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脑循环动力学检测在脑血管疾病和
高压氧医学中的应用
海军总医院*全军高压氧中心
张学斌
陈
静
李丽萍
柴俊愍**
单秀坤**
韩春生**
摘要在简述脑循环动力学参数（CVDI）临床意义的基础上．本文作者结合自身的临床实践，重点就近年来国内有关CVDI在脑血管疾病和高压氧医学中的最新研究资料进行了阐述、包括：①CVDI的理论计算方法及其临床意义；②脑血管病（脑动脉硬化症、短暂性脑缺血发作、腔隙性脑梗塞、颈动脉系统脑梗塞、静脉窦血栓形成、颈动脉系统脑出血）的CVDI改变；③CVDI与脑血管病药物筛选和动力学观察；④CVDI在高压氧医学中的应用。结论：①脑循环动力学检测可为脑血管病的早期或超早期诊断提供重要的临床信息；②不同的脑血管病之间存在CVDI的非特异性差别，这种差别与相应疾病的病变程度大体上一致；③CVDI可作为动态监测脑血管功能和实验观察筛选药物的有效手段；④CYDI有助于高压氧医学的基础和临床研究。
关键词：脑循环动力学 脑血管病 高压氧
脑血管疾病是当今举世公认的、严重威胁人类健康和生命的3大疾病之一。随着现代医学的发展和高压氧（HBO）医学与其它临床学科的相互渗透，诸多脑血管疾病已经成为高压氧医学研究的主要课题[1,2]。尤其是将高压氧与药物或和其它物理疗法联合应用，对包括脑血管病在内的疑难病症进行综合性治疗，是进一步提高临床疗效的重要途径。但是，高压氧疗法本身即存在对不同疾患和不同个体最佳方案的选择，而许多综合性疗法的实际效应更是需要通过必要的监测手段进行临床验证。
脑循环动力学理论于80年代后期创立后，即引起国内外的高度重视[3]。依据此理论研制的脑循环动力学检测仪90年代初应用于临床。作为一种新型的、无创伤性的检测手段，CVDI的实用价值正在逐步得到临床上的普遍认同和广泛应用。由于CVDI是直接反映脑血管功能的定量指标，因此，无论在脑血管疾病的研究领域，还是在高压氧医学的临床应用方面，CVDI均展示出良好的势头和广阔的前景。我院自1993年在京津地区首家开展此项检查，截止日前，已对脑血管病患者进行了上万人次检测，并初步将CVDI应用于高压氧医学的基础和临床研究。本文在简述CVDI有关常识的基础上，结合我们的临床实践．重点就国内有关CVDI在脑血管病临床和高压氧医学中的最新研究资料进行阐述。
一、CVDI的物理学和生理学含义[3--6]
（一）检测方法
采用脑循环动力学检测仪（CVA．LH－450型．上海复旦大学生物力学系与上海仁和医疗设备有限公司研制）。患者去枕平卧，暴露颈部。目光常规输入被检者的性别、年龄、血压、身高、体重个体参数，然后分别用流速探头和压力探头检测以侧颈总动脉血流速度和压力脉搏波形，经专用计算机软件计算和分析获取如下参数
1．CVDI运动学参数包括平均血流量（Qmean）、最大血流量（Qmax）、最小血流量（Qmin）；平均血流速度（Vmean）、最大血流速度（Vmax）、最小血流速度（Vmin）。
2．CVDI动力学参数 包括外周阻力（Rv）、特性阻抗（Zc）、和动态阻力（DR）、脉搏波速（Wv）。动脉弹性模最（E）、血管顺应性（C）和临界压力（CP）。
（二）计算方法及其临床意义
1．运动学参数血流速度、血流量及血管管径搏动等，由日本产QEM－1000直接测得。
运动学参数系反映脑血流和脑供血状态的指标；属于血流运动学范畴。它们的变化不仅受到血管和血液特性的影响，而且还与心脏及其它血管床的特性有关。一般情况下，检测点远端血管痉挛、狭窄或梗定时加流量。血流速度将同步降低，加远端动静脉畸形或测枝循环代偿性开放则血流是和血流速度同步增大。
2．动脉顺应性（C）C是表示动脉可扩张度的重要指标。其定义为C＝dV／dP，V为动脉树整体容积，P为动脉血压，“d”表示微分。血管床总体弹性越差C值越小。
3．动脉弹性模量（E）E是反映检测点附近局部血管壁弹性特性的一个定量指标，它的定义为：E=△P/△D，△P表示血压脉动，△D为血管直径脉动量。局部血管硬化程度越重，E值
越大。
4．血管特性阻抗（Zc）Zc是高频脉搏波沿动脉壁传播时所遇阻力，它由血管输入阻抗在高频时值给出。血管床整体弹性越差，Zc值越高。
5．外周阻力（Rv）Rv是反映脑血管床微循环通畅程度的定量指标。其定义为Rv＝Pm／Qm。Pm和Qm分别表示平均压力和平均流量。根据Ｐoiseuille定律，单根血管的阻力和血管直径的4次方成反比。因此，脑血管床血流阻力主要来自小血管（直径20－40μ）。血液沿主动脉流到腔静脉沿途血液的阻力在动静脉之间很短距离突然增大许多倍．这种现象称为阻力墙；相应的血管被称作为阻力血管。临床许多脑血管疾病都与阻力血管的状态有关。血液粘度增高、小血管痉挛、阻塞等均可引起RV值增高。
6．动态阻力（DR）DR是反映脑血流自身调节机能的指标。DR是单位流速改变所引起的压力变化值，它是与脑血管Baylisis曲线斜率相关的量。定义DR＝Ps－Pd／DR，用来描述压力和流量的动态关系。其中，Ps和Pd分别表示收缩压和舒张压，Qmax和Qmin分别表示最大血流量和最小血流量。脑血管调节机能越差DR值越高。
7．临界压力（CP）CP是反映脑血管闭锁状态的动力学指标。通常情况下CP值变化不大。其增高往往预示在接近舒张压时，脑血流显著减慢，甚至完全阻断。
二、CVDI在脑血管病临床中的应用
临床和动物实验研究结果表明，在许多脑血管病的发病前期，脑血管血液动力学已有显著改变，而且这些改变往往要明显地早于影像学改变[7,8]。无论对脑血管病的超早期诊断，还是在脑血管病药物筛选等方面，CVDI检测均可提供十分重要的临床信息。
（一）脑血管病的CVDI改变
1．脑动脉硬化症
脑动脉硬化症是病理学业已证实的脑血管器质性病变。但本症患者多没有明显的临床症状，尤其是脑动脉硬化症可能是脑血管机能障碍和腔隙梗塞灶形成的过渡性的病理过程，许多情况下，临床上对这三者之间往往难以界定。因此，国外脑血管病分类中未将其作为一个独立的临床疾病列出[9]。国内虽对本病制定了相应的诊断标准，但由于缺乏较客观的定量指标[10]。临床上对脑动脉硬化症的诊断缺乏可操作性；一般认为，全身动脉硬化是诊断脑动脉硬化症的重要佐证[10]。Nobilli等[11]对无神经系统症状的慢性高血压患者进行了局部脑血流（rCBF）研究。结果显示慢性高血压患者存在弥漫性脑血流的低灌注；我们曾对28例脑动脉硬化症患者（具慢性高血压和高级神经功能活动下降症状；EEG轻度广泛性异常；颅脑MRI正常）的CVDI资料进行分析，并与性别、年龄等相应的正常值比较。结果显示，两组间CVDI运动学指标无显著差异（P＞0.05）；但可反映脑血管弹性的动力学指标．包括Rv、Zc、C等，两组间差异非常显著（P＜0.001）。不难看出，脑动脉硬化症虽然在脑血流、血流速度方面大体与正常人持平，但因血管弹性较差，可能直接影响脑血管的代偿机能。这有利于解释脑动脉硬化症患者多有持久而固定的高级神经活动功能下降，日随脑力或体力活动增加而出现间歇性临床症状加重等特点。因此，我们认为，CV—DI有希望成为诊断脑动脉硬化症的客观依据之一。
2．短暂性脑缺血发作（TIA）
关于TIA的发病机理目前尚有不同的说法，常见的有脑血管痉挛、脑血流动力学和微血栓学说等[13]。本文作者的临床研究表明，即便是轻度颅脑损伤即可伴发推动脉损害[13]，轻度
颈椎损伤是椎 — 基底动脉系统TIA常见的病因之一[14]。实践表明，在一些TIA患者发病间歇期，即可有CVDI异常。我们曾接诊2例男性青年TIA患者。例1患者在就诊前1天晚上突发右侧肢体活动不灵，持续10min左右自行缓解，当时未多介意。次日晨又类似发生1次，持续时间较首次略短。上午9时来诊，急诊颅脑CT报告正常。CVDI检测示左侧脑血流量。流速较正常值略有下降，但脑血管外周阻力和动态阻力值显著增加。尽管已为患者办妥住院手续，但患者及家属执意回家稍事准备后再住院治疗，结果当天中午在家中发生右侧完全性偏瘫。例2系1工商干部，在执法中被人打伤头部。伤后第3天，患者出现间断性头晕、双颞侧搏动性头痛伴左侧颜面部发麻，多在转头时发生。伤后第5天行CVDI检测，发现患者双侧Qmean及Vmax、Vmean值均则显增加，但动力学指标几无异常改变。其它实验室检查：颈椎过伸位X光片可见C3-4、C4-5轻度错位，呈阶梯样改变；脑子听觉诱发电位（BAEP）见左侧I－Ⅲ IPL延长；颈椎MRI示C3-4、C4-5椎间盘突出，相应平面椎动脉受压。临床诊断为椎 一 基底动脉系统TIA。经高压氧、扩血管用药和颈椎牵引治疗后，患者眩晕及头痛等症状消失，复查BAEP和CVDI正常。例2
CVDI所见，显然与其因椎 一 基底动脉供血不足所致的颈内动脉系统代偿性扩张有关。
3．腔隙性脑梗塞
腔隙性脑梗塞，亦称无症状性脑梗塞、亚临床性脑梗塞等。系指发生于高血压等病时的1组范围较小的（0.2－15mm）、居于脑深部的梗塞灶而言。以往只有在尸检时才能发现。目前，CT可发现大于5mm以上的梗塞灶，而MRI对CT难以检出的更小的梗塞灶则一览无遗。但MRI价格昂贵，多数患者难以承受。腔隙性脑梗塞患者均可有多项CVDI异常。我们曾就CVDI筛选胜隙性脑梗塞的临床价值进行研究，方法为在1993－1997年间我院门诊和住院的脑梗塞患者中；选择两周内同时进行过CT、MRI和
CVDI 3项检查的患者（32例），将 CT、CVDI结果分别与MRI比较。CT和MRI以影像科报告为据，而
CVDI则以 Vmin、Rv和
DR 3项指标异常作为推断脑梗塞灶存在的依据。结果：CVDI与MRI的符合率为75％；而CT与MRI的符合率仅为25％[15]。董为伟等[16]观察198位受试者中，CVDI异常者21例（10.6％）。其中15例MRI发现脑内有梗塞灶（71.4％）；CVDI日常侧与MRI阳性侧的吻合率为73.3％。此外，该研究还发现，腔隙件脑梗塞CVDI异常组与对照组之间在性别、高血压、糖尿病、高血脂等危险因素方面有显著差异。提示CVDI异常与其它危险因素一样，有可能为腔隙性脑梗塞的1个独立因素。本文作者曾遇1军人（陆军大校），本人无任何不适。因继其叔父患脑出血去世后，其父亲亦因脑出血亡故，其母亲担心其父系家族中有中风高发倾向，前来为儿子咨询。结果约请本人进行CVDI检测后发现，病人左侧Qmean及Vmean、Vmax值增高。经颅脑核磁共振血管造影（MRA）诊断为左顶枕部血管畸形。因此，我们认为，与之类似的单纯CVDI异常者，很可能与个体血管发生学等遗传因素有关。这个实例支持CVDI可作为一个独立危险因素的说法，已不仅仅对腔梗而言。有待深入探讨。
4．颈动脉系统脑梗塞
急件脑梗塞（ACI）患者病灶侧颈动脉血流量、血流速度均明显降低，特别是最小血流速度降低幅度较大。同此，有人认为，临床是上若Vmin值小于4cm/s时，常常提示人脑半球有较严重的微循环障碍[3,4]。我们对64例有明确的神经系统体征、经CT或MRI确认的ACI患者的VCDI进行了分析．与对照组比较，病灶侧CVDI指标有非常显著性差异，包括Vmean、Vmin、Wv、Rv、Zc 及DR值。值得注意的是，其中42例病灶对侧也可见多项CVDI异常，且与对照组比较有统计学差异，特点是其CVDI值的变化幅度较病灶例小，如Vmin值，病灶侧与对照组比较差异显著（P＜0.001）；而病灶对侧与对照组比较仅有统计学差异（P＜0.05）。此这与龙洁等［17］观察结果大体一致。关于病灶对侧CVDI出现异常的机制可能为；①ACI多系在脑动脉硬化症基础上发病，而脑动脉硬化症本身则完全可能出现CVDI异常；②个别患者病灶对侧半球存在类似前述的脑血管形态学异常；③本组中仅符CT检查者中，不能除外个别患者对侧半球存在腔隙梗进灶的可能性；④⑤在脑梗塞急性期，由于Willis环的代偿作用，使病灶对侧相对缺血；⑤由于1侧人脑半球内病灶形成后、对侧半球出现了神经机能联系不能现象[18，19]。汪昕等[7]发现在一组（32冽）ACI中，有5例24h内CT扫描阴性，但1侧CVDI明显异常。1周后复查CT或MRI证实CVDI异常侧有硬塞处形成；此外，临床上已经观察到、ACI中双侧CVDI异常者往往提示其病情相对较重、预后亦较单侧异常者差；而且CVDI改变与脑梗塞的病程也有一定关系，急性期普遍较重，随着病程的延续和得当的治疗，CVDI值也多趋向好转。从而说明，CVDI不但对ACI的早期诊断有重要的临床价值；而已可作为判断ACI病情、疗效和预后的参考指标。
5．静脉窦血栓和颅内静脉回流障碍
静脉窦血栓形成后即可导致其相应引流区脑实质的充血、水肿。如系急性静脉窦血栓患者，在局灶症状的同时，尚可产生全脑症状（包括意识障碍、全身性抽搐、双侧病理证等）。若血栓形成的过程较缓慢，临床表现常不典型，极易造成误诊漏诊。确关静脉窦血栓CVDI的研究资料尚未见诸报道。我们曾收治1例临床表现为慢性头痛、呕吐的女性患者既往有慢性中耳炎史。外院颅脑CT报告书未见异常，曾一度疑为消化系统疾患。脑循环动力学检测提示双侧CVDI多项（包括诸项运动学指标及R值）异常，尤以左侧为著。首次腰穿示CSF压力＞400mmHg经行MRI检查确诊为左侧乙状窦血栓形成。经相应治疗症状缓解后，第二次腰穿（CSF压力＝200mmHg），复查CVDI较前显著改善（以双侧Rv值为例，治疗前分别为：L=2127、R＝1837；治疗后，L=1289、R=1521）。临床治愈后，双侧CVDI恢复正常。我们所见的另一例慢性头痛、失眠患者（男性，42岁，某公司干部）被长期误诊为“神经衰弱”、“植物神经功能紊乱”等，CVDI检测示单纯双侧CP值增高（L=9.82，R=9.59），动员其住院后，经颅脑MRI扫描发现右侧颞叶有一巨大蛛网膜囊肿（约8×10cm2）。术后双侧CP值恢复至正常范围（L＝8.46，R=7.13），推测患者术前出现的CP值增高，与囊肿机械性压迫或占位效应影响静脉回流有关。上述实例提示，CVDI对类似患者虽大特异性，但却对能给临床提供重要信息，有利于及时采取措施为患各消除隐患。
6．颈动脉系统脑出血
脑出血患者的CVDI改变与出血灶的部位、出血量大小，尤其与有无合并蛛网膜下腔出血等因素关系极大。我们曾对38例脑出血患者（包括局灶性脑出血者22例，蛛网膜下腔出血者16例，均由CT确诊）进行CVDI观察，并与相应的正常值对照。结果显示：脑出血Ⅰ组（蛛网膜下腔出血组）Vmean、Vmax、Vmin 、Qmean值下降（P＜0.001）；Rv、Zc、DR值亦显著增高和C值下降（P＜0.001）。整体上Ⅰ组比脑Ⅱ组CVDI改变的程度相对要重。脑出血合并蛛网膜下腔出血者多可继发脑部小血管痉挛，这可能是导致Ⅰ组患者CVDI明显改变的因素之一。此外，值得注意的是，一些范围较小的局灶性脑出血患者的CVDI可大致正常或呈界限性异常。这与闭塞性脑血管病具有的CYDI普遍性异常形成反差。本组6例（均系局灶性出血，年龄功34～42岁，出血量＜3ml＝则属前述情况。我们认为，其机理如前所述，闭塞性脑血管病多系在脑动脉硬化基础上发病，即便是“梗塞前状态”则可呈现明显的CVDI异常；而局灶性脑出血多系小血管出血或小动脉瘤破裂所致，由于出血量较小，加之具有良好的脑血管代偿效应，不致于引起脑循环血流动力学的明技改变。据此推测这6例患者病前的脑血管机能普遍较好。丁光宏等[5]对32例脑出血患者进行了观察。统计结果显示，病灶侧血流速度、血流量均明显降低。但统计方差值显示了样本参数具有较大的离散性。以平均血流速度Vmean值为例，其变化范围达3.8－12.1cm/s。而动力学指标不仅差异显著，而且离散性较小，以Rv值为例它比相应的正常对照组增高1倍多，反映大血管弹性特点的指标也变化了1倍多。这说明脑出血后尚可伴发小血管痉挛，进而导致微循环障碍。提示在脑出血患者的监护中，若遇其脑血流量、血流速度降低的同时，存在Rv和Zc值明显增高时，适量地选用解癌药是必要的。
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