好文推荐 | 经颅多普勒联合经胸超声心动图发泡试验对偏头痛患者脑血流特征的评估

摘要

目的　联合应用经颅多普勒发泡试验（cTCD）和经胸超声心动图声学造影（cTTE）技术，评估不同分级卵圆孔未闭（PFO）伴偏头痛患者之间脑血流动力学参数的变化。方法　选取空军军医大学第二附属医院的偏头痛患者85名，联合应用 cTCD和cTTE判断受检者是否存在PFO导致的右向左分流（PFO-RLS）并根据分级标准进行分流程度分级（0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级）。同时应用TCD分别观察Valsalva动作（VM）前后大脑中动脉（MCA）收缩期峰值血流速度（Vs）、平均血流速度（Vm）、舒张期峰值血流速度（Vd）、阻力指数（RI）和搏动指数（PI）等超声参数的特征，并对比分析PFO-RLS 0级与PFO-RLS Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级患者之间以上超声参数的差异。结果　85例受检者中，偏头痛伴PFO-RLS 0级患者13例，偏头痛伴PFO-RLS Ⅰ级患者34例，偏头痛伴PFO-RLS Ⅱ 级患者17例，偏头痛伴PFO-RLS Ⅲ 级患者21例。结果显示VM前偏头痛伴PFO-RLS Ⅱ级患者比偏头痛伴PFO-RLS 0级患者的Vs、Vm、Vd血流速度增快，差异有统计学意义（P<0.05）；VM后偏头痛伴PFO-RLS Ⅲ级者比偏头痛伴PFO-RLS 0级患者的Vm、Vd增快，差异有统计学意义（P<0.05）。结论　不同分级PFO-RLS伴偏头痛患者之间脑血流变化趋势不同，根据脑血流特征性变化，可为偏头痛患者的病因诊断及治疗提供一定的临床理论依据。

近年来卵圆孔未闭（patent foramina ovalis，PFO）与偏头痛的联系逐渐引起人们的重视，有研究结果表明PFO在偏头痛患者中的发病率为41%~72%，并且随着PFO分流量的增多而增加，其发病机制尚存在争议。最可能的假说是反常栓塞假说，PFO患者在特殊情况下可导致右向左分流的情况出现，进而使静脉内的各种栓子绕过肺循环直接进入大脑动脉造成栓塞，引起大脑动脉的短暂闭塞，导致相应供血区域的低灌注，产生大脑皮质扩散性抑制（cortical spreading depression，CSD）。CSD可使血管先扩张后缩窄，发生舒缩性改变，进而引起血流动力学的变化，出现部分区域缺血，并产生相应症状。因此而就医的患者也逐渐增加，偏头痛已经对人们的工作生活产生了严重的影响。但是目前偏头痛伴PFO是否会引起脑血流动力学的改变尚未有明确定论，因此，本研究旨在通过联合应用经颅多普勒发泡试验（contrast transcranial Doppler， cTCD）和经胸超声心动图声学造影（contrast-transthoracic echocardiography， cTTE），结合Valsalva动作（Valsalva maneuver，VM）评估偏头痛伴卵圆孔未闭右向左分流（patent foramen ovale right to left shunt，PFO-RLS）不同分级患者之间脑血流动力学参数是否存在差异，有助于为偏头痛患者的病因诊断及治疗提供一定的定量参考依据。

1 资料与方法

1.1  一般资料

选取2021年10月—2023年12月就诊于我院偏头痛患者85名，联合应用cTCD和cTTE判断受检者是否存在PFO-RLS，根据分流程度将分级为：0级（阴性）、Ⅰ级（少量）、Ⅱ级（中量）和Ⅲ级（大量）。研究对象入组标准：（1）根据国际头痛疾病分类（The 3rd edition of the International Classification of Headache Disorders， ICHD-3），由神经内科医生确诊为偏头痛的患者；（2）头痛伴PFO阳性组需要发泡试验明确诊断为PFO；（3）头痛伴PFO阴性组需要发泡试验结果为排除PFO；（4）所有受检者需满足颞窗透声良好，且能顺利配合完成VM。排除标准：（1）颅内外大血管狭窄或闭塞；（2）由外伤、高颅压等引起的头痛；（3）先天性心脏病（室间隔缺损、房间隔缺损、动脉导管未闭）；（4）房颤、心律失常及风湿性瓣膜病等器质性心脏病。检查前所有患者均签署知情同意书。

1.2  仪器和方法

1.2.1  仪器

cTTE检查应用GE LOGIQ E9（美国GE）彩色多普勒超声诊断仪，M5S相控阵探头，频率3.0~5.0 MHz；cTCD检查应用德力凯EMS-9PB经颅多普勒超声诊断仪，频率1.6 MHz。VM压力监测装置采用空军军医大学第二附属医院超声科自制医用压力测量仪。

1.2.2  方法

1.2.2.1 cTCD联合cTTE检查

患者左侧卧位，左上肢水平外展。应用头戴式固定架经颅多普勒检查探头固定于右侧颞区，选择单通道多深度检测模式监测右侧大脑中动脉（middle cerebral artery， MCA），探查深度设置为48~64 mm，取样容积10 mm；同时cTTE检查选择标准心尖四腔切面，可清晰显示左右房室腔。于左侧肘静脉开放通路，连接三通管和2支10 ml注射器，1支注射器内置8 ml生理盐水+1 ml患者自体血液+1 ml空气，2支注射器间快速相互推注振荡 20次以上制成造影剂。第一次注射造影剂在患者正常平静呼吸下进行，采用弹丸方式进行注射，并监测25 s内微气泡信号，对其微泡信号进行后期分析。第二次注射造影剂是在患者做VM同时，指导患者做有效VM（压力表值≥40 mmHg视为有效VM），深吸气后屏气10 s，然后做呼气动作维持10 s，同样监测25 s内微气泡信号，对其微泡信号进行后期分析。所有受检者重复行2次以上检查确保其结果准确性，以上所有操作均由2名高年资医师和1名护士配合完成。

1.2.2.2  PFO-RLS量化分级

分析每次cTTE中5个心动周期内单帧图像上左心系统内出现最多的微气泡个数进行PFO-RLS量化分级，同时以cTCD出现的微泡栓子信号个数作为参考，将PFO-RLS分级如下：0级（无RLS），左心腔内无微泡；Ⅰ级（少量），每帧1~10个；Ⅱ级（中量），每帧11~30个；Ⅲ级（大量），>每帧30个或左心系统几乎充满微泡；PFO-RLS 0级可认为PFO-RLS阴性，PFO-RLS-Ⅰ、PFO-RLS-Ⅱ、PFO-RLS-Ⅲ级可认为PFO-RLS阳性（见图1）。

1.2.2.3  脑血流参数测量

监测所有受检者的血压（blood pressure， BP）和心率。在cTCD联合cTTE检查的同时，记录每位受检者有效VM前以及VM后右侧MCA的血流动力学参数，VM前检测的是受检者静息时的基础脑血流参数，VM后检测的是脑血流速度达最高峰时的血流参数。包括收缩期峰值流速（peak systolic blood flow velocity， Vs），平均血流速度（mean blood flow velocity， Vm），舒张期峰值流速（peak diastolic blood flow velocity， Vd），阻力指数（resistance index， RI）和搏动指数（pulse index， PI）（见图2）。

1.3  统计学处理

所有数据采用SPSS 26.0统计软件进行分析。对符合正态分布且方差齐性的计量资料以（x±s）表示，进行独立样本t检验；非正态分布且方差不齐的计量资料以M（P₂₅，P₇₅）表示，采用Wilcoxon符号秩和检验。检验水准取α=0.05，以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结  果

2.1  受检者基本资料比较

共纳入85例受检者，其中头痛伴PFO-RLS 0级者13例，头痛伴PFO-RLS Ⅰ级者34例，头痛伴PFO-RLS Ⅱ级者17例，头痛伴PFO-RLS Ⅲ级者21例，各组间年龄、身高、体重之间差异无统计学意义（均P>0.05）（见表1）。

2.2  头痛伴PFO不同分级患者VM前以及VM后脑血流速度变化

比较头痛伴PFO不同分级患者VM之前的结果显示VM前头痛伴PFO-RLS Ⅱ级患者比头痛伴PFO-RLS 0级患者的Vs、Vm、Vd血流速度增快（均P<0.05）。比较头痛伴PFO不同分级患者VM后结果显示头痛伴PFO-RLS Ⅲ级患者比头痛伴PFO-RLS 0级患者的Vm、Vd增快（均P<0.05）（见表2~表4）。

2.3  头痛伴PFO不同分级患者VM前以及VM后脑血管阻力的变化

VM前结果显示头痛伴PFO-RLS 0级与Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级患者之间RI和PI差异无统计学意义（均P>0.05）。VM后结果显示头痛伴PFO-RLS 0级与Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级患者之间RI和PI差异无统计学意义（均P>0.05）（见表2~表4）。

3 讨  论

目前，因偏头痛就诊的患者日益增长，大量研究表明，偏头痛可能与从右到左分流（RLS）有关，这是动静脉系统的一种异常通路。卵圆孔未闭（PFO）是最常见的心脏分流术类型，约占所有循环RLS的95%。王艺晓等研究发现卵圆孔未闭在偏头痛患者中的发病率达到64.05%，进一步证实PFO与偏头痛有着密切关系，目前对偏头痛患者进行发泡试验已经在临床上得到广泛应用。也有研究认为PFO的存在可能是偏头痛的病因之一。成人PFO在一般情况下是左向右分流，但当发生增加右心房压力的动作（咳嗽、VM）时，右心房压力可一过性高于左心房，造成卵圆孔右向左分流，此时右心或静脉系统的微栓子可通过开放的卵圆孔进入左心，然后随体循环进入颅内，因此造成一系列的神经相关症状，如偏头痛、黑朦、脑卒中等。目前，对于偏头痛和PFO的研究主要在于两者是否有确切的关联，但对于偏头痛伴有PFO患者是否存在脑血流动力学方面的变化还鲜有研究。有学者提出，同时执行cTCD和cTTE可以防止VM无效造成的错误，提高cTTE的检出率。因此，本研究通过联合应用cTCD和cTTE，并利用VM进一步探讨偏头痛伴PFO-RLS不同分级患者之间的脑血流动力学是否有差异，期望为头痛患者的病因诊断及治疗提供一定的理论依据。

有研究结果表明单纯偏头痛可表现为大脑动脉基础血流速度的增高，以大脑中动脉为著，其可伴有涡流或湍流。而血流速度增快多发生在头痛侧，这可能与自主神经功能紊乱导致脑血管收缩痉挛相关。然而，也有单纯偏头痛患者头痛发作时脑血流速度减低，可能是由于血管、体液以及神经的综合作用，导致颅内血管扩张，脑部供血减少，继而产生主观上的疼痛感觉。偏头痛患者可能存在长期的发作间歇期的血管紧张度增高和动脉管腔的功能性缩窄。有研究认为，PFO可增加偏头痛患者的发病概率，提示PFO右向左分流程度分级与偏头痛严重程度相关，但其具体机制尚无定论。而本研究是以偏头痛为前提，是为了说明PFO的存在对偏头痛人群的脑血流动力学改变有一定影响。本研究对静息状态下偏头痛伴不同PFO-RLS分级患者间脑血流速度的变化进行了比较，除此之外还比较了VM之后偏头痛伴不同PFO-RLS分级患者脑血流速度的变化情况。结果显示VM之前头痛伴PFO-RLS Ⅱ级患者比头痛伴PFO-RLS 0级患者Vs、Vm、Vd血流速度增快。VM之后头痛伴PFO-RLS Ⅲ级患者比头痛伴PFO-RLS 0级患者的Vm、Vd增快。

本研究结果反应了无论是在VM前的静息状态下，还是在VM后，PFO-RLS阳性合并偏头痛的患者比PFO-RLS阴性头痛患者的脑血流速度增快。这说明PFO可能是引起偏头痛患者脑血流动力学变化的其中一个因素。在偏头痛的基础之上，如果存在PFO，则脑血流速度比单纯偏头痛的患者更快，但是目前PFO伴偏头痛患者的血流动力学改变的规律尚不明确，猜想其原因可能与“血管活性物质假说”有关，由于PFO的存在，静脉中的5-羟色胺、一氧化氮、降钙素生成肽等血管活性物质可绕过肺循环，不被肺毛细血管中的酶所灭活直接进入动脉系统，透过血脑屏障作用于前庭神经核引起头晕头痛；此外，混合的动静脉血液供应于脑部， 可造成短暂的脑缺氧进而引起脑血流速度的增快，甚至影响脑血流自动调节功能，从而引起患者偏头痛。但是目前的研究还未能阐明其中的具体作用机制，未来还需要更多的研究来证实。

本研究存在一定的局限性，首先对于头痛患者进行检测时没有进行发作期和间歇期的标注和统一，也没有考虑从上次发作到下一次发作的时间间隔，这些因素可能会影响本次研究结果。随着研究的不断深入，我们将进一步扩大样本量，并且对头痛患者发作时间进行考虑，更加完善相关研究。

总之，检测偏头痛伴PFO患者的脑血流动力学是有必要的，不仅可以推测偏头痛的内在原因可能在于脑血流动力学的变化，还可以进一步提示脑血流动力学变化程度与PFO分流程度的相关性，未来期望通过脑血流动力学的变化情况为偏头痛患者的病因诊断及治疗提供一定的理论支持和诊断参数。

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