/舒张比值、搏动指数和动脉传递指数，在TCD检测中最常用、最有意义的参数是血流速度参数和搏动指数。

与平均血流速度一样，搏动指数是根据TCD的2个血流参数收缩期峰值流速和舒张末期峰值流速、通过公式(收缩期峰流速-舒张末期峰流速)/平均血流速度计算得到的。在生理情况下，一般随着年龄的增加，血管脆性增加、弹性下降，特别是阻力血管的弹性下降，最后的结果是血管阻力增大，收缩期峰值流速和舒张末期峰值流速之间差值增大，搏动指数增高。但是在病理情况下，搏动指数增高提示远端脑血管阻力增高，脑灌注不足，这对临床早期脑梗死的治疗具有重要的指导意义[5]。

罗德宏等[6]研究指出, 脑梗死疾病患者的发病与血液流体动力学变化之间存在密切性关系，其研究中高黏血症组共有74 例患者(约97.37%)存在经颅多普勒异常，血黏度正常组中共25 例(56.82%)存在经颅多普勒异常，两者之间差异有统计学意义。当人体血液流变学指标如红细胞压积、纤维蛋白原、血浆黏度等指标上升时，红细胞的变形能力降低, 不易通过毛细血管, 对血管壁造成破坏，红细胞在血管内淤积，造成血管阻塞即狭窄或闭塞,使局部脑组织缺血缺氧。腔隙性脑梗死疾病与颅内小动脉尤其是大脑内动脉深穿支闭塞存在关系，经颅多普勒主要检测MCA、ACA, 符合临床常见表现和病理变化。

研究发现血管收缩期峰值流速升高(即大于140 cm/s)是缺血性脑卒中再发的独立危险因素[7]。另外，通过回顾性研究发现当平均流速≥120 cm/s 时比<120cm/s时可能会有更多的再发性脑卒中事件发生。因此，除了使用收缩期峰值流速，也可以用平均流速来预测缺血性卒中事件的再次发生。平均流速不光可以预测脑卒中再发的风险，平均流速降低还提示可能存在颈内动脉或颅内大动脉血管重度狭窄或闭塞，而且平均血流速度降低越明显证明梗死面积越大。利用TCD可以实时动态监测患者大脑中动脉血流参数的变化，预测急性脑卒中患者的预后。卒中后6 h内行TCD 检查，其结果至关重要，可以判断患者早期情况改善情况；卒中后12 h内行TCD检查，如果平均流速<30 cm/s则多提示预后不良，如果在恢复期测得颅内血管平均血流速度较前增快，可能是愈后较好的表现。所以，对于脑卒中患者应动态、实时监测TCD结果，以帮助临床医师评价患者预后是否良好。

另外，侧支循环、脑血流储备和脑代谢储备是脑血流量调节的3种非常重要的代偿机制。其中脑血流储备(cerebro vascular reactivity CVR) 是指在生理和(或)病理性因素作用下，为了维持脑血流量恒定，脑内的阻力血管自动收缩或扩张，是一项可以反映脑血管自我调节的指标，可以衡量脑血管储备功能。当脑血流动力学发生障碍时，血氧分压发生改变，启动脑血管的自动调节功能，此时脑血流储备的高低对于维持脑血流灌注具有重要意义，可以说脑血流储备下降可以作为缺血性卒中的独立危险因素。根据流体力学原理，血流速度×管径=血流量，如果动脉管径不变，血流速度和血流量成正比，也就是说，血流速度降低时脑血流量相应减少。应用TCD检查可以探查到血管的血流参数，通过血流参数的变化可基本了解脑血流量的变化，间接评价脑血管的储备情况[8]。

3 TCD根据监测脑梗死患者治疗前后血流动力学参数变化对预后的评估价值

(1)根据脑动脉血流速度的异常增高，可提示或判断脑动脉狭窄，脑动脉血流速度变化的大致规律为：收缩期峰值流速与舒张末期峰值流速随管腔狭窄程度的增大而加快，高度狭窄时，血流速度可以减低；平均流速的增快与管腔狭窄程度呈线性相关；管腔高度狭窄时，在狭窄处的近心端与远心端平均流速可减低；管腔中度至高度狭窄时，血流可出现双向多普勒信号，即出现负向血流信号。

频谱多普勒判断脑动脉狭窄有无狭窄及严重程度，主要依据血流速度增快为标准，但脑动脉狭窄>90%时，根据流体动力学原理，流速反而会减低。脑动脉狭窄时流速减低还与脑动脉硬化症的病理改变有关，由于胆固醇、脂肪等在动脉内膜深处沉着，胶原纤维增生等原因，动脉内膜增厚、斑块形成，造成管腔狭窄、粗细不均。管腔内径狭窄、粗细不均也会引起血流速度减低。脑动脉硬化的后期，血管壁肌纤维及弹力纤维破坏，可引起血管的扭曲、扩张，也可以导致血流速度变缓慢。脑动脉硬化性狭窄，如表现为动脉流速减低，超声检测难以作出脑血管狭窄的诊断。

脑动脉闭塞是在动脉硬化的基础上有血栓形成，使管腔完全闭塞。目前，经颅彩色多普勒或能量多普勒血流显像尚未达到对每例患者的每一条血管作出完全显像的水平。因此，脑动脉血流不显示、频谱多普勒检测不到血流速度并不等于脑动脉已经闭塞，需要进一步检测有无侧支循环的存在，脑动脉侧支循环建立的情况，可以作为判断脑血管是否闭塞的依据之一[9]。

(2)按照大脑中动脉脑缺血溶栓血流分级(thrombolysis in brain ischemia,TIBI)标准[10]，将大脑中动脉血流检测结果分为6个等级：0级，大脑中动脉走行区无明显血流信号，即有噪音但无搏动波；1级，可探及微弱血流信号，收缩期小波，舒张期无血流；2级，大脑中动脉血流信号低钝，即血流上升速度缓慢，频谱圆钝低平，舒张期为正向血流，搏动指数减低；3级，可探及低速血流信号，即血流上升速度正常，舒张期正向血流，但平均血流速度相对减低，下降超过对侧30%；4级，可探及狭窄信号，即高速血流信号，一般平均血流速度>80 cm/s，且超过对侧30%；5级，大脑中动脉血流信号正常，与对侧相对比，平均血流速度相差不超过30%，两侧频谱形态相似。

随着影像技术的发展，TCD检查[11]可以提供单次MRA所不能提供的脑血流动力学变化信息，通过血流速度增快的绝对值，左右两侧进行对比、前后循环进行对比(这些对比包括了血流速度参数和血管搏动指数)，了解各血管之间血流速度的差值、频谱形态的变化，通过研究对比这些血流动力学参数之间的关系及变化，可以诊断被检测动脉是否存在狭窄或闭塞，以及狭窄的程度、闭塞后侧支循环建立情况。在急性脑梗死患者溶栓过程中，可以全程监测血流情况，第一时间确定动脉是否再通、再通时间和程度，以便更好地预测患者的预后情况。

当颅内主要供血动脉出现严重狭窄或闭塞时，可通过其他血管(侧支血管或新生血管)将血流运输到缺血区，使缺血组织得到不同程度的灌注代偿，减轻脑组织的缺血缺氧，这就是脑血流侧支循环建立。根据侧支循环开放的层次，脑侧支循环可分为三级：一级侧支循环代偿即Willis环，此为初级代偿，是颅内各主要动脉之间、左右大脑半球之间以及前后循环之间沟通的桥梁，也是颅内最重要的侧支循环途径；如果一级代偿不能满足脑灌注需求，则二级侧支循环开放，称为次级侧支代偿，主要包括眼动脉和一级软脑膜支代偿；三级侧支循环即新生血管，是通过血管发生和动脉生成产生的新生血管供血。

多项研究结果表明，脑动脉发育情况、血管闭塞的速度和侧支循环建立情况与脑梗死的发生和预后息息相关，若脑梗死发病急且无有效的侧支循环及时建立，则脑梗死面积大，脑损伤及神经功能损伤较严重，预后较差；反之，如果是慢性闭塞，发病隐匿，则可通过建立有效的侧支循环使血流重新分布，可以基本满足脑灌注，预后就会越好[12-13]。

(3)脑梗死患者的预后复杂多变，有的患者预后较好，能基本恢复正常的工作和生活，但是更多的患者预后不良，往往会有或多或少的脑损伤，留下后遗症，轻者生活无法自理，重者甚至威胁生命。有研究表明，TCD可以较好检测患者颅内主要血管的血流情况，进而反映相应脑部供血信息，血管狭窄程度与脑梗死预后分级之间存在线性正相关，血管重度狭窄甚至血管闭塞提示预后不良，而频谱形态异常、血管轻度狭窄的患者均预后良好[14-17]。

目前为止，急性脑梗死治疗的关键是使狭窄或阻塞的血管再通，恢复供血，最大程度减少缺血受损脑组织面积，预防血管再狭窄，其最佳治疗方案是在治疗时间窗内行静-动脉溶栓[18-19]。但是由于部分患者没能在治疗时间窗内就诊，错过了治疗时间，另外溶栓治疗的禁忌证有很多，很多脑梗死患者多合并其他疾病，不能承受这种治疗手段，因此溶栓治疗在临床上的应用很有限。在疾病的急性期，临床医生可以通过TCD检查获得脑灌注的血流动力学参数变化[18]，了解并预测急性脑梗死患者早期症状是自发改善还是加重。TCD可以探查病灶侧大脑中动脉的残余血流信号、血流速度及频谱形态的改变，并根据这些变化对大脑中动脉病变的严重程度进行分级，即TIBI 0～1级为完全闭塞，TIBI 2～3级为部分闭塞，TIBI 4～5级为非闭塞。有研究对急性脑梗死患者进行分组研究，将急性脑梗死患者分为闭塞组与非闭塞组，急性脑梗死发病后7 d内，闭塞组的神经功能缺损症状改善率明显低于非闭塞组，而到了发病第14 d，2组的改善率并没有明显差异，表明闭塞组患者应该在急性期，也就是7 d内给予积极的治疗，可以减轻神经功能损伤[20]。

王艳军等[21]研究发现，梗死对侧大脑中动脉TCD参数舒张期血流速度(diastolic flow velocity,DFV)降低、搏动指数升高与患者预后不良相关。提示DFV降低和搏动指数升高可以作为大面积脑梗死患者预后不良的指标。DFV和搏动指数可以反映颅内压的变化，搏动指数增高与颅内压增高呈线性相关，当患者脑梗死面积较大时，脑水肿严重，颅内压增高，脑灌注压降低，脑血流阻力增大，这可能是DFV减低和搏动指数升高患者预后不良的主要原因。张文秋等[22]研究显示，当脑梗死患者出现血流动力学变化(异常增快或血流速度减慢)或血管狭窄时，因为缺血缺氧，相应脑组织即左侧大脑半球、额叶、颞叶、海马区、左顶叶脑组织会出现代谢率下降，从而血管兴奋性相应降低，最终发生血管性认知功能障碍。血流速度异常增快一般情况下是血管狭窄的敏感指标；血流速度减慢一方面是由于脑血管的重度狭窄，造成狭窄远端血流速度减低，脑组织灌注不足，另一方面可能是因为动脉硬化导致的脑血管顺应性下降以及脑梗死后血管局部扩张、脑组织水肿造成。总之，不管是血流速度增快还是减慢均会导致血流动力学变化，对相应脑组织造成损伤，发生脑血管认知功能障碍。为了防止血管性认知功能障碍的发生，临床医生可以为脑梗死患者行TCD检查。

综上所述，TCD检查具有无创、价廉、可重复的优势，可以直接获得脑梗死患者的血流动力学参数，对急性脑梗死患者的预后具有重要的评估作用，具有重要的临床价值。

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