Transkranialni doppler

V večini primerov diagnostične uporabe ultrazvočne dopplerografije jo je treba izvajati skupaj s transkranialno dopplerografijo. Izjeme od tega pravila so posamezniki z nezadostno izraženimi ali popolnoma odsotnimi "časovnimi" okni, pa tudi bolniki, pri katerih transkranialna dopplerografija ni mogoča iz drugih razlogov (7-12 % celotnega števila pregledanih bolnikov). V vseh situacijah, ki zahtevajo preverjanje in ugotavljanje narave patologije, ki je privedla do nastanka dopplerografskih sprememb, je indicirano dupleksno skeniranje ali drugi diagnostični postopki, ki so referenčni v povezavi z ultrazvočno dopplerografijo.

Indikacije za transkranialno Dopplersko sonografijo

Transkranialna dopplerjeva sonografija se trenutno uporablja tako za diagnostiko intrakranialnih žilnih lezij in določanje sprememb pretoka v njihovih lumnih kot tudi za spremljanje parametrov pretoka krvi pri različnih patoloških in fizioloških procesih. Neposredne indikacije za dinamično oceno možganske hemodinamike so sum na mikroembolijo pri posameznikih z aterosklerotičnimi, trombotičnimi lezijami ekstrakranialnih odsekov brahiocefaličnih arterij, srčnimi boleznimi, prehodnimi ishemičnimi atakami embolične geneze; patološkim možganskim vazospazmom. Spremljanje s transkranialno dopplerjevo sonografijo se pogosto uporablja v akutnem obdobju ishemične kapi. Poleg tega se metoda pogosto uporablja za ocenjevanje indeksov cerebrovaskularne reaktivnosti pri stenotični/okluzivni patologiji ekstra- in intrakranialnih odsekov brahiocefaličnih arterij, arterijski hipertenziji in hipotenziji, različnih oblikah angiopatij in vaskulitisa, ki jih spremlja poškodba različnih odsekov možganskega krvnega obtoka. Z uporabo transkranialne dopplerografije se izvaja intraoperativno spremljanje možganskih hemodinamskih indeksov med kirurškimi posegi na srcu in koronarnih arterijah, substanci in žilnem sistemu možganov ter ocenjuje učinkovitost zdravljenja z zdravili. Transkranialna Dopplerjeva sonografija se lahko uporablja kot diagnostična metoda za odkrivanje Dopplerjevih znakov stenoze s premerom več kot 50 % in/ali okluzije intrakranialnih arterij, za določanje ravni arterijskega dotoka skoznje v normi in z različnimi odstopanji (na primer vazospazem, vazodilatacija, arteriovenski shunt) v mirovanju in pod obremenitvijo. Diagnostični pomen transkranialne Dopplerjeve sonografije se nekoliko razlikuje od diagnostičnega pomena transkranialnega dupleksnega skeniranja, z izjemo nemožnosti Dopplerjeve korekcije kota. Diagnostični kriteriji, ki se uporabljajo v tem primeru, so podobni tistim pri ultrazvočni Dopplerjevi sonografiji.

Metodologija za izvajanje transkranialne Dopplerjeve sonografije

Transkranialna Dopplerjeva eholokacija omogoča dostop do srednjih (segmenti M1, redkeje M2), anteriornih (segmenta A1 in A2), posteriornih (segmenta P1 in P2) možganskih arterij, intrakranialnega dela notranje karotidne arterije, bazilarne arterije, intrakranialnih delov vertebralne arterije (segmenti V4), pa tudi do ravnega sinusa, Rosenthalovih ven in Galenove vene. Možno je tudi posneti spektre pretokov iz drugih, manjših arterij in ven, vendar ni metod za potrditev pravilnosti njihove lokacije. Neposredna lokacija povezovalnih arterij Willisovega kroga je prav tako v osnovi nemogoča.

Na večini področij so lobanjske kosti debele in neprepustne za ultrazvočne valove tudi pri nizkofrekvenčnih značilnostih (1-2,5 MHz). V zvezi s tem se za lociranje pretoka krvi v intrakranialnih žilah uporabljajo določena območja, imenovana ultrazvočna "okna". Na teh območjih so lobanjske kosti tanjše ali pa imajo naravne odprtine, skozi katere lahko ultrazvočni žarek prosto vstopi v lobanjsko votlino. Večina intrakranialnih žil, katerih temeljna možnost lociranja ni dvomljiva, se pregleda s senzorjem, nameščenim nad luskami temporalne kosti. V tem primeru se nahajajo notranja karotidna arterija, sprednja, srednja in zadnja možganska arterija (tako imenovano temporalno ultrazvočno "okno" ali temporalni akustični pristop). Druga okna se nahajajo na območju kraniovertebralnega prehoda (subokcipitalno ultrazvočno "okno", ta metoda se uporablja za lociranje segmentov V4 vertebralne in bazilarne arterije), nad okcipitalno izboklino (transokcipitalno "okno", ravni sinus) in v orbitalnem območju (transorbitalno "okno", oftalmična arterija, notranja karotidna arterija v intrakranialni regiji).

Za potrditev pravilnosti eholokacije se uporablja niz značilnosti: globina žile, smer pretoka krvi v lumnu žile glede na ravnino skeniranja senzorja ter odziv pretoka krvi v lumnu na kompresijske teste. Slednji vključujejo kratkotrajno (3-5 s) kompresijo lumna skupne karotidne arterije nad odprtino (ali distalno) na strani lokacije. Padec tlaka v lumnu skupne karotidne arterije distalno od mesta kompresije in upočasnitev ali popolna prekinitev pretoka krvi v njej vodita do hkratnega zmanjšanja (prenehanja) pretoka v lokaliziranem delu srednje možganske arterije (segment M1 ali M2). Pretok krvi v sprednji možganski arteriji (A1) in zadnji možganski arteriji (P1) med kompresijo skupne karotidne arterije je odvisen od strukture Willisovega kroga in funkcionalne zmogljivosti sprednje oziroma zadnje komunikantne arterije. V odsotnosti patologije je lahko pretok krvi v povezovalnih arterijah (če obstajajo) v mirovanju odsoten, dvosmeren ali usmerjen proti eni od povezovalnih arterij, kar je odvisno od ravni tlaka v njihovih lumnih. Poleg tega dolžina povezovalnih arterij in izjemna spremenljivost njihove lokacije ne omogočata uporabe zgoraj navedenih posrednih znakov za potrditev pravilnosti eholokacije. Zato se za določanje funkcionalne zmogljivosti (in ne anatomske prisotnosti ali odsotnosti) povezovalnih arterij Willisovega kroga uporabljajo tudi kompresijski testi. Glavne diagnostične omejitve transkranialne dopplerografije so povezane s temeljno nezmožnostjo vizualizacije žilne stene in s tem povezano hipotetično naravo kvalitativnih interpretacij pridobljenih podatkov, težavami pri popravljanju Dopplerjevega kota med "slepo" lokacijo pretokov v intrakranialnih žilah, pa tudi z obstojem več različic strukture, izvora, lokacije intrakranialnih arterij in ven (pogostost v populaciji doseže 30-50 %), pri čemer se zmanjša vrednost znakov, ki omogočajo preverjanje pravilnosti eholokacije.

Interpretacija rezultatov transkranialnega Dopplerjevega ultrazvoka

Objektivne informacije o stanju možganskega pretoka krvi po transkranialni Dopplerjevi sonografiji temeljijo na rezultatih določanja linearnih hitrostnih indeksov in indeksov perifernega upora. Pri praktično zdravih ljudeh se lahko Dopplerjeve značilnosti pretokov v intrakranialnih arterijah pri pregledu v mirovanju precej razlikujejo, kar je posledica številnih dejavnikov (funkcionalna aktivnost možganov, starost, raven sistemskega arterijskega tlaka itd.). Simetrija krvnega pretoka in njegovi indeksi v parnih arterijah možganske baze so sčasoma veliko bolj konstantni (običajno asimetrija vrednosti absolutnih indeksov linearnih hitrostnih značilnosti pretokov v sprednji, srednji in zadnji možganski arteriji ne presega 30 %). Stopnja asimetrije linearnih hitrosti in perifernega upora v intrakranialnih odsekih vretenčne arterije je izražena v večji meri kot v karotidnem bazenu zaradi spremenljivosti strukture vretenčne arterije (dovoljena asimetrija je 30-40 %). Določanje kazalnikov pretoka krvi v intrakranialnih žilah v mirovanju zagotavlja pomembne informacije o stanju krvnega obtoka v možganskem tkivu, vendar je njegova vrednost znatno zmanjšana zaradi prisotnosti sistema avtoregulacije možganskega pretoka krvi, zaradi katerega delovanje raven perfuzije ostaja konstantna in zadostna v širokem območju sistemskega (lokalnega intraluminalnega) arterijskega tlaka in parcialnega tlaka krvnih plinov (pO2 in pCO2 _).). Ta konstantnost je mogoča zaradi delovanja lokalnih mehanizmov regulacije žilnega tonusa, ki tvorijo osnovo avtoregulacije možganskega krvnega obtoka. Med zgoraj navedenimi mehanizmi ločimo miogene, endotelijske in presnovne. Za določitev stopnje njihove funkcionalne obremenitve transkranialna dopplerografija testira indekse cerebrovaskularne reaktivnosti, ki posredno označujejo potencialno sposobnost možganskih arterij in arteriol, da dodatno spremenijo svoj premer kot odziv na delovanje dražljajev, ki selektivno (ali relativno selektivno) aktivirajo različne mehanizme regulacije žilnega tonusa. Kot funkcionalna obremenitev se uporabljajo dražljaji, ki so po delovanju podobni fiziološkim. Trenutno obstajajo metode za določanje funkcionalnega stanja miogenih in presnovnih mehanizmov avtoregulacije možganskega krvnega pretoka za možganski žilni bazen. Za aktivacijo miogenega mehanizma (stopnja njegove disfunkcije približno ustreza stopnji endotelnega mehanizma) se uporabljajo ortostatski (hitro dvigovanje zgornje polovice telesa za 75° iz začetnega vodoravnega ležečega položaja), antiortostatski (hitro spuščanje zgornje polovice telesa za 45° iz začetnega vodoravnega ležečega položaja) in kompresijski (kratkotrajna, 10-15 sekund trajajoča kompresija lumna skupne karotidne arterije nad usti) testi z vnosom (običajno sublingvalno) nitroglicerina. Slednji vodi do hkratne aktivacije endotelijskih in miogenih mehanizmov uravnavanja žilnega tonusa, saj delovanje tega zdravila poteka neposredno preko gladkomišičnih elementov arterijske stene in posredno - preko sinteze vazoaktivnih faktorjev, ki jih izloča endotelij. Za preučevanje stanja presnovnega mehanizma avtoregulacije možganskega krvnega pretoka se uporabljajo hiperkapnični test (vdihavanje 5-7% mešanice CO2 z zrakom 1-2 minuti ₎, test zadrževanja diha (kratkotrajno zadrževanje diha 30-60 sekund), test hiperventilacije (prisilno dihanje 45-60 sekund) in intravensko dajanje zaviralca karboanhidraze acetazolamida. Če v mirovanju ni znakov funkcionalnega stresa regulatornih mehanizmov, je reakcija na teste pozitivna. V tem primeru se opazi sprememba kazalnikov hitrosti pretoka krvi in perifernega upora, ki ustreza uporabljeni obremenitvi, ocenjena z vrednostmi indeksov reaktivnosti, ki odražajo stopnjo spremembe Dopplerjevih parametrov pretoka krvi kot odziv na stimulacijo obremenitve v primerjavi z začetnimi. Pri stresu mehanizmov avtoregulacije zaradi povečanja ali zmanjšanja intraluminalnega tlaka v možganskih arterijah ali _pCO2V možganskem tkivu se glede na njihove optimalne vrednosti zabeležijo negativne, paradoksalne ali okrepljene pozitivne reakcije (odvisno od začetne smeri sprememb tonusa, premera možganskih žil in vrste uporabljene obremenitvene stimulacije). V primeru odpovedi avtoregulacije možganskega krvnega obtoka, ki jo običajno zaznamuje neenakomerna porazdelitev v možganskem tkivu, se spremenijo reakcije tako na miogene kot na presnovne teste. Pri izraziti napetosti avtoregulacije je možna patološka smer miogenih reakcij s pozitivno naravo odzivov na presnovne teste. Pri posameznikih s stenotično/okluzivno patologijo pride do napetosti avtoregulacijskih mehanizmov zaradi odpovedi ali nezadostnega razvoja kolateralne kompenzacije. Pri arterijski hipertenziji in hipotenziji odstopanja sistemskega arterijskega tlaka od njegove optimalne vrednosti vodijo do vključitve sistema avtoregulacije. Pri vaskulitisu in angiopatijah so omejitve toničnih reakcij povezane s strukturno transformacijo žilne stene (fibrosklerotične, nekrotične spremembe in drugi generalizirani procesi, ki vodijo do strukturnih in funkcionalnih motenj).

Osnova ultrazvočnega odkrivanja možganske mikroembolije je sposobnost določanja atipičnih signalov v Dopplerjevem spektru distalnega pretoka krvi (v arterijah možganske baze), ki imajo značilne lastnosti, ki jih omogočajo razlikovanje od artefaktov. Pri spremljanju pretoka krvi v intrakranialnih žilah z uporabo transkranialne dopplerografije je mogoče ne le zabeležiti mikroembolične signale, temveč tudi določiti njihovo število na časovno enoto, v nekaterih primerih pa tudi naravo mikroemboličnega signala (za razlikovanje zračne embolije od materialne), kar lahko pomembno vpliva na nadaljnjo taktiko vodenja bolnika.

Diagnostika in spremljanje možganskega vazospazma je ena najpomembnejših metodoloških nalog transkranialne dopplerografije, glede na pomen angiospazma pri nastanku ishemične poškodbe možganskega tkiva, ki jo povzroči motnja v presnovnem mehanizmu avtoregulacije s posledičnim nastankom hemodinamskega pojava, podobnega arteriolarno-venularnemu shuntu. Patološki možganski vazospazem se razvije pri hemoragičnih motnjah možganskega krvnega obtoka, hudi kraniocerebralni travmi, vnetnih lezijah možganskega tkiva in njegovih membran (meningitis, meningoencefalitis). Manj pogosti vzroki za to stanje so uporaba zdravil (na primer nekaterih citostatikov) ter obsevanje glave za namen ablacije pri bolnikih z rakom. Diagnostični znaki možganskega vazospazma pri transkranialni dopplerografiji so znatno povečanje linearnih indeksov hitrosti pretoka krvi, zmanjšanje perifernega upora, Dopplerjevi znaki generalizirane turbulence v pretokih spazmodičnih arterij, paradoksalne ali negativne reakcije med stresnim testiranjem presnovnega mehanizma avtoregulacije možganskega pretoka krvi. Z napredovanjem vazospazma se opazi spastična reakcija velikih ekstra- in intrakranialnih arterij različne stopnje resnosti, s prevlado v slednjih. Močnejši kot je spazem, višje so linearne hitrosti pretoka in nižji so indeksi perifernega upora. Ker se ekstra- in intrakranialna spastična reakcija izraža različno, vendar z zelo specifičnim razmerjem, ki se povečuje z naraščajočo resnostjo spazma (zaradi vedno večje resnosti v intrakranialnih odsekih), se za njegovo preverjanje in stopnjevanje uporabljajo posebni izračunani indeksi. Zlasti za karakterizacijo stopnje vazospazma v karotidnem sistemu se uporablja Lindegard-ov indeks, ki odraža razmerje med največjo sistolično hitrostjo pretoka v srednji možganski arteriji in hitrostjo pretoka v ekstrakranialnem odseku ustrezne notranje karotidne arterije. Povečanje tega indeksa kaže na poslabšanje vazospazma.

Študije možganskega venskega sistema z uporabo transkranialnega Dopplerja so po eni strani določene s spremenljivostjo strukture možganskih ven, po drugi strani pa z omejitvami akustičnih pristopov in metod za preverjanje pravilnosti eholokacije (kar je še posebej pomembno za globoke vene in sinuse). Največji praktični pomen ima določanje Dopplerjevih značilnosti pretoka krvi v ravnem sinusu v mirovanju in med funkcionalnimi obremenitvenimi testi, namenjenimi spreminjanju (povečanju) intrakranialnega tlaka. Pomen takšnih postopkov je določen z možnostjo neinvazivnega preverjanja in ocene resnosti intrakranialne hipertenzije, pa tudi številnih drugih patoloških stanj (na primer tromboze sinusov dura mater). V takih situacijah so diagnostično pomembni Dopplerografski kriteriji povečanje linearnih kazalnikov pretoka krvi v globokih venah in ravnem sinusu, pa tudi atipične reakcije med antiortostatskimi obremenitvami s premikom "prevojne točke" zaradi omejitve rezerve volumetrične in elastične kompenzacije.

V primerih znatnega povečanja intrakranialnega tlaka (na raven, primerljivo z arterijskim tlakom ali večjo od njega) se razvije hemodinamska situacija, za katero je značilno znatno zmanjšanje ali popolna prekinitev arterijskega pretoka v možgane ("zastoj možganskega krvnega obtoka"), kar vodi v možgansko smrt. V tem primeru ni mogoče dobiti Dopplerjevega spektra pretoka krvi iz intrakranialnih arterij (ali pa se nahaja dvosmerni pretok z močno zmanjšano hitrostjo), v ekstrakranialnih odsekih brahiocefalnih arterij pa je časovno povprečena linearna hitrost pretoka krvi zmanjšana ali enaka nič. Priporočljivost raziskav z ultrazvočno dopplerografijo pretoka krvi v ekstrakranialnih (notranjih jugularnih) venah še ni bila določena.