Транскраниален доплер

В повечето случаи на диагностично приложение на ултразвуковата доплерография, тя трябва да се извършва заедно с транскраниална доплерография. Изключения от това правило правят лица с недостатъчно изразени или напълно липсващи „темпорални“ прозорци, както и пациенти, при които транскраниалната доплерография е невъзможна по други причини (7-12% от общия брой на изследваните пациенти). Във всички ситуации, изискващи проверка, както и определяне на естеството на патологията, довела до образуването на доплерографски промени, са показани дуплексно сканиране или други диагностични процедури, които са референтни по отношение на ултразвуковата доплерография.

Показания за транскраниална доплерова сонография

Транскраниалната доплерова сонография понастоящем се използва както за диагностика на вътречерепни съдови лезии и определяне на промените в кръвния поток в техните лумени, така и за мониторинг на параметрите на кръвния поток при различни патологични и физиологични процеси. Директни показания за динамична оценка на мозъчната хемодинамика са предполагаема микроемболия при лица с атеросклеротични, тромботични лезии на екстракраниалните отдели на брахиоцефалните артерии, сърдечни заболявания, преходни исхемични атаки с емболичен генезис; патологичен мозъчен вазоспазъм. Мониторингът с транскраниална доплерова сонография често се използва в острия период на исхемичен инсулт. Освен това методът се използва широко за оценка на индексите на мозъчно-съдова реактивност при стенотична/оклузивна патология на екстра- и интракраниалните отдели на брахиоцефалните артерии, артериална хипертония и хипотония, различни форми на ангиопатии и васкулити, съпроводени с увреждане на различни отдели на мозъчното кръвоносно русло. С помощта на транскраниална доплерова сонография се извършва интраоперативно наблюдение на мозъчните хемодинамични показатели по време на хирургични интервенции на сърцето и коронарните артерии, веществото и съдовата система на мозъка, както и се оценява ефективността на лекарствената терапия. Транскраниалната доплерова сонография може да се използва като диагностичен метод за откриване на доплерови признаци на стеноза с диаметър над 50% и/или запушване на вътречерепните артерии, за определяне на нивото на артериален приток през тях в норма и с различни отклонения (например вазоспазъм, вазодилатация, артериовенозен шунт) в покой и под натоварване. Диагностичното значение на транскраниалната доплерова сонография се различава леко от това на транскраниалното дуплексно сканиране, с изключение на невъзможността за корекция на доплеровия ъгъл. Диагностичните критерии, използвани в този случай, са подобни на тези при ултразвуковата доплерова сонография.

Методология за провеждане на транскраниална доплерова сонография

Транскраниалната доплерова ехолокация осигурява достъп до средните (сегменти M1, по-рядко M2), предните (сегменти A1 и A2), задните (сегменти P1 и P2) мозъчни артерии, вътречерепната част на вътрешната каротидна артерия, базиларната артерия, вътречерепните части на вертебралната артерия (сегменти V4), както и до правия синус, вените на Розентал и вената на Гален. Възможно е също така да се запишат спектрите на потоците от други, по-малки артерии и вени, но няма методи за потвърждаване на правилността на тяхното местоположение. Директното локализиране на свързващите артерии на кръга на Уилис също е принципно невъзможно.

В повечето области черепните кости са дебели и непропускливи за ултразвукови вълни дори с нискочестотни характеристики (1-2,5 MHz). В тази връзка, определени зони, наречени ултразвукови "прозорци", се използват за локализиране на кръвния поток в вътречерепните съдове. В тези области черепните кости са по-тънки или имат естествени отвори, през които ултразвуковият лъч може свободно да навлезе в черепната кухина. Повечето вътречерепни съдове, чиято фундаментална възможност за локализиране не е под съмнение, се изследват със сензор, позициониран над люспите на темпоралната кост. В този случай се локализират вътрешната каротидна артерия, предната, средната и задната мозъчна артерия (т.нар. темпорален ултразвуков "прозорец" или темпорален акустичен подход). Други прозорци са разположени в областта на краниовертебралния преход (субоокципитален ултразвуков "прозорец", този метод се използва за локализиране на сегменти V4 на вертебралните и базиларните артерии), над тилната издатина (трансокципитален "прозорец", прав синус) и в орбиталната област (трансорбитален "прозорец", офталмологична артерия, вътрешна каротидна артерия в вътречерепната област).

За потвърждаване на правилността на ехолокацията се използва набор от характеристики: дълбочината на съда, посоката на кръвния поток в лумена на съда спрямо равнината на сканиране на сензора, както и реакцията на кръвния поток в лумена на компресионни тестове. Последните включват краткотрайна (за 3-5 секунди) компресия на лумена на общата каротидна артерия над отвора (или дистално) от страната на локализацията. Спадът на налягането в лумена на общата каротидна артерия дистално от мястото на компресия и забавянето или пълното спиране на кръвния поток в нея водят до едновременно намаляване (прекратяване) на потока в локализирания участък на средната мозъчна артерия (сегмент M1 или M2). Кръвният поток в предната мозъчна артерия (A1) и задната мозъчна артерия (P1) по време на компресия на общата каротидна артерия зависи от структурата на кръга на Уилис и функционалния капацитет съответно на предната и задната комуникационна артерия. При липса на патология, кръвният поток в свързващите артерии (ако има такива) в покой може да липсва, да е двупосочен или ориентиран към една от свързващите артерии, което зависи от нивото на налягане в техните лумени. Освен това, дължината на свързващите артерии и изключителната вариабилност на тяхното местоположение не позволяват използването на посочените по-горе косвени признаци за потвърждаване на правилността на ехолокацията. Следователно, компресионните тестове се използват и за определяне на функционалния капацитет (а не анатомичното наличие или отсъствие) на свързващите артерии на Уилисовия кръг. Основните диагностични ограничения на транскраниалната доплерография са свързани с фундаменталната невъзможност за визуализиране на съдовата стена и свързания с това хипотетичен характер на качествените интерпретации на получените данни, трудностите при коригиране на доплеровия ъгъл по време на „сляпо“ локализиране на потоците в вътречерепните съдове, както и съществуването на множество варианти на структурата, произхода, местоположението на вътречерепните артерии и вени (честотата в популацията достига 30-50%), при които стойността на признаците, позволяващи проверка на правилността на ехолокацията, е намалена.

Интерпретация на резултатите от транскраниален доплеров ултразвук

Обективната информация за състоянието на мозъчния кръвоток според транскраниална доплерова сонография се основава на резултатите от определяне на линейни индекси на скоростта и индекси на периферно съпротивление. При практически здрави хора, при изследване в покой, доплеровите характеристики на потоците в вътречерепните артерии могат да варират доста значително, което се дължи на много фактори (функционална активност на мозъка, възраст, ниво на системно артериално налягане и др.). Симетрията на кръвния поток и неговите индекси в сдвоените артерии на основата на мозъка са много по-постоянни във времето (обикновено асиметрията в стойностите на абсолютните индекси на линейните скоростни характеристики на потоците в предната, средната и задната мозъчна артерия не надвишава 30%). Степента на асиметрия на линейните скорости и периферното съпротивление в вътречерепните отдели на вертебралната артерия е изразена в по-голяма степен, отколкото в каротидния басейн, поради вариабилността на структурата на вертебралната артерия (допустимата асиметрия е 30-40%). Определянето на показателите за кръвен поток в вътречерепните съдове в покой предоставя важна информация за състоянието на кръвообращението в мозъчната тъкан, но стойността му е значително намалена поради наличието на система за авторегулация на мозъчния кръвен поток, благодарение на чието функциониране нивото на перфузия остава постоянно и достатъчно в широк диапазон от системно (локално интралуминално) артериално налягане и парциално налягане на кръвните газове (pO2 и _pCO2)). Тази постоянство е възможна благодарение на функционирането на локалните механизми за регулиране на съдовия тонус, които формират основата на авторегулацията на мозъчното кръвообращение. Сред горепосочените механизми се разграничават миогенни, ендотелни и метаболитни. За да се определи степента на тяхното функционално натоварване, транскраниалната доплерография изследва индексите на цереброваскуларна реактивност, които косвено характеризират потенциалната способност на мозъчните артерии и артериоли допълнително да променят диаметъра си в отговор на действието на стимули, които селективно (или относително селективно) активират различни механизми за регулиране на съдовия тонус. Като функционално натоварване се използват стимули, близки по действие до физиологичните. В момента съществуват методи за определяне на функционалното състояние на миогенните и метаболитните механизми за авторегулация на мозъчния кръвоток за мозъчния съдов басейн. За активиране на миогенния механизъм (степента на неговата дисфункция приблизително съответства на тази на ендотелния механизъм) се използват ортостатични (бързо повдигане на горната половина на тялото на 75° от началното хоризонтално легнало положение), антиортостатични (бързо сваляне на горната половина на тялото на 45° от началното хоризонтално легнало положение) и компресионни (краткотрайна, 10-15 s компресия на лумена на общата каротидна артерия над устата) тестове, с въвеждане (обикновено сублингвално) на нитроглицерин. Последното води до едновременно активиране на ендотелните и миогенните механизми за регулиране на съдовия тонус, тъй като действието на това лекарство се осъществява директно чрез гладкомускулните елементи на артериалната стена и индиректно - чрез синтеза на вазоактивни фактори, секретирани от ендотела. За изследване на състоянието на метаболитния механизъм на авторегулация на мозъчния кръвоток се използват хиперкапничен тест (вдишване за 1-2 минути на 5-7% смес от CO2 _с въздух), тест със задържане на дишането (краткотрайно задържане на дишането за 30-60 секунди), тест с хипервентилация (принудително дишане за 45-60 секунди) и интравенозно приложение на инхибитора на карбоанхидразата ацетазоламид. При липса на признаци на функционален стрес на регулаторните механизми в покой, реакцията на тестовете е положителна. В този случай се отбелязва промяна в показателите за скорост на кръвния поток и периферното съпротивление, съответстваща на приложеното натоварване, оценена по стойностите на индексите на реактивност, отразяващи степента на промяна в доплеровите параметри на кръвния поток в отговор на стимулация с натоварване в сравнение с първоначалните. При стрес на механизмите за авторегулация поради повишаване или намаляване на интралуминалното налягане в мозъчните артерии или _pCO2В мозъчната тъкан, спрямо оптималните им стойности, се регистрират отрицателни, парадоксални или засилени положителни реакции (в зависимост от началната посока на промените в тонуса, диаметъра на мозъчните съдове и вида на използваната стимулация с натоварване). В случай на неуспех на авторегулацията на мозъчното кръвообращение, обикновено характеризираща се с неравномерно разпределение в мозъчната тъкан, реакциите както към миогенни, така и към метаболитни тестове се променят. При изразено напрежение на авторегулацията е възможна патологична посока на миогенните реакции с положителен характер на отговорите на метаболитните тестове. При лица със стенотична/оклузивна патология възниква напрежение на авторегулаторните механизми поради неуспех или недостатъчно развитие на колатерална компенсация. При артериална хипертония и хипотония отклоненията на системното артериално налягане от оптималната му стойност водят до включване на системата за авторегулация. При васкулити и ангиопатии ограниченията на тоничните реакции са свързани със структурна трансформация на съдовата стена (фибросклеротични, некротични промени и други генерализирани процеси, водещи до структурни и функционални нарушения).

Основата на ултразвуковото откриване на церебрална микроемболия е способността да се определят атипични сигнали в Доплеровия спектър на дисталния кръвен поток (в артериите на основата на мозъка), които имат характерни черти, позволяващи да бъдат разграничени от артефакти. При наблюдение на кръвния поток в вътречерепните съдове с помощта на транскраниална доплерография е възможно не само да се регистрират микроемболични сигнали, но и да се определи техният брой за единица време, а в някои ситуации - и естеството на микроемболичния сигнал (за разграничаване на въздушната емболия от материалната), което може значително да повлияе на по-нататъшната тактика за лечение на пациента.

Диагностиката и мониторингът на церебралния вазоспазъм е една от най-важните методологични задачи на транскраниалната доплерография, предвид значението на ангиоспазма в генезиса на исхемично увреждане на мозъчната тъкан, причинено от нарушаване на метаболитния механизъм на авторегулация с последващо формиране на хемодинамичен феномен, подобен на артериоларо-венуларно шунтиране. Патологичният церебрален вазоспазъм се развива при хеморагични нарушения на мозъчното кръвообращение, тежка черепно-мозъчна травма, възпалителни лезии на мозъчната тъкан и нейните мембрани (менингит, менингоенцефалит). По-рядко срещани причини за това състояние са употребата на медикаменти (например някои цитостатици), както и облъчване на главата с цел аблация при онкологични пациенти. Диагностичните признаци на церебрален вазоспазъм при транскраниална доплерография са значително повишаване на линейните индекси на скоростта на кръвния поток, намаляване на периферното съпротивление, доплерови признаци на генерализирана турбуленция в потоците на спазмирани артерии, парадоксални или негативни реакции по време на стрес тестване на метаболитния механизъм на авторегулация на мозъчния кръвоток. С напредването на вазоспазма се наблюдава спастична реакция на големи екстра- и интракраниални артерии с различна тежест, като тя преобладава в последните. Колкото по-тежък е спазмът, толкова по-високи са линейните скорости на кръвния поток и толкова по-ниски са индексите на периферно съпротивление. Тъй като екстра- и интракраниалната спастична реакция се изразява различно, но с много специфично съотношение, нарастващо с нарастваща тежест на спазма (поради все по-голямата тежест в интракраниалните отдели), за нейната проверка и градация се използват специални изчислени индекси. По-специално, за характеризиране на степента на вазоспазъм в каротидната система се използва индексът на Линдегард, отразяващ съотношението на пиковата систолична скорост на кръвния поток в средната мозъчна артерия към тази в екстракраниалния отдел на съответната вътрешна каротидна артерия. Увеличаването на този индекс показва влошаване на вазоспазма.

Изследванията на мозъчната венозна система с помощта на транскраниален доплер се определят, от една страна, от вариабилността на структурата на мозъчните вени, а от друга страна, от ограниченията на акустичните подходи и методи за проверка на правилността на ехолокацията (което е особено важно за дълбоките вени и синусите). От най-голямо практическо значение е определянето на доплеровите характеристики на кръвния поток в правия синус в покой и по време на функционални натоварващи тестове, насочени към промяна (повишаване) на вътречерепното налягане. Значението на такива процедури се определя от възможността за неинвазивна проверка и оценка на тежестта на вътречерепната хипертония, както и на редица други патологични състояния (например тромбоза на синусите на твърдата мозъчна обвивка). В такива ситуации диагностично значими доплерографски критерии са повишаване на линейните показатели за кръвен поток в дълбоките вени и правия синус, както и атипични реакции по време на антиортостатични натоварвания с изместване на „точката на инфлексия“ поради ограничение на резерва за обемна и еластична компенсация.

В случаи на значително повишаване на вътречерепното налягане (до ниво, сравнимо с или надвишаващо артериалното налягане), се развива хемодинамична ситуация, характеризираща се със значително намаляване или пълно спиране на артериалния поток към мозъка („мозъчен арест“), водещо до мозъчна смърт. В този случай не може да се получи доплеров спектър на кръвния поток от вътречерепните артерии (или се локализира двупосочен поток с рязко намалена скорост), в екстракраниалните участъци на брахиоцефалните артерии осреднената по време линейна скорост на кръвния поток е намалена или равна на нула. Целесъобразността на изследването с помощта на ултразвукова доплерография на кръвния поток в екстракраниалните (вътрешни югуларни) вени все още не е определена.