李嘉民,劉滿卓,張 兵
應用多普勒超聲研究頸動脈病變對全腦血流量的影響
李嘉民,劉滿卓,張 兵
目的 研究頸動脈狹窄程度對全腦血流量 (CBFV)的影響,尋找早期診斷缺血性腦血管病的超聲指標。方法 選取69例接受頸部血管彩超檢查的缺血性腦血管病患者,應用彩色多普勒超聲技術測量其兩側頸內動脈、椎動脈內徑 (D)、狹窄程度及時間平均血流速度 (TAMV),計算CBFV,比較不同程度頸動脈狹窄患者的CBFV。結果 不同程度頸動脈狹窄患者的CBFV間差異有統計學意義 (F=54.81,P<0.05);頸內動脈狹窄>70%組、狹窄50% ~70%組患者的CBFV低于頸內動脈狹窄<50%組患者,差異均有統計學意義 (q值分別為3.43和2.69,P<0.05),頸內動脈狹窄50% ~70%患者的CBFV與頸內動脈狹窄>70%患者比較,差異無統計學意義 (q=1.27,P>0.05)。結論 經多普勒超聲證實頸內動脈狹窄>50%的患者CBFV顯著減少。
缺血性腦血管病;頸動脈;超聲檢查,多普勒;腦血流
腦血流 (CBF)是缺血性腦血管病診治過程中的重要參數之一。然而,全腦血流量 (CBFV)的定量測量方法很少。目前臨床工作中僅能通過數字減影血管造影 (DSA)等有創檢查或者應用放射性核素技術對患者的CBFV進行定量測量[1],但這些方法存在不適合床旁檢查和隨訪觀察等局限性。隨著超聲技術的發展,應用頸部血管彩超測量CBFV已成為可能[1-3]。本研究應用頸部血管彩超技術測量缺血性腦血管病患者的CBFV,觀察頸部血管狹窄程度對CBFV的影響,旨在尋找早期診斷缺血性腦血管病的超聲指標。
1.1 一般資料 選取2011年1—7月在我院行頸部血管彩超檢查的69例缺血性腦血管病患者為研究對象,年齡45~80歲,其中男36例,女33例;短暫性腦缺血發作 (TIA)患者41例,腦梗死患者28例。排除標準:(1)腦血管畸形和頸椎病等非動脈硬化性疾病;(2)出血性腦血管疾病;(3)伴有椎動脈狹窄或閉塞的患者。
1.2 方法
1.2.1 頸部血管彩色超聲檢測方法和觀測指標 采用美國惠普5500彩色超聲機,探頭頻率11 MHz,受試者采用平臥位,頭偏向對側以充分暴露受檢側頸部,探頭置于胸鎖乳突肌前緣或后緣,從頸總動脈分叉前1 cm處開始,沿著頸動脈走向自下而上做連續縱橫切檢查,使血流與聲束夾角<60°,逐節段從前、側、后3個方向對雙側頸總動脈、頸動脈分叉、頸內動脈以及頸外動脈進行檢查,分別測量頸內動脈內徑 (D1,于頸內動脈起始后1.5 cm處測量)、椎動脈內徑 (D2,于頸4~5椎體間測量)、時間平均血流速度 (TAMV)。狹窄程度=狹窄段殘余管徑/狹窄遠段管徑×100%[3-4]。彩色超聲檢查由同一名醫師操作完成。
1.2.2 腦血流量計算公式 (1)截面 (A)=(D/2)2×π;(2)單位面積血流量 (FV)=TAMV×A×60;(3)總的椎動脈血流量=右側椎動脈的FV+左側椎動脈的FV;(4)總的頸動脈血流量=右側頸內動脈的FV+左側頸內動脈的FV;(5)CBFV=雙側頸內動脈及雙側椎動脈的血流量之和[1,3]。
1.3 統計學方法 應用SPSS 13.0軟件包進行數據分析。所有數值以(±s)表示,將頸內動脈狹窄<50%、頸內動脈狹窄50% ~70%、頸內動脈狹窄>70%3組患者的CBFV進行單因素方差分析;方差不齊者用秩和檢驗。以P<0.05為差異有統計學意義。
頸內動脈狹窄<50%組、狹窄50%~70%組和狹窄>70% 組患者的 CBFV 分別為 (948.66±170.33)ml/min、(647.58 ±110.65)ml/min和 (444.19 ±98.01)ml/min,3 組比較差異有統計學意義 (F=54.81,P<0.05);頸內動脈狹窄>70%組、狹窄50%~70%組患者的CBFV低于頸內動脈狹窄<50%組患者,差異有統計學意義 (q值分別為3.43和2.69,P<0.05);頸內動脈狹窄50% ~70%組患者與頸內動脈狹窄>70%組患者比較,CBFV間差異無統計學意義 (q=1.27,P >0.05,見圖1)。

圖1 頸內動脈狹窄<50%、50% ~70%和>70%3組患者的CBFV比較 (*P<0.05)Figure 1 Comparison of CBFV between different internal carotid artery stenosis groups
CBFV是缺血性腦血管病臨床診治過程中的重要參數之一。然而目前CBFV的定量測量方法仍很局限。雖然有研究稱磁共振血管造影 (MRA)、CT血管造影 (CTA)、DSA、正電子發射體層攝影 (PET)等技術可用于腦血流量的測量,但這些技術或因其有創性、或因其放射性、或因不適合床旁檢查等原因,不適宜廣泛應用于臨床CBFV的測量[2,5]。多普勒超聲檢查具有方便、無創的特點,可為頸動脈和椎動脈疾病的診斷提供重要、可靠的數據,是臨床診斷頸動脈和椎動脈疾病的重要手段之一。隨著超聲技術的發展,利用頸部血管彩超監測頸內動脈和椎動脈的內徑、狹窄程度及血流動力學指標TAMV,并借此計算CBFV的方法已逐漸成熟。在臨床試驗研究中,利用頸部血管彩超獲得的CBFV穩定可靠[1-3]。但是,超聲診斷的準確性取決于操作者的技術和經驗。由于頸動脈分叉、血管彎曲、血管狹窄等原因,利用超聲測量CBFV難度較大[1-2],需由經驗豐富的醫師操作完成。
頸動脈狹窄多是由于頸動脈粥樣硬化斑塊導致的動脈管腔的狹窄,發病率較高,與缺血性腦血管病有密切的關系。頸動脈狹窄可造成血流阻力增加,導致慢性持續性CBFV減少,出現相應的臨床癥狀[3]。但是,頸動脈的狹窄程度與腦血流量的關系尚不明確。本研究采用血管彩超測量了69例缺血性腦血管病患者的CBFV,結果發現:(1)頸內動脈狹窄>70%組、狹窄50%~70%組患者的CBFV顯著低于頸內動脈狹窄<50%組患者;(2)頸內動脈狹窄50%~70%患者的CBFV與頸內動脈狹窄>70%患者相比無明顯差異。
部分缺血性腦血管病患者同時存在頸動脈和椎動脈的狹窄或閉塞。李明利等[6]利用CT灌注技術對腦血流動力學的研究發現,多血管病變引起腦血流動力學損害的概率增加。其可能的機制為多血管狹窄使CBFV減少更加明顯。另外,多血管病變可能影響了willis環側支循環的建立。本研究旨在觀察頸動脈病變對CBFV的影響,研究對象中排除了伴有椎動脈狹窄或閉塞患者。
通常情況下,腦血流通過各種調節方式保持穩定。腦血流的調節非常復雜,涉及多重調節模式和多種重要結構組分。關于腦血流調節的確切機制尚不完全清楚。目前認為腦血流主要的調節模式有3種:(1)自身調節:即通過改變腦動脈 (尤其是小動脈)的血管張力來應對不斷變化的腦灌注壓,保持恒定的腦血流。當腦灌注壓在50~150 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)變化時,通過自身調節可使腦血流保持相對穩定[7];(2)血流-代謝偶聯調節:腦代謝活動加強可引起局部腦組織血流量增加,可能與代謝產物 (如K+、H+)通過突觸傳遞使相應的血管舒張有關。有學者猜測一些分子物質在神經元活動與腦血流調節的聯系中起重要作用,但仍需進一步研究[7-8];(3)神經調節:大量的功能學和組織學證據表明血管分支周圍廣泛存在神經末梢。這些神經末梢可起到調節腦血流的作用。人們已逐漸認識到血管內皮細胞、血管周圍神經和星形膠質細胞通過復雜的“網絡”相聯系,形成一個“整體”,即神經血管單元。血管周圍的神經根據其起源和神經遞質的不同分為外源性血管周圍神經和內源性血管周圍神經,外源性血管周圍神經支配是指血管神經通過支配腦實質以外的部分調節CBFV。目前證實此類神經支配的來源有3個:三叉神經節、頸上神經節和蝶腭神經節。這些神經節發出交感神經或副交感神經纖維,交感神經可通過調節血管張力調控血壓,使血壓維持在腦自身調節可調控的范圍之內。副交感神經纖維則與某些病理狀態有關 (比如三叉神經血管單元與痛覺有關);當血管深入到腦實質,離開了血管周圍間隙 (Virchow-Robin間隙),血管主要接受內源性血管周圍神經支配。這些血管周圍神經并不直接調節血管本身,而是與星形膠質細胞足聯系,并且基底核、中縫核等結構均參與腦微血管調節。目前,內源性血管周圍神經對腦微血管的調節機制尚未完全清楚[7,9-10]。頸內動脈輕度狹窄時,由于上述腦血流的調節機制,腦血流尚能保持相對恒定,不出現臨床癥狀。當頸動脈狹窄到一定程度時,腦血流的調節機制不能平衡頸動脈狹窄造成的血流動力學改變,遂引起CBFV下降,出現相應的臨床癥狀。本研究發現,頸內動脈狹窄>50%患者的CBFV顯著低于頸內動脈狹窄<50%患者;為缺血性腦血管病的早期診斷提供了依據,有一定的臨床意義。
1 Scheel P,Ruge C,Petruch UR,et al.Color dupler measurement of cerebral blood flow volume in healthy adults[J].Stroke,2000,31(1):147-150.
2 Yazici B,Erdo?mus B,Tugay A.Cerebral blood flow measurements of the extracranial carotid and vertebral arteries with Doppler ultrasonography in healthy adults[J].Diagn Interv Radiol,2005,11(4):195-198.
3 張春玲,吳長君,鄭淼,等.多普勒超聲對缺血性腦血管疾病患者腦血流量的研究[J].中國超聲醫學雜志,2008,24(6):1-4.
4 李嘉民,張兵.150例頸動脈粥樣硬化斑塊患者相關危險因素的分析 [J].中華老年心腦血管病雜志,2011,13(5):432-434.
5 Piotin M,Gailloud P,Bidaut L,et al.CT angiography,MR angiography and rotational digital subtraction angiography for volumetric assessment of intracranial aneurysms.An experimental study [J].Neuroradiology,2003,45(6):404-409.
6 李明利,金征宇,張曉波,等.頸動脈重度狹窄性病變腦血流動力學變化的CT灌注[J].中國醫學科學院學報,2006,28(1):5-8.
7 Peterson EC,Wang Z,Britz G.Regulation of cerebral blood flow[J].Int J Vasc Med,2011,2011:823525.
8 Lin AL,Fox PT,Yang Y,et al.Time-dependent correlation of cerebral blood flow with oxygen metabolism in activated human visual cortex as measured by fMRI[J].Neuroimage,2009,44(1):16-22.
9 Dalkara T,Gursoy-Ozdemir Y,Yemisci M.Brain microvascular pericytes in health and disease [J].Acta Neuropathol,2011,122(1):1-9.
10 Arai K,Lok J,Guo S,et al.Cellular mechanisms of neurovascular damage and repair after stroke [J].J Child Neurol,2011,26(9):1193-1198.
The Influence of Carotid Artery Disease on Global Cerebral Blood Flow Volume by Doppler Ultrasound
LI Jia-min,LIU Man-zhuo,ZHANG Bing.Department of Neurology,the First Hospital of Shijiazhuang,Shijiazhuang 050011,China
ObjectiveTo study the influence of the extent of carotid artery stenosis on global cerebral blood flow(CBFV),and to discover the early diagnostic ultrasound indexes of ischemic cerebrovascular disease.Methods 69 patients with ischemic cerebrovascular disease having
the neck vascular ultrasound test were chosen randomly as the subjects,whose internal carotid arteries and the vertebral arteries as well as the vertebral artery diameter(D),the degree of carotid artery stenosis,and the Angle-corrected time-averaged flow velocity(TAMV)of the vessel were measured with the help of carotid color duplex.CBFVs were calculated and compared among the patients with different degrees of carotid artery stenosis.ResultsThe difference of CBFVs among the patients suffering from different degrees of carotid artery stenosis was statistically significant(F=54.81,P <0.05).Compared with patients having lower than 50%of internal carotid stenosis,CBFV decreased significantly in patients having more than 70%of internal carotid stenosis and patients having 50%~70%of internal carotid stenosis(q=3.43,2.69,P <0.05);There was no significant difference in CBFV between patients having more than 70%of internal carotid stenosis and patients having 50% ~70%of internal carotid(q=1.27,P >0.05).ConclusionCBFV decreased significantly in patients having more than 50%of internal carotid stenosis,which was confirmed by carotid color duplex.
Ischemic cerebrovascular disease;Carotid arteries;Ultrasonography,Doppler;Cerebral blood flow
R 743.3
A
1007-9572(2011)12-4051-03
河北省衛生廳重點課題計劃 (05431)
050011河北省石家莊市,石家莊市第一醫院神經內二科
2011-09-12;
2011-11-21)
(本文編輯:王俊懿)