脑动脉硬化的诊断问题高庆春课件

,TCD脑动脉硬化的诊断问题,高庆春 广州医学院第二附属医院神经内科,脑动脉硬化的概念,动脉硬化(arteriosderosis) 病理学概念:泛指动脉的硬化性疾病 共同点：动脉非炎性、退行性和增生性病变，导致动脉壁增厚、变硬和弹性降低 动脉粥样硬化、动脉中层钙化和细小动脉硬化 可分为系统性病变和局灶性病变 大动脉粥样硬化是发达国家最常见的动脉硬化类型 小动脉硬化常见于眼底动脉、肾小动脉以及颅内的小动脉等,动脉粥样硬化发展过程分为3期： 1. 脂纹 2. 纤维斑块 3. 粥样斑块,细小动脉硬化玻璃样变,脑动脉硬化,脑动脉硬化症(cerebral arterioselerosis，CAS) 是脑内动脉硬化致脑血流量减少从而引起以慢性缺血性脑功能障碍为特征的一种常见疾病 早期临床表现主要是头痛、头晕、疲乏、注意力不集中、记忆力减退、情绪不稳、睡眠障碍(失眠或嗜睡)等神经衰弱样症候群，神经系统无明显阳性体征,脑动脉硬化症的诊断标准,年龄在45岁以上 有初发高级神经活动不稳定的症状及/或脑弥漫性损害症状 眼底动脉硬化级以上,主动脉增宽 颞动脉或桡动脉较硬等周围血管硬化症或有冠心病 神经系统阳性体征，如深反射不对称，掌颏反射阳性及/或吸吮反射阳性 血清胆固醇增高 排除其它脑血管疾病 具备上述8项中5项或5项以上者 即可诊断,中华神经精神科杂志编委会.脑动脉硬化症诊断标准.中华神经精神科杂志，1988,11(2):12,脑动脉硬化症的变迁,一直是临床常见的诊断 1989年WHO卒中及其他脑血管疾病特别工作组报告和1990年美国国立神经疾病与卒中研究所的脑血管疾病分类中该病名被取消 1995年全国脑血管疾病分类中也取消这一病名 原因均未详述，可能是缺乏特异性的客观诊断指标,动脉硬化的检测技术,-TCD: PI,-TCD: PI,高分辨率MRI显示斑块性质,b,a,脑动脉粥样硬化,彩色超声,能直接显示血管内斑块大小、血流充盈情况、频谱改变及管壁状况 一种无创性重复强的诊断血管病变可靠的方法 在随访、评估内外科治疗疗效方面起到重要作用,股动脉多发粥样硬斑,胫前动脉多发粥样硬斑,足背动脉多发粥样硬斑,颈动脉窦后壁中膜增厚,MRI、彩超主要是针对大动脉粥样硬化的形态学进行检测，而对小血管硬化的检测效果不佳,-TCD: PI,Vascular Stiffness,血管顺应性 C=V/P 小血管硬化的检测方法 PWV,PWA TCD：PI、PTI 、CTT、CVR,概念 动脉系统中，节律性心脏射血引起的脉搏沿血管树由心脏向外周传播,脉搏波,分类 流量脉搏：左心室射血期，节律性的心脏活动转移血液至升主动脉，使整个血管系统中血液柱速度加快。PI属于流量脉搏 压力脉搏：循环系统阻力、及血液的质量惯性阻碍血液柱的加速过程，从而在升主动脉起始段引起压力升高 容量脉搏：由于压力改变，致使升主动脉的横断面积、即升主动脉容积增加 三种脉搏形成后，延血管树传播，形成相应的脉搏波 三种脉搏波能力相互转化，位相不同,脉搏波,传播与衰减 三种脉搏波以同样的方式和一定的速度沿血管系统传播 衰减受波阻、脉搏波反射、血管壁结构和血管系统的几何学影响 脉搏波的传导速度、衰减程度还与脉搏波的频率有一定关系,脉搏波传导速度(pulse wave velocity, PWV) 评价大动脉硬化的经典指标之一 是动脉壁扩张、回缩产生脉搏由近心端向远心端传导的速度 综合地反映各种危险因素对血管的损伤，是心血管疾病危险率的独立预测因子,Yamashina A, Tomiyama H. Arteriosclerosis and pulse wave velocity. Nippon Rinsho, 2004 ,62 (1) : 80-86.,脉搏波的评价参数,PWV原理 心室射血产生的压力搏动沿动脉树传播,速度由动脉壁的弹性和几何性质及所含液体的特征(密度) 决定。由于血液是含在弹性管道(动脉) 中的不可压缩的液体,能量的传播主要是在动脉壁，与血液流速是完全不同的概念。 动脉管壁的顺应性越大,脉搏波的传播速度就越慢,僵硬度的增加可加快脉搏波传导速度 脉搏波传导速度大小可以反映动脉壁硬度,PWV相关因素：管壁弹性模量、管壁厚度、血管腔半径、血液密度,PWV测定方法 PWV的测定是通过测量脉搏波传导时间和两个记录部位的距离求得 计算公式为: PWV (m/s)= L/t (L:距离,两个探测器间的距离;t:传导时间,两个波形的时间差) PWV 常测定10个连续搏动,包括一个完整的呼吸周期,Stephanie S,et al. Clin J Am Soc Nephrol 3: 184192, 2008.,Stephanie S,et al. Clin J Am Soc Nephrol 3: 184192, 2008.,PWV的临床意义 心血管事件和冠状动脉事件的发生率与PWV 独立相关 PWV预测终末期肾病( ESRD) 患者心血管疾病危险性 PWV 能够预测脑血管病再发的危险性,很好地显示动脉硬化的进程 颅内血管PWV可通过颅内ICP latency进行评价,Boutouyrie P, et al .Hypertension ,2002,39 (1) :10-15.；Nakano T, Ohkuma H,Suzuki S. J St roke Cerebrovasc Dis ,2004 ,13 (2) :74-80.;Xiao Hu1, Peng Xu, et al. Physiol Meas. 2008 April ; 29(4): 459471.,脉搏波分析（Pulse wave analysis,PWA ） 可以判断大小血管的僵硬度 AIx（augmentation index）=(P/PP)100 PP (pulse pressure)=SBPDBP C = V/P C1 (large artery compliance) C2 (small artery compliance),where C is compliance, V is the change in arterial blood volume and P is the change in arterial BP,Paul K. HAMILTON,et al. Clinical Science ,2007,113:157170,Typical pulse waveforms from (top) normal and (bottom) stiffened conduit arteries derived from percutaneous tonometry tracings. With reference to a normal artery: T0 time of start of cardiac cycle; TF time of finish of cardiac cycle; T1 time to outgoing pressure peak; T2 time to peak of reflected wave; S systole; D diastole. Peaks at T1 and T2 coincide in the stiffened artery, leading to augmentation of arterial pressure. AI is the augmentation pressure (the difference between the second and the first systolic peak measured on the aortic pressure waveform) divided by PP (pulse-wave height) 100,Relu Cernes,et al. Adv Cardiol. Basel, Karger, 2008, vol 45, pp 6581,Alx; Augmentation Index; PP, pulse pressure.,Stephanie S,et al. Clin J Am Soc Nephrol 3: 184192, 2008.,傅里叶分析后能更精确地反应血管硬化程度,脑血流血频谱 频谱图包络线上可见三个波峰，分别是一峰(S1)、二峰（S2）和舒张切迹所形成的三峰（D）。年轻人的S1 比 S2高( 即S1 S2 ),但随年龄的增加许多人的这两个波峰的高度会发生变化，从S1 S2而渐渐过渡变为 S2 S1 以前认为是脑动脉硬化 争议颇大,PWA和我们的S1、S2等都是在时域范围内的分析，比较粗浅 如能进行频域分析可能会使其更加客观,脉动指数（PI ） 反映血管的搏动与阻力的情况，主要用来评价动脉的顺应性和韧性 PI = (Vs Vd) / Vm PI属于流量脉搏,狭窄血管局部PI变化规律 小动脉收缩舒张与PI的关系,狭窄前血流速度降低、PI值增高 狭窄处速度明显增快、PI值轻微或明显降低 狭窄后则为流速减慢、PI值明显降低。,CO2升高，小动脉扩张，PI降低；CO2降低，小动脉收缩，PI升高,CAS的PI值均高于正常组，甚至大于1.1；可作为小血管硬化TCD诊断的重要指标,Kidwell CS, et al. J Neuroimaging. 2001 Jul;11(3):229-35.；唐艺等.江汉大学学报.2004,32（2）:45-46;李培媛等.现代电生理学杂志.2000,7(3):81-82,TCD的脉动参数，虽然可以反应一定的病理变化，但比较粗糙，有时甚至结果相反 需要频域分析：傅立叶分析、小波分析、近似商分析等,傅里叶（Fourier）变换与频谱分析,一种数学方法，把一个周期性信号分解成一系列振幅、相位、频率不同的正弦波，便于定量分析 类似于光谱分析,数学公式,正弦波（正弦函数）特征,振幅 频率 初项角（相位）,频谱图：,通过Fourier得到的一些列正弦波的振幅和相位是频率n的函数,振幅频率,韩丹春,高庆春等.中国超声杂志.1993,9(6):393-397,TCD所测定的为流量脉搏，脉动传递指数（PTI）能更好地动态地反应血管的僵硬度，成为TCD诊断CAS的最合适的指标 Aaslid R利用双通道TCD观察了MCA到大脑大静脉间的脉搏波的传递情况（1994年）,CTT (cerebral transit time ) 小血管病变患者，CTT明显延长,P0.0001,Martin Liebetrau,et al. Stroke 2002;33;509-512; Puls I, Becker G, Murer M.et al. Ultrasound Med Biol. 1999 May;25(4):503-7.,Measurement of CBF, CCT and calculation of CBV in one patient with vascular dementia. Top Blood volume flow in both internal carotid and vertebral arteries (ICAR/ ICAL; VA-V2-R / VA-V2-L). CBF = 460 ml/min. Bottom Doppler spectra of the left ICA (ICA L) and the right Internal jugular vein (IJV R). Time delay of contrast bolus arrival between the two vessels (CCT) = 13.0 s. CBV = CBF x CCT: 460 ml/min x 0.217 min = 100 ml,Stephan J. Schreiber et al. J Neurol (2005) 252 : 11711177,脑血管储备（cerebrovascular reserve, CVR） 又称脑血流储备、脑灌注储备、脑循环储备、或脑储备 是指在生理或病理因素刺激作用下，脑血管通过小动脉、毛细血管前阻力血管等的代偿性扩张或收缩，维持脑血流量正常稳定的过程和能力。,应用TCD技术观察在一个强有力的血管扩张试验CO2或Diamox试验（acetazolamide 1g静脉注射）前后相关脑血流量及脑血流容积的变化 可提供关于脑部血管自主调节及侧支循环的信息，提供脑部血管的储备能力,检测方法,方法,TCD,动脉血压监护仪,CO2气体分析仪,MCA血流频谱,桡动脉血压,呼出气体CO2分压,步骤,正常呼吸,自体CO2吸入,过度通气,分别连续同步记录三路信号,正常,过度通气,自体CO2吸入,具体算法,CO2R-基于人口学的资料,CVR (Cerebral Vasomotor Reactivity) 小血管病患者，CVR明显低于对照组,Carlos Molina, et al. Stroke 1999;30;2296-2301,LLCAccp可准确反映脑血管病理,LLCAccp随高血压形成后时间上升，随后稳定于110mmHg左右,LLCAccp和小动脉中膜厚度相关,LLCAccp和小动脉MT、及脑底动脉管壁厚度高度正相关 把大动脉和小动脉视为脑血管系统整体，逐步回归发现LLCAccp只与小动脉MT有关 (Y=102.55X-44.27 F=72.06, P0.001),小结,动脉硬化的概念 评价方法 MRI、彩超：检查血管形态学 血管顺应性脉搏波 PWV PWA TCDPI 傅立叶分析 PTI、CTT 脑血流储备：CO2反应、脑血流自动调节,谢 谢,脑血管疾病分类,我国脑血管疾病分类草案(1986),脑血管疾病分类(1995),一、短暂性脑缺血发作(435) (一) 颈动脉系统 (二) 椎2基底动脉系统 二、脑卒中 (一) 蛛网膜下腔出血(430) 11 动脉瘤破裂引起 21 血管畸形 31 颅内异常血管网症 41 其他 51 原因未明 (二) 脑出血(431) 11 高血压性脑出血 21 脑血管畸形或动脉瘤出血 31 继发于梗塞的出血 41 肿瘤性出血 51 血液病源性出血 61 淀粉样脑血管病出血 71 动脉炎性出血 81 药物性出血 91 其他 (三) 脑梗塞 11 动脉粥样硬化性血栓性脑梗塞 21 栓塞性(434.1) (1) 心源性 (2) 动脉源性 (3) 脂肪性 (4) 其他,31 腔隙性梗塞 41 颅内异常血管网症 51 出血性梗塞 61 无症状性梗塞 71 其他 81 原因未明 三、椎-基底动脉供血不足 四、脑血管性痴呆 五、高血压性脑病(437.2) 六、颅内动脉瘤(437.3) (一) 囊性动脉瘤 (二) 动脉硬化性动脉瘤 (三) 感染性动脉瘤 (四) 外伤性动脉瘤 (五) 其他 七、颅内血管畸形 (一) 脑动静脉畸形 (二) 海绵状血管瘤 (三) 静脉血管畸形 (四) 毛细血管扩张症 (五) 脑面血管瘤病 (六)Galen 静脉动脉瘤样畸形 (七) 硬脑膜动静脉瘘 (八) 其他,八、脑动脉炎 (一) 感染性动脉炎 (二) 大动脉炎(主动脉弓综合征) (三) 系统性红斑狼疮 (四) 结节性多动脉炎