摘要
继发迟发性脑缺血的脑血管痉挛是蛛网膜下腔出血 (SAH) 后的主要问题之一。有多种方法可用于评估和检测 SAH 后发生的脑血管痉挛。它们包括经颅多普勒 (TCD)、计算机断层扫描血管造影 (CTA)、计算机断层扫描 (CT) 灌注和数字减影血管造影 (DSA)。最近的指南提倡使用 TCD，并将其描述为监测血管痉挛发展的合理技术。本综述描述了TCD的功能、血管痉挛期间的脑血流动力学变化以及基于TCD的血管痉挛检测。该评价应强调TCD衍生值在神经危重症监护环境中的相关性。综述中的数据是根据我们使用各种数据库对1981年至2016年的文献检索而综合而得的。
关键词：脑血管痉挛， 蛛网膜下腔出血， 经颅多普勒
导言
脑血管痉挛是蛛网膜下腔出血(SAH)后可怕的并发症之一。进行性动脉狭窄可能导致可逆的迟发性缺血性缺血性损伤(DID)，永久性神经功能障碍，最后导致患者死亡。经颅多普勒 (TCD) 超声检查正被用作脑血管痉挛无创诊断的主要工具。AHA/ASA 动脉瘤性蛛网膜下腔出血管理指南(2012 年)建议使用经颅多普勒 (TCD) 作为监测脑血管痉挛发展的合理技术(II a 类，水平)
方法
使用各种搜索引擎(如PubMed，Google Scholar和Medline)扫描了1981年至2016年期间在各种国际和国家级期刊上发表的文章。这些文章使用经颅多普勒、经颅多普勒超声检查、脑血管痉挛、经颅多普勒在脑血管痉挛中的作用、经颅多普勒与数字减影血管造影(DSA)等关键词检索。在麻醉学、神经麻醉学、神经外科和放射学的教科书中进行人工检索。
原则
TCD的工作原理是多普勒效应，即当特定频率的声波(入射波)撞击移动物体(例如红细胞)时，反射波的频率与反射器的速度成比例变化(V)。反射波频率与入射波频率的这种变化称为多普勒频移(ΔF)。这可以通过以下公式表示，该方程构成了使用TCD计算脑血流速度(CBFV)的基础。它的工作原理是，随着动脉狭窄，血管内的血流速度(BFV)增加。BFV 使用多普勒公式计算：V = ΔF × C/2 Fi × Cos θ，其中 V = 移动目标的速度，ΔF = 多普勒频移，C = 组织中的声音频率，Fi = 换能器频率，Cos θ = 超声波谐振角的余弦 [图1].TCD探头接收到的反射波产生电脉冲，然后对其进行处理以计算ΔF，V以及产生由收缩压峰值速度(PSV)和舒张末期速度(EDV)组成的光谱波形。超声多普勒血流分析仪生产厂家。
图.1 经颅多普勒原理
技术
TCD 机器由一个 2 MHz 超声探头组成。根据手术的持续时间，TCD探头可以固定在耳机中，也可以手动应用于声学窗口区域。声窗是经颅骨的区域，可以是薄骨或有孔，超声波可以从那里传输到脑循环。它们有四个，即跨颞窗、跨眶窗、枕下窗和下颌下窗 。颅脑多普勒生产厂家。
图.2 用于脑动脉超声的声学窗口
为了识别颅内动脉，通常使用以下因素[表1]
MCA=大脑中动脉;ACA=大脑前动脉;PCA=大脑后动脉;ICA=颈内动脉
通过声学窗口对血管进行声波
取样容积深度
谐振过程中的换能器方向
相对于换能器的血流方向
血管与大脑中动脉(MCA)，大脑前动脉(ACA)和颈内动脉(ICA)末端部分交界处的关系
对动态操作的反应(例如，颈总动脉受压导致同侧 MCA 速度暂时降低)。
血流速度和指数的生理决定因素
用TCD测量BFV的生理决定因素包括年龄、性别、粘度、血细胞比容、温度、二氧化碳、血压、运动和精神活动。因此，在TCD研究过程中，BFV的测量差异应在这些变量的背景下进行解释。BFV在20至70岁之间每年减少0.3%至0.5%。与 20 至 60 岁的男性相比，女性的这些比例更高。然而，在70岁以后，男性和女性之间没有观察到差异。血细胞比容和粘度与脑BFV成反比。BFV 增加 ~20%，血细胞比容从 40% 降低到 30%。BFV 随着 PCO2 的增加而增加。尽管存在完整的自动调节系统，但全身血压较高的患者的BFV可能更高。在一项研究中发现了温度与BFV之间的反比关系。然而，另一项在接受低温治疗的心脏骤停后患者中进行的研究并不支持温度和流速之间的关系。颅脑多普勒厂家。
经颅多普勒与传统超声有何不同
TCD和常规超声(USG)机器都用于重症监护室，用于人体的各种研究。TCD机器专门设计用于研究颅内动脉的流速。然而，USG机器可用于组织的结构成像以及血管的研究，包括动脉和静脉。一个基本区别是用于多普勒研究的探头的频率。对于TCD，使用的USG波的频率为2 MHz，而颅外血管的多普勒研究则为4 MHz或更高。自TCD问世以来，两个主要进步是双功超声检查和电动运动模式多普勒(PMD)。双功超声检查是指使用TCD机器研究流速以及组织成像。 另一方面，PMD使用33个重叠的样本门，在单个屏幕上提供有关动脉整个长度和各种分叉的信息。该系统可以同时显示超过 6 厘米或更远颅内间隙的流动强度和方向。当与单通道光谱分析结合使用时，可以在PMD屏幕上选择特定的深度以获得所需的多普勒光谱。 TCD机器还借助PSV，EDV以及平均流速(MFV)计算搏动指数(PI)。已发现 PI 与颅内压 (ICP) 密切相关。
脑血管痉挛：病理生理学和诊断
脑血管痉挛被定义为脑血管延迟但可逆的狭窄，最常累及形成威利斯环的近端动脉。临床血管痉挛是脑动脉狭窄导致脑缺血，伴有轻偏瘫、失用症、失语症、忽视或偏盲等症状和体征，或格拉斯哥昏迷量表减少至少两分，而血管造影血管痉挛是血管影像学检查可见的动脉狭窄。使用DSA和二维直径，如果血管口径减少为>50%，则血管痉挛被归类为重度，如果减少在25-50%之间，则为中度;如果减少为<25%，则为轻度。
在脑血管痉挛中观察到的血管腔直径减小的主要影响是血流阻力增加。随着血管痉挛程度的增加而发生的变化可以描述如下：
轻度血管痉挛：它不能引起足够的血管阻力变化来影响血流
中度血管痉挛：通过这种程度的狭窄，如果动脉血压 (ABP) 保持在自动调节的下限以上，大脑自动调节可以补偿痉挛段的压力损失。因此，在这样的恒定流态中，流速与流明面积的变化成反比。因此，这些患者的TCD测量值与血管造影痉挛程度之间存在良好的相关性
严重血管痉挛：当发生进一步狭窄时，血管痉挛的影响开始影响血流，并出现类似于严重狭窄概念的复杂情况。
这可以通过描述动脉管腔直径、血流量和流速之间关系的斯宾塞曲线来解释。曲线被划分为三个区域。区域 1(前侧/上坡)代表斯宾塞曲线的一部分，尽管直径减小，但流量保持相对恒定。然而，流速的增加与直径成反比。在区域2(平台期)，管腔直径的进一步减小导致血流量减少，但速度仍然与直径相对无关。临床血管痉挛和神经功能缺损可能发生在 2 区。区域 3(曲线的背面/下坡)是直径进一步减小导致速度降低且流量降低到临界值的阶段。临床血管痉挛和神经功能缺损肯定存在于 3 区。随着血管痉挛的程度从中度发展到重度，这种解释流量，速度和直径之间关系的假设变得越来越复杂。因此，仅使用TCD的流速是灌注程度的不良标准。TCD速度需要与其他数据相结合，以便对脑循环的血流动力学状态进行有意义的评估。不了解脑血管痉挛血液动力学所涉及的因素可能导致责怪TCD不能可靠地预测临床血管痉挛的发生率。
经颅多普勒相对于其他技术的优势
TCD 是 SAH 患者在症状期以及无临床怀疑(症状前)或临床怀疑不可靠的阶段(如神经系统状态不佳的患者)诊断血管痉挛的首选监测工具。血管痉挛是一种动态现象，可以随着时间的推移而改善或恶化，因此，与DSA，CT血管造影或CT灌注相比，像TCD这样的床边动态监测工具最适合监测，后者只能为我们提供有关疾病过程的快照信息。此外，它们不能用于日常监测，因为它们是侵入性的，需要给予具有肾毒性潜力的造影剂以及将危重患者运送到CT或血管造影室[表2].
使用经颅多普勒对血管痉挛严重程度进行分级
血管痉挛可根据使用 TCD 得出的平均流速、林德高比 (LR) 和 Sviri 比等参数分为轻度、中度和重度。LR 是通过将 MCA 的平均流速除以同侧颅外 ICA 的平均流速获得的。Sviri 比率是通过将基底动脉 (BA) 的平均流速除以颅外动脉 (VA) 的平均流速得到的[表3].
经颅多普勒提示血管痉挛的重要性和可靠性
大脑中动脉
利萨科夫斯基等.使用涉及MCA的5项试验和317项测试的数据进行了meta分析，以评估TCD与血管造影相比的准确性，以确定TCD作为血管痉挛筛查工具的使用。该研究观察到使用 TCD 表明血管痉挛的敏感性为 67%，特异性为 99%，阳性预测值 (PPV) 为 97%，阴性预测值 (NPV) 为 78%，似然比(阳性)为 17.似然比(阴性)为 0.4.这意味着当血管造影没有MCA痉挛时，TCD由于其高特异性而不太可能反驳它。然而，如果在血管造影中观察到MCA痉挛，那么由于其敏感性低，TCD对确认它没有用。高PPV意味着在TCD预测痉挛的大多数患者中确实有血管造影痉挛，阳性似然比为17意味着TCD预测血管痉挛的可能性是没有血管痉挛的患者的17倍。他们还得出结论，在TCD没有表明存在MCA痉挛的患者中，不能确定没有(低NPV和低阴性似然比)。根据上述研究的观察结果，TCD似乎具有指示脑血管痉挛的存在与否的中等能力。然而，在怀疑血管痉挛的患者中，可预测性很高。
大脑中动脉血流速度低或非常高与中等速度的比较
沃拉等.1999年对动脉瘤性蛛网膜下腔出血患者进行了一项具有里程碑意义的研究，以确定血管造影性血管痉挛与TCD速度之间的相关性。在他们的研究中，回顾性地回顾了101名患者，MCA平均血流速度(MBFV)与血管造影血管痉挛相关。然而，尽管MBFV与血管造影血管痉挛程度之间存在显著相关性，但TCD流速的床旁应用有限。43%患者的最高速度在<120或≥200厘米/秒范围内，而57%患者的最高速度下降到中间范围，即120至199厘米/秒之间。[表4].
根据先前利用TCD速度的研究，已经观察到在采取更具侵入性的措施或分别用于反驳进一步检查血管痉挛的必要性之前，需要至少80%的PPV和至少90%的NPV。该研究将速度分为低速、中速/高速和极高速度。在这项研究中，代表中度至重度血管造影血管痉挛的速度≥200 cm/s的PPV为87%，而速度<200的PPV约为50%。同样，速度<120 cm/s 的 NPV 为 94%，因此无需进一步检查血管痉挛。低速度和极高速的似然比也相当有影响[表4].然而，对于TCD值>120 cm/s，NPV与速度>200 cm/s相似(~75%)，因此没有明显的血管痉挛。因此，他们得出结论，只有低速度(<120厘米/秒)才能可靠地预测不存在或非常高的MCA流速(>200厘米/秒)存在临床显着的血管造影血管痉挛。另一方面，发现中间速度(120-199 cm/s)既不可靠也不支持确定明显的血管造影血管痉挛。这可以通过斯宾塞曲线来解释，该曲线表明，随着动脉管腔直径减小并接近1毫米或更小，TCD速度从中高范围降低。
LR比值的作用
使用TCD测量的LR是MCA MFV/颅外ICA MFV之间的比率。它在鉴别充血和血管痉挛中起着非常重要的作用。在充血中，MCA 和 ICA 的 MBFV 均增加，导致 LR <3.另一方面，在血管痉挛患者中，MCA 平均 BFV 的增加远高于 ICA 的增加，导致 LR >6.LR 介于 3 和 6 之间是轻度 VSP 的征兆，值 >6 表示重度 VSP。
大脑前动脉
利萨科夫斯基等.在他们的荟萃分析中，利用涉及ACA的三项试验和171项测试的数据来评估TCD与血管造影相比的准确性，以确定TCD作为诊断ACA血管痉挛的筛查工具的有效性。敏感性为42%(11-72%)，特异性76%(53-100%)，PPV 56%(27-84%)和NPV 69%(43-95%)。因此，与血管造影相比，敏感性和特异性都较低，因此TCD诊断ACA血管痉挛的诊断准确性较低。
大脑后动脉
沃兹尼亚克等.在他们的研究中，在有血管痉挛风险的期间，检查了47名SAH患者的84条大脑后动脉(PCA)。患者在脑血管造影后24小时内进行了TCD。他们发现，对于PCA血管痉挛，敏感性为48%，特异性为69%，PPV为37%，NPV为78%，可能性比(阳性)为1.5.似然比(阴性)为0.8.结论是TCD检测PCA血管痉挛的敏感性有限。
椎动脉和基底动脉
有一些研究集中在与后循环相关的血管痉挛上。TCD 与脑血管造影进行了比较，以确定椎基底血管痉挛的敏感性和特异性。他们发现对脑基底动脉血管痉挛的敏感性为76.9%，特异性为79%，PPV为63%，NPV为88%，似然比(阳性)为3.7.似然比(阴性)为0.3.对于椎脑动脉血管痉挛，敏感性为43.8%，特异性为88%，PPV为54%，NPV为82%，似然比(阳性)为3.5.似然比(阴性)为0.6.他们得出结论，TCD对检测VA血管痉挛具有良好的特异性，对检测BA血管痉挛具有良好的敏感性和特异性。MFV 必须为 >115 cm/s，然后才能使用 TCD 可靠地预测缺血。然而，需要更多的研究来支持TCD在检测后循环血管痉挛中的作用。
经颅多普勒测量脑血流速度变化与血管痉挛的时间关系
在Harders和Gilsbach进行的一项研究中，在动脉瘤后SAH患者中至少每三天使用TCD测量一次CBFV。他们发现，在SAH后的前72小时内，CBFV正常，血管造影没有血管痉挛的迹象。BFV在第3天和第10天之间增加，在第11天和第20天之间记录了最高的BFV值，并在接下来的4周内恢复正常。另一项研究发现，TCD 速度迅速增加 (>50 cm/s/24 小时) 是血管痉挛发展最有用的预测参数。他们还得出结论，在SAH后早期经常进行TCD测量有助于识别有发生迟发性神经功能障碍风险的患者，并建议即使在TCD速度迅速上升而没有随后出现神经功能缺损的患者中，可能存在低CBF区域，尽管不足以引起梗死。
关于使用 TCD 监测脑血管痉挛颞程的最新消息表明，每日检查，尤其是 SAH 后第 4 天至第 10 天显示 CBFV 值快速升高，可以识别发生迟发性缺血性神经功能障碍风险较高的患者。
因此，基于各种研究，经颅多普勒(TCD)超声的实践标准于2012年发布，TCD检测对SAH患者的预期应用如下：表5.根据我们自己的经验，TCD一直是诊断和管理血管痉挛的有用工具。
总结
根据现有数据，我们想得出结论，使用TCD似乎对监测MCA的血管痉挛是合理的。低或非常高的 MCA 流速(<120 或 >200 cm/s)可靠地预测是否存在临床意义的血管痉挛。120 至 199 cm/s 之间的中间速度对于确定显著血管造影血管痉挛是不可靠且不确定的。应提倡每日常规测量 SAH 患者的 TCD 速度，直至血管痉挛的预期期。TCD 检测 ACA 和 PCA 血管痉挛的诊断准确性有限。使用TCD检测包括BA和VA血管痉挛的后循环血管痉挛似乎很有希望。然而，需要进一步的数据来推荐常规使用 TCD 治疗后循环卒中。
