瓦氏動作在腦血流自動調(diào)節(jié)功能中的應(yīng)用

姜振威，胡鳴一，黃艷露，可成名，韓珂

腦是人體代謝率最高的器官，由于腦的新陳代謝旺盛、生理功能復(fù)雜，所以其血液供應(yīng)必須十分豐富。穩(wěn)定、充足的腦血流量對腦功能和腦的高代謝水平的維持是極其重要的。CA是指腦血流在動脈血壓（arterial blood pressure，ABP）和腦灌注壓（cerebral perfusion pressure，CPP）發(fā)生改變時保持相對穩(wěn)定的一個復(fù)雜的多因素過程。對CA有很多種評估測量方法，本文重點對瓦氏動作（valsalva maneuver，VM）在腦血流自動調(diào)節(jié)功能中的應(yīng)用作一個綜述介紹。

1 瓦氏動作介紹

VM是由意大利解剖學(xué)家Antonio Maria Valsalva于1704年提出的，首先用于檢查咽鼓管的通暢程度和輔助耳鼻咽喉疾病排出中耳膿液等。由于該動作可以通過增加胸膜內(nèi)壓影響血液循環(huán)和自主神經(jīng)功能狀態(tài)等復(fù)雜生理變化，對神經(jīng)系統(tǒng)疾病的應(yīng)用也逐漸拓展開來，其與TCD結(jié)合可用于評估CA功能。

標(biāo)準(zhǔn)的VM是指緩慢吸氣后屏氣，同時腹部向下用力做類似排便的動作。它通常分4個階段[1-3]。深吸氣后屏氣時腹部突然開始用力，突然增高的胸膜內(nèi)壓擠壓主動脈導(dǎo)致ABP短暫升高，此為Ⅰ階段；增高的胸膜內(nèi)壓使腔靜脈回流受阻，心房充盈受損心輸出量減少，導(dǎo)致ABP下降，此為Ⅱ階段早期或Ⅱa階段；下降的ABP刺激壓力感受器，興奮交感神經(jīng)，使心率加快，同時增加血管外周阻力導(dǎo)致ABP升高，此為Ⅱ階段晚期或Ⅱb階段；當(dāng)腹部肌肉開始松弛，胸膜內(nèi)壓快速下降，并傳遞至動脈系統(tǒng)導(dǎo)致ABP再次短暫下降，此為Ⅲ階段；胸膜內(nèi)壓下降使腔靜脈回流受阻及心房充盈受損恢復(fù)，且血壓下降導(dǎo)致交感神經(jīng)興奮及外周血管阻力增高，出現(xiàn)血壓升高，升高的血壓在壓力感受器的調(diào)節(jié)下，興奮迷走神經(jīng)，導(dǎo)致心率減慢，此為Ⅳ階段。

2 瓦氏動作評估腦血流自動調(diào)節(jié)的方法

VM在1995年首次用于研究CA，被檢查者取平臥位進(jìn)行VM[4-5]。首先被檢查者進(jìn)行深吸氣，然后囑其向連接水銀壓力計的管內(nèi)用嘴吹氣15～20 s，同時使水銀柱壓力維持在40 mm Hg，連接水銀壓力計的管內(nèi)需要有個空氣漏孔以避免聲門關(guān)閉。連續(xù)監(jiān)測ABP、心率及雙側(cè)MCA血流速度（cerebral blood flow velocity，CBFV）。由于MCA的解剖走行、管徑相對恒定，檢出率和重復(fù)率較其他顱內(nèi)動脈高，因此，以MCA的血流速度替代腦血流。通過VM誘導(dǎo)的ABP變化與腦血流速度相應(yīng)變化評估CA。應(yīng)重復(fù)進(jìn)行該檢查，以保證準(zhǔn)確。

當(dāng)胸腔壓力突然升高（Ⅰ階段）后，ABP降低（Ⅱa階段），隨后交感神經(jīng)興奮引起外周血管收縮，使ABP水平恢復(fù)（Ⅱb階段）；當(dāng)用力呼吸停止后，由于胸膜內(nèi)壓力驟降導(dǎo)致ABP的降低，隨后機(jī)體為了對抗先前收縮的血管床，ABP則過度回調(diào)（Ⅳ階段）。比較持續(xù)監(jiān)測各階段的CBFV和ABP的差異，研究者認(rèn)為，如果CBFV的反應(yīng)先于ABP，Ⅱb到Ⅲ期之間CBFV有一定程度的恢復(fù)，則提示CA的存在。

根據(jù)腦血流動力學(xué)的數(shù)學(xué)模型，用自動調(diào)節(jié)指數(shù)（autoregulatory Index，ARI）將CA速度分成0～9級，ARI=0代表完全被動的自動調(diào)節(jié)，ARI=9代表自動調(diào)節(jié)反應(yīng)速度最快，通過比較腦血流恢復(fù)早期過程中腦血流速度和ABP變化百分率的差異，計算自動調(diào)節(jié)斜坡指數(shù)（autoregulatory slope index，ASI），正常值為（22±14）%。ASI與ARI有很好的相關(guān)性，具病理性ARI（0～2）者ASI值也很低（-20%～10%）。研究者還分別對Ⅱ階段及Ⅳ階段，定義了兩項自動調(diào)節(jié)指標(biāo)，對于Ⅱ階段，自動調(diào)節(jié)指標(biāo)（AI-Ⅱ）定義為：

對于Ⅳ階段，反應(yīng)腦血管舒張反應(yīng)，自動調(diào)節(jié)指標(biāo)（AI-Ⅳ）定義為：

所有CBFV和ABP均取平均值；對于Ⅱa階段取最小值，對于Ⅱb、Ⅳ、Ⅰ階段取最大值。上述兩項指標(biāo)，值＞1提示CA正常，值＜1提示CA受損。圖1為健康人VM后ABP與CBFV變化典型表現(xiàn)。圖2為CA功能受損患者VM后ABP與CBFV變化典型表現(xiàn)。

圖1 健康人VM后ABP與腦血流速度變化的典型表現(xiàn)[6]

圖2 右側(cè)頸動脈狹窄致腦血流自動調(diào)節(jié)功能受損患者VM后ABP與CBFV變化典型表現(xiàn)[6]

3 瓦氏動作評估腦血流自動調(diào)節(jié)在神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的應(yīng)用

3.1 在腦血管病中的應(yīng)用 有研究者通過比較8例嚴(yán)重頸動脈狹窄患者及17例正常志愿者，對4個VM階段MCA流速和血壓的變化進(jìn)行比較，結(jié)果顯示，與正常人相比，頸動脈狹窄患者狹窄同側(cè)的MCA流速的變化出現(xiàn)特征性的異常，主要表現(xiàn)為Ⅱ期CBFV外觀平坦，幾乎沒有斜率甚至負(fù)斜率，Ⅳ期的CBFV峰值＜Ⅰ期峰值，與正常側(cè)比較，CBFV記錄不平行，有明顯的差異，提示CA明顯受損[6]。M Reinhard等[7]對101例頸動脈狹窄或閉塞患者采用呼吸誘導(dǎo)的血壓變化與CBFV相應(yīng)變化并計算其相位值，結(jié)果發(fā)現(xiàn)若患者存在發(fā)育良好的前、后交通動脈（屬于一級側(cè)支血管），則相位與健側(cè)無顯著差異，提示CA功能受損較小或無受損；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），相位值較對側(cè)下降，提示CA功能中度受損；若缺乏一、二級側(cè)支血管，則相位值明顯降低，提示CA嚴(yán)重受損。因此，CA可以作為頸動脈狹窄，尤其是嚴(yán)重狹窄患者預(yù)后的一個評估指標(biāo)，CA受損越重，提示預(yù)后越差。

此外，CA也可評估和監(jiān)測血管狹窄再通治療后再灌注損傷，其中，腦過度灌注綜合征（cerebral hyperperfusion syndrome，CHS）是血管再通后的少見嚴(yán)重并發(fā)癥[8-9]。目前認(rèn)為再通術(shù)后CHS的發(fā)生機(jī)制與患者腦血流調(diào)節(jié)能力受損、高血壓及腦灌注增加密切相關(guān)[10-11]。血管再通術(shù)前、后常規(guī)進(jìn)行腦血流調(diào)節(jié)能力檢測評估再灌注損傷發(fā)生風(fēng)險，對于治療方案選擇、減少術(shù)后并發(fā)癥及預(yù)后評估有極其重要的臨床價值。在急性卒中者中，CA功能下降可能是卒中預(yù)后不良的預(yù)測因子，Christian Dohmen等[12]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。M Reinhard等[13]在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(yù)后有關(guān)。對于合并有偏癱或下肢動脈斑塊狹窄、年老體弱的患者，相比于體位改變、下肢袖帶試驗、下肢負(fù)壓、冷加壓試驗、握拳動作等誘發(fā)血壓變化，VM會更方便有效，更易完成規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)動作，不會誘發(fā)不良后果。

3.2 在帕金森病中的應(yīng)用 PD患者臨床常伴發(fā)自主神經(jīng)癥狀和體征，部分患者有體位性低血壓和暈厥；有研究表明PD患者體位性低血壓和暈厥與CA功能受損有關(guān)[14-15]。PD的CA功能多采用直立傾斜試驗結(jié)合TCD方法來評估。元小冬等[16]通過在傾斜床聯(lián)合VM中連續(xù)監(jiān)測雙側(cè)MCA的平均血流速度、平均ABP、呼氣末CO2多種指標(biāo)，分析PD的靜態(tài)和動態(tài)腦自動調(diào)節(jié)功能的臨床特點，結(jié)果發(fā)現(xiàn)PD患者處于高腦血管阻力和低平均血流速度的基礎(chǔ)狀態(tài)，傾斜床試驗提示因腦遠(yuǎn)端阻力血管的舒張功能障礙，基線水平CBFV明顯較健康人低而顯示一種特殊類型的靜態(tài)腦自動調(diào)節(jié)障礙。VM過程中動態(tài)腦自動調(diào)節(jié)反應(yīng)顯示特征性的時相延遲，PD可使時相進(jìn)一步延遲，而且腦自動調(diào)節(jié)反應(yīng)的臨床閾值升高，強(qiáng)度明顯減弱。該研究提示在經(jīng)典的傾斜床評估CA的基礎(chǔ)上，結(jié)合VM，似乎能更加敏感地反映PD的CA功能，但仍需進(jìn)一步的臨床研究來證實。

3.3 在自主神經(jīng)功能障礙患者中的應(yīng)用 自主神經(jīng)系統(tǒng)在CA中的作用仍存在爭議，Pedro M. Castro等[17]將8例患有家族性淀粉樣變性脊髓灰質(zhì)炎的自主神經(jīng)功能障礙的受試者與8例健康對照進(jìn)行比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)動態(tài)腦自動調(diào)節(jié)反應(yīng)是VM期間的時變現(xiàn)象，并且受自主神經(jīng)功能障礙的干擾。

VM配合傾斜試驗可在直立性低血壓中評估自主神經(jīng)系統(tǒng)在腦血流調(diào)節(jié)中的作用。Ekta Khandelwal等[18]對15例直立性低血壓患者和15例年齡、性別匹配的對照受試者，通過握力試驗和冷加壓試驗測量交感神經(jīng)反應(yīng)性；及在VM監(jiān)測副交感神經(jīng)反應(yīng)性，根據(jù)在頭高位的傾斜期間的不同時間點測量的CBF和ABP的變化來計算腦自動調(diào)節(jié)。結(jié)果顯示直立性低血壓患者在心血管系統(tǒng)的交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)控制方面存在缺陷。直立性低血壓期間無癥狀患者存在CA，而有癥狀患者則CA受損。

3.4 在頭痛中的應(yīng)用 大量研究表明有先兆的偏頭痛和右向左分流及隱源性卒中之間關(guān)系密切，這種關(guān)聯(lián)可能與CA功能受損有關(guān)[19-23]；國內(nèi)等學(xué)者認(rèn)為右向左分流患者dCA受損為導(dǎo)致隱源性卒中的可能機(jī)制[24]。而VM廣泛應(yīng)用于右向左分流的篩查及CA功能的評估，其在評估偏頭痛患者卒中風(fēng)險方面的臨床應(yīng)用價值廣闊，有待進(jìn)一步探索。

Thomas-Martin Wallasch等[25]比較了偏頭痛、偏頭痛合并緊張型頭痛、偏頭痛合并藥物依賴性頭痛患者在VM期間的腦血管反應(yīng)性，定義了兩項指標(biāo)：腦血管瓦氏率（cerebrovascular Valsalva ratio，CVR）定義為VM晚期應(yīng)變期間的最大舒張末期血流速度加速度，中心外緣瓦氏率（centroperipheral Valsalva ratio，CPVR）定義為CVR除以同時刻的ABP。與年齡匹配的健康受試者相比，偏頭痛和偏頭痛合并緊張型頭痛患者對VM的dCA反應(yīng)（以CVR測量）增加。相比之下，與健康受試者和所有其他測試的頭痛患者相比，偏頭痛患者的CPVR增加。與年齡匹配的正常健康受試者相比，偏頭痛患者中VM期間的dCA增加，表明腦血管反應(yīng)性的自主控制受到干擾，而CPVR似乎是區(qū)分偏頭痛、偏頭痛合并緊張型頭痛、偏頭痛合并藥物依賴性頭痛患者的敏感參數(shù)。

綜上所述，VM在CA評估中有著十分重要的地位，VM所誘導(dǎo)的血壓變化更具有操作性及標(biāo)準(zhǔn)化，適用于各種人群，不管是健康人群還是有肢體活動不便、偏癱患者或合并外周動脈硬化狹窄閉塞疾病的人群，其安全、簡單、準(zhǔn)確的特點，使其在CA中運用十分廣泛。然而，VM評估CA也有其不足之處，VM可導(dǎo)致胸膜內(nèi)壓增高，胸膜內(nèi)壓的增加也會導(dǎo)致顱內(nèi)壓的升高，并降低了腦灌注壓；且VM呼吸末期的CO2濃度的增加，刺激化學(xué)感受器使評估CA的準(zhǔn)確性產(chǎn)生一定偏移。對于一些呼吸功能衰竭或不能耐受VM的患者，CA評估仍存在局限性。

【點睛】瓦氏動作是測定腦血流自動調(diào)節(jié)能力的輔助手段，本文對其操作方法進(jìn)行了詳述，并介紹了其在不同神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的應(yīng)用價值。