Vliv oboustranného zúžení vnitřní krkavice na cerebrovaskulární rezervní kapacitu zadního mozkového povodí

Souhrn

Oboustranné zúžení vnitřní krkavice má významný vliv na mozkovou hemodynamiku a cerebrovaskulární rezervní kapacitu (CVR). Cílem naší studie bylo zjistit u nemocných s tímto postižením stupeň ovlivnění hemodynamiky zadního mozkového povodí pomocí změření cerebrovaskulární rezervní kapacity s použitím transkraniální dopplerometrie a CO₂.

Do studie bylo zařazeno 20 nemocných s oboustrannou stenózou vnitřní krkavice > 80 %, z nichž jedna byla symptomatická. S pomocí transkraniální dopplerometrie byly monitorovány změny rychlosti krevního průtoku ve středních mozkových tepnách (ACM) a v bazilární tepně (BA) v odpovědi na inhalaci exogenního CO₂.

U 18 nemocných (90 %) jsme zjistili snížení CVR v BA (-10,5 až 23,2 %/kPa CO₂, normální hodnota CVR v BA je 31,0 ± 5,9 %/kPa CO₂). Z těchto nemocných měli 3 nemocní hodnotu CVR v BA dokonce zápornou (-10,5, -9,8, -5,0 %/kPa CO₂). Tito nemocní měli současně vyčerpanou CVR v ACM (1,4, 2,4, 0,9 %/kPa CO₂). U 2 nemocných však byla zjištěna zcela normální hodnota CVR v BA (26,4, 26,9 %/kPa CO₂).

CVR v BA u nemocných s oboustranným zúžením vnitřní krkavice může být různá, od zcela normální hodnoty až po záporné hodnoty. Vyšetření CVR v BA by v budoucnu mohlo sloužit k lepšímu zhodnocení stupně hemodynamického postižení zadní cirkulace při stenózách vnitřních krkavic.

Klíčová slova:
mozková tepenná rezerva, cerebrovaskulární reaktivita, autoregulace, mozkový krevní tok, ultrasonografie, transkraniální dopplerometrie

Úvod

Testování mozkové hemodynamiky představuje nástroj na měření vztahu mezi stenotickým postižením přívodných tepen mozku i vlastních mozkových tepen (krkavice, vertebrální tepny) a potenciální patofyziologickou příčinou mozkové ischemie – selhání mozkové perfuze. Pomocí pozitronové emisní tomografie (PET) bylo prokázáno, že při poklesu perfuzního tlaku je mozkový krevní průtok (CBF) udržován autoregulační vazodilatací mozkových arteriol. To se zobrazuje jako zvýšený mozkový krevní objem (CBV) [1-3]. Pokud mozkový perfuzní tlak klesne dostatečně nízko (jak se vyskytuje u některých případů zúžení nebo uzávěru vnitřní krkavice (ICA)), tak CBF začne též klesat a zvýší se extrakční frakce kyslíku (OEF) k zabezpečení tkáňového kyslíkového metabolizmu [2]. V dalších stadiích mozkové hypoperfuze, jež je někdy označována jako nouzové prokrvení (misery perfusion) [3], existuje vulnerabilní hemodynamická situace, kdy každý další pokles perfuzního tlaku má za následek ischemii. Při studiu vztahu CBF a mozkové funkce pomocí okluze vnitřní krkavice (ICA) balonkem bylo zjištěno, že při CBF v rozmezí 30 až 40 cm^{3 *} 100 * g^-1/min^-1 se může vyvinout reverzibilní mozková dysfunkce, při CBF <30^.cm^{3 *} 100 * g^-1/min^-1 je pravděpodobné, že mozková dysfunkce bude perzistovat, i když normální krevní průtok bude obnoven [4].^. Nemocní se symptomatickou stenózou krkavice a zvýšením OEF mají 7násobně zvýšené riziko následného ipsilaterálního iktu [5]. Podobné studie pro zadní mozkové povodí zatím chybí (mimo jiné z metodických důvodů). Lze ale předpokládat, že mechanizmy budou podobné.

Bazilární tepna (BA) může sloužit jako důležitá intrakraniální kolaterála pro zásobení hypoperfundovaných povodí střední mozkové tepny (ACM). Těžké aterosklerotické onemocnění krkavice (CAD), například oboustranné zúžení vnitřní krkavice, má významný vliv na mozkovou hemodynamiku a cerebrovaskulární rezervní kapacitu (CVR) v příslušných povodích. Vliv na přední povodí byl již v minulosti opakovaně studován [6-9]. Vliv na zadní povodí je však známý podstatně méně [7], navíc měření CVR je zde z metodických důvodů obtížnější a publikovaných výsledků je podstatně méně [8-13]. Normální hodnoty CVR pro BA byly publikovány až Parkem v r. 2003 [9].

Transkraniální dopplerometrická studie byla provedena ke zhodnocení závislosti hemodynamiky BA na obstruktivním postižení přední cirkulace (nemocní s oboustranným uzávěrem nebo významnou stenózou krkavice) pomocí měření cerebrovaskulární rezervní kapacity (CVR).

Soubor a metodika

Do studie bylo v období od ledna 2003 do prosince 2004 zařazeno celkem 20 nemocných vybraných z 540 nemocných, kteří byli konsekutivně léčeni na iktové jednotce Neurologické kliniky FN Plzeň pro ischemický iktus. Tito nemocní splňovali následující kritéria: (a) Skóre v modifikované Rankinově škále (mRS) bylo < 3 a (b) od akutního začátku poslední příhody uplynuly více než 2 měsíce. (c) Pomocí duplexní sonografie u nich byla prokázána oboustranná stenóza vnitřní krkavice na krku nad 70 % podle Huninka [10], (d) současně byla vyloučena stenóza podklíčkových tepen a na vertebrálních tepnách bylo prokázáno anterográdní proudění. (e) Pomocí CTAG nebo MRAG z nich byli vybráni nemocní se stenózou vnitřní krkavice na krku ≥ 80% dle NASCET (klasická metodika), u kterých (f) zároveň nebyla přítomna stenóza některé z tepen vertebrobazilárního povodí > 50 % a podklíčkové tepny [11,12]. Dalším kritériem byla (g) velikost ischemického infarktu (zobrazení pomocí MR nebo CT) méně než 1/3 povodí ACM (tak, aby nedocházelo k ovlivnění hemodynamiky rozsáhlým infarktovým ložiskem). Byli vyloučeni nemocní s arytmiemi (včetně fibrilace síní) a s jinými systémovými chorobami, při kterých dochází ke změnám koncentrace krevních plynů a cirkulace – srdeční selhání a plicní onemocnění. Charakteristika souboru nemocných zařazených do studie je uvedena v tab. 1.

Měření cerebrovaskulární rezervy

Cerebrovaskulární rezerva byla měřena pomocí cerebrovaskulární reaktivity pro CO₂, jak bylo detailně popsáno dříve [13,14,Chyba: Zdroj odkazu nenalezen]. Vyšetřovaní nemocní měli anestetickou masku s dvoucestným ventilem pro inhalaci normálního vzduchu nebo karbogenu (směs 95% O₂ a 5% CO₂) pro indukci arteficiální hyperkapnie. Parciální tlak CO₂ ve vydechovaném vzduchu (PetCO₂), který odpovídá koncentraci CO₂ v alveolárním vzduchu a potažmo v arteriální krvi (PaCO₂) byl měřen infračervenou analýzou (DATEX Normocap CO₂-Monitor, Helsinky, Finsko), vzorky byly získávány z anestetické masky linkou připojenou ke kapnometru. Po 3minutovém intervalu pro adaptaci na anestetickou masku i prostředí byla kontinuálně měřena střední průtoková rychlost (V_mean) a koncentrace CO₂ ve vydechovaném vzduchu (PetCO₂) po dobu 5 minut. Poté byl k anestetické masce připojen 25litrový rezervoárový vak, jež byl trvale plněn plynem (karbogen) a byla prováděna hyperkapnická TCD měření po dobu 5 minut.

TCD měření

Simultánně byla vyšetřována a monitorována ACM na pravé straně a BA. Vyšetření bylo prováděno s přístrojem DWL Multi-Dop T2 (DWL Elektronische Systeme GmbH, Sipplingen, Německo). Následně bylo provedeno měření v ACM vlevo. Byla použita 2MHz sonda pro pulzní dopplerometrické vyšetření, sonda byla fixována k pravému transtemporálnímu oknu elastickým hlavovým páskem (DWL 4038). Druhá 2MHz sonda byla držena rukou, po dobu studie byla umístěna vzadu na krku a nasměrována k foramen magnum. Optimální signál z ACM byl získán v hloubce 50 až 60 mm a z BA v hloubce 85 až 95 mm.

Krevní tlak byl měřen u všech subjektů za bazálních podmínek a během hyperkapnické fáze při nejvyšší hodnotě PetCO₂.

Použité parametry a statistické zpracování

CVR byla vypočtena podle vzorce:

CVR=[((V_mean(C02) – V_{mean(bazální)}) * 100/V_{mean(bazální)}]/∆PetCO₂ (%/kPa)

• V_{mean(bazální)} střední průtoková před inhalací CO₂ (cm*s^-1)
• V_mean(CO2) střední průtoková toku při inhalaci CO₂ (cm*s^-1)
• ∆PetCO₂ vzestup parciálního tlaku CO₂ ve vydechovaném vzduchu (kPa)

Zjištěné hodnoty CVR byly porovnány s publikovanými normálními hodnotami [15]. Studie byla schválena lokální etickou komisí a od všech vyšetřovaných nemocných byl před započetím vyšetřování získán informovaný souhlas s vyšetřením.

Výsledky

U většiny nemocných jsme zjistili vyčerpání cerebrovaskulární rezervy v BA. U 4 nemocných však byla zjištěna zcela normální hodnota CVR v BA. U 4 nemocných měla hodnota CVR dokonce zápornou hodnotu. Výsledky měření jsou uvedeny v tab. 2, 3, 4.

Celá studovaná skupina nemocných měla systolický krevní tlak 125 ± 20 mm Hg a diastolický 76 ± 15 mm Hg. Během hyperkapnie se systolický tlak zvýšil o 12,0 ± 11,1 mm Hg a diastolický o 6,5 ± 7,4 mm Hg, což bylo statisticky nesignifikantní.

Diskuse

Cílem studia CVR je identifikovat pacienty s rizikem rozvoje ischemických změn z nízkého průtoku, kteří mohou vyžadovat farmakologickou, chirurgickou nebo intervenčně radiologickou léčbu s cílem zvýšit regionální mozkový perfuzní tlak. Vyšetření CVR může též pomoci klinikům v odlišení podílu nízkého průtoku krve a embolické etiologie na vzniku ischemických cévních příhod [Chyba: Zdroj odkazu nenalezen].

Za nejspolehlivější metodu měření CVR je považován PET. Přesto vzhledem k dostupnosti a ceně byla největší zkušenost v minulosti získána se studiem CVR pomocí TCD monitorování změn rychlostí v ACM v odpovědi na zvýšení PaCO₂. Za normálních okolností je hodnota CVR v BA i ACM shodná [Chyba: Zdroj odkazu nenalezen]. Studií CVR v BA při CAD je velmi málo [Chyba: Zdroj odkazu nenalezen]. Studií vlivu onemocnění krkavice (CAD, obstrukční postižení vnitřních krkavic) na zadní povodí je ještě méně [Chyba: Zdroj odkazu nenalezen].

Při srovnání naměřených hodnot CVR pro BA u nemocných z našeho souboru s publikovanými normálními hodnotami CVR pro naši metodiku (normální hodnota CVR_BA 31,0 ± 5,9 %/kPa CO₂ [Chyba: Zdroj odkazu nenalezen] byla zjištěna normální hodnota pouze u 2 nemocných (10 %). Předpokládáme, že příčinou je individuální rozvoj kolaterálního zásobení [16]. U většiny nemocných (18 nemocných – 90 %) bylo zjištěno snížení až úplné vyčerpání CVR. Z těchto 18 nemocných byla u 3 nemocných (nemocný č. 5, 12, 19) naměřena dokonce záporná hodnota CVR (tj. po podání exogenního CO₂ se průtokové rychlosti v BA snížily). Předpokládáme, že vazodilatace mozkových tepen po podání exogenního CO₂ způsobila změnu tlakového gradientu v tepenném řečišti, přičemž se snížilo kolaterální zásobení předního mozkového povodí ze zadního povodí (cestou BA), a proto po inhalaci exogenního CO₂ paradoxně došlo k poklesu průtokových rychlostí v BA (jehož vyjádřením je záporná hodnota CVR). Tato paradoxní reakce je dobře známa v přední cirkulaci [17,18], v zadní cirkulaci však zatím podle našeho názoru nebyla popsána.

Alternativním možným vysvětlením negativní hodnoty CVR v BA je pokles (i když je malý) systémového tepenného tlaku po podání exogenního CO₂ (při inhalaci CO₂ se systolický tlak zvýšil o 12,0±11,1 mmHg a diastolický o 6,5±7,4 mmHg), považujeme to však za méně pravděpodobné. Problematikou vlivu systémového tlaku na měření CVR se již například zabýval Dumville [19]. Jsou vyvíjeny matematické modely, které zavzetím všech relevantních proměnných do modelu mozkové hemodynamiky mohou zlepšit reprodukovatelnost a variabilitu měření CVR [20,21] a vyloučit tak tuto možnou příčinu. Další možné vysvětlení pro zápornou hodnotu CVR v BA je pouhá nepřesnost měření průtokových rychlostí v BA, mimo jiné i vzhledem k nemožnosti fixovat ultrazvukovou sondu v subokcipitální oblasti.

Keunen et al [7] vyšetřovali CVR v BA při onemocnění krkavic (CAD). Na rozdíl od naší studie používali místo inhalace exogenního CO₂ i.v. podání acetazolamidu. Při jednostranném hemodynamicky významném onemocnění krkavice nenacházeli snížení CVR v BA. Při oboustranném postižení krkavic a navíc při vyčerpání CVR v předním povodí nacházeli snížení CVR v BA a zároveň zvýšení klidových průtokových rychlostí v BA. Na rozdíl od těchto výsledků jsme v naší studii zjistili snížení CVR v BA i při nevyčerpané hodnotě CVR v předním povodí (nemocný č. 5 a 9). Keunen et al [7] dále nepopisují záporné hodnoty CVR v BA u žádného z vyšetřovaných nemocných.

Dále jsme v naší studii zjistili signifikantní zvýšení průtokových rychlostí v BA proti normě (81,3 ± 14,5 cm/s vs 45,7 ±7,9 cm/s). Toto velké zvýšení průtokových rychlostí odpovídá kolaterálnímu zásobení přední cirkulace cestou bazilární tepny. Podobné zvýšení průtokových rychlostí v BA je v souladu s výsledky Keunena et al [7].

Lze předpokládat, že u nemocných se sníženou CVR v zadním povodí (BA) bude v čase (v chronickém stadiu po ischemické CMP či asymptomatické okluzi ACI) docházet k jejímu zvyšování až normalizaci, tak jak je to již známé v předním povodí [22,23].

Závěr

Těžké aterosklerotické postižení krkavic způsobuje významné změny v mozkové hemodynamice. Při oboustranném postižení krkavic dochází ve většině případů ke snížení CVR v  zadním povodí (BA). V budoucnu by tento parametr mohl sloužit k výběru optimální léčebné strategie (farmakologická, chirurgickou nebo intervenční).

MUDr. Petr Ševčík, Ph.D.

Neurologická klinika FN Plzeň

Alej svobody 80,

304 60 Plzeň

e-mail: sevcik@fnplzen.cz

Přijato k recenzi: 3.3.2006

Přijato do tisku: 27.6.2006