Transkraniālais doplers

Vairumā gadījumu, kad ultraskaņas doplerogrāfija tiek diagnostiski izmantota, tā jāveic kopā ar transkraniālo doplerogrāfijas metodi. Izņēmumi no šī noteikuma ir indivīdi ar nepietiekami izteiktiem vai pilnībā neesošiem "laika" logiem, kā arī pacienti, kuriem transkraniālā doplerogrāfija nav iespējama citu iemeslu dēļ (7-12% no kopējā izmeklēto pacientu skaita). Visās situācijās, kurās nepieciešama pārbaude, kā arī patoloģijas rakstura noteikšana, kas novedusi pie doplerogrāfisku izmaiņu veidošanās, ir indicēta dupleksa skenēšana vai citas diagnostikas procedūras, kas ir atsauces attiecībā uz ultraskaņas doplerogrāfijas metodi.

Transkraniālās Doplera sonogrāfijas indikācijas

Transkraniālā doplera sonogrāfija pašlaik tiek izmantota gan intrakraniālu asinsvadu bojājumu diagnostikai un plūsmas izmaiņu noteikšanai to lūmenos, gan asins plūsmas parametru uzraudzībai dažādos patoloģiskos un fizioloģiskos procesos. Tiešas indikācijas smadzeņu hemodinamikas dinamiskai novērtēšanai ir aizdomas par mikroemboliju indivīdiem ar aterosklerotiskiem, trombotiskiem brahiocefālo artēriju ekstrakraniālo daļu bojājumiem, sirds slimībām, pārejošām išēmiskām lēkmēm ar embolisku ģenēzi; patoloģiskām smadzeņu vazospazmām. Monitorings ar transkraniālo doplera sonogrāfiju bieži tiek izmantots išēmiska insulta akūtā periodā. Turklāt metode tiek plaši izmantota, lai novērtētu cerebrovaskulārās reaktivitātes rādītājus brahiocefālo artēriju ekstrakraniālo un intrakraniālo daļu stenotiskās/okluzīvās patoloģijas gadījumā, arteriālas hipertensijas un hipotensijas, dažādu angiopātiju un vaskulīta formu gadījumā, ko pavada dažādu smadzeņu asinsrites gultnes daļu bojājumi. Izmantojot transkraniālo doplerogrāfiju, tiek veikta smadzeņu hemodinamikas rādītāju intraoperatīva uzraudzība ķirurģisku iejaukšanos laikā sirdī un koronārajās artērijās, smadzeņu vielā un asinsvadu sistēmā, kā arī tiek novērtēta medikamentozās terapijas efektivitāte. Transkraniālā doplera sonogrāfija var tikt izmantota kā diagnostikas metode, lai atklātu Doplera pazīmes, kas liecina par intrakraniālo artēriju stenozi, kas pārsniedz 50% diametrā, un/vai nosprostojumu, lai noteiktu arteriālās asinsrites līmeni caur tām gan normā, gan ar dažādām novirzēm (piemēram, vazospazmām, vazodilatāciju, arteriovenozo šuntu) miera stāvoklī un slodzes laikā. Transkraniālās doplera sonogrāfijas diagnostiskā nozīme nedaudz atšķiras no transkraniālās dupleksās skenēšanas nozīmes, izņemot Doplera leņķa korekcijas neiespējamību. Šajā gadījumā izmantotie diagnostikas kritēriji ir līdzīgi ultraskaņas doplera sonogrāfijas kritērijiem.

Transkraniālās Doplera sonogrāfijas veikšanas metodoloģija

Transkraniālā Doplera eholokācija nodrošina piekļuvi vidējām (M1 segmenti, retāk M2), priekšējām (A1 un A2 segmenti), aizmugurējām (P1 un P2 segmenti) smadzeņu artērijām, iekšējās miega artērijas intrakraniālajai daļai, bazilārajai artērijai, mugurkaula artērijas intrakraniālajām daļām (V4 segmenti), kā arī taisnajam sinusam, Rozentāla vēnām un Galēna vēnām. Ir iespējams arī reģistrēt plūsmu spektrus no citām, mazākām artērijām un vēnām, taču nav metožu, kas apstiprinātu to atrašanās vietas pareizību. Vilisa loka savienojošo artēriju tieša atrašanās vietas noteikšana arī principiāli nav iespējama.

Vairumā apgabalu galvaskausa kauli ir biezi un necaurlaidīgi ultraskaņas viļņiem pat ar zemas frekvences raksturlielumiem (1–2,5 MHz). Šajā sakarā noteiktas zonas, ko sauc par ultraskaņas "logiem", tiek izmantotas, lai noteiktu asins plūsmu intrakraniālajos asinsvados. Šajās zonās galvaskausa kauli ir plānāki vai arī tiem ir dabiskas atveres, caur kurām ultraskaņas stars var brīvi iekļūt galvaskausa dobumā. Lielāko daļu intrakraniālo asinsvadu, kuru atrašanās vietas noteikšanas iespējamība nav apšaubāma, izmeklē ar sensoru, kas novietots virs deniņu kaula zvīņkaula. Šajā gadījumā tiek lokalizēta iekšējā miega artērija, priekšējā, vidējā un aizmugurējā smadzeņu artērija (t. s. temporālā ultraskaņas "logs" vai temporālā akustiskā pieeja). Citi logi atrodas kraniovertebrālā savienojuma zonā (subocipitālā ultraskaņas "logs", šī metode tiek izmantota, lai lokalizētu mugurkaula un bazilāro artēriju V4 segmentus), virs pakauša izauguma (transocipitālais "logs", taisnais sinuss) un orbitālajā zonā (transorbitālā "logs", oftalmoloģiskā artērija, iekšējā miega artērija intrakraniālajā reģionā).

Lai apstiprinātu eholokācijas pareizību, tiek izmantots pazīmju kopums: asinsvada dziļums, asins plūsmas virziens asinsvada lūmenā attiecībā pret sensora skenēšanas plakni, kā arī asins plūsmas reakcija lūmenā uz kompresijas testiem. Pēdējie ietver īslaicīgu (3-5 s) kopējās miega artērijas lūmena saspiešanu virs atveres (vai distālā) lokalizācijas pusē. Spiediena pazemināšanās kopējās miega artērijas lūmenā distāli no saspiešanas vietas un asins plūsmas palēnināšanās vai pilnīga pārtraukšana tajā noved pie vienlaicīgas plūsmas samazināšanās (pārtraukšanas) vidējās smadzeņu artērijas lokalizētajā daļā (M1 vai M2 segmentā). Asins plūsma priekšējā smadzeņu artērijā (A1) un aizmugurējā smadzeņu artērijā (P1) kopējās miega artērijas saspiešanas laikā ir atkarīga attiecīgi no Vilisa loka struktūras un priekšējās un aizmugurējās saziņas artērijas funkcionālās kapacitātes. Ja patoloģijas nav, asins plūsma savienojošajās artērijās (ja tādas ir) miera stāvoklī var nebūt, būt divvirzienu vai orientēta uz vienu no savienojošajām artērijām, kas ir atkarīgs no spiediena līmeņa to lūmenos. Turklāt savienojošo artēriju garums un to atrašanās vietas ārkārtējā mainība neļauj izmantot iepriekš minētās netiešās pazīmes, lai apstiprinātu eholokācijas pareizību. Tāpēc kompresijas testi tiek izmantoti arī, lai noteiktu Vilisa apļa savienojošo artēriju funkcionālo kapacitāti (nevis anatomisko klātbūtni vai neesamību). Transkraniālās doplerogrāfijas galvenie diagnostiskie ierobežojumi ir saistīti ar asinsvadu sieniņas vizualizācijas principiālo neiespējamību un ar to saistīto iegūto datu kvalitatīvo interpretāciju hipotētisko raksturu, grūtībām koriģēt Doplera leņķi "aklās" plūsmu lokalizācijas laikā intrakraniālajos asinsvados, kā arī ar intrakraniālo artēriju un vēnu struktūras, izcelsmes, atrašanās vietas vairāku variantu esamību (biežums populācijā sasniedz 30-50%), kuros samazinās to pazīmju vērtība, kas ļauj pārbaudīt eholokācijas pareizību.

Transkraniālās Doplera ultraskaņas rezultātu interpretācija

Objektīva informācija par smadzeņu asinsrites stāvokli saskaņā ar transkraniālo doplera sonogrāfiju balstās uz lineārā ātruma indeksu un perifērās pretestības indeksu noteikšanas rezultātiem. Praktiski veseliem cilvēkiem, pārbaudot miera stāvoklī, intrakraniālo artēriju plūsmu Doplera raksturlielumi var diezgan ievērojami atšķirties, kas ir saistīts ar daudziem faktoriem (smadzeņu funkcionālā aktivitāte, vecums, sistēmiskā arteriālā spiediena līmenis utt.). Asins plūsmas simetrija un tās rādītāji smadzeņu pamatnes pāru artērijās laika gaitā ir daudz nemainīgāki (parasti smadzeņu priekšējās, vidējās un aizmugurējās artērijās plūsmu lineārā ātruma raksturlielumu absolūto indeksu vērtību asimetrija nepārsniedz 30%). Lineāro ātrumu un perifērās pretestības asimetrijas pakāpe mugurkaula artērijas intrakraniālajos apgabalos ir izteiktāka nekā miega artērijas baseinā, pateicoties mugurkaula artērijas struktūras mainīgumam (pieļaujamā asimetrija ir 30–40%). Asins plūsmas indikatoru noteikšana intrakraniālajos traukos miera stāvoklī sniedz svarīgu informāciju par asinsrites stāvokli smadzeņu audos, taču tās vērtība ir ievērojami samazināta smadzeņu asinsrites autoregulācijas sistēmas klātbūtnes dēļ, pateicoties tās darbībai, perfūzijas līmenis saglabājas nemainīgs un pietiekams plašā sistēmiskā (lokālā intraluminālā) arteriālā spiediena un asins gāzu parciālā spiediena diapazonā ( _pO2 un _pCO2). Šī noturība ir iespējama, pateicoties lokālo asinsvadu tonusa regulēšanas mehānismu darbībai, kas veido smadzeņu asinsrites autoregulācijas pamatu. Starp iepriekš minētajiem mehānismiem izšķir miogēnos, endotēlija un vielmaiņas mehānismus. Lai noteiktu to funkcionālā stresa pakāpi, transkraniālā doplerogrāfija pārbauda cerebrovaskulārās reaktivitātes rādītājus, kas netieši raksturo smadzeņu artēriju un arteriolu potenciālo spēju papildus mainīt savu diametru, reaģējot uz stimulu iedarbību, kas selektīvi (vai relatīvi selektīvi) aktivizē dažādus asinsvadu tonusa regulēšanas mehānismus. Kā funkcionālā slodze tiek izmantoti stimuli, kas darbībā ir tuvi fizioloģiskajiem. Pašlaik ir metodes smadzeņu asinsrites autoregulācijas miogēno un vielmaiņas mehānismu funkcionālā stāvokļa noteikšanai smadzeņu asinsvadu baseinā. Lai aktivizētu miogēno mehānismu (tā disfunkcijas pakāpe aptuveni atbilst endotēlija mehānismam), tiek izmantoti ortostatiski (ātra ķermeņa augšdaļas pacelšana par 75° no sākotnējā horizontālā guļus stāvokļa), antiortostatiski (ātra ķermeņa augšdaļas nolaišana par 45° no sākotnējā horizontālā guļus stāvokļa) un kompresijas (īslaicīga, 10–15 s ilga kopējās miega artērijas lūmena saspiešana virs mutes) testi, ievadot (parasti sublingvāli) nitroglicerīnu. Pēdējais noved pie vienlaicīgas endotēlija un miogēno asinsvadu tonusa regulēšanas mehānismu aktivizēšanas, jo šo zāļu darbība tiek realizēta tieši caur artēriju sienas gludajiem muskuļiem un netieši – caur endotēlija izdalīto vazoaktīvo faktoru sintēzi. Lai pētītu smadzeņu asinsrites autoregulācijas vielmaiņas mehānisma stāvokli, tiek izmantots hiperkapniskais tests (5-7% CO2 maisījuma ar gaisu ieelpošana 1-2 minūtes ₎, elpas aiztures tests (īslaicīga elpas aizturēšana 30-60 sekundes), hiperventilācijas tests (piespiedu elpošana 45-60 sekundes) un karboanhidrāzes inhibitora acetazolamīda intravenoza ievadīšana. Ja miera stāvoklī nav regulējošo mehānismu funkcionālā stresa pazīmju, reakcija uz testiem ir pozitīva. Šajā gadījumā tiek konstatētas asinsrites ātruma rādītāju un perifērās pretestības izmaiņas, kas atbilst pielietotajai slodzei, ko novērtē pēc reaktivitātes indeksu vērtībām, kas atspoguļo asinsrites Doplera parametru izmaiņu pakāpi, reaģējot uz slodzes stimulāciju, salīdzinot ar sākotnējiem. Ar autoregulācijas mehānismu stresu smadzeņu artēriju intraluminālā spiediena palielināšanās vai samazināšanās vai pCO2 _dēļSmadzeņu audos, salīdzinot ar to optimālajām vērtībām, tiek reģistrētas negatīvas, paradoksālas vai pastiprinātas pozitīvas reakcijas (atkarībā no tonusa izmaiņu sākotnējā virziena, smadzeņu asinsvadu diametra un izmantotā slodzes stimulācijas veida). Smadzeņu asinsrites autoregulācijas mazspējas gadījumā, ko parasti raksturo nevienmērīgs sadalījums smadzeņu audos, mainās reakcijas gan uz miogēniem, gan vielmaiņas testiem. Ar izteiktu autoregulācijas sasprindzinājumu ir iespējams patoloģisks miogēno reakciju virziens ar pozitīvu reakciju raksturu uz vielmaiņas testiem. Personām ar stenotisku/okluzīvu patoloģiju autoregulācijas mehānismu sasprindzinājums rodas kolaterālās kompensācijas mazspējas vai nepietiekamas attīstības dēļ. Arteriālas hipertensijas un hipotensijas gadījumā sistēmiskā arteriālā spiediena novirzes no tā optimālās vērtības noved pie autoregulācijas sistēmas iekļaušanās. Vaskulīta un angiopātiju gadījumā tonisko reakciju ierobežojumi ir saistīti ar asinsvadu sienas strukturālu transformāciju (fibrosklerotiskas, nekrotiskas izmaiņas un citi vispārināti procesi, kas noved pie strukturāliem un funkcionāliem traucējumiem).

Smadzeņu mikroembolisma ultraskaņas noteikšanas pamatā ir spēja noteikt netipiskus signālus distālās asinsrites Doplera spektrā (smadzeņu pamatnes artērijās), kuriem piemīt raksturīgas pazīmes, kas ļauj tos atšķirt no artefaktiem. Veicot asinsrites monitoringu intrakraniālajos asinsvados, izmantojot transkraniālo doplerogrāfiju, ir iespējams ne tikai reģistrēt mikroemboliskos signālus, bet arī noteikt to skaitu laika vienībā un dažās situācijās - mikroemboliskā signāla raksturu (atšķirt gaisa emboliju no materiāla), kas var būtiski ietekmēt turpmāko pacienta aprūpes taktiku.

Smadzeņu asinsvadu spazmu diagnostika un monitorēšana ir viens no svarīgākajiem transkraniālās doplerogrāfijas metodoloģiskajiem uzdevumiem, ņemot vērā angiospazmas nozīmi smadzeņu audu išēmisku bojājumu ģenēzē, ko izraisa autoregulācijas vielmaiņas mehānisma pārkāpums, kam seko hemodinamiskas parādības veidošanās, kas līdzīga arteriolu-venozai šuntēšanai. Patoloģiskas smadzeņu asinsvadu spazmas attīstās smadzeņu asinsrites hemorāģisko traucējumu, smagu galvaskausa-cerebrālu traumu, smadzeņu audu un to membrānu iekaisuma bojājumu (meningīta, meningoencefalīta) gadījumā. Retāk sastopami šī stāvokļa cēloņi ir medikamentu lietošana (piemēram, daži citostatiķi), kā arī galvas apstarošana ablācijas nolūkos vēža pacientiem. Smadzeņu asinsvadu spazmu diagnostiskās pazīmes transkraniālajā doplerogrāfijas laikā ir ievērojams lineāro asins plūsmas ātruma indeksu pieaugums, perifērās pretestības samazināšanās, Doplera pazīmes par vispārēju turbulenci spazmodisko artēriju plūsmās, paradoksālas vai negatīvas reakcijas smadzeņu asinsrites autoregulācijas vielmaiņas mehānisma stresa testu laikā. Progresējot asinsvadu spazmām, tiek novērota dažādu smaguma pakāpi lielu ekstra- un intrakraniālu artēriju spazmatiska reakcija, kas ir īpaši izplatīta pēdējās. Jo izteiktāka spazma, jo lielāki ir lineārie plūsmas ātrumi un zemāki perifērās pretestības rādītāji. Tā kā ekstra- un intrakraniālā spazmatiska reakcija izpaužas atšķirīgi, bet ar ļoti specifisku attiecību, kas palielinās līdz ar spazmas smaguma pakāpi (sakarā ar arvien lielāku smagumu intrakraniālajos apgabalos), tās pārbaudei un gradācijai tiek izmantoti īpaši aprēķināti rādītāji. Jo īpaši, lai raksturotu asinsvadu spazmas pakāpi miega artērijā, tiek izmantots Lindegarda indekss, kas atspoguļo maksimālā sistoliskā plūsmas ātruma attiecību vidējā smadzeņu artērijā pret atbilstošās iekšējās miega artērijas ekstrakraniālo daļu. Šī indeksa palielināšanās norāda uz asinsvadu spazmas pasliktināšanos.

Smadzeņu venozās sistēmas pētījumus, izmantojot transkraniālo doplerogrāfiju, nosaka, no vienas puses, smadzeņu vēnu struktūras mainīgums, un, no otras puses, akustisko pieeju un eholokācijas pareizības pārbaudes metožu ierobežojumi (kas ir īpaši svarīgi dziļajām vēnām un deguna blakusdobumiem). Vislielākā praktiskā nozīme ir Doplera raksturlielumu noteikšanai asins plūsmai taisnajā sinusā miera stāvoklī un funkcionālo slodzes testu laikā, kuru mērķis ir mainīt (palielināt) intrakraniālo spiedienu. Šādu procedūru nozīmi nosaka neinvazīvas intrakraniālās hipertensijas smaguma pārbaudes un novērtēšanas iespēja, kā arī vairāki citi patoloģiski stāvokļi (piemēram, dura mater deguna blakusdobumu tromboze). Šādās situācijās diagnostiski nozīmīgi doplerogrāfiskie kritēriji ir lineāro asins plūsmas rādītāju palielināšanās dziļajās vēnās un taisnajā sinusā, kā arī netipiskas reakcijas antiortostatisku slodžu laikā ar "lēciena punkta" nobīdi tilpuma un elastības kompensācijas rezerves ierobežojuma dēļ.

Gadījumos, kad intrakraniālais spiediens ievērojami palielinās (līdz līmenim, kas ir salīdzināms ar arteriālo spiedienu vai pārsniedz to), attīstās hemodinamiska situācija, ko raksturo ievērojama arteriālās asinsrites samazināšanās vai pilnīga pārtraukšana uz smadzenēm ("smadzeņu asinsrites apstāšanās"), kas noved pie smadzeņu nāves. Šajā gadījumā nevar iegūt asins plūsmas Doplera spektru no intrakraniālajām artērijām (vai atrodas divvirzienu plūsma ar strauji samazinātu ātrumu), brahiocefālo artēriju ekstrakraniālajos posmos asins plūsmas laika vidējais lineārais ātrums ir samazināts vai vienāds ar nulli. Pētījumu lietderība, izmantojot ultraskaņas doplerogrāfiju asins plūsmai ekstrakraniālajās (iekšējās jugulārajās) vēnās, vēl nav noteikta.