张天平,张炽敏

(东南大学附属中大医院，江苏 南京 210009)

近年来有关脑血管储备功能(cerebrovascular reserve, CVR)的研究正在广泛开展，以往多是通过经颅多普勒(TCD)或者CT脑血流灌注检查并记录颅内血流速或血流量在屏气前后的变化，通过流速或流量的增加值来量化CVR。相关研究表明，脑卒中人群的CVR较同年龄段正常人群明显降低，甚至有研究者认为CVR可能比单纯的颈内动脉(internal carotid artery, ICA)或大脑中动脉狭窄更能准确地预测脑卒中的发生[1]。ICA在颅内分支为大脑前动脉及大脑中动脉，是大脑前循环的直接供血动脉，其血流的变化可引起前循环障碍性疾病,研究表明颈动脉硬化斑块增加了脑梗死的发生风险[2- 3]。以往关于CVR的研究不论TCD还是CT检测的都是颅内血管(大脑中动脉或大脑前动脉)，本研究则是应用高频彩色多普勒血流显像(high frequency color Doppler flow imaging，HF- CDFI)相对直观地测量、分析ICA(颅外段)在屏气前后的血流变化情况，探讨通过HF- CDFI测定ICA屏气指数(BHI)评估CVR的可行性和可靠性。

1 对象与方法

1.1 研究对象

选取经东南大学附属中大医院神经内科诊断为单侧前循环缺血(anterior circulation ischemia，ACI)的患者30例(研究组)，年龄51～65岁，平均(53.33±12.51)岁，符合全国第六届脑血管病会议修订的诊断标准[4]。纳入标准：有明确的神经功能障碍，且经MR确认有ACI，所有患者均为首次发病。排除标准：(1) 有 明显的脑梗死家族遗传史；(2) 有颅内肿瘤、脑出血及脑梗死病史；(3) 影像学检查显示脑血管畸形或动静脉瘘；(4) 严重心肺功能不全，不能配合完成屏气试验。同时选取30例非前循环障碍者作为对照组，年龄51～63岁，平均(52.59±11.73)岁。

1.2 仪器与方法

超声仪器采用Esote(MY Lab twice2)彩色多普勒血流显像仪，探头频率7～11 MHz。BHI测定过程：嘱受检者平稳呼吸，将探头置于受检者颈部，于距颈动脉膨大处上游1.5～2 cm处测及ICA内径，检测并记录障碍侧ICA多普勒频谱参数，包括收缩期峰值流速(peak systolic velocity，Vs)、舒张末期血流速度(end diastolic velocity, Vd)、平均血流速(mean velocity, Vm)，并计算ICA血流量(Q)、搏动指数(PI)阻力指数(resistance index，RI)，保持探头位置、声束方向、检测深度及取样容积不变，嘱受检者屏气30 s，记录屏气末ICA多普勒频谱，测量参数同上。血流恢复基础状态后检查健侧ICA，对照组人群两侧ICA均进行检测。BHI测算：BHI=(屏气后ICA Vm- 屏气前ICA Vm)/屏气前ICA Vm×100/屏气时间[5]。通过参数的变化率分析脑血管反应性。上述操作均由同一名资深主治医师完成，测量前详细告知受检者屏气方法并练习两次。

1.3 统计学处理

采用SPSS 17.0分析软件进行统计学分析，计数资料以均数±标准差表示，计量资料的比较采用卡方检验，患侧和健侧以及BHI的比较采用配对t检验，ICA Q与BHI的相关性采用Pearson相关性分析，P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结 果

2.1 研究组和对照组基线资料和粥样硬化斑块发生率的比较

两组人群的性别、年龄、高血压等基线资料比较(表1)和颈动脉粥样硬化斑块的发生率比较(表2)均无明显差异(P<0.05)，两组资料具有可比性。

表1研究组和对照组基线资料对比

组 别n(男∶女)/例年龄/岁高血压/例高血脂/例糖尿病/例冠心病/例吸烟史/例研究组3023∶759．33±12．5121134318对照组3021∶958．59±11．7318107512P值0．770．130．590．600．510．710．19

表2 两组人群动脉粥样硬化斑块性质及IMT增厚情况 例

2.2 屏气前、后两组人群ICA内径及血流参数比较

研究组健侧及患侧与对照组屏气前、后ICA内径和各血流参数如表3和表4所示，ICA内径的变化差异无统计学意义，各血流速度和血流量的升高、PI和RI降低差异具有统计学意义(P<0.05)，此外屏气前和屏气后对照组两侧ICA内径和血流参数差异无统计学意义(P>0.05)，因此对照组ICA样本量为60根。

表3屏气前两组人群ICA内径及血流参数

内径和血流参数研究组对照组患侧健侧左侧右侧内径/cm0．41±0．070．40±0．090．39±0．080．40±0．07Vs/cm·s-151．7±9．456．2±11．361．3±12．262．2±11．9Vd/cm·s-112．3±3．918．6±4．521．7±5．521．1±5．9Vm/cm·s-122．3±5．429．9±6．232．3±6．431．9±6．6RI0．71±0．090．68±0．080．65±0．090．64±0．09Q/ml·min-1167．6±36．2225．2±39．1243．6±45．6245．9±46．3

注：对照组左、右两侧ICA内径和各血流参数的差异无统计学意义(P>0.05)，患侧和健侧ICA内径和各血流参数与对照组比较差异有统计学意义(P<0.05)

表4屏气后两组人群ICA内径及血流参数

内径和血流参数研究组对照组患侧健侧左侧右侧内径/cm0．40±0．090．41±0．070．40±0．080．41±0．07Vs/cm·s-160．7±10．163．1±12．576．3±14．275．7±13．9Vd/cm·s-116．7±4．324．2±5．129．6±6．530．1±6．4Vm/cm·s-128．7±6．437．5±6．943．3±7．544．0±7．9RI0．67±0．080．63±0．070．57±0．080．58±0．07Q/ml·min-1211．7±39．2278．2±42．5324．6±51．6326．1±49．6

注：对照组左、右两侧ICA内径和各血流参数之间的差异无统计学意义(P>0.05)，患侧和健侧ICA内径和各血流参数与对照组比较差异具有统计学意义(P<0.05)；与屏气前比较，研究组与对照组ICA内径的变化差异无统计学意义(P>0.05)，各血流参数的变化差异具有统计学意义(P<0.05)

2.3 两组患者ICA BHI的变化

研究组患侧ICA BHI为0.83±0.19，健侧ICA BHI为1.03±0.17，对照组ICA BHI为1.25±0.19，3组之间两两比较，差异具有统计学意义(P<0.05)。

2.4 研究组与对照组图像比较

见图1、2。

A.头颅MR弥散序列示右侧基底节区梗死灶；B.屏气前ICA血流频谱；C.屏气后ICA血流频谱

图1研究组患侧MR和屏气前后血流频谱

A.头颅MR弥散序列示颅内无梗死灶；B.屏气前ICA血流频谱；C.屏气后ICA血流频谱

图2对照组MR和屏气前后血流频谱

2.5 ICA Q的变化与BHI的关系

采用Pearson相关性分析基础状态下ICA Q与BHI的相关性，两者之间呈正相关(r=0.494，P=0.000)(图3)。

图3ICAQ与BHI的相关性

3 讨 论

CVR是指在生理或病理状况下，通过小动脉和毛细血管的代偿性地扩张或收缩，从而维持脑血流相对稳定的能力。现有研究结果表明，CVR的减退与脑卒中的发生密切相关[6]。目前，学者对CVR的研究多采取CT、MRI、SPECT等影像学检查结合屏气实验或药物负荷实验对脑血管血流灌注的变化进行检测，然而这些设备都存在检查费用高、不能实时检测的缺点。近年来超声作为一种简便快捷的影像学工具已用于评估CVR，目前的研究主要局限于应用TCD对颅内脑动脉进行研究，TCD探测时受到颅骨及操作者手法的影响较大，且不能测及脑血流量[7]，这也限制了TCD大规模的应用。本研究在以往TCD研究的基础上，应用HF- CDFI对ICA进行探查，作为临床常用的检查手段，颈动脉超声对于前循环的病变具有较高的预测价值，HF- CDFI不仅能显示ICA的二维结构，也能精确调节各种测量参数，从而准确测量ICA的血流速度，并计算出ICA的血流量。

本研究表明，屏气后ICA血流速度升高，这与颅内大脑中动脉相关研究结果一致，即屏气后血流速度升高[8]，同时本研究发现屏气后ICA的内径未见明显变化，基于ICA的血流量与血流速度和血管内径的关系，屏气后ICA的血流量也明显升高，这可能与屏气后脑动脉内含氧量降低，从而通过血流量的升高来代偿有关[9]。同时，屏气后ICA的PI和RI降低，PI和RI反映了远端血管的阻力情况[10]，表明屏气后ICA远端毛细血管网扩张，从而代偿性增加脑血流量。

屏气实验作为评估CVR简便而有效的手段，其能取得与CO2吸入法相似的效果[7]。BHI可反映CVR[11]，且BHI的下降与动脉硬化程度的指标之间有良好的相关性[12]。在研究组病例中，患侧ICA的BHI和健侧ICA的BHI均较对照组人群明显降低，尤其是研究组患侧ICA的BHI降低更为明显，表明有前循环障碍人群的患侧ICA储备功能均低于正常人群，且健侧ICA无法良好地代偿患侧，这也充分说明脑前循环障碍不能简单分为单侧，在MR确认有病灶的患侧肯定有脑循环障碍，但健侧也有可能受到影响。另一方面，一侧大脑前循环障碍患者ICA血流量与CVR呈正相关，当脑血流灌注量低时一定生理学或病理的刺激使正常血管扩张，从而使血流量增加，当脑血管代偿能力下降时血管不能代偿性扩张或扩张程度不足以使血流量保持相对稳定，此时基础状态下的潜在病变就会暴露出来，从而发生病变。

总之，ICA作为大脑前循环的主要供血动脉，一侧大脑前循环梗死患者患侧ICA的储备功能较正常人群明显降低，且健侧代偿功能亦低于正常人，ICA血流量与BHI呈正相关，这对于预测前循环障碍具有重要的意义,CDFI作为一种简便的工具可于临床中发挥更大的作用。

[参考文献]

[1] LIU M,ZHOU L.Cerebrovascular reserve may be a more accurate predictor of stroke than degree of ICA or MCA stenosis[J].Medical Science Monitor International Medical Journal of Experimental & Clinical Research,2014,20(6):2082- 2087.

[2] MATHIESEN E B,JOHNSEN S H,WILSGAARD T,et al.Carotid plaque area and intima- media thickness in prediction of first- ever ischemic stroke:a 10- year follow- up of 6 584 men and women:the tromso study[J].Stroke,2011,42(4):972- 978.

[3] CHIEN K L,SU T C,JENG J S,et al.Carotid artery intima- media thickness,carotid plaque and coronary heart disease and stroke in Chinese[J].PLoS One,2008,3(10):S106.

[4] 王薇薇,王新德.第六届全国脑血管病学术会议纪要[J].中华神经科杂志,2004,37(4):346- 348.

[5] 孙国兵,许康,余丹芳,等.经颅多普勒超声屏气试验评价重度颈动脉狭窄脑血管储备功能[J].神经损伤与功能重建,2014(6):475- 477.

[6] DAVENPORT M H,HOGAN D B,ESKES G A,et al.Cerebrovascular reserve:the link between fitness and cognitive function?[J].Exercise & Sport Sciences Reviews,2012,40(3):153- 158.

[7] 陈予东,石进.脑血管储备力检测方法的比较[J].中华老年心脑血管病杂志,2011,13(4):382- 384.

[8] 李倩,孔丽,刘玲，等.TCD对正常人大脑中动脉血流储备功能的评价[J].东南国防医药,2012,14(3):193- 194.

[9] 李丽,张馨,李淞，等.经颅多普勒屏气试验对中度血管性痴呆的预后评估[J].中风与神经疾病杂志,2015,32(6):541- 543.

[10] 张玲云,郑雪,张国全,等.脑梗死患者颈动脉超声检查及血流阻力指数的临床意义[J].中国中西医结合影像学杂志,2014(2):156- 158.

[11] AKGÜN H,TASDEMIR S,ULAÜ H,et al.Reduced breath holding index in patients with chronic migraine[J].Acta Neurologica Belgica,2015,115(3):1- 5.

[12] ZAVOREO I,DEMARIN V.Breath holding index and arterial stiffness as markers of vascular aging[J].Current Aging Science,2010,3(1):67- 70.