床旁經顱多普勒在重癥腦血管病監護中的應用

米東華，楊中華，楊波，王擁軍，劉麗萍

神經重癥監護室（neurointensive care unite，NICU）的患者發生神經功能障礙的風險很高。但是NICU的患者由于多合并意識障礙等并發癥，僅靠單純的臨床查體和化驗檢查很難對患者做出綜合評價，因此借助外界檢測設備對患者進行神經功能評價就起到了非常重要的作用。經顱多普勒（transcranial Doppler，TCD）檢測設備體積小，可以在神經重癥病房對患者進行床旁重復檢測。TCD在NICU最為廣泛的應用就是對蛛網膜下腔出血（subarachnoid hemorrhage，SAH）患者進行血管舒張收縮功能的評價。TCD還能用于缺血性卒中后腦血流動力學的評估。另外通過TCD血流頻譜和血流速度的分析，可以從其他角度反映顱內壓的變化，協助臨床醫師調整腦灌注壓治療方案。本綜述從不同疾病角度分別闡述TCD在重癥腦血管病監護中的應用價值。

1 急性腦損傷后的病理生理改變

在急性腦損傷的最初幾個小時內，首先發生的是神經元的細胞毒性水腫，隨之而來的是線粒體功能障礙，如果損傷不能及時糾正和恢復，缺血瀑布反應就會被引發，出現神經元攝取氧能力下降，而缺氧會導致腦血流自主調節功能喪失，腦血流量下降，從而出現神經元電活動的障礙，同時炎癥因子被驅化聚集在損傷組織周圍，進一步引起神經元功能的障礙，導致皮層腦電活動的去極化[1]。

大腦組織雖然只占人體總重量的2%，但是卻消耗了人體總能量的1/4和總氧量的1/5。葡萄糖是神經元主要的能量物質，腦內組織蓄能低，所以腦組織葡萄糖含量高度依賴血糖含量。實驗數據證明，在腦組織發生缺血或者低血流狀態，腦組織葡萄糖利用率反而增高，但是由于血流減少導致葡萄糖輸送量的減少，所以腦內小膠質細胞丙酮酸鹽轉化增多，導致終產物乳酸增多。內源性乳酸可以作為替代葡萄糖的供能產物[2]。

系統血壓降低可以引發腦血管擴張從而維持腦血流量恒定，防止腦低灌注的發生[3]。在腦組織損傷患者中，腦血管反應性遭到破壞，所以平均動脈壓或者腦灌注壓的下降可以引起腦血流的下降以及繼發缺血發生[4]。

下面列舉了首都醫科大學附屬北京天壇醫院NICU治療的一例動脈瘤性SAH的患者TCD監測結果：該患者住院期間發生動脈瘤再破裂出血，腦疝形成，出現呼吸循環衰竭，對患者進行腦血流監測時發現其腦血流的變化隨外周血壓的搏動而搏動，說明患者腦血管反應性遭到嚴重破壞（圖1）。

圖1 蛛網膜下腔出血患者動脈瘤再破裂TCD監測結果

2 經顱多普勒在動脈瘤性蛛網膜下腔出血中的應用

癥狀性血管痙攣（vasospasm，VSP）是動脈瘤性SAH常見的并發癥。目前的醫療技術以全腦血管造影作為診斷血管痙攣的金標準，統計顯示70%的此類患者都會出現腦血管痙攣，30%的患者會出現臨床缺血癥狀[5]。腦血管痙攣一般出血第3天開始出現，高峰在第6～10天，可以延續到第3周[6]。研究顯示，如果血管痙攣持續到第20天左右，患者死亡率可以高達20%[7]。癥狀性血管痙攣可以導致腦血管的局限性收縮，從而導致腦血流下降，如果下降到失代償階段，就會出現遲發性腦缺血（delayed cerebral ischemia，DCI）。在臨床應用中遲發性腦缺血常常和癥狀性血管痙攣相等同。但是隨著研究的深入，發現遲發性腦缺血的病因尚不明確，癥狀性血管痙攣可能是其原因之一[8]。

神經影像學檢查，尤其是全腦血管造影是目前診斷VSP的金標準，但是因其有創，不能進行連續監測。TCD使用簡單，對患者無創，而且檢查費用低廉，成為動態監測VSP的理想工具。TCD監測血流速度的敏感性高，所以不僅可以確診，而且可以在臨床發生之前就可以診斷，所以為進一步治療VSP爭取了時間。

TCD可以檢測到Willis環附近的顱內大動脈，但是對于VSP的診斷，卻不是每條顱底動脈均適用。研究顯示，TCD對于大腦中動脈（middle cerebral artery，MCA）和基底動脈（basilar artery，BA）的VSP有很好的敏感度和特異度。平均血流速度（mean flow velocity，MFV）是TCD測定的一個核心指標，受到多種因素的影響，包括年齡、性別、妊娠狀態、動脈血二氧化碳分壓值、平均動脈血壓以及紅細胞壓積的影響[9]。一項包含26項研究的系統性回顧分析顯示MCA的MFV在120 cm/s以上的時候，診斷VSP的特異度為99%，敏感度為67%[10]。目前多項臨床研究得到的一致性結論為：如果MFV＜120 cm/s一般不考慮血管痙攣的存在，如MFV＞200 cm/s則可以較為肯定存在血管痙攣。在診斷VSP中還常常使用Lindegaard指數來鑒別全腦充血狀態和血管痙攣。其計算方式為：Lindegaard指數=大腦中動脈的平均血流速度/頸內動脈顱外段的平均血流速度[11]。Lindegaard指數正常值在1.1～2.3之間，一般不會超過3。三高治療一度是治療SAH患者血管痙攣的經典治療手段，使用三高治療可以導致全腦充血狀態的出現，這時候MFV是增快的，所以用Lindegaard指數可以與VSP進行鑒別[12]。但是隨著三高治療臨床效果遭到質疑，這種腦充血狀態已經很少見了。

對于診斷后循環血管痙攣，引用了改良的血管痙攣指數（lindergard，LR）這個概念。計算方法為：基底動脈MFV/左側或者右側椎動脈顱外段MFV。改良LR正常值在2～2.49之間。如果BA的MFV＞85 m/s聯合改良LR值＞3，可以診斷BA的VSP，其敏感度在92%，特異度在97%[13]。如果BA的MFV＞95 m/s，其特異度可以達到100%[14]。

TCD對于診斷大腦前動脈（anterior cerebral artery，ACA）和大腦后動脈（posterior cerebral artery，PCA）的VSP效果欠佳。一項小型隊列研究發現，對于ACA，MFV≥120 cm/s；對于PCA，MFV≥90 cm/s，其診斷VSP的特異度不到50%，而敏感度也僅在60%左右，不適用于指導臨床評價[15]。

雖然TCD可以非常敏銳地發現腦底血管網大動脈血流速度的變化，但是TCD診斷得到的血管痙攣對于SAH預后的影響卻有待商榷。有研究提出，遲發性腦缺血、造影顯示的血管痙攣、癥狀性血管痙攣和TCD發現的血管痙攣是4個概念[16]。這項包括580例SAH患者的隊列研究顯示，45%的患者出現了TCD發現的血管痙攣，16%的患者出現了癥狀性血管痙攣，21%的患者出現了DCI，31%的患者出現了造影顯示的血管痙攣。而且只有84%的DCI患者出現了造影顯示的血管痙攣。DCI可以預測患者的不良預后，而不是血管痙攣。這說明DCI的發病機制不完全是血管痙攣，灌注損傷、低灌注狀態或者血腦屏障破壞等均可能會造成DCI的發生。總之，TCD可以敏銳地發現MCA和BA的血管痙攣，但是這種血管痙攣對于預后的影響有待進一步確定。

下面列舉了一例在天壇醫院NICU治療的SAH患者通過TCD監測顯示血管痙攣從無到有再到無的全過程，患者臨床癥狀也隨著血管痙攣程度的緩解而逐漸好轉（圖2）。

3 經顱多普勒在急性缺血性卒中患者的應用

靜脈重組組織型纖溶酶原激活物（recombinant tissue plasminogen activator，rt-PA）溶栓治療是急性缺血性卒中有效的治療方式之一。TCD的簡便易行可以實時監測靜脈溶栓前、中、后患者腦血流的變化。腦缺血溶栓血流（thrombolysis in brain ischemia，TIBI）分級是目前比較公認的以TCD血流速度判斷腦血流恢復狀態的評分系統[17]。TIBI分級與卒中嚴重程度、死亡率和以美國國立衛生研究院卒中量表（national institutes of health stroke scale，NIHSS）和改良Rankin評分高度相關。TCD對于診斷頸內動脈（internal carotid artery，ICA）和MCA閉塞有較高的敏感度和特異度。另外，在觀察MCA閉塞患者靜脈溶栓效果中，TCD的TIBI分級系統也是很好的預測指標[18]。

圖2 蛛網膜下腔出血患者TCD監測血管痙攣變化情況

近兩年，缺血性卒中急性期血管再通治療的相關研究成為國內外的研究熱點，2015年先后在NEJM上發表了5項支架機械取栓治療急性缺血性卒中的隨機對照研究[19-23]，這些結果成功改寫了國際和國內卒中急性期血管內治療指南。TCD可以實時觀測血管再通手術患者血管再通的情況，是否發生再次狹窄或者閉塞以及高灌注綜合征（cerebral hyperperfusion syndrome，CHS）的發生。S Bouri等[24]提出，診斷頸動脈內膜切除術（carotid endarterectomy，CEA）后CHS需要滿足下列條件：①發生在CEA后30 d內；②有腦高灌注存在的證據：TCD、單光子發射計算機體層攝影或計算機斷層掃描（computed tomography，CT）／磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）支持，或者收縮壓＞180 mmHg；③出現臨床癥狀，如新發頭痛、癲癇、偏癱、格拉斯哥昏迷評分（Glasgow coma scale，GCS）＜15分，或者存在影像學證據；④沒有新發腦缺血、術后頸動脈閉塞、代謝或者藥物性因素參與的證據。

TCD以其方便快捷、廉價、操作簡單等優勢，已在臨床廣泛用于預測CEA或頸動脈支架置入術（carotid artery stenting，CAS）術后CHS的發生情況。TCD可通過測量腦血流速度預測腦血流量。Anna Kablak-Ziembieka等[25]采用TCD觀察了210例患者，預測CAS后患者腦再灌注損傷的情況。入組患者平均頸動脈狹窄程度為（86.7±8.4）%，其中67例患者存在對側ICA閉塞或接近閉塞。在CAS前和CAS后24 h采用TCD評價術側和對側大腦中動脈的收縮期峰值流速，利用同一側MCA在CAS后與CAS前的PSV比值計算收縮期峰值流速比，結果顯示，腦再灌注損傷的獨立危險因素為CAS術側及對側收縮期峰值流速比均＞2.4；CAS術后對側MCA PSV增高以及對側ICA閉塞。Tomonori Iwata等[26]對接受CAS治療的患者進行TCD監測發現，MCA平均流速可以作為預測CHS的指標。還有研究者采用TCD監測184例接受CEA治療患者術前、術中和術后的腦動脈平均流速后得出結論：在常規采用TCD監測患者術中腦血流的基礎上，增加術后早期腦血流監測，對準確預測術后CHS發生非常有益[27]。對急性血管開通治療后采用TCD的方法進行連續腦血流監測，目前研究很少，對于及早發現高灌注或再灌注損傷的臨床價值有待認證。

4 經顱多普勒與腦出血顱內壓的關系

顱內壓（intracranial pressure，ICP）監測一般在急性腦外傷患者中應用較為廣泛，一般認為ICP＞20 mmHg為預測急性腦外傷不良預后的危險因素。在自發性腦出血患者中，ICP一般很少使用，但是目前指南推薦在GCS評分＜8分，小腦幕切跡疝或者腦室出血或者腦積水時，應當考慮ICP監測和治療[28]。目前微創腦室監測設備一直是監測ICP的金標準，但是由于TCD的無創性，研究證實TCD相關參數的變化與ICP的變化有相關性。在TCD頻譜上，顱內壓增高表現為搏動指數（pulsatility index，PI）增高，MFV和舒張期峰值流速降低，舒張末期血流速度接近于零[29]。MCA的PI指數與ICP有正相關，相關系數為0.938。研究推導出ICP與PI的函數關系為線性關系，公式為ICP=（11.1×PI）-1.43，此公式適用于ICP在±4.2 mmHg之內的范圍。用此公式計算ICP＞20 mmHg，也具有很高的敏感度和特異度[30]。

雖然TCD可以無創連續評估ICP，避免有創檢查的并發癥，但是目前研究者們建立了不同TCD血流參數與ICP間的定量數學模型，包括ICP與全部TCD血流參數的方程式、ICP與Vm、PI的方程式、ICP與平均動脈血壓（mean arterial blood pressure，MABP）、PI的方程式和ICP與PI方程式等，宗旨都是為了評估TCD與ICP的關系，但是很遺憾均處在臨床研究階段，都不能得到廣泛接受和臨床應用。所以目前使用TCD進行ICP的監測是為了監測ICP的變化，而不是從TCD的血流參數推導出ICP的絕對值。

雖然有創檢查如全腦血管造影、微創腦室監測仍然是確定VSP或者ICP的金標準，但是由于TCD的簡便、可重復性高、無創，越來越多的證據支持TCD監測可以幫助判斷預后和輔助治療措施的制定，使得其成為床旁監測重癥患者腦血流的理想工具。今后可能需要嚴格設計的多中心、前瞻性研究來繼續肯定TCD在神經重癥監護中的地位。

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