Transkraniell Doppler

I de fleste tilfeller av diagnostisk bruk av ultralyddopplerografi bør den utføres sammen med transkraniell dopplerografi. Unntak fra denne regelen er personer med utilstrekkelig uttrykte eller fullstendig fraværende "temporale" vinduer, samt pasienter der transkraniell dopplerografi er umulig av andre årsaker (7–12 % av det totale antallet undersøkte pasienter). I alle situasjoner som krever verifisering, samt bestemmelse av arten av patologien som førte til dannelsen av dopplerografiske forandringer, er dupleksskanning eller andre diagnostiske prosedyrer som er referanse i forhold til ultralyddopplerografi indisert.

Indikasjoner for transkraniell Doppler-sonografi

Transkraniell Doppler-sonografi brukes i dag både til diagnostikk av intrakranielle vaskulære lesjoner og bestemmelse av strømningsendringer i deres lumen, og for å overvåke blodstrømsparametere i ulike patologiske og fysiologiske prosesser. Direkte indikasjoner for dynamisk vurdering av cerebral hemodynamikk er mistenkt mikroembolisme hos individer med aterosklerotiske, trombotiske lesjoner i ekstrakranielle seksjoner av brachiocephalic arterier, hjertesykdommer, transitorisk iskemisk anfall av embolisk opprinnelse; patologisk cerebral vasospasme. Overvåking med transkraniell Doppler-sonografi brukes ofte i den akutte perioden med iskemisk hjerneslag. I tillegg er metoden mye brukt til å vurdere cerebrovaskulære reaktivitetsindekser ved stenotisk/okklusiv patologi av ekstra- og intrakranielle seksjoner av brachiocephalic arterier, arteriell hypertensjon og hypotensjon, ulike former for angiopatier og vaskulitt, ledsaget av skade på forskjellige deler av det cerebrale sirkulasjonssystemet. Ved hjelp av transkraniell dopplerografi utføres intraoperativ overvåking av cerebrale hemodynamiske indekser under kirurgiske inngrep på hjertet og koronararteriene, hjernens substans og karsystem, og effektiviteten av medikamentell behandling vurderes. Transkraniell dopplersonografi kan brukes som en diagnostisk metode for å oppdage dopplertegn på stenose på mer enn 50 % i diameter og/eller okklusjon av intrakranielle arterier, for å bestemme nivået av arteriell innstrømning gjennom dem i norm og med forskjellige avvik (for eksempel vasospasme, vasodilatasjon, arteriovenøs shunting) i hvile og under belastning. Den diagnostiske betydningen av transkraniell dopplersonografi avviker noe fra transkraniell dupleksskanning, med unntak av umuligheten av dopplervinkelkorreksjon. De diagnostiske kriteriene som brukes i dette tilfellet er lik de som brukes i ultralyd-dopplersonografi.

Metodikk for å utføre transkraniell Doppler-sonografi

Transkraniell Doppler-ekkolokalisering gir tilgang til de midtre (segmentene M1, sjeldnere M2), fremre (segmentene A1 og A2), bakre (segmentene P1 og P2) hjernearteriene, den intrakranielle delen av den indre halspulsåren, arteria basilaris, intrakranielle deler av arteria vertebralis (segmentene V4), samt den rette sinus, venene Rosenthal og vena Galen. Det er også mulig å registrere spektrene av strømninger fra andre, mindre arterier og vener, men det finnes ingen metoder for å bekrefte riktigheten av deres plassering. Direkte plassering av forbindelsesarteriene i Willis sirkel er også fundamentalt umulig.

I de fleste områder er kraniebeinene tykke og ugjennomtrengelige for ultralydbølger, selv med lavfrekvente egenskaper (1–2,5 MHz). I denne forbindelse brukes visse soner kalt ultralyd-"vinduer" for å lokalisere blodstrømmen i intrakranielle kar. I disse områdene er kraniebeinene tynnere, eller de har naturlige åpninger som ultralydstrålen fritt kan trenge inn i kraniehulen gjennom. De fleste intrakranielle kar, hvis grunnleggende mulighet for lokalisering ikke er tvilsom, undersøkes med sensoren plassert over temporalbenets plateepitel. I dette tilfellet er den indre halspulsåren, de fremre, midtre og bakre hjernearteriene plassert (det såkalte temporale ultralyd-"vinduet" eller temporal akustisk tilnærming). Andre vinduer er plassert i området rundt kraniovertebralforbindelsen (suboccipital ultralyd-"vindu", denne metoden brukes til å lokalisere segmentene V4 av vertebrale og basilararteriene), over occipital protuberans (transoccipital "vindu", rett sinus) og i orbitalområdet (transorbital "vindu", oftalmisk arterie, indre halspulsåre i den intrakranielle regionen).

For å bekrefte ekkolokaliseringens korrekthet brukes et sett med funksjoner: dybden på karet, retningen på blodstrømmen i karets lumen i forhold til sensorens skanneplan, samt responsen til blodstrømmen i lumen på kompresjonstester. Sistnevnte involverer kortvarig (i 3-5 sekunder) kompresjon av lumen i halspulsåren over åpningen (eller distal) på lokasjonssiden. Et trykkfall i lumen i halspulsåren distalt for kompresjonsstedet og en nedgang eller fullstendig opphør av blodstrømmen i den fører til en samtidig reduksjon (opphør) av blodstrømmen i den lokaliserte delen av den midtre hjernearterien (segment M1 eller M2). Blodstrømmen i den fremre hjernearterien (A1) og den bakre hjernearterien (P1) under kompresjon av halspulsåren avhenger av strukturen til Willis sirkel og den funksjonelle kapasiteten til henholdsvis de fremre og bakre kommuniserende arteriene. I fravær av patologi kan blodstrømmen i forbindelsesarteriene (hvis noen) i hvile være fraværende, toveis eller orientert mot en av forbindelsesarteriene, noe som avhenger av trykknivået i deres lumen. I tillegg tillater ikke lengden på forbindelsesarteriene og den ekstreme variasjonen i deres plassering bruk av de indirekte tegnene gitt ovenfor for å bekrefte ekkolokaliseringens korrekthet. Derfor brukes kompresjonstester også for å bestemme den funksjonelle kapasiteten (og ikke den anatomiske tilstedeværelsen eller fraværet) av forbindelsesarteriene i Willis-sirkelen. De viktigste diagnostiske begrensningene ved transkraniell dopplerografi er knyttet til den grunnleggende umuligheten av å visualisere karveggen og den tilhørende hypotetiske naturen til kvalitative tolkninger av de innhentede dataene, vanskeligheter med å korrigere dopplervinkelen under "blind" lokalisering av strømninger i intrakranielle kar, samt eksistensen av flere varianter av struktur, opprinnelse, plassering av intrakranielle arterier og vener (frekvensen i populasjonen når 30-50%), der verdien av tegn som tillater verifisering av ekkolokaliseringens korrekthet er redusert.

Tolkning av transkranielle Doppler-ultralydresultater

Objektiv informasjon om tilstanden til cerebral blodstrøm i henhold til transkraniell Doppler-sonografi er basert på resultatene av bestemmelsen av lineære hastighetsindekser og indekser for perifer motstand. Hos praktisk talt friske personer, når de undersøkes i hvile, kan Doppler-karakteristikkene for strømninger i intrakranielle arterier variere ganske betydelig, noe som skyldes mange faktorer (hjernens funksjonelle aktivitet, alder, nivå av systemisk arterielt trykk, etc.). Symmetrien i blodstrømmen og dens indekser i parrede arterier i hjernens base er mye mer konstante over tid (vanligvis overstiger ikke asymmetrien i verdiene av absolutte indekser for lineære hastighetskarakteristikker for strømninger i de fremre, midtre og bakre cerebrale arteriene 30%). Graden av asymmetri av lineære hastigheter og perifer motstand i de intrakranielle seksjonene av vertebralarterien uttrykkes i større grad enn i carotisbekkenet, på grunn av variasjonen i strukturen til vertebralarterien (tillatt asymmetri er 30-40%). Bestemmelse av blodstrømindikatorer i intrakranielle kar i hvile gir viktig informasjon om blodsirkulasjonens tilstand i hjernevevet, men verdien er betydelig redusert på grunn av tilstedeværelsen av autoreguleringssystemet for cerebral blodstrøm. På grunn av dets funksjon forblir perfusjonsnivået konstant og tilstrekkelig i et bredt spekter av systemisk (lokalt intraluminalt) arterielt trykk og partialtrykk av blodgasser (pO2 _og pCO2 _).). Denne konstanten er mulig på grunn av funksjonen til lokale mekanismer for vaskulær toneregulering, som danner grunnlaget for autoregulering av cerebral sirkulasjon. Blant de ovennevnte mekanismene skilles myogene, endoteliale og metabolske. For å bestemme graden av deres funksjonelle stress, tester transkraniell dopplerografi indeksene for cerebrovaskulær reaktivitet, som indirekte karakteriserer den potensielle evnen til cerebrale arterier og arterioler til i tillegg å endre diameteren sin som respons på virkningen av stimuli som selektivt (eller relativt selektivt) aktiverer ulike mekanismer for vaskulær toneregulering. Stimuli som er nær i virkning fysiologiske, brukes som en funksjonell belastning. For tiden finnes det metoder for å bestemme den funksjonelle tilstanden til de myogene og metabolske mekanismene for autoregulering av cerebral blodstrøm for det cerebrale vaskulære bassenget. For å aktivere den myogene mekanismen (graden av dysfunksjon tilsvarer omtrent graden av endotelmekanismen) brukes ortostatiske (rask løfting av den øvre halvdelen av kroppen med 75° fra den opprinnelige horisontale liggende posisjonen), antiortostatiske (rask senking av den øvre halvdelen av kroppen med 45° fra den opprinnelige horisontale liggende posisjonen) og kompresjonstester (kortvarig, 10-15 sekunders kompresjon av lumen i halspulsåren over munnen), med introduksjon (vanligvis sublingual) av nitroglyserin. Sistnevnte fører til samtidig aktivering av endotel- og myogene mekanismer for regulering av vaskulær tonus, siden virkningen av dette legemidlet realiseres direkte gjennom glatte muskelelementer i arterieveggen og indirekte - gjennom syntesen av vasoaktive faktorer som skilles ut av endotelet. For å studere tilstanden til den metabolske mekanismen for autoregulering av cerebral blodstrøm, brukes en hyperkapnisk test (inhalasjon i 1-2 minutter av en 5-7 % blanding av CO₂ _med luft), en pusteholdstest (kortvarig pustehold i 30-60 sekunder), en hyperventilasjonstest (tvungen pusting i 45-60 sekunder) og intravenøs administrering av karbonsyreanhydrasehemmeren acetazolamid. I fravær av tegn på funksjonell stress i reguleringsmekanismene i hvile, er reaksjonen på testene positiv. I dette tilfellet observeres en endring i hastighetsindikatorene for blodstrøm og perifer motstand tilsvarende den påførte belastningen, vurdert ved verdiene av reaktivitetsindeksene som reflekterer graden av endring i Doppler-parametrene for blodstrøm som respons på belastningsstimulering sammenlignet med de opprinnelige. Ved stress i autoreguleringsmekanismene på grunn av en økning eller reduksjon i intraluminalt trykk i cerebrale arterier eller _pCO₂I hjernevevet registreres negative, paradoksale eller forsterkede positive reaksjoner i forhold til deres optimale verdier (avhengig av den innledende retningen på endringer i tonus, diameteren på hjernekarene og typen belastningsstimulering som brukes). Ved svikt i autoregulering av cerebral sirkulasjon, vanligvis karakterisert ved ujevn fordeling i hjernevevet, endres reaksjonene på både myogene og metabolske tester. Med uttalt spenning i autoregulering er en patologisk retning av myogene reaksjoner mulig med en positiv karakter av responsene på metabolske tester. Hos individer med stenotisk/okklusiv patologi oppstår spenning i autoregulerende mekanismer på grunn av svikt eller utilstrekkelig utvikling av kollateral kompensasjon. Ved arteriell hypertensjon og hypotensjon fører avvik i systemisk arterielt trykk fra dets optimale verdi til inkludering av autoreguleringssystemet. Ved vaskulitt og angiopatier er begrensninger i toniske reaksjoner forbundet med strukturell transformasjon av karveggen (fibrosklerotiske, nekrotiske forandringer og andre generaliserte prosesser som fører til strukturelle og funksjonelle lidelser).

Grunnlaget for ultralyddeteksjon av cerebral mikroemboli er evnen til å bestemme atypiske signaler i Doppler-spekteret av distal blodstrøm (i arteriene i hjernens base) som har karakteristiske trekk som gjør at de kan differensieres fra artefakter. Ved overvåking av blodstrømmen i intrakranielle kar ved hjelp av transkraniell dopplerografi er det ikke bare mulig å registrere mikroemboliske signaler, men også å bestemme antallet per tidsenhet, og i noen situasjoner - arten av det mikroemboliske signalet (for å skille luftemboli fra materiale), noe som kan påvirke den videre taktikken for pasientbehandling betydelig.

Diagnostikk og overvåking av cerebral vasospasme er en av de viktigste metodologiske oppgavene ved transkraniell dopplerografi, gitt betydningen av angiospasme i utviklingen av iskemisk skade på hjernevevet forårsaket av et sammenbrudd i den metabolske mekanismen for autoregulering med påfølgende dannelse av et hemodynamisk fenomen som ligner på arteriolar-venulær shunting. Patologisk cerebral vasospasme utvikler seg ved hemorragiske forstyrrelser i cerebral sirkulasjon, alvorlig kraniocerebralt traume, inflammatoriske lesjoner i hjernevevet og dets membraner (meningitt, meningoencefalitt). Mindre vanlige årsaker til denne tilstanden er bruk av medisiner (for eksempel noen cytostatika), samt hodebestråling med det formål å utføre ablasjon hos kreftpasienter. Diagnostiske tegn på cerebral vasospasme ved transkraniell dopplerografi er en betydelig økning i lineære blodstrømshastighetsindekser, en reduksjon i perifer motstand, Doppler-tegn på generalisert turbulens i strømningene av spasmodiske arterier, paradoksale eller negative reaksjoner under stresstesting av den metabolske mekanismen for autoregulering av cerebral blodstrøm. Etter hvert som vasospasmen utvikler seg, observeres en spastisk reaksjon i store ekstra- og intrakranielle arterier av varierende alvorlighetsgrad, med prevalens i sistnevnte. Jo mer alvorlig spasmen er, desto høyere er de lineære strømningshastighetene og desto lavere er indeksene for perifer motstand. Siden den ekstra- og intrakranielle spastiske reaksjonen uttrykkes forskjellig, men med et veldig spesifikt forhold, som øker med økende alvorlighetsgrad av spasmen (på grunn av stadig større alvorlighetsgrad i de intrakranielle seksjonene), brukes spesielle beregnede indekser for å verifisere og gradere den. Spesielt for å karakterisere graden av vasospasme i carotissystemet brukes Lindegard-indeksen, som gjenspeiler forholdet mellom den maksimale systoliske strømningshastigheten i den midtre cerebrale arterien og den i den ekstrakranielle seksjonen av den tilsvarende carotisarterien interna. En økning i denne indeksen indikerer en forverring av vasospasmen.

Studier av det cerebrale venesystemet ved bruk av transkraniell Doppler bestemmes på den ene siden av variasjonen i cerebrale venestruktur, og på den andre siden av begrensningene ved akustiske tilnærminger og metoder for å verifisere ekkolokaliseringens korrekthet (som er spesielt viktig for dype vener og bihuler). Av største praktiske betydning er bestemmelsen av Doppler-karakteristikker for blodstrømmen i den rette sinus i hvile og under funksjonelle belastningstester som tar sikte på å endre (øke) intrakranielt trykk. Betydningen av slike prosedyrer bestemmes av muligheten for ikke-invasiv verifisering og vurdering av alvorlighetsgraden av intrakraniell hypertensjon, samt en rekke andre patologiske tilstander (for eksempel trombose i bihulene i dura mater). I slike situasjoner er diagnostisk signifikante dopplerografiske kriterier en økning i lineære blodstrømsindikatorer i de dype venene og den rette sinus, samt atypiske reaksjoner under antiortostatiske belastninger med et skifte i "vendepunktet" på grunn av en begrensning av reserven for volumetrisk og elastisk kompensasjon.

I tilfeller med en betydelig økning i intrakranielt trykk (til et nivå som er sammenlignbart med eller overstiger arterielt trykk), utvikles en hemodynamisk situasjon karakterisert ved en betydelig reduksjon eller fullstendig opphør av arteriell strømning til hjernen ("cerebral sirkulasjonsstans"), noe som fører til hjernedød. I dette tilfellet kan ikke Doppler-spekteret av blodstrømmen fra de intrakranielle arteriene oppnås (eller en toveis strømning med en kraftig redusert hastighet er lokalisert), i de ekstrakranielle seksjonene av de brachiocephalic arteriene er den tidsgjennomsnittlige lineære hastigheten på blodstrømmen redusert eller lik null. Det er ennå ikke fastslått om det er tilrådelig å undersøke ultralyd-Dopplerografi av blodstrømmen i de ekstrakranielle (indre jugularvenene) ved hjelp av Doppler-metoden.