Transkraniell Doppler

I de flesta fall av diagnostisk användning av ultraljudsdopplerografi bör den utföras tillsammans med transkraniell dopplerografi. Undantag från denna regel är individer med otillräckligt uttryckta eller helt frånvarande "temporala" fönster, såväl som patienter för vilka transkraniell dopplerografi är omöjlig av andra skäl (7–12 % av det totala antalet undersökta patienter). I alla situationer som kräver verifiering, såväl som att fastställa arten av den patologi som lett till bildandet av dopplerografiska förändringar, indikeras dubbelsidig skanning eller andra diagnostiska procedurer som är referens i förhållande till ultraljudsdopplerografi.

Indikationer för transkraniell Doppler-sonografi

Transkraniell Doppler-sonografi används för närvarande både för diagnostik av intrakraniella vaskulära lesioner och bestämning av flödesförändringar i deras lumen, och för att övervaka blodflödesparametrar i olika patologiska och fysiologiska processer. Direkta indikationer för dynamisk bedömning av cerebral hemodynamik är misstänkt mikroembolism hos individer med aterosklerotiska, trombotiska lesioner i extrakraniella sektioner av brachiocefaliska artärer, hjärtsjukdomar, transitorisk ischemisk attack av embolisk genes; patologisk cerebral vasospasm. Övervakning med transkraniell Doppler-sonografi används ofta under den akuta perioden av ischemisk stroke. Dessutom används metoden i stor utsträckning för att bedöma cerebrovaskulära reaktivitetsindex vid stenotisk/ocklusiv patologi i extra- och intrakraniella sektioner av brachiocefaliska artärer, arteriell hypertoni och hypotoni, olika former av angiopatier och vaskulit, åtföljda av skador på olika sektioner av den cerebrala cirkulationsbädden. Med hjälp av transkraniell dopplerografi utförs intraoperativ övervakning av cerebrala hemodynamiska index under kirurgiska ingrepp på hjärtat och kranskärlen, hjärnans substans och kärlsystem, och effektiviteten av läkemedelsbehandling bedöms. Transkraniell dopplersonografi kan användas som en diagnostisk metod för att upptäcka dopplertecken på stenos med en diameter på mer än 50 % och/eller ocklusion av intrakraniella artärer, för att bestämma nivån av arteriellt inflöde genom dem i norm och med olika avvikelser (till exempel vasospasm, vasodilatation, arteriovenös shuntning) i vila och under belastning. Den diagnostiska betydelsen av transkraniell dopplersonografi skiljer sig något från den för transkraniell duplexskanning, med undantag för omöjligheten av dopplervinkelkorrigering. De diagnostiska kriterier som används i detta fall liknar de som används vid ultraljudsdopplersonografi.

Metod för att utföra transkraniell Doppler-sonografi

Transkraniell Doppler-ekolokalisering ger tillgång till de mellersta (segmenten M1, mer sällan M2), främre (segmenten A1 och A2), bakre (segmenten P1 och P2) hjärnartärerna, den intrakraniella delen av halspulsådern inre, basilararterian, intrakraniella delar av vertebralarterian (segmenten V4), samt den raka sinus, Rosenthalvener och Galenvener. Det är också möjligt att registrera spektra av flöden från andra, mindre artärer och vener, men det finns inga metoder för att bekräfta riktigheten av deras placering. Direkt lokalisering av Willis cirkels anslutande artärer är också fundamentalt omöjlig.

I de flesta områden är kranialbenen tjocka och ogenomträngliga för ultraljudsvågor även med lågfrekventa egenskaper (1-2,5 MHz). I detta avseende används vissa zoner som kallas ultraljuds"fönster" för att lokalisera blodflödet i intrakraniella kärl. I dessa områden är kranialbenen tunnare, eller så har de naturliga öppningar genom vilka ultraljudsstrålen fritt kan komma in i kranialhålan. De flesta intrakraniella kärl, vars grundläggande möjlighet att lokalisera inte är i tvivel, undersöks med sensorn placerad ovanför tinningbenets skivepitel. I detta fall är den inre halspulsådern, de främre, mellersta och bakre cerebrala artärerna belägna (det så kallade temporala ultraljuds"fönstret" eller den temporala akustiska metoden). Andra fönster är belägna i området kring kraniovertebral övergång (suboccipitalt ultraljuds"fönster", denna metod används för att lokalisera segment V4 av vertebrala och basilar artärer), ovanför den occipitala utbuktningen (transoccipitalt "fönster", rak sinus) och i orbitalområdet (transorbitalt "fönster", oftalmisk artär, inre halspulsådern i den intrakraniella regionen).

För att bekräfta ekolokaliseringens korrekthet används en uppsättning funktioner: kärlets djup, blodflödets riktning i kärlets lumen i förhållande till sensorns skanningsplan, samt blodflödets respons i lumen på kompressionstester. De senare involverar kortvarig (under 3-5 sekunder) kompression av halspulsåderns lumen ovanför öppningen (eller distala) på positionssidan. Ett tryckfall i halspulsåderns lumen distalt om kompressionsstället och en avmattning eller fullständigt upphörande av blodflödet i den leder till en samtidig minskning (upphörande) av flödet i den positionerade delen av arteria cerebri media (segment M1 eller M2). Blodflödet i arteria cerebri anteriora (A1) och arteria cerebri posterior (P1) under kompression av arteria cerebri communis beror på Willis cirkels struktur respektive den funktionella kapaciteten hos de främre respektive bakre kommunicerande artärerna. I avsaknad av patologi kan blodflödet i de anslutande artärerna (om några) i vila vara frånvarande, dubbelriktat eller orienterat mot en av de anslutande artärerna, vilket beror på trycknivån i deras lumen. Dessutom tillåter inte längden på de anslutande artärerna och den extrema variationen i deras placering användningen av de indirekta tecken som anges ovan för att bekräfta ekolokationens riktighet. Därför används kompressionstester också för att bestämma den funktionella kapaciteten (och inte den anatomiska närvaron eller frånvaron) hos de anslutande artärerna i Williscirkeln. De huvudsakliga diagnostiska begränsningarna med transkraniell dopplerografi är relaterade till den grundläggande omöjligheten att visualisera kärlväggen och den därmed sammanhängande hypotetiska karaktären av kvalitativa tolkningar av de erhållna data, svårigheter att korrigera dopplervinkeln under "blind" lokalisering av flöden i intrakraniella kärl, samt förekomsten av flera varianter av struktur, ursprung, placering av intrakraniella artärer och vener (frekvensen i populationen når 30-50%), där värdet av tecken som möjliggör verifiering av ekolokationens riktighet minskar.

Tolkning av transkraniella Doppler-ultraljudsresultat

Objektiv information om tillståndet för cerebralt blodflöde enligt transkraniell Doppler-sonografi baseras på resultaten av att bestämma linjära hastighetsindex och index för perifert motstånd. Hos praktiskt taget friska personer, vid undersökning i vila, kan Doppler-karakteristika för flöden i intrakraniella artärer variera ganska avsevärt, vilket beror på många faktorer (hjärnans funktionella aktivitet, ålder, nivå av systemiskt artärtryck, etc.). Symmetrin i blodflödet och dess index i parade artärer i hjärnbasen är mycket mer konstanta över tid (vanligtvis överstiger asymmetrin i värdena på absoluta index för linjära hastighetskarakteristika för flöden i de främre, mellersta och bakre cerebrala artärerna inte 30%). Graden av asymmetri mellan linjära hastigheter och perifert motstånd i de intrakraniella sektionerna av vertebralartären uttrycks i större utsträckning än i halspulsådern, på grund av variationen i vertebralartärens struktur (tillåten asymmetri är 30-40%). Bestämning av blodflödesindikatorer i intrakraniella kärl i vila ger viktig information om blodcirkulationens tillstånd i hjärnvävnaden, men dess värde minskar avsevärt på grund av närvaron av autoregleringssystemet för cerebralt blodflöde, på grund av dess funktion förblir perfusionsnivån konstant och tillräcklig inom ett brett spektrum av systemiskt (lokalt intraluminalt) arteriellt tryck och partialtryck av blodgaser (pO2 _och pCO2 _).). Denna konstans är möjlig tack vare funktionen hos lokala mekanismer för vaskulär tonreglering, vilka utgör grunden för autoreglering av cerebral cirkulation. Bland ovanstående mekanismer särskiljs myogena, endoteliala och metaboliska. För att bestämma graden av deras funktionella stress testar transkraniell dopplerografi indexen för cerebrovaskulär reaktivitet, vilka indirekt karaktäriserar den potentiella förmågan hos cerebrala artärer och arterioler att ytterligare ändra sin diameter som svar på stimuli som selektivt (eller relativt selektivt) aktiverar olika mekanismer för vaskulär tonreglering. Stimuli som i verkan liknar fysiologiska används som funktionell belastning. För närvarande finns det metoder för att bestämma det funktionella tillståndet hos de myogena och metaboliska mekanismerna för autoreglering av cerebralt blodflöde för den cerebrala vaskulära poolen. För att aktivera den myogena mekanismen (graden av dess dysfunktion motsvarar ungefär den hos endotelmekanismen) används ortostatiska (snabb lyftning av kroppens övre halva med 75° från det ursprungliga horisontella liggande läget), antiortostatiska (snabb sänkning av kroppens övre halva med 45° från det ursprungliga horisontella liggande läget) och kompressionstester (kortvarig, 10-15 sekunders kompression av halspulsåderns lumen ovanför munnen), med administrering (vanligtvis sublingual) av nitroglycerin. Det senare leder till samtidig aktivering av endotel- och myogena mekanismer för reglering av vaskulär tonus, eftersom läkemedlets verkan sker direkt genom de glatta muskulaturelementen i artärväggen och indirekt - genom syntesen av vasoaktiva faktorer som utsöndras av endotelet. För att studera tillståndet för den metaboliska mekanismen för autoreglering av cerebralt blodflöde används ett hyperkapniskt test (inhalation i 1-2 minuter av en 5-7% blandning av CO2 _med luft), ett andningshållningstest (kortvarig andningshållning i 30-60 sekunder), ett hyperventilationstest (forcerad andning i 45-60 sekunder) och intravenös administrering av karbanhydrashämmaren acetazolamid. I avsaknad av tecken på funktionell stress av regleringsmekanismerna i vila är reaktionen på testerna positiv. I detta fall noteras en förändring i hastighetsindikatorerna för blodflöde och perifert motstånd motsvarande den applicerade belastningen, bedömd genom värdena på reaktivitetsindexen som återspeglar graden av förändring i Doppler-parametrarna för blodflödet som svar på belastningsstimulering i jämförelse med de initiala. Vid stress av autoregleringsmekanismerna på grund av en ökning eller minskning av intraluminalt tryck i cerebrala artärer eller _pCO2I hjärnvävnaden registreras negativa, paradoxala eller förstärkta positiva reaktioner i förhållande till deras optimala värden (beroende på den initiala riktningen för tonusförändringar, diametern på hjärnkärlen och vilken typ av belastningsstimulering som används). Vid misslyckad autoreglering av hjärncirkulationen, vanligtvis kännetecknad av ojämn fördelning i hjärnvävnaden, förändras reaktionerna på både myogena och metaboliska tester. Vid uttalad autoregleringsspänning är en patologisk riktning för myogena reaktioner möjlig med positiva svar på metaboliska tester. Hos individer med stenotisk/ocklusiv patologi uppstår spänning i autoregleringsmekanismerna på grund av misslyckande eller otillräcklig utveckling av kollateral kompensation. Vid arteriell hypertoni och hypotoni leder avvikelser i det systemiska artärtrycket från dess optimala värde till att autoregleringssystemet aktiveras. Vid vaskulit och angiopatier är begränsningarna av toniska reaktioner förknippade med strukturell transformation av kärlväggen (fibrosklerotiska, nekrotiska förändringar och andra generaliserade processer som leder till strukturella och funktionella störningar).

Grunden för ultraljudsdetektering av cerebral mikroemboli är förmågan att identifiera atypiska signaler i Dopplerspektrumet för det distala blodflödet (i artärerna i hjärnbasen) som har karakteristiska egenskaper som gör att de kan differentieras från artefakter. Vid övervakning av blodflödet i intrakraniella kärl med hjälp av transkraniell dopplerografi är det möjligt att inte bara registrera mikroemboliska signaler, utan också att bestämma deras antal per tidsenhet, och i vissa situationer - den mikroemboliska signalens natur (för att skilja luftemboli från material), vilket avsevärt kan påverka den fortsatta taktiken för patientbehandling.

Diagnostik och övervakning av cerebral vasospasm är en av de viktigaste metodologiska uppgifterna inom transkraniell dopplerografi, med tanke på angiospasmens betydelse i uppkomsten av ischemisk skada på hjärnvävnaden orsakad av en nedbrytning av den metaboliska mekanismen för autoreglering med efterföljande bildande av ett hemodynamiskt fenomen liknande arteriolar-venulär shunting. Patologisk cerebral vasospasm utvecklas vid hemorragiska störningar i cerebral cirkulation, allvarligt kraniocerebralt trauma, inflammatoriska lesioner i hjärnvävnaden och dess membran (hjärnhinneinflammation, meningoencefalit). Mindre vanliga orsaker till detta tillstånd är användning av läkemedel (till exempel vissa cytostatika), samt strålbehandling av huvudet i ablationssyfte hos cancerpatienter. Diagnostiska tecken på cerebral vasospasm vid transkraniell dopplerografi är en signifikant ökning av linjära blodflödeshastighetsindex, en minskning av perifert motstånd, Doppler-tecken på generaliserad turbulens i flödena i spasmodiska artärer, paradoxala eller negativa reaktioner under stresstestning av den metaboliska mekanismen för autoreglering av cerebralt blodflöde. Allt eftersom vasospasmen fortskrider noteras spastisk reaktion i stora extra- och intrakraniella artärer av varierande svårighetsgrad, med prevalens i de senare. Ju svårare spasmen är, desto högre är de linjära flödeshastigheterna och desto lägre är indexen för perifert motstånd. Eftersom den extra- och intrakraniella spastiska reaktionen uttrycks olika, men med ett mycket specifikt förhållande, som ökar med ökande svårighetsgrad av spasmen (på grund av allt större svårighetsgrad i de intrakraniella sektionerna), används speciella beräknade index för dess verifiering och gradering. För att karakterisera graden av vasospasm i carotissystemet används särskilt Lindegard-indexet, vilket återspeglar förhållandet mellan den maximala systoliska flödeshastigheten i den mellersta cerebrala arterien och den i den extrakraniella sektionen av motsvarande carotis interna. En ökning av detta index indikerar en försämring av vasospasmen.

Studier av det cerebrala venösa systemet med hjälp av transkraniell Doppler bestäms, å ena sidan, av variationen i cerebrala venstrukturen, och å andra sidan av begränsningarna hos akustiska tillvägagångssätt och metoder för att verifiera ekolokaliseringens riktighet (vilket är särskilt viktigt för djupa vener och bihålor). Av största praktiska betydelse är bestämningen av Doppler-egenskaperna hos blodflödet i den raka sinus i vila och under funktionella belastningstester som syftar till att förändra (öka) intrakraniellt tryck. Betydelsen av sådana procedurer bestäms av möjligheten till icke-invasiv verifiering och bedömning av svårighetsgraden av intrakraniell hypertoni, såväl som ett antal andra patologiska tillstånd (till exempel trombos i dura mater-bihålorna). I sådana situationer är diagnostiskt signifikanta dopplerografiska kriterier en ökning av linjära blodflödesindikatorer i de djupa venerna och den raka sinus, samt atypiska reaktioner under antiortostatiska belastningar med en förskjutning av "inflexionspunkten" på grund av en begränsning av reserven för volumetrisk och elastisk kompensation.

I fall med en signifikant ökning av intrakraniellt tryck (till en nivå jämförbar med eller överstigande arteriellt tryck) utvecklas en hemodynamisk situation som kännetecknas av en signifikant minskning eller fullständigt upphörande av arteriellt flöde till hjärnan ("hjärncirkulationsstopp"), vilket leder till hjärndöd. I detta fall kan Doppler-spektrumet för blodflöde från de intrakraniella artärerna inte erhållas (eller ett dubbelriktat flöde med en kraftigt reducerad hastighet finns), i de extrakraniella delarna av brachiocefaliska artärerna är den tidsgenomsnittliga linjära blodflödeshastigheten reducerad eller lika med noll. Lämpligheten av forskning med ultraljudsdopplerografi av blodflödet i de extrakraniella (interna jugularvenerna) har ännu inte fastställts.