Transkraniálny doppler

Vo väčšine prípadov diagnostického použitia ultrazvukovej dopplerografie by sa mala vykonávať spolu s transkraniálnou dopplerografiou. Výnimkou z tohto pravidla sú jedinci s nedostatočne vyjadrenými alebo úplne chýbajúcimi „temporálnymi“ oknami, ako aj pacienti, u ktorých je transkraniálna dopplerografia z iných dôvodov nemožná (7 – 12 % z celkového počtu vyšetrených pacientov). Vo všetkých situáciách vyžadujúcich overenie, ako aj určenie povahy patológie, ktorá viedla k vzniku dopplerografických zmien, je indikované duplexné skenovanie alebo iné diagnostické postupy, ktoré sú referenčné vo vzťahu k ultrazvukovej dopplerografii.

Indikácie pre transkraniálnu Dopplerovu sonografiu

Transkraniálna Dopplerova sonografia sa v súčasnosti používa ako na diagnostiku intrakraniálnych cievnych lézií a stanovenie zmien prietoku v ich lúmenoch, tak aj na monitorovanie parametrov prietoku krvi pri rôznych patologických a fyziologických procesoch. Priamymi indikáciami pre dynamické hodnotenie mozgovej hemodynamiky sú podozrenie na mikroembóliu u jedincov s aterosklerotickými, trombotickými léziami extrakraniálnych častí brachiocefalických artérií, srdcovými chorobami, tranzitórnymi ischemickými atakami embolického pôvodu; patologickým mozgovým vazospazmom. Monitorovanie pomocou transkraniálnej Dopplerovej sonografie sa často používa v akútnom období ischemickej cievnej mozgovej príhody. Okrem toho sa metóda široko používa na hodnotenie indexov cerebrovaskulárnej reaktivity pri stenotickej/okluzívnej patológii extra- a intrakraniálnych častí brachiocefalických artérií, arteriálnej hypertenzii a hypotenzii, rôznych formách angiopatií a vaskulitídy, sprevádzaných poškodením rôznych častí mozgového obehu. Pomocou transkraniálnej Dopplerografie sa vykonáva intraoperačné monitorovanie mozgových hemodynamických indexov počas chirurgických zákrokov na srdci a koronárnych artériách, substancii a cievnom systéme mozgu a hodnotí sa účinnosť liekovej terapie. Transkraniálna Dopplerova sonografia sa môže použiť ako diagnostická metóda na detekciu Dopplerových znakov stenózy s priemerom viac ako 50 % a/alebo oklúzie intrakraniálnych artérií, na určenie úrovne arteriálneho prítoku cez ne v norme a s rôznymi odchýlkami (napríklad vazospazmus, vazodilatácia, arteriovenózny shunt) v pokoji a pri záťaži. Diagnostický význam transkraniálnej Dopplerovej sonografie sa mierne líši od diagnostického významu transkraniálneho duplexného skenovania, s výnimkou nemožnosti Dopplerovej korekcie uhla. Diagnostické kritériá použité v tomto prípade sú podobné kritériám pri ultrazvukovej Dopplerovej sonografii.

Metodika vykonávania transkraniálnej Dopplerovej sonografie

Transkraniálna Dopplerova echolokácia poskytuje prístup k stredným (segmenty M1, menej často M2), predným (segmenty A1 a A2), zadným (segmenty P1 a P2) mozgovým artériám, intrakraniálnej časti vnútornej krčnej tepny, bazilárnej tepny, intrakraniálnym častiam vertebrálnej tepny (segmenty V4), ako aj k priamemu sínusu, Rosenthalovým žilám a Galenovej žile. Je tiež možné zaznamenať spektrá prietokov z iných, menších tepien a žíl, ale neexistujú metódy na potvrdenie správnosti ich lokalizácie. Priama lokalizácia spojovacích tepien Willisovho kruhu je tiež zásadne nemožná.

Vo väčšine oblastí sú lebečné kosti hrubé a nepriepustné pre ultrazvukové vlny aj pri nízkofrekvenčných charakteristikách (1-2,5 MHz). V tomto ohľade sa na lokalizáciu prietoku krvi v intrakraniálnych cievach používajú určité zóny nazývané ultrazvukové „okná“. V týchto oblastiach sú lebečné kosti tenšie alebo majú prirodzené otvory, cez ktoré môže ultrazvukový lúč voľne vstupovať do lebečnej dutiny. Väčšina intrakraniálnych ciev, ktorých základná možnosť lokalizácie nie je pochybná, sa vyšetruje senzorom umiestneným nad šupinkou spánkovej kosti. V tomto prípade sa nachádza vnútorná krčná tepna, predná, stredná a zadná mozgová tepna (tzv. temporálne ultrazvukové „okno“ alebo temporálny akustický prístup). Ďalšie okná sa nachádzajú v oblasti kraniovertebrálneho prechodu (suboccipitálne ultrazvukové „okno“, táto metóda sa používa na lokalizáciu segmentov V4 vertebrálnych a bazilárnych tepien), nad okcipitálnym výbežkom (transokcipitálne „okno“, priamy sínus) a v orbitálnej oblasti (transorbitálne „okno“, oftalmická tepna, vnútorná krčná tepna v intrakraniálnej oblasti).

Na potvrdenie správnosti echolokácie sa používa súbor znakov: hĺbka cievy, smer prietoku krvi v lúmene cievy vzhľadom na rovinu snímania senzora, ako aj odozva prietoku krvi v lúmene na kompresné testy. Tieto zahŕňajú krátkodobú (počas 3-5 s) kompresiu lúmenu spoločnej krčnej tepny nad ústím (alebo distálne) na strane lokalizácie. Pokles tlaku v lúmene spoločnej krčnej tepny distálne od miesta kompresie a spomalenie alebo úplné zastavenie prietoku krvi v nej vedie k súčasnému zníženiu (zastaveniu) prietoku v lokalizovanej časti strednej mozgovej tepny (segment M1 alebo M2). Prietok krvi v prednej mozgovej tepne (A1) a zadnej mozgovej tepne (P1) počas kompresie spoločnej krčnej tepny závisí od štruktúry Willisovho kruhu a funkčnej kapacity prednej a zadnej komunikujúcej tepny. Pri absencii patológie môže byť prietok krvi v spojovacích tepnách (ak nejaké existujú) v pokoji neprítomný, obojsmerný alebo orientovaný na jednu zo spojovacích tepien, čo závisí od úrovne tlaku v ich lúmenoch. Okrem toho dĺžka spojovacích tepien a extrémna variabilita ich umiestnenia neumožňujú použitie vyššie uvedených nepriamych znakov na potvrdenie správnosti echolokácie. Preto sa na určenie funkčnej kapacity (a nie anatomickej prítomnosti alebo neprítomnosti) spojovacích tepien Willisovho kruhu používajú aj kompresné testy. Hlavné diagnostické obmedzenia transkraniálnej dopplerografie súvisia so zásadnou nemožnosťou vizualizácie cievnej steny a s tým spojenou hypotetickou povahou kvalitatívnych interpretácií získaných údajov, ťažkosťami s korekciou Dopplerovho uhla pri „slepej“ lokalizácii prietokov v intrakraniálnych cievach, ako aj s existenciou viacerých variantov štruktúry, pôvodu, umiestnenia intrakraniálnych tepien a žíl (frekvencia v populácii dosahuje 30 – 50 %), pri ktorých je znížená hodnota znakov, ktoré umožňujú overenie správnosti echolokácie.

Interpretácia výsledkov transkraniálneho Dopplerovho ultrazvuku

Objektívne informácie o stave prietoku krvi mozgom podľa transkraniálnej Dopplerovej sonografie sú založené na výsledkoch stanovenia lineárnych rýchlostných indexov a indexov periférneho odporu. U prakticky zdravých ľudí sa pri vyšetrení v pokoji môžu Dopplerove charakteristiky prietoku v intrakraniálnych artériách značne líšiť, čo je spôsobené mnohými faktormi (funkčná aktivita mozgu, vek, hladina systémového arteriálneho tlaku atď.). Symetria prietoku krvi a jeho indexy v párových artériách mozgovej bázy sú v čase oveľa konštantnejšie (asymetria hodnôt absolútnych indexov lineárnych rýchlostných charakteristík prietoku v prednej, strednej a zadnej mozgovej artérii zvyčajne nepresahuje 30 %). Stupeň asymetrie lineárnych rýchlostí a periférneho odporu v intrakraniálnych úsekoch vertebrálnej artérie je výraznejší ako v karotickej panve, čo je spôsobené variabilitou štruktúry vertebrálnej artérie (prípustná asymetria je 30 – 40 %). Stanovenie ukazovateľov prietoku krvi v intrakraniálnych cievach v pokoji poskytuje dôležité informácie o stave krvného obehu v mozgovom tkanive, ale jeho hodnota je výrazne znížená v dôsledku prítomnosti autoregulačného systému prietoku krvi v mozgu, vďaka ktorému zostáva úroveň perfúzie konštantná a dostatočná v širokom rozsahu systémového (lokálneho intraluminálneho) arteriálneho tlaku a parciálneho tlaku krvných plynov (pO2 _a pCO2 ₎). Táto stálosť je možná vďaka fungovaniu lokálnych mechanizmov regulácie cievneho tonusu, ktoré tvoria základ autoregulácie mozgového obehu. Medzi vyššie uvedenými mechanizmami sa rozlišujú myogénne, endotelové a metabolické. Na určenie stupňa ich funkčného stresu transkraniálna dopplerografia testuje indexy cerebrovaskulárnej reaktivity, ktoré nepriamo charakterizujú potenciálnu schopnosť mozgových tepien a arteriol dodatočne meniť svoj priemer v reakcii na pôsobenie podnetov, ktoré selektívne (alebo relatívne selektívne) aktivujú rôzne mechanizmy regulácie cievneho tonusu. Ako funkčná záťaž sa používajú podnety blízke fyziologickým. V súčasnosti existujú metódy na určenie funkčného stavu myogénnych a metabolických mechanizmov autoregulácie prietoku krvi mozgom pre mozgový cievny pool. Na aktiváciu myogénneho mechanizmu (stupeň jeho dysfunkcie približne zodpovedá stupňu endotelového mechanizmu) sa používajú ortostatické (rýchle zdvihnutie hornej polovice tela o 75° z východiskovej horizontálnej polohy v ľahu), antiortostatické (rýchle spustenie hornej polovice tela o 45° z východiskovej horizontálnej polohy v ľahu) a kompresné (krátkodobé, 10-15 s stlačenie lúmenu spoločnej krčnej tepny nad ústami) testy s podaním (zvyčajne sublingválne) nitroglycerínu. Nitroglycerín vedie k súčasnej aktivácii endotelových a myogénnych mechanizmov regulácie cievneho tonusu, pretože účinok tohto lieku sa realizuje priamo cez prvky hladkého svalstva arteriálnej steny a nepriamo - prostredníctvom syntézy vazoaktívnych faktorov vylučovaných endotelom. Na štúdium stavu metabolického mechanizmu autoregulácie prietoku krvi mozgom sa používa hyperkapnický test (inhalácia 5-7% zmesi CO2 so vzduchom počas 1-2 minút ₎, test zadržania dychu (krátkodobé zadržanie dychu na 30-60 sekúnd), hyperventilačný test (nútené dýchanie na 45-60 sekúnd) a intravenózne podanie inhibítora karboanhydrázy acetazolamidu. Pri absencii známok funkčného stresu regulačných mechanizmov v pokoji je reakcia na testy pozitívna. V tomto prípade sa zaznamená zmena ukazovateľov rýchlosti prietoku krvi a periférneho odporu zodpovedajúca aplikovanému zaťaženiu, ktorá sa hodnotí hodnotami indexov reaktivity odrážajúcich stupeň zmeny Dopplerových parametrov prietoku krvi v reakcii na stimuláciu záťažou v porovnaní s počiatočnými. Pri strese autoregulačných mechanizmov v dôsledku zvýšenia alebo zníženia intraluminálneho tlaku v mozgových artériách alebo _pCO2V mozgovom tkanive sa v porovnaní s ich optimálnymi hodnotami zaznamenávajú negatívne, paradoxné alebo zosilnené pozitívne reakcie (v závislosti od počiatočného smeru zmien tonusu, priemeru mozgových ciev a použitého typu záťažovej stimulácie). V prípade zlyhania autoregulácie mozgového obehu, ktoré sa zvyčajne vyznačuje nerovnomerným rozložením v mozgovom tkanive, sa menia reakcie na myogénne aj metabolické testy. Pri výraznom napätí autoregulácie je možný patologický smer myogénnych reakcií s pozitívnym charakterom odpovedí na metabolické testy. U jedincov so stenotickou/okluzívnou patológiou dochádza k napätiu autoregulačných mechanizmov v dôsledku zlyhania alebo nedostatočného rozvoja kolaterálnej kompenzácie. Pri arteriálnej hypertenzii a hypotenzii vedú odchýlky systémového arteriálneho tlaku od jeho optimálnej hodnoty k zaradeniu autoregulačného systému. Pri vaskulitíde a angiopatiách sú obmedzenia tonických reakcií spojené so štrukturálnou transformáciou cievnej steny (fibrosklerotické, nekrotické zmeny a iné generalizované procesy vedúce k štrukturálnym a funkčným poruchám).

Základom ultrazvukovej detekcie mozgovej mikroembólie je schopnosť určiť atypické signály v Dopplerovom spektre distálneho prietoku krvi (v tepnách mozgovej bázy), ktoré majú charakteristické znaky, ktoré ich umožňujú odlíšiť od artefaktov. Pri monitorovaní prietoku krvi v intrakraniálnych cievach pomocou transkraniálnej dopplerografie je možné nielen zaznamenávať mikroembolické signály, ale aj určiť ich počet za jednotku času a v niektorých situáciách aj povahu mikroembolického signálu (rozlíšiť vzduchovú embóliu od materiálnej), čo môže významne ovplyvniť ďalšiu taktiku manažmentu pacienta.

Diagnostika a monitorovanie mozgového vazospazmu je jednou z najdôležitejších metodologických úloh transkraniálnej dopplerografie, vzhľadom na význam angiospazmu v vzniku ischemického poškodenia mozgového tkaniva spôsobeného poruchou metabolického mechanizmu autoregulácie s následnou tvorbou hemodynamického javu podobného arteriolárno-venulárnemu posunu. Patologický mozgový vazospazmus sa vyvíja pri hemoragických poruchách mozgového obehu, závažnej kraniocerebrálnej traume, zápalových léziách mozgového tkaniva a jeho membrán (meningitída, meningoencefalitída). Menej častými príčinami tohto stavu sú užívanie liekov (napríklad niektorých cytostatík), ako aj ožarovanie hlavy za účelom ablácie u onkologických pacientov. Diagnostickými príznakmi mozgového vazospazmu pri transkraniálnej dopplerografii sú významné zvýšenie lineárnych indexov rýchlosti prietoku krvi, zníženie periférneho odporu, Dopplerovské príznaky generalizovanej turbulencie v prietokoch spazmodických artérií, paradoxné alebo negatívne reakcie počas záťažového testovania metabolického mechanizmu autoregulácie prietoku krvi mozgom. S postupujúcim vazospazmom sa pozoruje spastická reakcia veľkých extra- a intrakraniálnych artérií rôznej závažnosti, s prevahou v posledných dvoch. Čím je spazmus závažnejší, tým vyššie sú lineárne rýchlosti prietoku a tým nižšie sú indexy periférneho odporu. Keďže extra- a intrakraniálna spastická reakcia sa prejavuje odlišne, ale s veľmi špecifickým pomerom, ktorý sa zvyšuje so zvyšujúcou sa závažnosťou spazmu (v dôsledku stále väčšej závažnosti v intrakraniálnych častiach), na jej overenie a gradáciu sa používajú špeciálne vypočítané indexy. Najmä na charakterizáciu stupňa vazospazmu v karotickom systéme sa používa Lindegardov index, ktorý odráža pomer maximálnej systolickej rýchlosti prietoku v strednej mozgovej artérii k rýchlosti prietoku v extrakraniálnej časti zodpovedajúcej vnútornej karotickej artérie. Zvýšenie tohto indexu naznačuje zhoršenie vazospazmu.

Štúdie mozgového venózneho systému pomocou transkraniálneho Doppleru sú určené na jednej strane variabilitou štruktúry mozgových žíl a na druhej strane obmedzeniami akustických prístupov a metód na overenie správnosti echolokácie (čo je obzvlášť dôležité pre hlboké žily a dutiny). Najväčší praktický význam má stanovenie Dopplerových charakteristík prietoku krvi v priamom sínuse v pokoji a počas funkčných záťažových testov zameraných na zmenu (zvýšenie) intrakraniálneho tlaku. Dôležitosť takýchto postupov je určená možnosťou neinvazívneho overenia a posúdenia závažnosti intrakraniálnej hypertenzie, ako aj mnohých ďalších patologických stavov (napríklad trombóza dutín dura mater). V takýchto situáciách sú diagnosticky významnými Dopplerografickými kritériami zvýšenie lineárnych ukazovateľov prietoku krvi v hlbokých žilách a priamom sínuse, ako aj atypické reakcie počas antiortostatického zaťaženia s posunom „inflexného bodu“ v dôsledku obmedzenia rezervy volumetrickej a elastickej kompenzácie.

V prípadoch s významným zvýšením intrakraniálneho tlaku (na úroveň porovnateľnú s arteriálnym tlakom alebo ju prevyšujúcu) sa vyvíja hemodynamická situácia charakterizovaná významným poklesom alebo úplným zastavením arteriálneho prietoku do mozgu („zástava mozgového obehu“), čo vedie k smrti mozgu. V tomto prípade nie je možné získať Dopplerovo spektrum prietoku krvi z intrakraniálnych artérií (alebo sa nachádza obojsmerný prietok s výrazne zníženou rýchlosťou), v extrakraniálnych častiach brachiocefalických artérií je časovo spriemerovaná lineárna rýchlosť prietoku krvi znížená alebo rovná nule. Vhodnosť výskumu pomocou ultrazvukovej Dopplerografie prietoku krvi v extrakraniálnych (vnútorných jugulárnych) žilách ešte nebola stanovená.