佟旭，曹亦賓

1982年挪威學者Rune Aaslid等將經(jīng)顱多普勒超聲（transcranial Doppler，TCD）應用于臨床，后因其無創(chuàng)、廉價、可靠、方便等特點被廣泛應用于腦血管疾病[1-3]。隨著TCD技術(shù)的發(fā)展，從最初用于蛛網(wǎng)膜下腔出血后腦血管痙攣的監(jiān)測、腦動脈狹窄的診斷，到近幾年廣泛用于腦血管反應性（cerebral vasoreactivity，CVR）和腦血流自動調(diào)節(jié)（cerebral autoregulation，CA）的評價，TCD顯示出其獨特的優(yōu)勢，得到臨床醫(yī)師的肯定，有著廣泛的發(fā)展前景。本文主要就TCD評價CVR和CA的臨床應用價值做一全面綜述。

1 經(jīng)顱多普勒超聲在腦血管反應性方面的應用

CVR是指在生理或病理因素作用下，腦血管隨著動脈血二氧化碳分壓（PaCO2）的變化而發(fā)生收縮或舒張的能力。當PaCO2增高時，腦血管舒張，腦血流速增快；相反，當PaCO2降低時，腦血管收縮，腦血流速減慢。由于大腦中動脈（middle cerebral artery，MCA）的解剖走行、管徑相對恒定，檢出率和重復率較其他顱內(nèi)動脈高，因此TCD常以MCA作為檢測血管來評價CVR功能。常用的檢測方法包括：屏氣試驗、CO2吸入法、乙酰唑胺激發(fā)試驗，它們均基于腦血管在高碳酸血癥時反應性擴張的機制，這3種方法獲得的CVR功能信息有良好的一致性[4-5]。乙酰唑胺法可用于不能完成屏氣試驗的患者，且不受患者呼吸功能的影響，較屏氣試驗和CO2吸入法更加客觀地反映CVR的功能狀態(tài)，但是，乙酰唑胺擴血管作用機制復雜，擴血管時間更持久，可能導致相關(guān)的并發(fā)癥出現(xiàn)[6]，在臨床的應用相對受限。對于屏氣試驗或CO2吸入前后誘發(fā)PaCO2改變導致的CVR功能的變化，通常采用的計算公式是：CVR=△V/V×100%，其中△V是PaCO2改變時引起的被檢測血管血流速度的變化值，V是基礎(chǔ)血流速度值[7]。上述公式雖然可評價CVR功能，但存在較為嚴重的缺陷，即沒有考慮刺激因子的強度（CO2改變的程度）。若受試者通氣效果欠佳，或肺換氣功能不良，PaCO2改變并不明顯，直接影響MCA血流速度的變化和CVR功能測值的準確性[7]。因此，有研究將屏氣時間納入上述公式以獲得相對客觀的評價CVR功能指標，即屏氣指數(shù)（breath-holding index，BHI）=［△V/V基線×100%］/屏氣時間（s）[5，7]。另外，在評價PaCO2對CVR功能的作用時，應將動脈血壓和血氧濃度控制在相對穩(wěn)定狀態(tài)，以排除其對腦血流速度和CVR的影響。

CVR與卒中的發(fā)生密切相關(guān)。CVR可以識別有卒中高風險的頸動脈狹窄或閉塞的患者。頸動脈閉塞且側(cè)支循環(huán)不好、CVR受損的患者，同側(cè)卒中的年發(fā)生風險為32.7%，而CVR正常且側(cè)支循環(huán)開放好的頸動脈閉塞患者，其風險為0[8]。另外，在無癥狀頸動脈狹窄＞70%的患者中，CVR正?；颊叩耐瑐?cè)年卒中風險為4.1%，而CVR受損患者的風險為13.9%[9]。CVR受損或消失是卒中的獨立危險因素[10-11]，CVR受損的無癥狀頸動脈狹窄患者和藥物治療無效的CVR受損引起的復發(fā)卒中及短暫性腦缺血發(fā)作患者可考慮頸動脈內(nèi)膜切除術(shù)（carotid endarterectomy，CEA）、支架植入術(shù)（carotid angioplasty and stenting，CAS）或顱內(nèi)外血管旁路移植術(shù)治療，CVR有助于制訂更全面的頸動脈狹窄的手術(shù)適應證[12-13]。另外，有研究證明：長期高血壓[14]、腦白質(zhì)損害[15]、認知功能減退[16]和睡眠呼吸暫停[17]者的CVR降低。

頸動脈彩超無法檢測CVR，而計算機斷層掃描（computed tomography，CT）或磁共振（magnetic resonance，MR）灌注成像、單光子發(fā)射計算機斷層掃描（single photon emission computed tomography，SPECT）、正電子發(fā)射斷層掃描（positron emission tomography，PET）等檢查雖可實現(xiàn)此項檢查，但價格昂貴。TCD有安全、經(jīng)濟、可床旁檢查等優(yōu)勢，利用TCD檢測CVR功能對于卒中的早期診斷、早期干預、早期預防具有重要的臨床價值，應用前景廣泛。

2 經(jīng)顱多普勒在腦血流自動調(diào)節(jié)方面的應用

CA是指當血壓在一定范圍內(nèi)變動時，腦血管能通過舒張或收縮的變化來維持腦血流量相對恒定的能力。具有正常的CA功能對于機體是至關(guān)重要的。在健康成年人，當平均動脈壓波動于60～160 mmHg時，CA可以正常發(fā)揮作用。但是，當發(fā)生卒中、腦動脈狹窄、蛛網(wǎng)膜下腔出血等嚴重的腦損傷時會使CA功能下降，使腦組織耐受損傷的能力下降，影響疾病的發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)歸[18-21]。臨床通過改變血壓后測量腦血流的變化以反映CA的方式有很多，如體位改變、大腿束帶、下肢負壓、冷加壓試驗、握拳動作、Valsalva動作和藥物干預等[22]。TCD是在生理和病理情況下測定腦血流速度和CA功能的有效工具，無論對卒中風險和預后進行評估還是某些自主神經(jīng)系統(tǒng)疾病的輔助診斷方面，均發(fā)揮了重要作用。

2.1 腦血流自動調(diào)節(jié)評估卒中風險和預后 嚴重頸動脈狹窄患者的CA功能下降提示腦側(cè)支循環(huán)和局部腦血流灌注差，可能引起卒中風險增加。2003年，Reinhard等[23]對101例頸動脈狹窄或閉塞患者進行分析發(fā)現(xiàn)，若患者存在健全的前、后交通動脈（屬于一級側(cè)支血管），則CA功能受損最??；若皮層軟腦膜側(cè)支建立或眼動脈側(cè)支循環(huán)開放（屬于二級側(cè)支血管），則CA功能中度受損；若缺乏一、二級側(cè)支血管，則CA嚴重受損。此后，2004年他們對CEA或頸動脈血管成形+CAS后腦血流變化的隨訪觀察結(jié)果顯示，58例頸動脈狹窄患者手術(shù)后CA功能均有不同程度恢復，且兩種術(shù)式之間無明顯差異[24]。另外，CA功能下降可能是卒中預后不良的預測因子。Dohmen等對15例MCA梗死患者的研究發(fā)現(xiàn)，梗死灶周圍區(qū)域CA功能減退的患者發(fā)生惡性腦水腫的概率明顯高于CA功能正常者[25]。2012年一項針對45例MCA梗死患者的研究表明：急性卒中的同側(cè)CA功能受損與梗死面積增加有關(guān)，卒中發(fā)生后1 d內(nèi)CA功能受損加重和雙側(cè)CA功能受損與4個月臨床不良預后有關(guān)[26]。此外，在蛛網(wǎng)膜下腔出血、血管痙攣、遲發(fā)性腦缺血等病理情況下，CA也具有重要的預測價值。Lang等[27]利用相位移動法對蛛網(wǎng)膜下腔出血患者的CA功能進行觀察，結(jié)果顯示：發(fā)病后6 d內(nèi)若相位移動＜30°則提示預后不良，而且CA功能下降與腦低灌注和血管痙攣顯著相關(guān)。2014年新近一項針對68例自發(fā)性蛛網(wǎng)膜下腔出血的患者研究發(fā)現(xiàn)：動態(tài)CA功能受損出現(xiàn)于蛛網(wǎng)膜下腔出血的早期，CA功能評價結(jié)合臨床表現(xiàn)和影像學檢查能夠提高蛛網(wǎng)膜下腔出血患者的血管痙攣和遲發(fā)性腦缺血等并發(fā)癥的檢出率[21]。

2.2 腦血流自動調(diào)節(jié)功能評價自主神經(jīng)功能障礙多系統(tǒng)萎縮（multiple system atrophy，MSA）可分為以帕金森樣癥狀為主，且對多巴胺反應欠佳的MSA-P型以及以小腦性共濟失調(diào)為主要表現(xiàn)的MSA-C型。無論是P型還是C型，均可以合并自主神經(jīng)功能障礙和直立性低血壓。Asahina等[28]對7例MSA患者和9例正常對照者通過TCD監(jiān)測進行直立傾斜試驗并通過近紅外光譜分析法對MSA患者的腦血流動力學進行評估，在直立傾斜位置時兩組的平均動脈壓均出現(xiàn)下降，但MSA患者下降幅度約為正常對照者的2倍，MSA患者心率上升明顯低于正常對照者。有趣的是，雖然MSA患者的腦灌注壓在直立傾斜試驗時出現(xiàn)下降，但由于腦血管阻力的下降未導致嚴重血流速度的下降，故MSA患者的腦氧合作用沒有嚴重下降。提示MSA患者在直立性低血壓時可以出現(xiàn)額外的腦血管舒張作用。

焦慮癥與自主神經(jīng)功能障礙有一定關(guān)系。Zhang等[29]及郭珍妮等[30]對焦慮癥患者進行主動臥立位試驗，發(fā)現(xiàn)焦慮癥患者和正常對照者有明顯不同，從臥位快速變?yōu)榱⑽粫r焦慮癥患者腦血流速度下降更明顯，考慮這可能與焦慮癥患者CA受損有關(guān)，在體位改變時不能有效地保證腦血流灌注。

暈厥患者的直立性低血壓可能與受損的CA能力有關(guān)[31]。這種可能性最初由Grubb等[32]提出，他們報道了先兆暈厥前會出現(xiàn)舒張壓和腦血流速度降低、搏動指數(shù)和阻力指數(shù)值升高，并總結(jié)為“血管舒縮能力失調(diào)”會導致直立位血管迷走反應。后來，Dan等[33]對15例參與者進行70°被動傾斜試驗，通過TCD對腦血流動力學進行研究，并實時記錄腦血流速度和體循環(huán)動脈血壓，結(jié)果顯示：先兆暈厥的患者腦血流速度的下降比動脈血壓的降低提前28 s出現(xiàn)，提示腦灌注不足并非繼發(fā)于動脈血壓的突然下降，不排除CA功能的改變造成了血管迷走神經(jīng)反應事件的發(fā)生。國內(nèi)Zhang等[34]對參與者在直立位進行下肢加壓試驗，發(fā)現(xiàn)動態(tài)CA功能受損可以導致體位性低血壓繼而發(fā)生暈厥。

近年來，關(guān)于CA的研究越來越受到人們的重視。迄今為止，利用TCD技術(shù)和血壓監(jiān)護手段，研究者已經(jīng)建立了完善的實驗方法來評價CA。以上多項研究證實CA功能減退與卒中和自主神經(jīng)系統(tǒng)疾病相關(guān)，有助于指導臨床決策。

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【點睛】

本文主要闡述經(jīng)顱多普勒超聲在腦血管反應性和腦血流自動調(diào)節(jié)的臨床應用，旨在擴大其應用范圍。