脑循环动力学检查对脑微循环障碍诊断的意义

本文原载于《中华医学杂志》年第23期

缺血性脑血管病是涵盖多种病因，最终以缺血为特征的脑血管疾病。在缺血过程中，影响脑细胞氧合的主要因素有脑血流(CBF)和其微观分布，即所谓毛细血管过境时间非均质性(CTH)。理论上讲，在没有严重脑血流减少的情况下，CTH的增加可以导致脑组织缺氧[1]，由此可见微循环灌注同样是评估脑组织是否缺血、缺氧不容忽视的指标。目前，临床使用TCD测定颅内动脉的血流速度提示脑血流量已成为常态。影像学的不断创新已有多项技术问鼎脑微循环灌注领域，但该类技术均为有创操作，并需向体内注入显影剂，因此不宜在短时间内重复使用而限制了它们的临床普及。本研究选择TCD正常和脑循环动力学检查(CVA)异常的患者作为研究对象，旨在探讨CVA对脑微循环障碍检测的临床意义。

对象与方法

一、对象

1．对象：

根据国内版脑血管病分类标准，选择年4—10医院神经内科门诊临床诊断为缺血性脑血管病患者例，其中男28例，女72例；年龄33～86岁，平均年龄66.7岁；起病时间1d至3年。就诊主诉头晕64例，头昏沉12例，头胀2例，头痛8例，眩晕8例，走路不稳10例，肢体无力8例，口面部或肢体发麻14例，困倦思睡6例，恶心8例，记忆力减退3例，耳鸣4例，脑鸣2例，言语障碍3例，视物模糊3例，短暂意识模糊1例。

2．入组标准：

(1)具有头晕、头昏沉、头痛和(或)躯体局部区域(舌、面、肢体等)发麻、无力等主诉，(2)临床查体无显著颅神经与锥体束等神经系统损害的定位体征，(3)TCD检查无明显流速异常，(4)CVA具有流速和(或)流量异常，(5)影像(CT或MR)以及其他辅助检查排除出血、占位等其他疾病，(6)根据版脑血管疾病分类标准符合缺血性脑血管病诊断。

3．分组标准与治疗：

根据CVA流速和(或)流量下降程度分为三组：下降幅度不足正常值1/3为轻度组，下降幅度接近正常值1/2为中度组，下降幅度超过正常值2/3为重度组。根据CVA异常分组分别选择了中成药，血管扩张与微循环改善类药物(如尼莫地平、尼麦角林、胰激肽释放酶等)和输液(桂哌齐特，前列地尔等)治疗方案。

二、研究方法

1．选用仪器：

LH-A型CVA检测仪(由上海仁和医疗设备有限公司提供)，5MHz流速探头。

2．CVA观察数据：

与微循环灌注相关的运动学参数包括最小流速(Vmin)、最大流速(Vmax)、平均流速(Vmean)和最小流量(Qmin)、最大流量(Qmax)、平均流量(Qmean)；与血管状态有关的动力学参数包括外周阻力(R)、动态阻力(CVR)、临界压力(CCP)、特性阻抗(Zc)、弹性波速(Wv)和管床顺应性(C)。

3．统计学分析方法：

使用SPSS20.0版分析软件，对治疗前与治疗后CVA各项参数包括流速(V)、流量(Q)、动态阻力(CVR)、外周阻力(R)、临界压力(CCP)、特性阻抗(Zc)、弹性波速(Wv)和管床顺应性(C)进行配对t检验(表1：流速与流量数据仅采用了异常敏感的最小流速与最小流量)。

63例缺血性脑血管病患者治疗前后CVA部分参数的比较(±s)

结果

1．治疗前CVA结果：

流速或流量异常者例；双侧异常52例，单侧异常48例；轻度异常47例，中度异常32例，重度异常21例；异常指标中最小流速减慢(Vmin)例，最大流速减慢(Vmax)0例，平均流速减慢(Vmean)11例，最小流量减少(Qmin)92例，最大流量减少(Qmax)0例，平均流量减少(Qmean)3例，动态阻力增高(CVR)0例，外周阻力增高(R)25例，临界压力增高(CCP)25例，特性阻抗增高(Zc)41例，弹性波速增快(Wv)41例，管床顺应性下降(C)23例。

2．治疗后CVA结果：

例入组病例治疗后复查63例，脱落37例。63例复查CVA结果中，治疗前Vmin异常63例，治疗后改善61例(96.8%)，无变化1例(1.6%)，加重1例(1.6%)，其中完全恢复正常38例(60.3%)，部分好转23例(36.5%)；治疗前Qmin异常60例，治疗后改善58例(96.6%)，其中恢复正常41例(68.3%)，部分好转17例(28.3%)，加重2例(3.3%)；治疗前R异常17例，治疗后恢复正常13例(76.5%)，无改善4例(23.5%)；治疗前CCP异常18例，治疗后恢复正常10例(55.6%)，无改善8例(44.4%)；治疗前Zc异常41例，治疗后改善27例(65.8%)，其中恢复正常13例(31.7%)，部分好转14例(34.1%)，无改善14例(34.1%)；治疗前Wv异常41例，治疗后改善25例(61.0%)，其中恢复正常18例(43.9%)，部分好转7例(17.1%)，无改善16例(39.0%)；治疗前C异常23例，治疗后恢复正常6例(26.1%)，无改善17例(73.9%)；治疗前后动态阻力无异常改变。

3．治疗前后CVA各参数比较：

治疗前后CVA最小流速(Vmin)、最小流量(Qmin)、外周阻力(R)和临界压力(CCP)比较，差异有统计学意义(P0.)；反映血管弹性的指标特性阻抗(Zc)、弹性波速(Wv)和管床顺应性(C)比较，差异也有统计学意义(P0.05)；动态阻力(CVR)比较，差异无统计学意义(P0.05)(表1)。

讨论

缺血性脑血管病是临床最常见的脑血管疾病类型。根据国内版最新脑血管疾病分类将缺血性脑血管病分型为短暂性脑缺血发作(TIA)、脑梗死、脑动脉盗血综合征和慢性脑缺血。最新分类细化了缺血特征，并清晰提示缺血对脑组织的损害。脑微循环灌注是保证脑细胞营养的基础，缓慢持久的微循环灌注下降可以导致慢性脑缺血，继发脑白质损害，甚至造成脑细胞凋亡发生脑萎缩。虽然充足的脑血流量是微循环灌注的必要条件，但并不能确保脑微循环灌注的均质性[1]。随着医学对缺血性脑血管病的深入认识，检测技术的进展已从宏观测定脑血流速度的超声技术，如TCD继而发展至微观了解脑微循环灌注分布的影像技术，如计算机断层扫描灌注成像(CTP)，磁共振灌注成像(PWI)和单光子断层扫描(SPECT)等[2,3,4,5,6]，但鉴于影像检查的有创和费用昂贵，使其临床应用受到制约而未能普及。本研究选择临床诊断为缺血性脑血管病患者作为研究对象，TCD和CVA检查结果迥异提示脑动脉血流与毛细血管过境时间非均质性(CTH)是两个截然不同的因素，旨在确保微循环灌注前动脉的充分开放，排除大中动脉病变对微循环灌注的干扰因素，更有利于分析CVA提供的脑微循环信息。

CVA检测技术系国内首创，在评估脑循环方面已被论证多年[7]，虽也有相关文章先后面世[8,9]，甚至有些作者还进行过不同类型缺血性脑血管病的CVA比较，但从未阐明CVA检测本质是提供颅内毛细血管床的脑微循环灌注信息。CVA是利用多普勒的超声技术，但它的问世是超声技术在微循环检测领域的里程碑，它将流体力学原理成功应用于临床医学，弥补了超声技术无法涉足脑微循环毛细血管床的缺陷。根据达西定律(Darcyslaw公式1)流速与压力呈正比、与阻力呈反比，CVA利用直接测量颈动脉血流速度和局部血管压力得到的数据，经过计算获得颈动脉血管的阻力值。根据流体力学理论的Hagen-Poiseuille方程提示，阻力与管半径的4次方呈反比(公式2)，当管径逐渐变细，阻力就以管半径4次方倍的变化增加，由此推断颈动脉局部血管阻力改变与远端微血管的管径变化息息相关，从而间接反映出微循环的信息，这就是CVA测量近端动脉流速与压力却能提供远端微循环信息的理论基础[10]。

公式1.

注：F血流，ΔP压力，R阻力

公式2.

注：R阻力，v流体黏度，L管长，r管半径

本研究对缺血性脑血管病患者的观察发现，与患者症状一致的CVA运动学参数(流速和流量)异常首先表现在最小流速(Vmin)和(或)最小流量(Qmin)上，该参数在治疗前后的差异具有统计学意义，并与患者症状和治疗效果高度一致表明，最小流速和最小流量是观察脑微循环灌注最敏感的指标。最小流速是心室舒张期(简称心舒期)末的血流速度，主要依赖大动脉在心舒期的弹力回缩作为推动血流的动力，心舒期末的压力最低致使流速最慢，因而是微循环灌注最易受到影响的缘故。由于CVA流速是直接测量获得，而流量经流速计算获得(流量＝流速×管径面积)，因此前者更为准确，但两者意义相同，均提示微循环灌注变化，并可作为灌注异常的定量指标。本研究对缺血性脑血管病患者选用了尼莫地平、尼麦角林、胰激肽释放酶、桂哌齐特和前列地尔等血管扩张与微循环改善类药物治疗。在治疗后，流速与流量改善同时具有统计学意义变化的指标还有外周阻力(R)降低，该结果提示毛细血管前的微小动脉是微循环开放门户，降低外周阻力是改善脑微循环低灌注不可轻视的因素。此外，CVA还提供了与血管弹性有关的参数，如特性阻抗(Zc)、弹性波速(Wv)和管床顺应性(C)，以及与血管闭锁状态时管腔内阻力有关的参数，如临界压力(CCP)，这些指标在治疗前后的变化均具有统计学意义表明，调整脑微循环灌注是全方位多因素的。然而，本研究中CVA提供的动态阻力(CVR)在治疗前后并无统计学意义的改变，该结果表明药物虽然能够调整血管状态，改善脑微循环灌注，但并不能改变血管的自身调节能力。总之，本研究在TCD无异常情况下，CVA检测获取的多项参数治疗前后具有统计学意义的改变与患者症状改善具有高度一致性进一步证明，CVA可以提供脑微循环的灌注信息，与CTP、PWI和SPECT有异曲同工之用，且具有实时监测微循环变化的优势，因此可以作为动态监测脑微循环变化的方法。

与CVA相比，TCD检查主要依赖测定颅内可命名的中等动脉局部血流速度，该处血流速度正常并不能真正反映脑微小动脉和毛细血管床的灌注信息，并且因TCD缺少其他相关参数评估远端微循环，所测最大流速和最小流速易受诸多因素干扰，故临床多采用平均流速作为评估指标，因此TCD即不具备评价脑微循环灌注的条件，也缺乏提示微循环灌注变化的敏感指标。

本研究并未对缺血性脑血管病进行更细分型。我们认为CVA检测的重点是在脑部微循环，提供了脑微血管床灌注与微血管状态变化的实时信息，但并不能确定缺血类型，例如，临床诊断为TIA的患者即使发作后症状完全缓解，如果仍然存在非均质的脑微循环灌注，CVA获得的微循环灌注异常与慢性脑缺血的微循环障碍并无显著区别。

综上所述，虽然CVA能够提供大量脑微循环信息，但有别于影像学CTP、PWI和SPECT的方法，它是将微循环不断变化中的信息通过数字形式展示出来，因其具有无创、可重复性好，且能实时反映微循环变化的优势，故可作为观察脑微循环灌注的初筛检查方法，以及临床动态监测微循环变化，指导治疗的理想手段。CVA提供的微循环灌注实时变化信息是CT和MR难以取代的，也是TCD无法提供的。由于颈动脉超声、TCD和CVA三者检查是针对脑血管树的不同部位，因此，三者联合应用有助于判定脑循环病变部位。

参考文献（略）

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