脑血流有效灌注压的无创检测及其对急性脑梗死的临床意义

梁兵，袁芳，梁云云，傅贤，解龙昌，殷建瑞，高庆春

脑血流灌注压（cerebral perfusion pressure，CPP）在脑血管病的发生、发展中有重要作用[1]。经典概念认为，CPP是在头颅水平平均动脉血压和静脉血压的差值，但大量研究发现，这一概念存在许多严重不足：①理论假设的前提与客观实际不完全吻合[2]；②很难解释许多客观现象[3]；③导致CPP临床检测受到严重制约[4]。因此近来研究证实脑循环的有效下游压不是静脉血压而是临界关闭压（critical closing pressure，CCP），在脑血流自动调节有效范围内，CPP应为平均动脉压和CCP的差值[3]，即脑血流有效灌注压（effective cerebral perfusion pressure，CPPe）。关于CCP的检测方法，尽管Aaslid用经颅多普勒超声（transcranial Doppler ultrasonography，TCD）无创监测大脑中动脉的血流速度代替了血流量的有创监测[2]，但连续动脉血压曲线还需依赖于有创动脉插管，这也是判断CPPe准确性的金标准。因此，本研究在前期工作[5]基础上，即在大鼠模型上借助无创连续血压监测方法，证实了无创CPPe检测方法的可靠性。为了进一步在临床验证无创CPPe检测方法的可靠性和有效性，本研究探索了急性脑梗死患者无创连续血压计算所得无创CPPe与有创连续血压计算所得有创CPPe比较。同时用数字减影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）评价颅外大血管的狭窄程度，观察急性脑梗死患者CPPe与颈内动脉（internal carotid artery，ICA）血管狭窄程度的相关性，明确CPPe在临床预防和治疗急性脑梗死的作用。

1 对象与方法

1.1 研究对象 本研究为前瞻性研究，连续收集广州医科大学附属第二医院自2010年1月～2012年1月在神经内科住院的41例符合入组标准的急性脑梗死患者的临床资料及检查结果。本研究获得广州医科大学附属第二医院医学伦理委员会批准，所有患者均签署知情同意书。

1.2 一般资料收集 所有患者入院后均检查血压、血糖和血脂，同时询问有无吸烟及饮酒史。其中血压依据《中国高血压防治指南》[6]进行测量。采取入院后次日清晨空腹静脉血5 ml，采用酶法由专业人员统一测定空腹血糖、血清总胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇。诊断标准：①高血压：收缩压≥140 mmHg和（或）舒张压≥90 mmHg[6]，或者既往有高血压史，目前正在服降压药物者，排除继发性高血压[6]；②高血糖：空腹血糖≥7.0 mmol/L；③高脂血症：血清总胆固醇≥5.72 mmol/L，甘油三酯≥1.70 mmol/L，高密度脂蛋白胆固醇＜0.90 mmol/L，低密度脂蛋白胆固醇≥3.64 mmol/L[7]。吸烟史定义为每天吸烟量＞10支，饮酒史定义为经常饮白酒或有色酒每天＞100 g或啤酒每天＞1 L，持续时间超过10年[8]。

1.3 纳入标准 入组患者均符合第四届全国脑血管病学术会议修订的《缺血性脑血管病诊断要点》的诊断标准[9]，且适合脑血管造影检查，签署知情同意书后于入院后1周内行DSA检查，所有病例均行主动脉弓以及全脑血管造影检查，颈内动脉及椎基底动脉造影。

1.4 排除标准 ①对造影剂过敏者；②双侧无颞窗或TCD显示血流信号不清晰者；③严重心、肝、肾功能不全者；④严重出血倾向者；⑤并发脑疝或其他危及生命的情况。

1.5 分组标准 D S A动脉血管狭窄率采用北美症状性颈动脉狭窄内膜切除研究（North American Symptomatic Carotid Endarterectomy Trial，NASCET）提出的测量标准[10]计算，公式：狭窄率（%）=（D－d）/D×100%，式中D和d分别为管腔直径和狭窄处剩余管腔直径，若同一血管内存在多处斑块或狭窄，则测量狭窄最严重部位的d。狭窄程度分级采用NASCET标准分为4级：轻度狭窄：0%～29%；中度狭窄：30%～69%；重度狭窄：70%～99%；闭塞：管壁完全堵塞，未见显影，或狭窄率为100%。

根据DSA检查提示本次新发病灶同侧ICA血管狭窄程度结果将41例患者分为轻度狭窄组（＜30%）、中度狭窄组（≥30%、＜70%）、重度狭窄组（＞70%）。

1.6 评价指标

1.6.1 双侧大脑中动脉血流速度检测 在行DSA检查的时候借助TCD仪监测双侧大脑中动脉血流速度。所有TCD仪操作由同一位熟练掌握检测技术的医师完成。先用2 MHz探头行常规脑血流检测，将单侧或双侧频谱包络线信号差、脑血流流速异常者予以排除；然后换用TCD头架，用标准方法[11]逐渐调整头架探头位置、角度、深度直到获得双侧大脑中动脉稳定的最佳血流流速信号；最后妥善固定探头并嘱患者头部制动[12]。

1.6.2 动态血压的监测及储存 当桡动脉与心脏保持在同一平面，对血压值影响不大，故分别监测主动脉弓处和桡动脉最强的搏动点上的血压。有创血压监测采用数字减影血管造影机及Seldings技术，经一侧股动脉穿刺置入5F导管鞘，将一次性压力传感器的一端连接三通管，另一端和监护仪相连，将传感器用5F猪尾巴导管在过主动脉距无名动脉开口1～2 cm处，监测主动脉弓处的血压。

无创血压监测方法：将张力动脉血压连续监护仪的压力传感器探头置于近腕关节处桡动脉最强的搏动点上，将血压袖带束于同侧肘关节上2 cm的上臂，探头和袖带均和右心房处于同一水平，自动定标校正后随脉搏波动持续记录血压变化，每5 min重复定标1次。

将桡动脉无创血压和DSA有创血压曲线由相应输入口导入TCD机，实现无创血压、有创血压和血流流速曲线在监测趋势窗口中同步显示，待三者波形趋于稳定后（每分钟变化率＜10%）持续记录趋势图5 min，数据同步存入TCD机硬盘。

1.6.3 数据的导出和测定 选择包络线规则的趋势图进行分析导出，再将血压波、血流流速波数据分段以ASC Ⅱ码形式由TCD机硬盘导出，导出采样率为每秒84点；用动态压力流量关系法中的傅立叶变换法分别测定无创血压和有创血压处的CCP。

傅立叶变换法：用常规的傅立叶变换法算出每个心动周期中血压和血流流速波中基波的振幅（ABP1和CBFV1），并相应计算每个心动周期中血压和血流流速波相应的时间均数（ABP0和CBFV0），用公式CCP=ABP0－CBFV0×ABP1／CBFV1分别算出6个心动周期的CCP，然后剔除最高值和最低值，余中间值取平均；再根据CPPe=MAPMABP－CCP计算出CPPe[13]。

1.7 统计学分析 采用SPSS 17.0统计软件包进行统计分析。计量资料符合正态分布的采用均数加减标准差表示，不符正态分布的采用中位数和四分位数间距表示，计数资料用百分数或率表示，符合正态分布的计量资料3组间比较采用方差分析，组间两两比较采用LSD法；不符合正态分布的计量资料组间比较采用秩和检验。计数资料的比较采用秩和检验和卡方检验。有创CPPe、无创CPPe的差值比较采用Wilcoxon符号秩和检验。同时采用Bland-Altman方法分析两种方法检测结果的一致性程度。变量间的相关性分析则用Spearman相关分析。P＜0.05表示差异具有显著性，所有检验均为双侧检验。

2 结果

2.1 研究对象的分组 41例患者中发现轻度狭窄组28例，中度狭窄组8例，重度狭窄组5例。其中男性34例，女性7例，平均年龄（58.7±10.4）岁。两组患者人口特征学和临床特征的比较，各变量的组间比较差异均无显著性（P＞0.05）（表1）。

2.2 急性脑梗死患者有创和无创CPPe的比较 比较所有急性脑梗死患者有创方法和无创方法得到的CPPe值，结果发现所有患者有创和无创CPPe数值之间的差异无显著性（P＞0.05）；3组患者同一组间的有创和无创CPPe之间的差异均无显著性（P＞0.05）（表2）。同时急性脑梗死患者有创和无创CPPe值高度相关（相关系数=0.9632，P＜0.0001）。所有患者有创CPPe和无创CPPe的差值中位数为－1.1，四分位数间距为（－3.6，1.8），95%可信区间（confidence interval，CI）为（－2.5，0.9）（图1）。由于有创动脉血压是判断CPPe准确性的金标准，这说明TCD与DSA评估CPPe的特异性、准确性差异无显著性。

表1 研究对象的人口统计学和临床特征［n（%）］

表2 急性脑梗死患者有创和无创CPPe（mmHg）的比较（中位数，四分位数间距）

2.3 3组急性脑梗死患者CPPe、NIHSS评分比较 ①轻度狭窄组、中度狭窄组和重度狭窄组各组急性脑梗死患者有创、无创CPPe及NIHSS评分的比较，差异均有显著性（表3）。②3组中任意两组有创、无创CPPe比较：3组中任意两组有创、无创CPPe的比较差异均有显著性（P值均＜0.017）。其中轻度狭窄组与中度狭窄组的W值为36（P＜0.001）；轻度狭窄组与重度狭窄组的W值为15（P＜0.001）；中度狭窄组与重度狭窄组的W值为15（P=0.002）。③3组中任意两组NIHSS评分比较：轻度组与中度组NIHSS评分比较差异无显著性，W值为122，P值＞0.05。其他任意两组的NIHSS评分比较差异均有显著性，其中轻度狭窄组与重度狭窄组的W值为415.5，P值=0.002；中度狭窄组与重度狭窄组的W值为36.5，P=0.002。

2.4 CPPe、NIHSS评分与NASCET狭窄率相关分析 各组急性脑梗死患者有创、无创CPPe、NIHSS评分与DSA显示的血管狭窄程度的NASCET狭窄率进行相关分析，有创、无创CPPe与狭窄率的相关具有显著性（P＜0.001），均为负相关，相关系数分别为－0.782和－0.814。NIHSS评分与狭窄率的相关无显著性（P=0.164），相关系数为0.222。

3 讨论

图1 CPPe的Bland-Altman点图分析法比较

表3 急性脑梗死患者的CPPe及NIHSS评分比较

脑灌注压是脑血流的原动力，对脑组织灌注至关重要，微循环灌注压是脑血管病发生、发展的中心环节[1]。近来提出的CPPe，从理论和临床实践两方面都克服了传统经典概念的不足，即在脑梗死后的血压调控中，理论上只要保证平均动脉压高于CPPe，就可保证脑血流量恒定、脑组织的有效灌注。这样在实践中即可通过有效降低动脉血压减少了脑梗死发病后血压升高带来的各种风险，又充分保证了脑组织，特别是缺血区域的有效血循环，获得最好的治疗效果。因此，测量CPPe可以广泛应用于脑血管，尤其是脑梗死的临床诊断和治疗[14]。

基于CCP的CPPe测定方法，必须连续同步监测大脑中动脉的脑血流量和动脉血压曲线。Aaslid利用TCD监测大脑中动脉的血流速度代替血流量，实现了CCP的临床监测[2]。但这一监测过程仍需动脉插管获取连续的动脉血压曲线，在脑梗死患者的日常临床管理中难以广泛实现。因此本研究，利用无创动脉血压监测系统在桡动脉处获得连续动脉血压曲线，结合TCD技术，实现CPPe完全无创检测。

由于测定的是脑血管的有效灌注压，同步监测脑血管的血流速度和动脉血压理论上最为合理，但大脑中动脉的连续血压曲线测定有一定的技术难度[15]，本研究中以DSA中5F导管鞘连续监测过主动脉距无名动脉开口1～2 cm处接近颈内动脉处的动脉血压，可以近似模拟大脑中动脉血压。尽管Aaslid等[16]也曾以有创桡动脉血压为金标准，但桡动脉离头颈部较远，属于高阻力血管，且肢体末端血压波形畸变较明显。因此，在利用桡动脉血压代替脑动脉血压方面存在较多争议。本研究结果表明，动脉导管鞘的有创法和桡动脉的无创法测得的、同一组急性脑梗死患者的CPPe数值接近，差异无显著性，说明经无创持续血压监测仪与TCD检测并计算得到CPPe的无创新方法，可以用来实现临床完全无创检测CPPe。

在本研究DSA检查所见颈内动脉存在狭窄的急性脑梗死患者中有创、无创CPPe及NIHSS评分的比较，差异均有显著性。从临床症状上来说，NIHSS评分随着血管造影显示血管内径明显减小时则有增加的趋势，但相关统计后结果发现NIHSS评分与血管狭窄的相关比较无显著性，两者无相关性。而有研究[17]认为急性脑梗死超早期NIHSS评分与CTA显示脑动脉闭塞相关，急性脑梗死的神经功能缺损程度较重往往提示CTA上存在大血管狭窄或闭塞的可能。这可能是与本研究入组轻症患者占大多数，且患者行DSA检查时已经超过超早期有关。

在研究过程中本研究也发现，部分颈内动脉轻度狭窄患者尚未引起明显的神经功能损伤及缺失，即患者NIHSS评分处在正常范围，但实际上这部分临床症状轻的患者CPPe已有降低，如处理不得当也可诱发脑血管疾病或加重原有的脑血管疾病，应引起临床医师的关注。因此，利用TCD定期对这部分患者甚至有缺血性卒中倾向的患者进行CPPe监测，可以指导此类患者的卒中预防和临床治疗。

当然本研究也存在许多不足之处，如由于检查风险较大，检测危重患者的数量较少，因此重度狭窄组的患者数量较少。同时为避免血管狭窄部位的影响，本研究仅研究颈内动脉的血管狭窄率，其他脑血管狭窄率与患者NIHSS评分的关系尚需证实。

总之，通过TCD无创检测并计算CPPe的新方法可以较为准确地获得CPPe，而且CPPe与急性脑梗死患者的颈内动脉狭窄程度密切相关，这使得CPPe可以为脑血管病患者无创脑血流检测、指导个体化血压调控提供可靠证据。

1 王拥军. 适应与代偿[J]. 中国卒中杂志, 2007, 2:652-654.

2 Aaslid R, Markwalder TM, Nones H. Noninvasive transcranial Doppler ultrasound recording of flow velocity in basal cerebral arteries[J]. J Neurosurg,1982, 57:769-774.

3 Weyland A, Buhre W, Grund S, et al. Cerebrovascular tone rather than intracranial pressure determines the effective downstream pressure of the cerebral circulation in the absence of intracranial hypertension[J]. J Neurosurg Anesthesiol, 2000,12:210-216.

4 Hsu HY, Chen YT, Hu HH. Limitations in estimating critical closing pressure by noninvasive blood pressure measurements[J]. Stroke, 2004, 35:e91-e92.

5 Gao QC, Fu X, Chen XY, et a1. A method of evaluating the lower limit of cerebral autoregulation and its correlation with blood pressure by transcranial Doppler in rats[J]. Ultrasound Med Biol, 2012, 38:1244-1250.

6 中国高血压联盟. 中国高血压防治指南[J]. 中华内科杂志, 2000, 39:140-144.

7 方圻, 王钟林, 宁田海, 等. 血脂异常防治建议[J]. 中华心血管病杂志, 1997, 25:169.

8 周玉珍, 鲍俊, 王鹏. 吸烟、饮酒和吸烟饮酒协同作用对脑血流动力学的影响[J]. 现代预防医学, 2012,12:107-109.

9 中华神经科学会中华神经外科学会. 各类脑血管疾病诊断要点[J]. 中华神经科杂志, 1996, 29:379-380.

10 Giller CA, Bowman G, Dyer H, et al. Cerebral arterial diameters during changes in blood pressure and carbon dioxide during craniotomy[J]. Neurosurgery,1993, 32:737-741.

11 Panerai RB. Transcranial Doppler for evaluation of cerebral autoregulation[J]. Clin Auton Res, 2009,19:197-211.

12 Hilz MJ, Stemper B, Heckmann JG, et al. Mechanisms of cerebral autoregulation, assessment and interpretation by means of transcranial Doppler sonography[J]. Fortschr Neurol Psychiatr, 2000, 68:398-412.

13 朱良付, 黄如训, 高庆春, 等. 人脑循环临界关闭压、有效脑灌注压无创测定方法的研究[J]. 中华超声影像学杂志, 2005, 5:366-369.

14 Dewey RC, Pieper HP, Hunt WE. Experimental cerebral hemodynamics, vasomotor tone, critical closing pressure, and vascular bed resistance[J]. J Neurosurg, 1974, 41:597-606.

15 López-Magaña JA, Richards HK, Radolovich DK, et a1.Critical closing pressure:comparison of three methods[J].J Cereb Blood Flow Metab, 2009, 29:987-993.

16 Aaslid R, Lash SR, Bardy GH, et a1. Dynamic pressure-flow velocity relationships in the human cerebral circulation[J]. Stroke, 2003, 34:1645-1649.

17 黄小钦, 贾建平, 宋旸, 等. 急性缺血性卒中患者超急性期NIHSS评分与CT血管成像脑血管狭窄或闭塞关系研究[J]. 脑与神经疾病杂志, 2010, 18:408-412.

【点睛】

脑血流有效灌注压可以为脑血管病患者无创脑血流检测、指导个体化血压调控提供可靠证据。