Transzkraniális Doppler

Az ultrahangos Dopplerográfia diagnosztikai alkalmazásának legtöbb esetben transzkraniális Dopplerográfiával együtt kell elvégezni. Kivételt képeznek ez alól a szabály alól azok a személyek, akiknek nem kellően kifejezett vagy teljesen hiányoznak az „időbeli” ablakok, valamint azok a betegek, akiknél a transzkraniális Dopplerográfia más okokból nem lehetséges (a vizsgált betegek teljes számának 7-12%-a). Minden olyan esetben, amikor ellenőrzést igényel, valamint a Dopplerográfiai elváltozások kialakulásához vezető patológia jellegének meghatározására, duplex szkennelést vagy más, az ultrahangos Dopplerográfiához képest referenciaként szolgáló diagnosztikai eljárásokat javasolnak.

A transzkraniális Doppler ultrahangvizsgálat indikációi

A transzkraniális Doppler-szonográfiát jelenleg mind az intrakraniális érrendszeri elváltozások diagnosztizálására és lumenükben bekövetkező áramlásváltozások meghatározására, mind a véráramlási paraméterek monitorozására használják különböző kóros és fiziológiai folyamatokban. Az agyi hemodinamika dinamikus értékelésének közvetlen indikációi a feltételezett mikroembólia ateroszklerotikus, a brachiocephalikus artériák extrakraniális szakaszainak trombotikus elváltozásaiban, szívbetegségekben, embolikus eredetű átmeneti ischaemiás rohamokban; kóros agyi érgörcsben szenvedő egyéneknél. A transzkraniális Doppler-szonográfiával végzett monitorozást gyakran alkalmazzák ischaemiás stroke akut időszakában. Ezenkívül a módszert széles körben alkalmazzák a cerebrovaszkuláris reaktivitási indexek értékelésére a brachiocephalikus artériák extra- és intrakraniális szakaszainak szűkületes/elzáródásos patológiájában, artériás hipertóniában és hipotenzióban, az angiopátiák és a vaszkulitisz különböző formáiban, amelyeket az agyi keringési rendszer különböző szakaszainak károsodása kísér. Transzkraniális Doppler-szonográfia segítségével az agyi hemodinamikai indexek intraoperatív monitorozását végzik a szíven és a koszorúereken, az agy anyagán és érrendszerén végzett sebészeti beavatkozások során, és értékelik a gyógyszeres terápia hatékonyságát. A transzkraniális Doppler-szonográfia diagnosztikai módszerként alkalmazható az 50%-nál nagyobb átmérőjű szűkület és/vagy az intrakraniális artériák elzáródásának Doppler-jeleinek kimutatására, az artériás beáramlás mértékének meghatározására normális esetben és különféle eltérések (például érgörcs, értágulat, arteriovenózus shunt) esetén nyugalmi állapotban és terhelés alatt. A transzkraniális Doppler-szonográfia diagnosztikai jelentősége kismértékben eltér a transzkraniális duplex szkennelésétől, azzal a kivétellel, hogy a Doppler-szögkorrekció lehetetlen. Az ebben az esetben alkalmazott diagnosztikai kritériumok hasonlóak az ultrahangos Doppler-szonográfiában alkalmazottakhoz.

A transzkraniális Doppler ultrahangvizsgálat módszertana

A transzkraniális Doppler echolokáció hozzáférést biztosít a középső (M1, ritkábban M2 szegmens), az elülső (A1 és A2 szegmensek), a hátsó (P1 és P2 szegmensek) agyi artériákhoz, a carotis interna intrakraniális részéhez, az artériához bazilárishoz, a vertebrális artéria intrakraniális részéhez (V4 szegmensek), valamint az egyenes sinushoz, a Rosenthal-vénákhoz és a Galen-vénákhoz. Lehetőség van más, kisebb artériákból és vénákból származó áramlások spektrumának rögzítésére is, de nincsenek módszerek azok elhelyezkedésének helyességének megerősítésére. A Willis-kör összekötő artériáinak közvetlen lokalizálása is alapvetően lehetetlen.

A legtöbb területen a koponyacsontok vastagok és még alacsony frekvenciájú karakterisztikával (1-2,5 MHz) is áthatolhatatlanok az ultrahanghullámok számára. E tekintetben bizonyos zónákat, úgynevezett ultrahang-"ablakokat" használnak a véráramlás meghatározására az intrakraniális erekben. Ezeken a területeken a koponyacsontok vékonyabbak, vagy természetes nyílásokkal rendelkeznek, amelyeken keresztül az ultrahangnyaláb szabadon behatolhat a koponyaüregbe. A legtöbb intrakraniális eret, amelyeknek alapvető lokalizálási lehetősége nem kétséges, a halántékcsont pikkelyhártyája felett elhelyezett érzékelővel vizsgálják. Ebben az esetben a belső carotis artéria, az elülső, középső és hátsó agyi artériák lokalizálódnak (az úgynevezett temporális ultrahang-"ablak" vagy temporális akusztikus megközelítés). További ablakok a craniovertebrális átmenet területén találhatók (szuboccipitális ultrahang-"ablak", ezt a módszert a csigolya- és alapartériák V4 szegmenseinek lokalizálására használják), a nyakszirtcsont nyúlványa felett (transzoccipitális "ablak", egyenes sinus) és az orbitális területen (transzobitális "ablak", szemészeti artéria, belső carotis artéria az intrakraniális régióban).

Az echolokáció helyességének megerősítésére számos jellemzőt használnak: az ér mélységét, a véráramlás irányát az ér lumenében az érzékelő pásztázási síkjához képest, valamint a véráramlás válaszát a lumenben a kompressziós vizsgálatokra. Ez utóbbiak a közös carotis artéria lumenének rövid távú (3-5 másodperces) összenyomását jelentik a lokalizációs oldalon lévő nyílás (vagy disztális) felett. A kompresszió helyétől disztális közös carotis artéria lumenében a nyomáscsökkenés és a véráramlás lassulása vagy teljes megszűnése a középső agyi artéria lokalizált szakaszában (M1 vagy M2 szegmens) az áramlás egyidejű csökkenéséhez (megszűnéséhez) vezet. Az elülső agyi artéria (A1) és a hátsó agyi artéria (P1) véráramlása a közös carotis artéria összenyomásakor a Willis-kör szerkezetétől, illetve az elülső és hátsó összekötő artériák funkcionális kapacitásától függ. Patológia hiányában a nyugalmi állapotban lévő összekötő artériákban (ha vannak ilyenek) a véráramlás hiányozhat, kétirányú lehet, vagy az egyik összekötő artéria felé irányulhat, ami a lumenükben uralkodó nyomásszinttől függ. Ezenkívül az összekötő artériák hossza és elhelyezkedésük szélsőséges változékonysága nem teszi lehetővé a fent megadott közvetett jelek használatát az echolokáció helyességének megerősítésére. Ezért a kompressziós teszteket a Willis-kör összekötő artériáinak funkcionális kapacitásának (és nem anatómiai jelenlétének vagy hiányának) meghatározására is használják. A transzkraniális Dopplerográfia fő diagnosztikai korlátai az érfal vizualizálásának alapvető lehetetlenségéhez és a kapott adatok kvalitatív értelmezésének ezzel járó hipotetikus jellegéhez, a Doppler-szög korrekciójának nehézségeihez kapcsolódnak az intrakraniális erekben lévő áramlások „vak” lokalizációja során, valamint az intrakraniális artériák és vénák szerkezetének, eredetének és elhelyezkedésének több változatának létezéséhez (a populációban a gyakoriság eléri a 30-50%-ot), amelyekben az echolokáció helyességének ellenőrzését lehetővé tevő jelek értéke csökken.

Transzkraniális Doppler ultrahang eredményeinek értelmezése

A transzkraniális Doppler-szonográfia alapján az agyi véráramlás állapotáról kapott objektív információk a lineáris sebességindexek és a perifériás ellenállás indexeinek meghatározásának eredményein alapulnak. Gyakorlatilag egészséges embereknél, nyugalmi állapotban vizsgálva, az intrakraniális artériákban az áramlás Doppler-jellemzői jelentősen változhatnak, ami számos tényezőnek tudható be (az agy funkcionális aktivitása, életkor, a szisztémás artériás nyomás szintje stb.). Az agyalapi bázis párosított artériáiban a véráramlás szimmetriája és indexei idővel sokkal állandóbbak (általában az elülső, középső és hátsó agyi artériákban az áramlások lineáris sebességjellemzőinek abszolút indexeinek értékeiben az aszimmetria nem haladja meg a 30%-ot). A csigolyaartéria intrakraniális szakaszaiban a lineáris sebességek és a perifériás ellenállás aszimmetriájának mértéke nagyobb mértékben fejeződik ki, mint a carotis medencében, a csigolyaartéria szerkezetének változékonysága miatt (a megengedett aszimmetria 30-40%). A nyugalmi állapotban lévő intrakraniális erekben a véráramlási mutatók meghatározása fontos információkat nyújt az agyszövet vérkeringésének állapotáról, de értéke jelentősen csökken az agyi véráramlás autoregulációs rendszerének jelenléte miatt, működésének köszönhetően a perfúzió szintje állandó és elegendő marad a szisztémás (lokális intraluminális) artériás nyomás és a vérgázok parciális nyomásának (pO2 _és pCO2 _{) széles tartományában.}). Ez az állandóság a helyi érrendszeri tónusszabályozási mechanizmusok működésének köszönhető, amelyek az agyi keringés autoregulációjának alapját képezik. A fenti mechanizmusok közül megkülönböztetünk miogén, endoteliális és metabolikus mechanizmusokat. Funkcionális terhelésük mértékének meghatározásához transzkraniális dopplerográfia teszteli az agyi érrendszeri reaktivitás mutatóit, amelyek közvetve jellemzik az agyi artériák és arteriolák potenciális képességét, hogy átmérőjüket is megváltoztassák olyan ingerek hatására, amelyek szelektíven (vagy relatíve szelektíven) aktiválják az érrendszeri tónusszabályozás különböző mechanizmusait. Funkcionális terhelésként a fiziológiáshoz közeli ingereket alkalmazzák. Jelenleg vannak módszerek az agyi véráramlás autoregulációjának miogén és metabolikus mechanizmusainak funkcionális állapotának meghatározására az agyi érrendszer számára. A miogén mechanizmus aktiválásához (diszfunkciójának mértéke megközelítőleg megfelel az endoteliális mechanizmusénak) ortostatikus (a test felső felének gyors 75°-os emelése a kezdeti vízszintes fekvő helyzetből), antiortosztatikus (a test felső felének gyors 45°-os süllyesztése a kezdeti vízszintes fekvő helyzetből) és kompressziós (a közös carotis artéria lumenének rövid távú, 10-15 másodperces összenyomása a száj felett) teszteket alkalmaznak, nitroglicerin (általában szublingvális) bevezetésével. Ez utóbbi az érrendszeri tónus szabályozásának endoteliális és miogén mechanizmusainak egyidejű aktiválódásához vezet, mivel a gyógyszer hatása közvetlenül az artériafal simaizom elemein, közvetve pedig az endotélium által kiválasztott vazoaktív faktorok szintézise révén valósul meg. Az agyi véráramlás autoregulációjának metabolikus mechanizmusának állapotának vizsgálatára hiperkapnikus tesztet (5-7%-os CO2-levegő keverékének belégzése 1-2 percig ₎, lélegzet-visszatartási tesztet (rövid távú lélegzet-visszatartás 30-60 másodpercig), hiperventilációs tesztet (erőltetett légzés 45-60 másodpercig) és a karboanhidráz-gátló acetazolamid intravénás beadását alkalmazzák. Nyugalmi állapotban a szabályozó mechanizmusok funkcionális stresszének jeleinek hiányában a tesztekre adott reakció pozitív. Ebben az esetben a véráramlás sebességmutatóinak és a perifériás ellenállásnak az alkalmazott terhelésnek megfelelő változását figyelik meg, amelyet a reaktivitási indexek értékei alapján értékelnek, amelyek a véráramlás Doppler-paramétereinek változásának mértékét tükrözik a terhelés stimulációjára adott válaszként a kezdeti értékekhez képest. Az autoregulációs mechanizmusok stressze az agyi artériákban vagy pCO2-ben az intraluminális nyomás növekedése vagy csökkenése _miattAz agyszövetben az optimális értékekhez képest negatív, paradox vagy fokozott pozitív reakciókat regisztrálnak (a tónusváltozás kezdeti irányától, az agyi erek átmérőjétől és az alkalmazott terhelésstimuláció típusától függően). Az agyi keringés autoregulációjának meghibásodása esetén, amelyet általában az agyszövetben való egyenetlen eloszlás jellemez, mind a miogén, mind a metabolikus tesztekre adott reakciók megváltoznak. Az autoreguláció kifejezett feszültsége esetén a miogén reakciók patológiás iránya lehetséges, a metabolikus tesztekre adott válaszok pozitív jellegével. Sztenotikus/elzáródásos patológiában szenvedő egyéneknél az autoregulációs mechanizmusok feszültsége a kollaterális kompenzáció kudarca vagy elégtelen fejlődése miatt következik be. Artériás hipertónia és hipotenzió esetén a szisztémás artériás nyomás optimális értéktől való eltérése az autoregulációs rendszer bekapcsolódásához vezet. Vasculitis és angiopátia esetén a tonikus reakciók korlátozottsága az érfal szerkezeti átalakulásával jár (fibroszklerotikus, nekrotikus változások és egyéb generalizált folyamatok, amelyek strukturális és funkcionális rendellenességekhez vezetnek).

Az agyi mikroembólia ultrahangos kimutatásának alapja az atipikus jelek meghatározásának képessége a disztális véráramlás Doppler-spektrumában (az agyalapi artériákban), amelyek jellegzetes tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek lehetővé teszik számukra a műtermékektől való megkülönböztetést. Az intrakraniális erekben a véráramlás transzkraniális dopplerográfiával történő monitorozásakor nemcsak a mikroembóliás jelek rögzítése lehetséges, hanem azok számának időegységre vetítése, és bizonyos helyzetekben a mikroembóliás jel jellegének meghatározása is (a levegőembólia megkülönböztetése az anyagtól), ami jelentősen befolyásolhatja a betegellátás további taktikáját.

Az agyi érgörcs diagnosztikája és monitorozása a transzkraniális dopplerográfia egyik legfontosabb módszertani feladata, tekintettel az angiospasmus jelentőségére az agyszövet ischaemiás károsodásának kialakulásában, amelyet az autoreguláció metabolikus mechanizmusának felborulása okoz, és amely az arterioláris-venuláris shunthöz hasonló hemodinamikai jelenség kialakulásához vezet. Kóros agyi érgörcs az agyi keringés vérzéses rendellenességeiben, súlyos traumás agyi traumában, az agyszövet és membránjainak gyulladásos elváltozásaiban (meningitis, meningoencephalitis) alakul ki. Ennek az állapotnak a ritkább okai a gyógyszerek (például egyes citosztatikumok) alkalmazása, valamint a fej besugárzása ablációs céllal rákos betegeknél. Az agyi érgörcs diagnosztikai jelei a transzkraniális dopplerográfiában a lineáris véráramlási sebességindexek jelentős növekedése, a perifériás ellenállás csökkenése, a görcsös artériák áramlásában fellépő generalizált turbulencia Doppler-jelei, paradox vagy negatív reakciók az agyi véráramlás autoregulációjának metabolikus mechanizmusának terheléses vizsgálata során. Az érgörcs előrehaladtával a nagy extra- és intracranialis artériák görcsös reakciója figyelhető meg, amely változó súlyosságú, utóbbiban gyakrabban fordul elő. Minél súlyosabb a görcs, annál nagyobb a lineáris áramlási sebesség, és annál alacsonyabbak a perifériás ellenállási indexek. Mivel az extra- és intracranialis görcsös reakció eltérően fejeződik ki, de nagyon specifikus arányban, amely a görcs súlyosságának növekedésével növekszik (az intrakraniális szakaszok egyre súlyosabb súlyossága miatt), speciális számított indexeket használnak annak ellenőrzésére és fokozatosságának meghatározására. Különösen a carotis rendszerben az érgörcs mértékének jellemzésére a Lindegard-indexet használják, amely a középső agyi artéria és a megfelelő carotis interna extracranialis szakaszában mért csúcs szisztolés áramlási sebesség arányát tükrözi. Ennek az indexnek a növekedése az érgörcs súlyosbodását jelzi.

Az agyi vénás rendszer transzkraniális Dopplerrel végzett vizsgálatait egyrészt az agyi vénák szerkezetének változékonysága, másrészt az akusztikus megközelítések és az echolokáció helyességének ellenőrzésére szolgáló módszerek korlátai határozzák meg (ami különösen fontos a mélyvénák és az orrmelléküregek esetében). A legnagyobb gyakorlati jelentőséggel a véráramlás Doppler-jellemzőinek meghatározása a nyugalmi állapotban lévő egyenes sinusban és a koponyaűri nyomás megváltoztatására (növelésére) irányuló funkcionális terheléses tesztek során. Az ilyen eljárások fontosságát az határozza meg, hogy nem invazív módon ellenőrizhető és értékelhető az intrakraniális hipertónia súlyossága, valamint számos más kóros állapot (például a dura mater orrmelléküregeinek trombózisa). Ilyen helyzetekben a diagnosztikailag jelentős Doppler-kritériumok a lineáris véráramlási mutatók növekedése a mélyvénákban és az egyenes sinusban, valamint az atipikus reakciók az antiortosztatikus terhelések során, az „inflexiós pont” eltolódásával a volumetrikus és rugalmas kompenzációs tartalék korlátozottsága miatt.

Azokban az esetekben, amikor az intrakraniális nyomás jelentősen megnő (az artériás nyomással összehasonlítható vagy azt meghaladó szintre), hemodinamikai helyzet alakul ki, amelyet az agyba áramló artériás áramlás jelentős csökkenése vagy teljes megszűnése jellemez ("agyi keringési leállás"), ami agyhalálhoz vezet. Ebben az esetben az intrakraniális artériákból származó véráramlás Doppler-spektruma nem érhető el (vagy kétirányú áramlás található élesen csökkent sebességgel), a brachiocephalikus artériák extracraniális szakaszaiban a véráramlás időátlagolt lineáris sebessége csökken vagy nulla. Az extracraniális (belső juguláris) vénákban a véráramlás ultrahangos Doppler-vizsgálatával végzett kutatások célszerűségét még nem határozták meg.