经颅多普勒超声屏气试验评价脑血管反应性及其与脑血管病危险因素关系的研究

经颅多普勒超声屏气试验评价脑血管反应性及其与脑血管病危险因素关系的研究作者：吴晓青, 张妍,喻学红,苏净，赵贺玲,吕伟,常高峰，曹秉振    作者单位：266071青岛，济南军区第一疗养院一科（吴晓青）;济南军区总医院神经内科（张妍，喻学红，苏净，赵贺玲，吕伟，常高峰，曹秉振）    【摘要】  目的 应用经颅多普勒超声（TCD）屏气试验评价正常人及具有脑血管病危险因素患者的脑血管反应性（CVR）及其与脑血管危险因素的关系。方法 采用TCD屏气试验对137例具有各种脑血管病危险因素患者及87名不同年龄段的正常人群，分别检测屏气前后大脑中动脉（MCA）流速增长的百分数，即屏气指数（BHI）作为CVR的评价指标，并对CVR与危险因素进行Logistic回归分析。结果 >60岁组及41~60岁组的正常人屏气前后平均血流速度(Vm及Vm′)低于20~40岁组（均P<005），而>60岁组Vm及Vm′又低于41~60岁组（均P<005），而BHI值差异无显著性。高血压、高三酰甘油、高胆固醇、糖尿病、吸烟均与BHI异常有关，其中高血压的关系最为密切。结论 TCD屏气试验作为一种简单、方便、经济的检测手段，可有效地用于CVR评价。高血压病能显著影响CVR。    【关键词】  脑血管反应性；屏气试验；经颅多普勒超声　　Study of cerebrovascular reactivity assessed by transcranial Doppler sonography with breathholding test and its association with risk factors of cerebrovascular disease WU Xiaoqing, ZHANG Yan, YU Xuehong, et al.Rehabilitation Hospital of Jinan Military Area, Qingdao 266071, China　　Abstract：Objective  To assess the cerebrovascular reactivity (CVR) in health subjects and patients with risk factors by means of transcranial Doppler ultrasonography (TCD) with breathholding maneuver, and its association with risk factors of cerebrovascular disease.Methods  The breathholding index (BHI), which was the percentage increase in middle cerebral artery（MCA）blood flow velocity and was as index of CVR assessment, was detected during breathholding by TCD and breathholding technique in 137 patients with various riskfactors of cerebrovascular disease and 87 normal controls.The regression analysis was done between the CVR and risk factors.Results  The mean blood velocity before (Vm) and after holding test (Vm′) were significantly lower in group with age of 2040 years than that of the  age of 4160 and over 60 years（all P<005）,Vm and Vm ′ of over 60 years was lower than that of 4060 years（all P<005）, while BHI value was not significantly relative to the age in health people. Risk factors including hypertension, dyslipidemia, diabetes mellitus and smoking，especially hypertension significantly impaired CVR. Conclusions  The breathholding test is a simple, economic and effective method for assessing CVR. Hypertension can significantly impair CVR.　　Key words：cerebrovascular reactivity;breathholding test;TCD　　脑血管反应性（CVR）可通过测定给予血管舒张刺激时脑血流的最大改变来确定，CVR可用于评价颅内血流动力学状态。本研究采用经颅多普勒超声（TCD）屏气试验，对137例有脑血管病危险因素的患者进行检测，以探讨CVR与各种脑血管病危险因素的关系。现报告如下。1  对象与方法　　1.1  对象  （1）有脑血管病危险因素组：137例，系我院2003年7月～2004年4月就诊的患者，男86例，女51例；年龄23~81岁，平均(521±117)岁。入选条件至少具备以下一种脑血管病危险因素：高血压（87例）、糖尿病（64例）、高脂血症（59例）、饮酒（72例）、吸烟（65例）。诊断标准：高血压为收缩压≥140 mmHg（1 mmHg=0133 kPa）和/或舒张压≥90 mmHg；糖尿病为空腹血糖≥70 mmol/L，糖耐量试验2 h血糖≥111 mmol/L；高脂血症是指总胆固醇≥65 mmol/L和/或高密度脂蛋白（HDL）≤103 mmol/L和/或三酰甘油≥171 mmol/L和/或低密度脂蛋白(LDL) ≥32 mmol/L。吸烟者吸烟量均≥10支/d。饮酒者白酒≥250 g/d或啤酒≥2瓶/d。（2）正常对照组：87名，选自同期门诊健康查体者，男47名，女40名；年龄21~73岁，平均（45.1±107）岁；均经检查不具备以上危险因素。　　1.2  方法　　1.2.1  TCD检测方法  使用法国产DMS 264型彩色TCD仪。参照Aaslid［1］的方法进行测定。所有入选者均采用仰卧位，使用手控2 MHz脉冲探头在双侧颞窗取得清晰稳定的大脑中动脉（MCA）信号，取样深度58 mm,记录双侧MCA的收缩及舒张期血流速度(Vs及Vd),计算平均流速Vm［Vm=(Vs+2Vd)/3］及脉动指数PI［PI= (Vs- Vd)/ Vm］。　　1.2.2  屏气试验［2］  受试者取仰卧位，无任何声光刺激，平静呼吸室内空气5 min，观察TCD频谱，待流速稳定后冻结记录。受试者于自然吸气末开始屏气，30 s末冻结记录。屏气指数（BHI）通过下列公式计算：BHI=（Vm′-Vm）/Vm×100÷屏气秒数（Vm′为屏气后MCA平均血流速度，Vm为屏气前MCA平均血流速度），两侧血管检查至少间隔10 min。进行试验前受试者均进行屏气练习，能正确配合试验。　　1.2.3  统计学方法  数据采用均数±标准差(±s)表示,组间比较采用t检验、方差分析，相关分析采用Logistic回归分析。2  结果　　2.1  年龄对正常人群CVR的影响  正常人群不同年龄段的CVR结果见表1。经方差分析（ANOVA）发现，不同年龄组的Vm及Vm′值不同，进一步经SNKq检验发现，60岁以上及41~60岁组的Vm及Vm′均低于20~40岁组（均P<005），而60岁以上组Vm及Vm′又均低于41~60岁组（均P<005），差异有显著性意义，而3个年龄组的BHI值经方差分析差异无显著性（均P>005）。　　表1  正常对照组不同年龄段TCD屏气前后MCA Vm及BHI值的比较（略）　　注：与20~40岁年龄段相比*P<005；与41~60岁年龄段相比△P<005　　2.2  CVR与脑血管病危险因素的关系  以BHI值<069作为CVR损害的界值，以BHI为因变量Y（BHI≥069时，Y=0；BHI<069时，Y=1），将脑血管病的诸相关危险因素分别作为自变量X1、X2、X3、X4、X5、X6，1为暴露，0为非暴露，进行Logistic 回归分析，采用最大似然估计法进行参数估计，并计算标准化回归系数bi。所得回归方程为Logit（P）=-73269＋43789X1＋27903X2＋18329X3＋13271X4＋07327X5－04366X6，可知高血压、高三酰甘油血症、糖尿病、高胆固醇血症以及吸烟均与BHI异常有关。其中bi′值最大者为高血压（bi′=43789）,说明其对BHI损害的发生有显著影响。其余依次分别为高三酰甘油血症（bi′=27903）,糖尿病(bi′=18329),高胆固醇血症(bi′=13271)和吸烟(bi′=07327)。未发现饮酒具有相关性（bi′=-04366）。3  讨论　　采用TCD屏气试验测定CVR，与吸入二氧化碳（CO2）和注射乙酰唑胺（ACZ）相比，它具有快速方便、耐受性良好及安全等优点。需要强调的是应在正常吸气后屏气，而不是深吸气后屏气。这是因为后者可产生Valsalva效应［3］，引起MCA血流速度的一过性下降，导致低估CVR。TCD屏气试验在评价正常和病理状态下的脑血流动力学状态已被证实是有效的和可重复的［4］。有研究［3］证实脑血流量（CBF）与年龄密切相关。随着年龄的增长，CBF下降，从儿童到成年期CBF呈一锐减过程。目前认为这可能是脑组织发育趋向成熟的结果。Bishop等 ［5］报道MCA测得的Vm变化与CBF的变化相关。本研究结果显示，健康人群中MCA的Vm随着年龄的增长逐渐降低，但BHI并不随年龄的变化而发生明显改变。Kevin等［6］亦通过屏气试验对23名健康成人的基底动脉进行了CVR的研究，也得出了类似结果。理论上，随着年龄和动脉硬化的发展，CVR可能会受到损害，也许本研究因样本量太小不能反映出这种差异，另外Vm 和Vm′的同步降低也可能使BHI无明显改变。   　　通过对137例患者所测得BHI值与各种危险因素建立的Logistic回归方程，本研究观察到高血压对BHI的影响最大。其余依次为高三酰甘油血症、糖尿病、高胆固醇血症和吸烟，未发现饮酒与BHI的相关性。根据Lapbaces定律［7］，血管壁张力随着管壁厚度的增加而下降。因此，血管壁与管腔比例的增加能降低高血压引起的血管紧张，即使在血压高的情况下，仍保持血管的自动调节能力。但当动脉管壁与管腔比率进一步增高导致血管刚性改变，顺应性下降，就可能导致CVR受损。高血压状态下，内皮释放的收缩因子可引起血管收缩，给予CO2刺激时，CO2起效前必须先克服已存在的血管收缩，导致血管反应性降低。曹秉振等［8］使用单光子发射扫描（SPECT）结合ACZ负荷试验对脑卒中复发者的CVR进行检测，发现CVR异常组患者血压显著高于正常组，提示高血压患者的CVR降低。糖尿病可导致动脉粥样硬化和微血管改变。因此，大血管的顺应性下降和微血管阻力增加是血管自动调节能力受损、CVR降低的重要机制。脂质代谢异常与血管病变密切相关。低密度脂蛋白（LDL）和极低密度脂蛋白（VLDL）被称为“致动脉粥样硬化脂蛋白”。 动脉粥样硬化斑块形成、血管狭窄可导致CVR降低。单纯吸烟与CVR关系的研究并不多见，但长期吸烟可促进动脉粥样硬化斑块的形成。此外吸烟还可导致血管痉挛，长期痉挛可导致血管壁的管壁僵硬、弹性降低［9］。这些组织结构改变均可导致CVR的降低。长期大量饮酒亦被认为是血管损害的因素之一，其机制与内皮功能受损继发血管痉挛及脂质代谢紊乱有关。但本研究却未发现阳性结果，可能与选择的样本有关。进入本研究的观察对象中，饮酒者的年龄较轻，平均（40.3±57）岁，血管损害的程度可能尚未累积到出现血管结构的变化及CVR的改变。综上所述，可见各种脑血管病的危险因素均可导致CVR降低，尤其是高血压的作用更为突出。因此，积极控制各种危险因素尤其是加强对高血压的管理，对于改善CVR、降低血流动力学性卒中的发生有重要价值。【参考文献】　［1］Aaslid R.Noninvasive transcranial Doppler ultrasound recording of flow velocities in basal cerebral arteries［J］.J Neurosurg,1982,57:769.　［2］Mauro S,Fabrizio V.Impaired cerebral vasoreactivity and risk of patients with asymptomatic carotid artery stenosis［J］.JAMA，2000,283:2122.　［3］顾慎为.经颅多普勒检测与临床［M］.第2版.上海：复旦大学出版社，2001.43.　［4］Silvestrini M,Troisi E,Cupini LM,et al.Transcranial Doppler assessment of cerebrovascular reactivity in symptomatic and asymptomatic severe carotid stenosis［J］.Stroke,1996,27:1970.　［5］Bishop CCR,Powell S,Rutt D,et al.Transcranial Doppler measurement of middle cerebral artery blood flow velocity: A validation study［J］.Stroke,1986,17:913.　［6］Barrett KM,Ackeman RH,Gahn G.et al.Basilar and middle cerebral artery reserve: a comparative study using transcranial Doppler and breathholding technique［J］.Stroke,2001,32:2793.　［7］Ficzere A,Valikovics A,Bela Fulesdi,et al.Cerebrovascular reactivity in hypertensive patients: A transcranial Doppler study［J］.J Clin Ultras,1997,7:383.　［8］曹秉振，横田千晶，长谷川泰弘，等.脑循环储备力与缺血性卒中患者预后关系的研究［J］.临床神经病学杂志，2001,14:200.　［9］Szabo S,Sheth RN,Novak L,et al.Cerebrovascular reserve capacity many years after vasospasm due to aneurysmal subarachnoid hemorrhage［J］.Stroke,1997,28:2479.