CC BY
219
© В.А. Щуров, 2002
Метод транскраниальной допплерографии в диагностике нарушений мозгового кровообращения
В.А. Щуров
A technique of transcranial Doppler ultrasound in the diagnostics of
cerebral circulation disorders
V.A. Shchourov
Государственное учреждение науки Российский научный центр "Восстановительная травматология и ортопедия" им. академика Г. А. Илизарова, г. Курган (генеральный директор — заслуженный деятель науки РФ, член-корреспондент РАМН, д.м.н., профессор В.И. Шевцов)
С помощью метода транскраниальной ультразвуковой допплерографии определена средняя скорость кровотока у 20 больных с гемипарезами после перенесенных инсульта (13) и черепно-мозговой травмы (7). Выявлено существенное снижение скорости кровотока в средней мозговой артерии пораженной стороны. При проведении проб с окклюзией сонных артерий, задержкой дыхания и гипероксией получена дополнительная информация, позволяющая судить о реактивности стенок мозговых артерий, их «перфузионном резерве», необходимая при планировании хирургических вмешательств с целью стимуляции коллатерального и капиллярного кровотока в системе средней мозговой артерии.
Mean circulation rate was determined in 20 patients with hemipareses after insult (13) and craniocerebral injury (7) got over using the technique of transcranial Doppler ultrasound. Considerable decrease of circulation rate in the medial cerebral artery of the involved side was revealed. When occlusion of carotid arteries was tested as well as breath holding and hyperoxia, additional information was obtained allowing to judge of reactivity of the walls of cerebral arteries, their "perfusion reserve"; the information was necessary for planning of surgeries for the purpose of collateral and capillary blood flow stimulation in the system of the medial cerebral artery. Keywords: cerebral circulation, insult, craniocerebral injury, Doppler ultrasound.
В настоящее время из методов, позволяющих регистрировать величины кровотока в мозговых сосудах, на первом месте по точности, необременительности, воспроизводимости результатов исследования стоят ультразвуковые, в частности транскраниальная допплерография.
Эффект Допплера описан автором в 1842 году [1] и основан на том, что частота волн, принимаемая датчиком, зависит от скорости движения источника излучения. В ультразвуковых диагностических установках - от скорости движения по кровеносному руслу эритроцитов, отражающих звуковых волны. При этом доппле-ровский сдвиг частоты прямо пропорционален скорости потока крови. Неинвазивная транскраниальная допплерография (ТКДГ) предложена К АаБШ й а1. [2]. Метод основан на том, что при частоте излучения 2 МГц оценка кровотока по мозговым артериям производится транскра-ниально, то есть через так называемые «акустические окна» - участки истончения пластинчатой части височной кости, большое окципи-тальное отверстие или глазницу. Методика требует выработки у исследователя прочных навыков фиксации датчика и локации соответствующей артерии по глубине и направлению. Осо-
бенно сложно сохранять локацию ствола мозговой артерии при проведении проб с окклюзией сонных артерий.
Состояние кровотока можно оценить по качественным показателям: характеру звукового сигнала, форме допплерограммы, распределению в ней частот и направлению кровотока. Для количественной оценки используются показатели максимальной систолической скорости (8), скорости в конце диастолического цикла (Б), средней скорости за цикл (М). К сожалению, показатели могут зависеть от точности локации сосуда, величины давления датчиком на ткани, угла наклона датчика по отношению к направлению потока, отсутствия между датчиком и кожным покровом пузырьков воздуха.
От этих моментов не зависят индексы сопротивления Ш=(8-Б)/8 (индекс Пурсело), систо-лодиастолический индекс Стюарта 18Б=8/Б, индекс Гёслинга Р1=(8-Б)/М.
Наиболее ценная информация получается при исследовании кровотока по средней мозговой артерии, которая является продолжением внутренней сонной артерии и переносит до 75% объёма крови, поступающей в полушария мозга [3].
Несмотря на несомненную информативность данных о скорости кровотока по артериям, исследование кровотока, выполненное в состоянии физического покоя, не позволяет оценить адекватность кровоснабжения потребностям тканей, резервные и компенсаторные возможности сосудистого русла. Решение последней задачи чрезвычайно важно при проведении обследования у больных с последствиями ишемиче-ского и геморрагического инсультов при определении показаний к лечению методами, направленными на стимуляцию кровоснабжения тканей в бассейне средней мозговой артерии.
Затруднения в кровоснабжении определенных участков мозга возникают при поражении соответствующего сосуда в условиях недостаточности коллатерального кровообращения. Идея о возможности оперативного подключения сосудов из системы наружной сонной артерии для компенсации недостаточности мозгового кровотока при ишемических инсультах существует с начала прошлого столетия. Практически реализовать её удалось 35 лет назад [4]. Оказалось, что методика операции экстра-интракраниального микроанастомозирования эффективна лишь при высоком индексе церебрального перфузионного резерва, который рассчитывается по приросту скорости кровотока в мозговой артерии на единицу увеличения углекислого газа в выдыхаемом воздухе при гипер-капнической пробе [5]. В клинической практике не прекращается поиск других простых и надежных способов оценки резервных возможностей сосудистого русла средней мозговой артерии, который находится в прямой зависимости от напряжения углекислоты в тканях, способствующей вазодилатации [3].
Ультразвуковая диагностика кровоснабжения мозга проведена нами с помощью компьютеризированной диагностической допплеров-ской установки фирмы "АНГИО-ПЛЮС" (датчики на 2 и 8 МГц) у контрольной группы обследуемых без нарушений мозгового кровообращения (31 человек, средний возраст 38 лет). Кроме того, обследованы 2 группы больных. Первую группу составили 13 больных 20-53 лет с последствиями перенесенного инсульта в бассейне средней мозговой артерии, вторую - 7 больных 16-55 лет с последствиями тяжелой черепно-мозговой травмы. У всех больных имелся выраженный в разной степени спастиче-
Широкое распространение нашел каротид-ный компрессионный тест средней мозговой артерии с расчетом коэффициента овершута, основанного на оценке степени прироста линейной скорости кровотока после окончания 5-секундного пережатия инселатеральной общей сонной артерии [5]. Применение проб с пережатием сонной артерии и ее ветвей небезопасно при наличии в них атеросклеротических бляшек.
Применение дыхательных проб основано на том, что при задержке дыхания в крови накапливается углекислота (гиперкапническая проба), а при форсированном усилении дыхания (гипе-роксическая проба) - углекислота вымывается. При прекращении дыхания после обычного вдоха коэффициент реактивности (Кр) рассчитывается по формуле:
Кр = (Уа-Уо)*100%/Уо%
где Уа - скорость кровотока по СМА в конце пробы, Уо -исходная скорость кровотока, 1 -длительность задержки дыхания.
Гипокапнический гипероксический тест заключается в регистрации снижения скорости кровотока при пробе с максимальной вентиляцией легких. При этой пробе у здоровых людей наблюдается урежение частоты пульса и снижение линейной скорости кровотока в среднем на 35%.
Весь диапазон реактивности системы в ответ на изменение химизма притекающей к мозгу крови отражают кумулированным индексом вазомоторной реактивности [6]:
ИВМР = (У3-V)/VI . 100%.
В норме коэффициент овершута должен быть не менее 1,216, а ИВМР - не менее 68% [5].
ский гемипарез.
Определены величины артериального систолического и диастолического давлений на плече, линейная скорость кровотока в сонных, позвоночных, надблоковых артериях, а также в артериях обеих половин мозга (передней, средней и задней). Кроме того, проведены функциональные пробы с окклюзией ипселатеральной и контралатеральной сонной артерий, гиперкап-ническая и гипероксическая. Типичной реакцией скорости кровотока средней мозговой артерии при окклюзии ипселатеральной общей сонной артерии является снижение показателя, а после окончания окклюзии - прирост (рис. 1).
Рис. 1. Допплерограммы СМА б-го Б-ва, 57 лет, до, во время и после окклюзии общей сонной артерии той же стороны. Средняя скорость кровотока:20, 12 и 28 см/с.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Обнаружено, что у больных с нарушениями мозгового кровообращения как 1 -й, так и 2-й групп имеется тенденция к повышению артериального давления (табл. 1). Особенностями экстракраниального кровообращения являются снижение на 29% средней скорости кровотока по общей сонной артерии у пациентов, перенесших инсульт и повышение скорости кровотока по надблоковой артерии в 1,5 раза (Р<0,05) у больных 2 группы.
Средняя скорость кровотока по транскраниальным артериям у больных обеих групп на стороне поражения для удобства сравнения приведена в процентах относительно уровня нормы (табл. 2). Наиболее существенное отставание скорости кровотока выявлено по СМА, где оно составило у больных 1 и 2 групп соответственно 49% и 45% от уровня нормы (рис. 2).
Поскольку кровоснабжение головного мозга осуществляется из системы анатомически взаи-
мосвязанных артерий, логично ожидать, что на снижение кровотока по средней мозговой артерии пораженной стороны должны отреагировать другие артерии виллизиева круга.
Оказалось, что у здоровых обследуемых с повышением кровотока в одной из СМА до 19 см/с кровоток в контралатеральной также повышается. То есть имеется содружественная реакция двух СМА. Однако у больных 1 и 2 групп в условиях, когда скорость кровотока по СМА интактной стороны превышает величины соответственно 12 и 10 см/с, наблюдается снижение скорости кровотока по СМА пораженной стороны (рис. 3), то есть имеется реципрокный характер взаимоотношений. Выявлена слабая корреляционная взаимосвязь величины средней скорости кровотока по СМА пораженной стороны с показателями кровотока в позвоночной и задней мозговой артериях той же стороны.
Таблица 1.
Скорость кровотока по экстракраниальным артериям (см/с)
Группы обследуемых Число набл. Мх АД (мм рт.ст.) Сонная артерия Позвоноч. артерия Надблоков. артерия
Контрольная группа 62 118+3 22,7+0,8 11,1+0,6 13,5+0,7
1 группа 13 133+11 16,2+3,3 12,1+1,5 12,2+2,3
2 группа 7 129+6 19,5+3,0 12,6+2,3 20,3+2,3*
Таблица 2.
ССК по мозговым артериям в норме и относительные величины ССК у больных (в процентах от уровня нормы)
Мозговые артерии ССК (см/с) в норме (п=62) ССК в процентах от уровня нормы
1 группа (13) 2 группа (7)
Передняя мозговая 12,7+0,6 76,3+7,8 (Р<0,05) 99,2+11,8
Средняя мозговая 14,3+0,8 51,0+8,3 (Р<0,05) 55,2+12,5 (Р<0,05)
Задняя мозговая 10,6+0,4 89,6+13,2 82,1+8,4
П2=0Л72
4 6 8 10 12 14 16 18 20
СМАинтзктная (см/с)
Рис. 2. Взаимосвязь скорости кровотока в СМА на стороне поражения и на интактной стороне у больных с последствиями инсульта.
СМА
Рис. 3. Пиктограмма показателей кровотока по артериям, отнесенным к уровню нормы, у больных с последствиями черепно-мозговой травмы и инсульта. ПМА, СМА и ЗМА - передняя, средняя и задняя мозговые артерии, ОСА, НА, ПА -общая сонная, надблоковая и позвоночная артерии. Начало пиктограммы с 50%.
В условиях применения функциональных проб у обследуемых без ишемических нарушений мозга выявлено, что при ССК в средней мозговой артерии 16,2+1,54 см/с после окклюзии ипселатеральной общей сонной артерии скорость кровотока снижается на 37%+12, а по-стишемический прирост скорости кровотока (коэффициент овершута) составляет 17%.
Особенностью состояния реактивности средней мозговой артерии при инсультах является меньшее снижение скорости кровотока при окклюзии сонной артерии той же стороны. Прирост кровотока при окклюзии контралатеральной сто-
Показатели ауторегуляции кр
роны наблюдается не у всех больных.
Таким образом, применение функциональных проб для оценки состояния сонных артерий с их окклюзией, а также проб с задержкой дыхания и гипероксией позволяет получить дополнительную информацию о реактивности стенок мозговых артерий, «перфузионном резерве», необходимую при планировании хирургических вмешательств с целью стимуляции коллатерального и капиллярного кровотока в системе средней мозговой артерии.
Таблица 3.
по средней мозговой артерии
Группы ССК, Прирост ССК при окклюзии (%) Прирост ССК при дыхательных пробах (%)
обследуемых (см/с) Ипселат. Контралат. Гиперкапния Гипероксия
Здоровые (7) 16,2+1,54 -37+12 31+10 51+12 -13+11
Интактная (5) 15,3+2,38 -39+1,5 33+8 35+9 -30+10
Поражены. (5) 9,7+2,93 -11+2,7 -1+5 0,6+14 -48+11
ЛИТЕРАТУРА
1. Doppler J.C. Uber das farbige Licht der Dopplersterne und einiger anderer Gestirne des Himmels // Abhandlungen der Königlichen Bohemischen Gessellschaft der Wissenschaften. - 1842. - Bd. 11. - S. 466-482.
2. Aaslid R., Markwalder Т., Normen H. Noninvasive transcranial Doppler ultrasound receding of flow velocities in basal cerebral arteries // J. Neurosurg. - 1982. -Vol. 57. - P. 769-774.
3. Ультразвуковая допплеровская диагностика сосудистых заболеваний / Под ред. Ю.М. Никитина, А.И. Труханова. - М., 1998. -432 с.
4. Donaghy R.M.P. Microvascular surgery / Ed. R.M.P. Donaghy, M.G. Yazargil. - St. Louis: Mosby. - 1967. - P. 75-86.
5. Гайдар Б.В., Парфенов В.Е., Свистов Д.В. Допплерографическая оценка ауторегуляции кровоснабжения головного мозга при нейрохирургической патологии // Вопр. нейрохирургии. - 1998. - №3. - С.31-36.
6. Mahajan R.P., Cavill G., Simpson E.J., Hope D.T. // 10-th International Symposium on Cerebral Hemodynamics: Abstracts. - Munich, 1996. - P. 4.
Рукопись поступила 20.12.01.
