【综述】经颅多普勒超声在急性缺血性卒中中的应用进展

摘要:急性缺血性卒中(AIS)具有高病死率､致残率｡血管内治疗已成为大血管闭塞AIS患者血管再通的主要治疗方法之一｡经血管再通治疗的AIS患者脑血流动力学状态与脑血管再灌注和病变处缺血半暗带改善程度密切相关｡经颅多普勒超声(TCD)在评估颅内血管闭塞或狭窄程度､指导治疗､预测转归等方面具有无创､可靠､便捷等优点｡作者对TCD在AIS中的应用进展进行了综述｡

卒中是目前世界范围内第二位的死亡原因,也是导致残疾的第三大原因,其病死人数占总死亡人数的11. 6%｡卒中可分为缺血性和出血性两大类,其中急性缺血性卒中(acute ischemic stroke,AIS)最为常见,发生率占所有卒中患者的70% ~80%｡对于大血管闭塞(large vessel occlusion, LVO)的AIS 患者,血管内治疗(endovascular  thrombectomy,EVT)是目前临床上血管再通治疗的主要方法之一,且相对于仅行药物治疗的患者具有更好的神经功能预后｡但血管再通前后,不同患者的脑血流动力学情况往往差异较大并与预后情况密切相关,尤其是继发脑出血或脑水肿､血管再闭塞及血压波动的患者｡因此,个体化的脑血流与血压管理成为EVT 后的AIS 患者针对性治疗的重点｡ 经颅多普勒超声(TCD)发展至今已有40余年,技术成熟,且具有无创､便捷､价廉､可靠等优点,可以实时测量脑血流速度的相对变化,在AIS患者早期脑血流评估与持续监测中具有优势｡笔者就TCD在AIS患者中的应用进行如下综述｡

1 TCD评估颅内血管闭塞或狭窄

约42%的AIS患者在急性期(发病后6 h内)可检测到颅内大动脉狭窄或闭塞｡颅内动脉狭窄或闭塞性病变是导致AIS的主要原因,TCD可以对AIS患者的血管源性病变进行初步筛查,协助明确诊断｡Guan等前瞻性纳入了128例AIS患者,在患者入院后立即行TCD检查各段颅内血管,并在TCD完成的3h内完善CT血管成像(CTA),将CTA检测出的血管狭窄程度进行分级(包括无狭窄及轻､中､重度狭窄),各级狭窄对应的TCD检测的大脑中动脉(MCA)流速[包括收缩期峰值流速(PSV)､舒张期末流速､平均流速(MV)]差异均有统计学意义(均P<0.05);在检测MCA狭窄或闭塞方面,TCD的敏感度达100%,特异度达98.9%;TCD检测大脑前动脉､颈内动脉､大脑后动脉狭窄或闭塞的敏感度分别为88.9%､90.9%､98.2%,特异度分别95.4%､81.8%､95.2%｡

以DSA为“金标准”的国际多中心研究也证实了TCD对于检测脑血管狭窄的作用｡Zhao等对102例颅内动脉粥样硬化患者进行了TCD及DSA检查,对比分析后得出TCD检测MCA与椎-基底动脉狭窄率≥70%的敏感度分别为91%和80%,其特异度也均在80%以上｡

TCD作为一项快速的无创检查,可以用于颅内血管闭塞或狭窄的初步评估,但也会显著延长入院至溶栓时间,可能贻误最佳治疗时机,故目前国内外指南并未将TCD作为血管再通治疗前的推荐检查,在再通治疗过程中或治疗后完成TCD检查可能是合理的｡且作为一种辅助诊断技术,TCD检查的结果与操作者水平及经验相关,较差的声窗也会限制其使用范围｡

TCD在LVO院前识别及分诊方面的应用也进入逐步探索阶段｡基于TCD开发的Lucid机器人是一种用于大脑健康评估的机器人辅助超声系统,旨在专业人员的指导下行非侵入性的脑血流信息测量｡有研究表明,Lucid机器人对于识别LVO具有良好表现,其对107例MCA及颈内动脉闭塞患者的识别敏感度为91%,特异度为85%｡但目前Lucid机器人尚存在设备成本及操作费用高,处理时间长等缺陷,其在院前的进一步运用还需更多的研究证实｡

2 TCD在AIS患者治疗中的应用

颈动脉狭窄是AIS的主要原因之一,约占患者总数的20%｡对于无症状的颈动脉狭窄患者,仅有不到5%能从手术干预(包括颈动脉内膜切除术及颈动脉支架置入术)中获益｡通过TCD检测颈动脉狭窄患者狭窄侧颈动脉微栓子数量,有助于识别卒中高风险人群,提高干预风险收益比,协助指导颈动脉狭窄患者治疗方式的选择｡此外,TCD在介入手术中的持续监测有利于预防及发现手术并发症并指导治疗,为治疗方案的选择提供新思路｡Olivere等将TCD运用于11例颈动脉狭窄患者经颈动脉血运重建术中,实时监测脑血流动力学变化,并发现了数起栓塞事件｡Jiang等报道了1例双侧颈内动脉次全闭塞的AIS患者,在TCD持续监测下完成分期血管成形术(左侧颈内动脉球囊扩张术+左侧颈内动脉支架置入术),以TCO测量出的MCA流速改善为标准,指导术中治疗,患者术后未发生脑过度灌注综合征及其他并发症,出院时美国国立卫生研究院卒中量表(NIHSS)评分<2分｡

Brunser等前瞻性纳入86例发病时间小于4.5h的LVO-AIS患者,在发病后(150.2±19.0)min内完成了TCD,其中在49例(56.9%)患者中,TCD提供了除一般AIS成像方案[CT､CTA和扩散加权成像(DWI)]外的额外信息,包括侧支循环情况､微栓塞信号､CTA未发现的栓塞和血管通畅性等｡其中,侧支循环作为流向血管闭塞区域的血液分流,对缺血的脑组织有保护作用,并与AIS后再灌注及神经系统改善密切相关｡微栓塞信号是指栓子在血管内通过的信号,识别该信号可以用于监测EVT手术并评估治疗的有效性及术后卒中复发风险｡Brunser等根据TCD提供的信息改变了15例(17.4%)患者的治疗与管理方案,并发现颅内血管闭塞(P<0.01)和良好的声窗(P=0.004)与TCD获得额外信息相关｡有研究纳入了79例发病时间小于24h的AIS患者并在其发病后平均(572±376)min完成TCD,与一般AIS成像方案对比后显示,TCD为28例(35.4%)患者提供了额外信息,其中NIHSS评分>10分的患者更可能通过TCD获得额外信息,以改变其初始治疗[46.4%(13/28)比15.7%(8/51),P=0.004],包括进行或终止血管造影以及重症监护治疗等｡

AIS患者急性期的血压控制在临床上同样具有挑战性,尤其是经EVT的AIS患者｡Tao等前瞻性纳入了接受EVT的232例前循环缺血性卒中患者,探讨TCD指导血压管理(TCD-guided blood  pressure management,TBM)对其临床转归的影响｡该研究中,TBM组(69例)患者在EVT后接受床旁TCD持续监测至少24h,在患侧MCA的PSV≥118cm/s及患侧/健侧MV>1.25时进行降压,在患侧MCA的PSV≤74cm/s时进行升压,非TBM(non-TBM,NBM)组163例患者则按指南方案指导血压管理;运用倾向评分将两组患者进行匹配后,两组分别为65例患者,匹配后的TBM组患者发病后90d改良Rankin量表(mRS)评分<2分的患者比例高于NBM组[38.5%(25/65)比20.0%(13/65);OR=3.34,95%CI:1.36~8.22,P=0.01],且TBM组病死率明显低于NBM组[23.1%(15/65)比40.0%(26/65); OR=0.38,95% CI:0.17~0.85,P=0.02]｡ Chen等前瞻性纳入95例前循环缺血性卒中行EVT患者,将其随机分为TBM组(48例)与NBM组(47例),TBM组在行EVT后72h内多次行TCD检测,在TCD显示血流加速､减速或颅内高压时进行血压及颅内压的控制,NBM组则根据指南控制血压和颅内压,结果显示,TBM组出院时mRS评分>2分患者比例明显小于NBM组(45.5%比91.7%,P=0.027),且TBM组与NBM组在早期神经功能恶化(early neurological deterioration, END)率(13.8%比37.5%,P=0.036)及发病后3个月病死率(0比25.0%,P=0.012)方面差异均有统计学意义｡综上,TCD有助于缺血性卒中患者行EVT后血压和颅内压管理,并可能有助于减少END甚至死亡｡

TCD对于接受药物静脉溶栓的AIS患者也可以发挥一定作用｡Arumugham等将13例接受超声溶栓和6例未接受超声溶栓的AIS患者进行对比,结果显示,在静脉溶栓过程中进行持续30min的TCD可以显著提升MCA的MV[8.5(5.5,13.0)cm/s比2.0(2.0,3.5)cm/s,P=0.014],且并未增加颅内出血或死亡的发生率｡这可能是因为超声波能量传播加快了血栓破裂,使更多的血栓表面暴露于抗凝药物,从而提高了溶栓效果｡Mazya等对卒中溶栓安全实施-国际卒中溶栓注册数据库中来自20个国家124家医院的1701例AIS患者进行分析,结果显示,静脉溶栓期间行TCD检查与发病后3个月mRS评分0~1分(OR=1.28,95%CI:1.06~1.55,P =0.012)和发病后3个月内死亡(OR= 0.73,95%CI:0.55~0.95,P=0.022)独立相关｡

3 TCD预测AIS患者转归

mRS是目前临床上最常使用的神经功能评估量表,通常用首次症状发作3个月后的mRS评分评估AIS患者的临床结局｡TCD搏动指数可反映微循环中的远端流动阻力与血管灌注状态,较高的搏动指数可能代表微循环阻力增加及灌注受损,可一定程度上预示患者的预后不良｡Zhao等回顾性纳入了170例EVT后24h内完成TCD检查的LVO-AIS患者,以TCD测得的患侧MCA的搏动指数的上四分位数值[1.15(1.09,1.28)]将患者分为高搏动指数组(45例)与低搏动指数组(125例),将术后3个月后mRS评分≥5分定义为功能结局极差｡结果显示,高搏动指数与极差功能结局显著相关(OR=6.30,95%CI:2.76~14.36,P<0.01),进行受试者工作特征曲线及约登指数分析后显示,患侧MCA搏动指数预测极差功能结局的最佳截断值为1.04,其敏感度为65.6%,特异度为78.3%,曲线下面积为0.755(95%CI:0.655~0.854,P<0.01)｡

出血性转化(hemorrhagic transformation,HT)是AIS患者EVT后最严重的并发症之一,干预不及时可进展为症状性颅内出血(symptomatic intracranial  hemorrhage,sICH),与患者的不良预后显著相关｡Enomoto等纳入了610例经EVT的AIS患者,其中93例(15.2%)发生HT,14例(2.3%)发生了sICH,60例(9.8%)发生孤立性蛛网膜下腔出血｡Tian等纳入联合或不联合重组组织型纤溶酶原激活剂(rt-PA)溶栓的EVT患者633例,其中261例(41.2%)发生了HT,34例(5.4%)出现sICH,85例(13.4%)出现了脑实质血肿｡

TCD在预测EVT术后HT及颅内出血方面也发挥一定作用｡血管壁的机械损伤､血-脑屏障破坏及脑过度灌注等均可能导致颅内出血｡Katsanos等前瞻性纳入42例经EVT后成功再通的前循环缺血性卒中患者,并在术后18h内完成TCD检查,术后CT检查显示20例(48%)患者发生了HT,HT患者TCD检测MCA的PSV在患侧[(107 ± 42)cm/s比(82 ± 25)cm/s,P=0.024)]及健侧[(97 ± 21)cm/s比(81 ± 25)cm/s,P= 0.040]均高于未发生HT的患者｡Baracchini等纳入180例前循环LVO患者,其中28例(15.6%)患者术后发生颅内出血,比较颅内出血患者与未出血患者术后即刻TCD结果显示,相较于未出血患者,发生颅内出血的患者患侧(闭塞侧)与健侧MCA的PSV比值较高[(3.4±0.1)比(2.4±0.1),P<0.01],并与颅内出血的发生独立相关(OR=13.379,95% CI:2.466 ~ 50.372,P<0.01);EVT后1周PSV恢复正常的颅内出血患者(19例)和PSV未恢复正常的患者(9例)术后90dmRS评分0~2分的例数分别为8例和0例｡

EVT后END主要包括血管源性脑水肿､sICH及缺血进展｡TCD在预测前循环缺血性卒中患者EVT后END发生方面也可发挥一定的作用｡He等前瞻性纳入了112例前循环缺血性卒中患者,在EVT术后24h､24~48h､48~72h各行1次TCD检查,80例成功再通的患者中,17例(21.3%)发生了END,END组PSV[127(100,262)cm/s比116(70,250) cm/s,P=0.039]､患侧/健侧MV[1.29 (0.81, 3.41)比1.02 (0.40, 3.53),P= 0.036]和患侧MV/平均动脉血压[mean blood pressure,MBP; 0.97(0.61,2.19)比0.79(0.41,1.96), P=0.008]均高于非END组(63例);搏动指数≥0.85 (OR=11.03,95% CI:1.92 ~ 63.46,P= 0.007)和患侧MV/MBP≥0.84 (OR=9.20,95% CI:2.07 ~ 40.84,P= 0.004)是EVT术后发生END的独立危险因素,预测敏感度分别为82.4%和76.5%,特异度分别为42.9%和66.7%｡Pan等[42]研究纳入101例行EVT的AIS患者,在术后7d内运用TCD检测MCA的血流情况,结果显示,术后发生重度脑水肿患者(34例)MCA的患侧/健侧PSV [1.0(0.8, 1.3)比1.2(0.9, 1.4), P= 0.020]及MV[0.9(0.8, 1.3)比1.3(0.9, 1.5),P= 0.029]均低于非重度脑水肿患者(67例)｡

综上所述,TCD作为一种可基于实时血流动力学结果对血管闭塞程度､再通情况和再灌注程度进行评估的重要成像技术,在AIS患者的脑血流动力学的监测方面具有较高的应用价值｡对AIS患者行实时､分段､持续TCD检测有助于患者个体化治疗方案的制定,也对并发症发生和预后转归的预测具有重要意义｡