Transkraniel Doppler

I de fleste tilfælde af diagnostisk brug af ultralydsdopplerografi bør den udføres sammen med transkraniel dopplerografi. Undtagelser fra denne regel er personer med utilstrækkeligt udtalte eller fuldstændigt fraværende "temporale" vinduer, samt patienter, for hvem transkraniel dopplerografi er umulig af andre årsager (7-12% af det samlede antal undersøgte patienter). I alle situationer, der kræver verifikation, samt bestemmelse af arten af den patologi, der førte til dannelsen af dopplerografiske forandringer, er duplexscanning eller andre diagnostiske procedurer, der er reference i forhold til ultralydsdopplerografi, indiceret.

Indikationer for transkraniel Doppler-sonografi

Transkraniel Doppler-sonografi anvendes i øjeblikket både til diagnostik af intrakranielle vaskulære læsioner og bestemmelse af flowændringer i deres lumen, og med det formål at overvåge blodgennemstrømningsparametre i forskellige patologiske og fysiologiske processer. Direkte indikationer for dynamisk vurdering af cerebral hæmodynamik er mistanke om mikroemboli hos personer med aterosklerotiske, trombotiske læsioner i ekstrakranielle sektioner af de brachiocephalic arterier, hjertesygdomme, transitorisk iskæmisk anfald af embolisk genese; patologisk cerebral vasospasme. Overvågning med transkraniel Doppler-sonografi anvendes ofte i den akutte periode med iskæmisk slagtilfælde. Derudover anvendes metoden i vid udstrækning til at vurdere cerebrovaskulære reaktivitetsindekser i stenotisk/okklusiv patologi af ekstra- og intrakranielle sektioner af de brachiocephalic arterier, arteriel hypertension og hypotension, forskellige former for angiopatier og vaskulitis, ledsaget af skader på forskellige sektioner af det cerebrale kredsløb. Ved hjælp af transkraniel dopplerografi udføres intraoperativ monitorering af cerebrale hæmodynamiske indekser under kirurgiske indgreb på hjertet og koronararterierne, hjernens substans og vaskulære system, og effektiviteten af lægemiddelbehandling vurderes. Transkraniel doppler-sonografi kan bruges som en diagnostisk metode til at detektere doppler-tegn på stenose på mere end 50% i diameter og/eller okklusion af intrakranielle arterier, for at bestemme niveauet af arteriel indstrømning gennem dem i normen og med forskellige afvigelser (f.eks. vasospasme, vasodilatation, arteriovenøs shunting) i hvile og under belastning. Den diagnostiske betydning af transkraniel doppler-sonografi adskiller sig en smule fra transkraniel duplex-scanning, med undtagelse af umuligheden af Doppler-vinkelkorrektion. De diagnostiske kriterier, der anvendes i dette tilfælde, ligner dem, der anvendes ved ultralyds-doppler-sonografi.

Metode til udførelse af transkraniel Doppler-sonografi

Transkraniel Doppler-ekkolokalisering giver adgang til de midterste (segmenter M1, sjældnere M2), forreste (segmenter A1 og A2), bageste (segmenter P1 og P2) cerebrale arterier, den intrakranielle del af den indre halspulsåre, arteria basilaris, intrakranielle dele af arteria vertebralis (segmenter V4), samt den lige sinus, vener Rosenthal og vener Galen. Det er også muligt at registrere spektre af strømninger fra andre, mindre arterier og vener, men der findes ingen metoder til at bekræfte rigtigheden af deres placering. Direkte placering af de forbindende arterier i Willis cirklen er også fundamentalt umulig.

I de fleste områder er kranieknoglerne tykke og uigennemtrængelige for ultralydbølger, selv med lavfrekvente karakteristika (1-2,5 MHz). I denne henseende anvendes visse zoner kaldet ultralyds"vinduer" til at lokalisere blodgennemstrømningen i intrakranielle kar. I disse områder er kranieknoglerne tyndere, eller de har naturlige åbninger, hvorigennem ultralydstrålen frit kan trænge ind i kraniehulen. De fleste intrakranielle kar, hvis grundlæggende mulighed for lokalisering ikke er i tvivl, undersøges med sensoren placeret over temporalbenets plade. I dette tilfælde er den indre halspulsåre, de forreste, midterste og bageste hjernearterier placeret (det såkaldte temporale ultralyds"vindue" eller den temporale akustiske tilgang). Andre vinduer er placeret i området omkring kraniovertebralforbindelsen (suboccipital ultralyds"vindue", denne metode bruges til at lokalisere segmenter V4 af vertebrale og basilararterier), over den occipitale fremspring (transoccipital "vindue", lige sinus) og i orbitalområdet (transorbital "vindue", oftalmologisk arterie, intern halspulsåre i den intrakranielle region).

For at bekræfte ekkolokaliseringens korrekthed anvendes en række funktioner: karrets dybde, retningen af blodgennemstrømningen i karrets lumen i forhold til sensorens scanningsplan, samt blodgennemstrømningens respons i lumen på kompressionstests. Sidstnævnte involverer kortvarig (i 3-5 sekunder) kompression af lumen i arteria carotis communis over åbningen (eller distal) på placeringssiden. Et trykfald i lumen i arteria carotis communis distalt for kompressionsstedet og en afmatning eller fuldstændig ophør af blodgennemstrømningen i den fører til et samtidig fald (ophør) af strømmen i den placeringsdel af arteria cerebri media (segment M1 eller M2). Blodgennemstrømningen i arteria cerebri anterior (A1) og arteria cerebri posterior (P1) under kompression af arteria carotis communis afhænger af strukturen af Willis cirkel og den funktionelle kapacitet af henholdsvis de forreste og bageste kommunikerende arterier. I fravær af patologi kan blodgennemstrømningen i forbindelsesarterierne (hvis nogen) i hvile være fraværende, tovejs eller orienteret mod en af forbindelsesarterierne, hvilket afhænger af trykniveauet i deres lumen. Derudover tillader længden af forbindelsesarterierne og den ekstreme variation i deres placering ikke brugen af de ovenfor anførte indirekte tegn til at bekræfte ekkolokaliseringens rigtighed. Derfor anvendes kompressionstests også til at bestemme den funktionelle kapacitet (og ikke den anatomiske tilstedeværelse eller fravær) af Willis-cirklens forbindelsesarterier. De vigtigste diagnostiske begrænsninger ved transkraniel dopplerografi er relateret til den grundlæggende umulighed af at visualisere karvæggen og den tilhørende hypotetiske karakter af kvalitative fortolkninger af de opnåede data, vanskeligheder med at korrigere Doppler-vinklen under "blind" lokalisering af strømninger i intrakranielle kar, samt eksistensen af flere varianter af struktur, oprindelse, placering af intrakranielle arterier og vener (frekvensen i populationen når 30-50%), hvor værdien af tegn, der tillader verifikation af ekkolokaliseringens rigtighed, reduceres.

Fortolkning af transkranielle Doppler-ultralydsresultater

Objektiv information om tilstanden af cerebral blodgennemstrømning ifølge transkraniel Doppler-sonografi er baseret på resultaterne af bestemmelsen af lineære hastighedsindekser og indekser for perifer modstand. Hos praktisk talt raske mennesker kan Doppler-karakteristika for strømninger i intrakranielle arterier variere ret betydeligt, når de undersøges i hvile, hvilket skyldes mange faktorer (hjernens funktionelle aktivitet, alder, niveau af systemisk arterielt tryk osv.). Symmetrien af blodgennemstrømningen og dens indekser i parrede arterier i hjernens base er meget mere konstante over tid (normalt overstiger asymmetrien i værdierne af absolutte indekser for lineære hastighedskarakteristika for strømninger i de forreste, midterste og bageste cerebrale arterier ikke 30%). Graden af asymmetri mellem lineære hastigheder og perifer modstand i de intrakranielle sektioner af vertebralarterien udtrykkes i større grad end i carotisbassinet på grund af variationen i vertebralarteriens struktur (tilladt asymmetri er 30-40%). Bestemmelse af blodgennemstrømningsindikatorer i intrakranielle kar i hvile giver vigtig information om blodcirkulationens tilstand i hjernevævet, men dens værdi er betydeligt reduceret på grund af tilstedeværelsen af autoreguleringssystemet for cerebral blodgennemstrømning. På grund af dets funktion forbliver perfusionsniveauet konstant og tilstrækkeligt i et bredt område af systemisk (lokalt intraluminalt) arterielt tryk og partialtryk af blodgasser (pO2 _og pCO2 _).). Denne konstans er mulig på grund af funktionen af lokale mekanismer til regulering af vaskulær tone, som danner grundlag for autoregulering af cerebral cirkulation. Blandt ovenstående mekanismer skelnes myogene, endoteliale og metaboliske. For at bestemme graden af deres funktionelle stress tester transkraniel dopplerografi indekserne for cerebrovaskulær reaktivitet, som indirekte karakteriserer den potentielle evne hos cerebrale arterier og arterioler til yderligere at ændre deres diameter som reaktion på virkningen af stimuli, der selektivt (eller relativt selektivt) aktiverer forskellige mekanismer til regulering af vaskulær tone. Stimuli, der i virkning ligner fysiologiske, anvendes som en funktionel belastning. I øjeblikket findes der metoder til at bestemme den funktionelle tilstand af de myogene og metaboliske mekanismer til autoregulering af cerebral blodgennemstrømning for den cerebrale vaskulære pool. For at aktivere den myogene mekanisme (graden af dens dysfunktion svarer omtrent til graden af endotelmekanismen) anvendes ortostatiske (hurtig løft af den øvre halvdel af kroppen med 75° fra den oprindelige vandrette liggende position), antiortostatiske (hurtig sænkning af den øvre halvdel af kroppen med 45° fra den oprindelige vandrette liggende position) og kompressionstests (kortvarig, 10-15 sekunders kompression af lumen i den fælles halspulsåre over munden) med indførelse (normalt sublingual) af nitroglycerin. Sidstnævnte fører til samtidig aktivering af de endoteliale og myogene mekanismer til regulering af vaskulær tonus, da virkningen af dette lægemiddel realiseres direkte gennem de glatte muskelelementer i arterievæggen og indirekte - gennem syntesen af vasoaktive faktorer, der udskilles af endotelet. For at undersøge tilstanden af den metaboliske mekanisme for autoregulering af cerebral blodgennemstrømning anvendes en hyperkapnisk test (inhalation i 1-2 minutter af en 5-7% blanding af CO2 _med luft), en åndedrætstest (kortvarig åndedrætstest i 30-60 sekunder), en hyperventilationstest (tvungen vejrtrækning i 45-60 sekunder) og intravenøs administration af kulsyreanhydrasehæmmeren acetazolamid. I fravær af tegn på funktionel stress af reguleringsmekanismerne i hvile er reaktionen på testene positiv. I dette tilfælde bemærkes en ændring i hastighedsindikatorerne for blodgennemstrømning og perifer modstand svarende til den påførte belastning, vurderet ud fra værdierne af reaktivitetsindekserne, der afspejler graden af ændring i Doppler-parametrene for blodgennemstrømning som reaktion på belastningsstimulering i sammenligning med de oprindelige. Ved stress af autoreguleringsmekanismerne på grund af en stigning eller et fald i intraluminalt tryk i cerebrale arterier eller _pCO2I hjernevævet registreres negative, paradoksale eller forstærkede positive reaktioner i forhold til deres optimale værdier (afhængigt af den indledende retning af ændringer i tonus, diameteren af hjernekarrene og den anvendte type belastningsstimulering). Ved svigt i autoreguleringen af cerebral cirkulation, normalt karakteriseret ved ujævn fordeling i hjernevævet, ændres reaktionerne på både myogene og metaboliske tests. Ved udtalt spænding i autoreguleringen er en patologisk retning af myogene reaktioner mulig med en positiv karakter af responserne på metaboliske tests. Hos personer med stenotisk/okklusiv patologi opstår spænding i autoregulerende mekanismer på grund af svigt eller utilstrækkelig udvikling af kollateral kompensation. Ved arteriel hypertension og hypotension fører afvigelser i det systemiske arterielle tryk fra dets optimale værdi til inklusion af autoreguleringssystemet. Ved vaskulitis og angiopatier er begrænsninger i toniske reaktioner forbundet med strukturel transformation af karvæggen (fibrosklerotiske, nekrotiske ændringer og andre generaliserede processer, der fører til strukturelle og funktionelle lidelser).

Grundlaget for ultralydsdetektion af cerebral mikroemboli er evnen til at bestemme atypiske signaler i Doppler-spektret af den distale blodgennemstrømning (i arterierne i hjernens bund), der har karakteristiske træk, der gør det muligt at differentiere dem fra artefakter. Ved overvågning af blodgennemstrømningen i intrakranielle kar ved hjælp af transkraniel dopplerografi er det ikke kun muligt at registrere mikroemboliske signaler, men også at bestemme deres antal pr. tidsenhed og i nogle situationer - arten af det mikroemboliske signal (for at skelne luftemboli fra materiale), hvilket kan påvirke den videre taktik i patientbehandlingen betydeligt.

Diagnostik og overvågning af cerebral vasospasme er en af de vigtigste metodologiske opgaver ved transkraniel dopplerografi, givet angiospasmens betydning i udviklingen af iskæmisk skade på hjernevævet forårsaget af et sammenbrud i den metaboliske mekanisme for autoregulering med efterfølgende dannelse af et hæmodynamisk fænomen svarende til arteriolar-venulær shunting. Patologisk cerebral vasospasme udvikler sig ved hæmoragiske lidelser i cerebral cirkulation, alvorligt kraniocerebralt traume, inflammatoriske læsioner i hjernevævet og dets membraner (meningitis, meningoencephalitis). Mindre almindelige årsager til denne tilstand er brugen af medicin (f.eks. visse cytostatika) samt bestråling af hovedet med henblik på ablation hos kræftpatienter. Diagnostiske tegn på cerebral vasospasme ved transkraniel dopplerografi er en signifikant stigning i lineære blodstrømningshastighedsindekser, et fald i perifer modstand, Doppler-tegn på generaliseret turbulens i strømmene af spasmodiske arterier, paradoksale eller negative reaktioner under stresstest af den metaboliske mekanisme for autoregulering af cerebral blodstrøm. Efterhånden som vasospasmen udvikler sig, ses en spastisk reaktion i store ekstra- og intrakranielle arterier af varierende sværhedsgrad, med prævalens i sidstnævnte. Jo mere alvorlig spasmen er, desto højere er de lineære strømningshastigheder og desto lavere er indekserne for perifer modstand. Da den ekstra- og intrakranielle spastiske reaktion udtrykkes forskelligt, men med et meget specifikt forhold, der stiger med stigende sværhedsgrad af spasmen (på grund af stadig større sværhedsgrad i de intrakranielle sektioner), anvendes særlige beregnede indekser til verifikation og gradering. Især for at karakterisere graden af vasospasme i carotissystemet anvendes Lindegard-indekset, der afspejler forholdet mellem den peak systoliske strømningshastighed i den midterste cerebrale arterie og den i den ekstrakranielle sektion af den tilsvarende interna carotisarterie. En stigning i dette indeks indikerer en forværring af vasospasmen.

Undersøgelser af det cerebrale venøse system ved hjælp af transkraniel Doppler bestemmes på den ene side af variationen i cerebrale venestrukturer, og på den anden side af begrænsningerne ved akustiske tilgange og metoder til at verificere ekkolokaliseringens korrekthed (hvilket er særligt vigtigt for dybe vener og bihuler). Af største praktiske betydning er bestemmelsen af Doppler-karakteristika for blodgennemstrømningen i den lige sinus i hvile og under funktionelle belastningstests, der sigter mod at ændre (øge) intrakranielt tryk. Betydningen af sådanne procedurer bestemmes af muligheden for ikke-invasiv verifikation og vurdering af sværhedsgraden af intrakraniel hypertension, samt en række andre patologiske tilstande (f.eks. trombose i dura mater-bihulerne). I sådanne situationer er diagnostisk signifikante dopplerografiske kriterier en stigning i lineære blodgennemstrømningsindikatorer i de dybe vener og den lige sinus, samt atypiske reaktioner under antiortostatiske belastninger med et skift i "bøjningspunktet" på grund af en begrænsning af reserven af volumetrisk og elastisk kompensation.

I tilfælde med en signifikant stigning i det intrakranielle tryk (til et niveau, der er sammenligneligt med eller overstiger arterielt tryk), udvikles en hæmodynamisk situation, der er karakteriseret ved et signifikant fald eller fuldstændigt ophør af arteriel strømning til hjernen ("cerebral kredsløbsstop"), hvilket fører til hjernedød. I dette tilfælde kan Doppler-spektret af blodgennemstrømningen fra de intrakranielle arterier ikke opnås (eller der er lokaliseret en tovejsstrømning med en kraftigt reduceret hastighed), i de ekstrakranielle sektioner af de brachiocephalic arterier er den tidsgennemsnitlige lineære blodgennemstrømningshastighed reduceret eller lig med nul. Det er endnu ikke fastslået, om det er hensigtsmæssigt at undersøge blodgennemstrømningen i de ekstrakranielle (indre jugularisvener) ved hjælp af ultralydsdopplerografi.