经颅多普勒超声评估大脑中动脉供血区急性脑梗死早期神经功能恶化的效果

王 琴 张中宝 曾雅清 戚 妹 何建丽 宋志彬 郭艺华

南方医科大学附属小榄医院神经内科神经电生理室，广东 中山 528415

随着经济的发展及生活水平的提高，我国逐渐成为卒中高发国家，与西方国家近年心脑血管疾病发生率有下降趋势相反，我国卒中发病率仍逐年升高，高致残率和病死率是我国卒中人群的显著特点[1]。其中缺血性脑卒中的发病率占70%左右，成为威胁人类健康的第一杀手[2-3]。尽管目前缺血性卒中患者在得到正规卒中单元救治的情况下，依然有2.2%～37.5%的患者会出现早期神经功能恶化(early neurologic deterioration，END)[1，4-6]。早期神经功能恶化的发病机制目前不明，国内外大部分研究表明急性脑梗死早期神经功能恶化与颅内外大血管狭窄或闭塞、动脉粥样硬化斑块的不稳定、侧支循环代偿、梗死后的脑细胞水肿、卒中短期内再发、梗死后继发性癫痫、梗死后出血或出血转化等具有一定相关性[7-10]。同时年龄>60岁、血液中炎性细胞因子增多、C反应蛋白(CRP)水平升高、血压变化、代谢综合征、高脂血症、高同型半胱氨酸(homocysteine，Hcy)、高脂蛋白相关磷脂酶A2(Lp-PLA2)、踝肱指数上升等被认为是END的可能危险因素，在一定程度能评估急性脑梗死发生END的风险率[11-16]。由于急性脑梗死出现早期神经功能恶化会严重影响患者的预后，而目前在临床上无准确的量化的评估方法对其进行早期评估预测。本研究分析脑血管侧支循环代偿及经颅多普勒超声(transcraninal Doppler，TCD)相关参数在大脑中动脉供血区的急性脑梗死早期神经功能恶化中的评估作用，以求进一步为临床找到量化精准的指标评估急性脑梗死的早期神经功能恶化发生率，从而为临床在早期采取更多的更及时的治疗措施提供一定依据。

1 对象和方法

1.1研究对象收集2016-12—2019-01南方医科大学附属小榄医院神经内科住院的首次大脑中动脉供血区的急性脑梗死患者64例，年龄28～90岁，男50例(78.13%)，女 14例(21.87%)。所有纳入病例符合2014版中国急性缺血性脑卒中诊治指南诊断标准[17]，且经头部MRI证实为大脑中动脉供血区急性脑梗死。纳入标准：(1)年龄≥18岁；(2)症状发生72 h内入院；(3)入院时有神经功能缺损症状或神经系统检查有阳性体征；(4)已完善全脑血管造影检查及TCD检查；排除标准：(1)既往有出血性或缺血性脑卒中、颅脑外伤、脑部手术、癫痫、颅内占位、颅内感染等病史；(2)出血性脑卒中、TIA、梗死后出血患者；(3)严重的重要脏器系统疾病及血液系统疾病；(4)入院时神志昏迷或生命体征不稳定者；(6)心源性栓塞、脑血管畸形、动脉夹层患者；(7)入院后予以急诊动静脉溶栓或取栓治疗者。

1.2方法

1.2.1 临床资料：收集所有患者的年龄、性别、既往史、心脑血管危险因素(吸烟、饮酒、原发性高血压、糖尿病、高同型半胱氨酸、尿酸、血脂)、血液学资料(C反应蛋白、纤维蛋白原、血小板)、NIHSS评分及TCD、全脑血管造影、头颅MR相关检查结果。

1.2.2 TCD检查：在安静状态下，采用以色列RIMED公司生产的经颅多普勒超声仪(型号 Digi-Lite IP)，检查由2名具有5 a以上TCD检查经验的神经内科医师进行，同时将2个2 MHz脉冲多普勒探头用Spencer头架固定，经颞窗检测双侧大脑中动脉，探测深度为45～70 mm，观察双侧大脑中动脉的血流频谱图，采集双侧大脑中动脉平均峰值流速(Vm)及搏动指数(PI)等原始数据(图1)。随后进行过度换气试验：嘱受检者进行深快呼吸2 min，呼吸频率25～30次/min，持续监测大脑中动脉频谱，采集过度换气结束时双侧大脑中动脉的Vm及PI等参数。最后计算过度换气指数[18-19](hyperventilation index，HVI)：HVI=(平静时Vm—过度换气后Vm)×100/(平静时Vm×过度换气秒数)，及同时计算局部脑血流量丧失指数[20-21](regional cerebral blood flow loss index，rCBFLI)，rCBFLI =(1-PI ÷PIo)×100%。PI为病灶侧大脑中动脉搏动指数，PIo为健侧大脑中动脉搏动指数。

1.2.3 脑血管造影检查：所有患者接受全脑血管造影检查，由2名具有神经介入资质的神经内科副主任或主任医师采用美国GE公司生产的脑血管DSA 机(Innova3100-IQ)进行操作。2名医师同时对DSA影像进行分析，侧支循环分级标准参考美国介入治疗神经放射学学会/介入放射学学会侧支循环评估系统进行量化评估[22]，此法具体分级标准为：0级，缺血梗死中心及其周边区域无造影剂显影；Ⅰ级，缺血的周边区域较淡的造影剂显影，有持续的灌注缺损；Ⅱ级，造影剂较快的到达缺血周边区域，仍伴持续的灌注缺损，仅有少部分造影剂到达缺血中心区域；Ⅲ级，静脉晚期可见造影剂完全地到达到缺血区域；Ⅳ级，造影剂快速而完全地达到到整个缺血区域。

图1 不同侧支循环分级患者的TCD A：侧支循环0级的MCA频谱图；B：侧支循环Ⅰ级的MCA频谱图；C：侧支循环Ⅱ级的MCA频谱图；D：侧支循环Ⅲ级的MCA频谱图；E：侧支循环IV级的MCA频谱图

Figure1TCD of patients with different collateral circulation grades A：MCA spectrogram of collateral circulation level0；B：MCAspectrogramofcollateralcirculationlevelⅠ；C：spectrumofMCAofcollateralcirculationlevelⅡ；D：sideMCAspectrogramofbranchcycleⅢ；E：spectrumofMCAofcollateralcycleⅣ

1.2.4 END方法：患者入院后由2名神经内科医师即刻进行美国国立卫生研究院卒中量表(NIHSS)评分，连续评估2 d，记录2 d内的NIHSS评分。国内外研究对END的时间定义目前仍未有一定界限[23]，本研究END定义为人院后48 h内任何1次NIHSS评分总分较入院时增加达2分以上或运动评分项增加达1分以上。根据患者NIHSS评分情况，将患者分为END组与非END组。

2 结果

2.1临床资料分析搜集2组患者的一般临床资料，2组年龄、吸烟、饮酒、原发性高血压、糖尿病、高脂血症、高同型半胱氨酸、高尿酸血症、心脏病以、血液学方面资料(超敏C反应蛋白、血小板计数、纤维蛋白原)、入院时NIHSS评分等无明显差异(P>0.05)。见表1。

2.22组TCD参数HAI、rCBFLI比较END组与非END TCD参数HVI、rCBFLI比较差异有统计学意义(F1=18.867，P1=0.000；F2=5.323，P2=0.024)。见表2。

2.32组侧支循环比较END组与非END侧支循环比较差异有统计学意义(Z=-3.374，P=0.001)。见表3。

2.4大脑中动脉供血区的急性脑梗死患者发生END的多因素分析采用多变量Logistic回归分析，结果显示，TCD参数HVI、rCBFLI及侧支循环与早期进展性脑梗死发生具有相关性。见表4。

表1 2组患者临床资料比较 [n(%)]

表2 2组TCD参数HAI、rCBFLI比较

表3 2组侧支循环比较

注：秩和检验，Z=-3.374，P=0.001

表4 患者发生END的多变量Logistic回归分析

3 讨论

大脑中动脉供血区急性脑梗死患者在临床上相对多见，同时此供血区的脑梗死患者发生早期神经功能恶化(END)的概率相对较高，END会导致患者致残、致死率明显增加，早期发现、及时治疗对于脑卒中患者具有重要意义。国内外研究目前认关于急性脑梗死发生END的机制主要有两种，一是血流动力学异常，主要与颅内外大血管狭窄、供血动脉的不稳定斑块、侧支循环代偿、出血转化等相关[24-25]；二是生物代谢异常。目前较多研究考虑血液内的C反应蛋白、同型半胱氨酸、纤维蛋白原、血小板、尿白蛋白等因素与END发生有关系[11-16，26-27]；同时有研究表明，合并不同危险因素发生急性脑梗死早期神经功能恶化的风险率不同[28]，也有研究表明神经影像学在早期预测急性脑梗死早期神经功能恶化有一定意义[29]，但临床上目前缺乏相对有效的评估指标早期预测神经功能恶化的发生。本研究将脑血管侧支循环代偿及TCD相关参数在大脑中动脉供血区的急性脑梗死早期神经功能恶化中比较发现，TCD相关参数在此方面有一定价值，值得临床进一步研究。

急性脑梗死后的脑局部脑血流量降低作为血流动力学异常发病机制中最主要的影响因素[30-31]，TCD检查是将多普勒效应在低频脉冲超声波情况下测定脑血管的血流速度、搏动指数、阻力指数等指数来综合分析血管血流动力学，能在一定程度量化评估颈内动脉狭窄或闭塞的侧支循环情况及血流动力学的改变[32]。近年来有研究认为TCD在颅内动脉狭窄性脑梗死患者早期发现血流动力学的敏感性较高，在分水岭脑梗死颅内动脉血流动力学改变的发现率达到70%以上[33-34]。TCD测得的脑血流速度、搏动指数等能反应脑局部血流量，两者具有良好的一致性，国内外研究推导出的局部脑血流量丧失指数[20-21](rCBFLI)，是更为准确、实用的指标，能直接反映脑局部血流缺失情况，能很好预测局部脑组织的缺氧情况，从而能较早期评估神经功能受损情况。本研究中将END组与非END组的rCBFLI进行比较，2组间的rCBFLI具有明显差异(P<0.05)，且多因素Logistic回归分析中rCBFLI增加的越多，脑局部血流量丧失越多，脑组织缺氧越严重，发生END的概率越高。本研究还通过比较2组的TCD过度换气指数(HVI)进一步反应脑血流储备能力与END发生的关系。脑血流储备是指脑的小血管在局部血流发生改变时因代偿引起扩张或收缩，以维持脑血流量稳定的能力[18-19]。国内外研究发现，脑血管储备能力在一定程度能预测急性缺血性卒中的发生及进展，是一个敏感的预警信号，同时也是缺血性脑卒中的一个独立危险因素，其中TCD过度换气指数(HVI)能敏感地反映脑血流稳定能力的下降，即脑血管储备能力[35-37]。本研究中2组的TCD过度换气指数(HVI)比较有明显差异，END组HAI较非END组明显下降，表明END组患者脑血流储备能力较非END组差，从而引起脑细胞的缺血缺氧情况严重，从而更容易出现神经功能早期恶化的情况。且多因素Logistic回归分析中HVI指数下降越多，脑血流储备受损越严重，提示脑小血管舒缩功能下降，从而引起HVI指数的异常，可能会增加END的发生风险。同时本研究通过对大脑中动脉供血区的急性脑梗死患者发生END的多因素分析采用多变量Logistic回归分析发现C反应蛋白、高同型半胱氨酸、纤维蛋白原与大脑中动脉供血区急性脑梗死患者发生END并没有一定相关性，这与既往国内外研究有一定的相差之处，既往研究表明[11-16，26-27]大脑中动脉供血区急性脑梗死患者早期发生END可能与血液中生物代谢异常有一定关系，考虑与本研究的纳入的样本数量受限有一定关系。本研究将侧支循环代偿在2组中的比较有明显差异(P<0.05)，侧支循环代偿分级的降低影响急性脑梗死后的脑局部血流及脑储备能力，侧支循环代偿能力在很大程度会影响急性脑梗死的进展和预防[38-41]，从而侧支循环代偿分级的下降会出现END的发生。然而TCD相关参数rCBFLI、HVI在一定程度上能反应急性脑梗死后脑局部血流的改变及脑储备能力下降，能早期预测大脑中动脉供血区急性脑梗死患者是否发生END。

当然，本研究尚存在一些局限性：(1)所有病例均来源于我院卒中系统，结论尚需多中心大样本量的研究进一步验证，同时纳入的病例NIHSS评分为轻中度卒中，未纳入重度卒中患者；(2)急诊动静脉溶栓及取栓治疗的急性脑梗死患者未纳入，无法观察急诊血管再通治疗后的rCBFLI、HAI对急性脑梗死是否发展END的评估情况，；(3)过度换气试验由于不同患者的肺通气功能及换气功能有所不同，可能一定程度会影响HVI测值的准确性；

本研究通过比较大脑中动脉供血区急性脑梗死患者END组与非END组的TCD参数rCBFLI、HAI，发现rCBFLI、HVI与大脑中动脉供血区急性脑梗死患者发生END有一定相关性，rCBFLI、HVI在一定程度上能早期预测大脑中动脉供血区急性脑梗死患者是否发生END，为早期预测END发生提供相对的客观指标，值得临床进一步研究。