譚 穎 徐忠寶 李繼梅 高鳳玲 何 青 張婷婷
近年來關于腦血管病發(fā)病機制的病理生理研究已成為熱點。CVR即在生理或病理刺激作用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)維持腦血流正常穩(wěn)定的能力[1]。目前評價CVR的影像學方法有PET,SPECT,Xe-CT,CTP,MRI和TCD。評價CVR常需要用到激發(fā)試驗,常用的有乙酰唑胺(口服、靜注),CO2吸入和屏氣試驗[2,3]。其原理都是通過擴張血管,對比檢測干預前后CV(Cerebral Velocity,腦血流速度)的改變程度。TCD較CT,SPECT等檢查手段而言,有著簡便、易操作、可以重復檢查等優(yōu)點。本試驗旨在通過激發(fā)試驗獲得CVR來發(fā)現(xiàn)腦血管功能變化,探索血管反應性和腦血流灌注的相關性,從而尋找一種經(jīng)濟簡便的方法來預測篩查腦卒中的高危人群。
1.1 納入標準 收集2009年10月~2010年6月北京友誼醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科住院患者入組,均完成頭顱CTA,CTP及CO2吸入試驗。排除條件:超過85歲、雙側顳窗超聲通透窗口不良、不能耐受吸入試驗、不簽署知情同意書。最后符合條件者31人,其中男19例,占患者總比例61.3%,女12例,占38.7%。年齡在35~85歲,平均年齡為(62.00±9.31)歲。按大腦中動脈狹窄合并灌注下降分為患者組(共15例),未出現(xiàn)大腦中動脈狹窄以及灌注下降為對照組(共16例)。按頭顱CTA+CTP篩選大腦中動脈狹窄合并灌注下降的人群。頭顱CTA提示大腦中動脈直徑減少超過50%,作為本試驗判斷大腦中動脈狹窄的標準[4]。頭CTP中有一項較健側改變20%(其中CBF,CBV較對側下降20%以上,MTT較對側上升20%以上)為灌注下降作為灌注下降的標準[5]。每例患者至少在發(fā)病后2周內(nèi)完成CO2吸入試驗,且完成TCD和CTA+CTP的時間間隔不超過48 h。
1.2 儀器設備及相關器材 TCD機器為 Multi dop×2 TCD型(德國DWI型),2MHz超聲監(jiān)測探頭2個(德國DWI型),4MHz超聲檢測探頭2個(德國DWI型),TCD 8.27版監(jiān)測軟件(德國DWI型),5%CO2和95%O2混合氣體儲氣鋼瓶1只,5%CO2和95%O2混合氣體40Ml,簡易呼吸面罩1個(北京),GE 64排CT掃描儀,Perfusion軟件包(GE公司)。
1.3 灌注指標 北京友誼醫(yī)院放射科使用GE公司的Perfusion軟件包計算CTP,使其生成對指定類型分析的定量函數(shù)圖。選取感興趣區(qū)(ROI,≥5個),由有經(jīng)驗的放射科醫(yī)師記錄灌注下降區(qū)的MTT、CBF、CBV數(shù)值。
1.4 CO2吸入試驗 由熟練操作的TCD醫(yī)師操作,將2個2MHz探頭固定于顳窗,取大腦中動脈為監(jiān)測血管,取樣深度50~60 mm;將面罩置于患者面部,囑患者用嘴呼吸,流量為7 L/min,并開始計時,使均勻吸入混合氣體達2 min;記錄兩組在平靜狀態(tài)下、吸入混合后1 min、吸入后2 min的CV及PI(Pulse Index,搏動指數(shù)),取前后CV的最大變化率作為血管反應性指標。
1.5 統(tǒng)計學處理 使用SPSS 18.0軟件包,血管反應性用%表示,計量資料以均數(shù)±標準差(±s)表示。兩組數(shù)據(jù)比較采用獨立樣本t檢驗,相關度用線性相關分析。顯著性差異水準取P=0.05。
2.1 平靜狀態(tài)下患者組的PI為0.59±0.23,對照組為0.63±0.07,兩組不存在顯著差異(P=0.48)?;颊呓M的灌注參數(shù)CBF,CBV,MTT與對照組之間均有顯著差異(P=0.001,P=0.0034,P=0.004),平靜狀態(tài)下患者組的CV明顯高于對照組(P=0.001)。
2.2 吸入CO2前后兩組的CV均有明顯變化(圖1)?;颊呓M的 CVR為(9.73±7.54)%,明顯低于對照組 CVR(33.97±17.59)%,兩組有顯著差異(P=0.0000)(表1)。
圖1 兩組吸入CO2前后的CV變化
表1 兩組吸入CO2前后的CV以及CVR值
2.3 患者組的CBF與CVR的相關系數(shù)r為0.747,其r在0.01水平上呈顯著正相關,而灌注損傷組的 MTT與CVR的r為-0.538,其r在0.05水平上呈顯著負相關。灌注損傷組的CBV與CVR的r為0.428其無顯著相關性(表2)。
表2 CVR與灌注CT各參數(shù)的相關性
人腦通過四種機制發(fā)揮調(diào)節(jié)作用:(1)腦結構儲備;(2)腦代謝儲備;(3)腦血流儲備;(4)腦功能儲備。血流儲備能力下降提示血管最大擴張能力喪失、自動調(diào)節(jié)功能衰竭,一定程度上意味著腦卒中風險增加。對慢性缺血性腦血管病的患者而言,評估CVR宜選用灌注CT成像。但由于需要靜脈注射對比劑,許多患者因為顧慮過敏、腎損傷等導致臨床應用有限[6]。
當大腦中動脈發(fā)生狹窄時,狹窄遠端腦組織會發(fā)生灌注不足的情況,通過TCD研究發(fā)現(xiàn)狹窄處的血流速度增快,狹窄遠端的血流速度為低流速、低搏動的。此時不僅出現(xiàn)側枝循環(huán)的建立,腦動脈血管還會擴張,腦血流儲備開始發(fā)揮作用,為腦提供保護[7]。CTA是公認的、能夠較準確反應顱內(nèi)外血管形態(tài)的檢查手段。本研究選取50%作為大腦中動脈明顯狹窄的參考標準,是考慮到要避免CTA在血管輕度狹窄時可能出現(xiàn)的漏診或過分評估。另外,目前有很多國內(nèi)外研究資料將CTP參數(shù)作為對腦組織進行血流動力學評估的指標,但絕大多數(shù)處在定性分析的階段。如高培毅等根據(jù)灌注參數(shù)和變化,將腦梗死前期分為2期4個亞型。對本試驗選取狹窄遠端(靠近狹窄處)的血管進行CO2吸入試驗,患者組血流增幅明顯少于對照組,說明當兩組大腦中動脈的最大血流儲備能力已經(jīng)出現(xiàn)明顯差別,其機制可能為在大腦中動脈局灶性狹窄的發(fā)展過程中遠端腦組織慢性灌注不良,狹窄血管遠端動脈已經(jīng)處于被動擴張的狀態(tài),出現(xiàn)了CVR損耗。
在進行CO2吸入試驗時本研究發(fā)現(xiàn),對照組患者在恢復呼吸正常氣體時先出現(xiàn)高阻的頻譜形態(tài)改變及平均血流速度下降,呈一過性,持續(xù)約數(shù)秒。這一變化與王俊芳等研究結果[9]符合,可能提示在恢復正常呼吸早期出現(xiàn)一過性CO2分壓驟變、腦血管收縮、血管阻力增高,隨著再次達到CO2分壓的平衡,腦血管的阻力和血流速度恢復原有的情況。有文獻指出,用TCD測得的患者PI值與CVR之間有相關性,即PI將影響CVR[8]。本實驗的兩組患者之間不存在顯著的PI值差異(P=0.48),排除了PI值對CVR的影響。
患者組的灌注參數(shù)都發(fā)生明顯改變。相關度分析提示CVR與CBF呈顯著正相關,意味著CVR的下降與CBF一致,而灌注損傷組的MTT與CVR呈顯著負相關,意味著MTT的延長與CVR的降低有關。CBF與CVR的相關系數(shù)更大,本研究認為CBF較MTT與CVR有更好的關聯(lián)性。這與Grandin等認為MTT對區(qū)分正常腦組織和缺血腦組織非常敏感,但對缺血損害的程度以及發(fā)生腦梗死危險性的評價上不如CBF和CBV有著一致性[9,10]。
人們對灌注改變的區(qū)域進行過研究,根據(jù)PET[12],CBF輕度下降(約25至 50 ml·100-1g·min-1時),血管擴張增加,CBV變化不大以保證血流灌注,CBF再度下降(小于25 ml·100-1g·min-1)時臨床上可能出現(xiàn)神經(jīng)功能異常并出現(xiàn)癥狀,CBV在正常范圍內(nèi)升高,此時腦組織相當于缺血半暗帶期,即有可能發(fā)展為腦梗死,但若此期腦組織灌注得到恢復,該組織是可以被挽救的。一旦CBF再下降(12~15 ml·100-1g·min-1),不能通過自身調(diào)節(jié)和側枝循環(huán)代償而導致CBV下降。Schaefer等認為,CT的CBF比率是反映缺血區(qū)域是否最終梗死的最理想指標,是缺血區(qū)CTP-CBF下降大于66%,對于梗塞灶有大于95%的陽性預測值(95%的特異性);即使未經(jīng)過血管再通干預,缺血區(qū)域CTP-CBF下降少于50% 也能夠較好地預測組織成活,約有90%的陽性預測值(95%的敏感性)。即CBF減少超過66%提示不可逆半暗帶,而CBF下降少于50%提示良性缺血區(qū)[12]。
本實驗觀察到,有很多存在大腦中動脈主干狹窄的患者,TCD檢測提示狹窄近端和遠端低流速、低搏動,狹窄處血流速度增快,聲頻明顯異常。此時因為遠端血流灌注量不足、血管被動擴張及動用腦血管側枝循環(huán)儲備,CVR雖輕度下降但仍可以一定程度內(nèi)起到維持血流動力學正常的作用,灌注成像上表現(xiàn)為MTT延長,CBF不變或輕度下降。若此時通過CVR觀察到并及時予以適當處理,可能為患者爭取到一些避免發(fā)生腦卒中的機會。但遺憾的是本試驗未將患者組按灌注受損輕重做進一步分組,進行CVR的對比。也許這將從側面證實CVR預測的可靠性。
從數(shù)據(jù)上看,當CVR消失時,通過擴充血容量、靶向擴張可能不會達到理想的效果,故提倡在CVR開始變化的早期采用有力的干預治療,以防止狹窄進一步加重,使CVR耗竭,進入改善灌注的治療被動期。此外,TCD可以作為一項簡便可靠的手段對缺血性腦卒中患者進行隨訪,評價治療效果等。
1 劉明勇,王擁軍,腦血流儲備的臨床意義和測定方法,國際腦血管病雜志,2006,10(4):745-750.
2 Ronda RP,Jeffrey RB,cerebrovascular reserve in patients with carotid occlusive disease assessed by stable xenon-enhanced CT cerebral blood flow and transcranial Doppler Stroke,2001,32:1811-1817.
3 Rim NJ,Kim HS.Which CT perfusion parameter best reflects cerebrovascular reserve?Correlation of acetazolamide-challenged CT perfusion with single-photon emission CT in moyamoya patients,AJNR,2008,29(9):1658-1663.
4 Bernd Skutta,Gu¨nter Fu¨rst,Intracranial Stenoocclusive Disease:Double-Detector Helical CT Angiography versus Digital Subtraction Angiography,AJNR,1999,5(20):791-799.
5 程曉青,田建明,CT灌注聯(lián)合血管成像分析單側大腦中動脈狹窄或閉塞患者腦血流代償機制,中國醫(yī)學影像技術,2009,25(11),1988-1991.
6 Richard E,Mark,Latchaw.Alberts,J,Recommendations for Imaging of acute ischemic stroke.A scientific statement from the american heart association,Stroke (published online),2009,9(24):起-止頁碼.
7 邵 淵,徐 運.腦血管儲備的臨床意義及檢測方法,中國卒中雜志,2007,2(8):684-689.
8 高培毅,腦梗死前期腦局部低灌注的CT灌注成像表現(xiàn)及分期.中國卒中雜志,2008,3(2),115-119.
9 王俊芳,王得新.經(jīng)顱多普勒血管搏動指數(shù)與腦血管反應性的關系,臨床神經(jīng)病學雜志,2008,21(1):12-14.
10 Cécile B,Grandin,T Duprez,P.Which MR-derived perfusion parameters are the best predictors of infarct growth in hyperacute stroke comparative study between relative and quantitative measurements,Radiology,2002,223(5):361-370.
11 Wintermark,M.Sincic,R.Cerebral perfusion CT:Technical and clinical applications,journal of Neuroradiology,2008,35(期):253-260.
12 Wintermark M,Thiran JP,Maeder P,et al.Simultaneous measurement of regional cerebral blood flow by perfusion CT and stable xenon CT:a validation study,Am J Neuroradiol,2001,22(期):905-914.
13 Schaefer,et al.First-pass quantitative CT perfusion identifies thresholds for salvageable penumbra in acute stroke patients treated with intra-arterial therapy,AJNR ,2006,27(1):20-25.