Transkraniální barevná duplexní sonografie v hodnocení intrakraniálních tepen při cerebrovaskulárním stenookluzivním onemocnění – přehled

Souhrn

Transkraniální barevná duplexní sonografie je relativně nová zobrazovací metoda, která umožňuje přes intaktní lebku vyšetřit morfologii a hemodynamické poměry v oblasti intrakraniální cirkulace; kromě toho je možné zobrazení i dalších, mimocévních, intrakraniálních struktur. Výhodou oproti dříve zavedené transkraniální dopplerometrii je možnost přímého zobrazení vyšetřovaných struktur a při měření průtoku cévami je možné korigovat insonační úhel, a tak změřit reálné průtokové rychlosti. Jedná se o metodu neinvazivní, relativně levnou, snadno opakovatelnou, kterou lze provést u lůžka nemocného. Hlavní nevýhodou je v některých případech špatná kvalita akustického okna, která nedovoluje kvalitní vyšetření až u 20 % vyšetřovaných. Tento nedostatek lze do značné míry eliminovat použitím echokontrastní látky, celkově při event. použití echokontrastu lze tedy vyšetřit více než 90 % vyšetřovaných. Tento přehled se zabývá základními principy metody a jejím využitím v diagnostice stenóz a uzávěrů intrakraniálních tepen a jejím významem pro hodnocení hemodynamického dopadu stenóz či uzávěrů extrakraniálních tepen na mozkovou cirkulaci.

Klíčová slova:
sonografie –⁠ cerebrovaskulární onemocnění –⁠ intrakraniální stenózy –⁠ intrakraniální okluze –⁠ intrakraniální kolaterály

Úvod

Vyšetření mozkových tepen je zásadním postupem v diagnostice nemocných s cévními onemocněními mozku (COM). Mezi zobrazovacími vyšetřovacími metodami má významné místo  ultrazvukové vyšetření mozkových tepen v oblasti extrakraniální (na  krku) a intrakraniální. V současnosti je široce dostupné a využívané ultrazvukové vyšetření krčních tepen, na které logicky může navázat vyšetření  intrakraniální cirkulace. Je třeba zdůraznit, že vyšetření a důkladná znalost anatomických a hemodynamických poměrů v oblasti krčních tepen musí  vždy předcházet vyšetření tepen intrakraniálních.

Transkraniální  barevná duplexní sonografie (transcranial colour-coded sonography –TCCS) je relativně nová zobrazovací diagnostická metoda, umožňující  ultrazvukové vyšetření intrakraniálních cév a dalších intrakraniálních struktur přes intaktní lebku –⁠ dovoluje přímé zobrazení intrakraniálních  tepen i některých částí žilního řečiště, změření průtoků v těchto cévách a posouzení hemodynamických poměrů v oblasti intrakraniální  cirkulace. Do klinické praxe dříve zavedená transkraniální  dopplerometrie (TCD) je ultrazvuková vyšetřovací metoda, která  umožňuje pouze měření průtoku intrakraniálními tepnami, nikoliv však  jejich přímé zobrazení; identifikace jednotlivých tepen je možná  na základě umístění a sklonu sondy, hloubky insonace a zhodnocení  směru krevního toku. Na rozdíl od TCD dovoluje TCCS přímé dvourozměrné zobrazení intrakraniálních tepen a při měření průtoku tepnami je  možné korigovat insonační úhel, a změřit tak reálné průtokové rychlosti. Pomocí TCCS je také možné zobrazit a vyšetřit mozkový parenchym a další mimocévní intrakraniální struktury. V některýcharsituacích je přesto výhodnější použití TCD než TCCS. Relativní přednosti obou  metod u jednotlivých diagnóz jsou uvedeny v tab. 1.

V tab. 2 jsou  souhrnně uvedeny indikace k provedení TCCS [podle 1].

Tento  přehled přináší základní informace o metodě samotné a o jejím významu pro hodnocení hemodynamického dopadu stenóz či uzávěrů krčních  tepen na mozkovou cirkulaci, dále pak o možnostech TCCS v diagnostice stenóz či uzávěrů intrakraniálních tepen.

Principy a technika vyšetření

K vyšetření TCCS se užívá duplexní sektorová sonda o frekvenci 2–4 MHz s vysokou emitovanou energií ultrazvukového svazku. Ultrazvukový přístroj musí být vybaven režimy pro možnost dvourozměrného zobrazení tkáně  ve škále šedi (2D, B-mode), barevného zobrazení toku v rychlostním režimu (CFM, C-mode) a spektrálního dopplerovského měření průtoků (PW Doppler, D-mode). Vhodné je rovněž vybavení přístroje pro  energetický režim (Power-doppler, E-mode). Výhodou tohoto režimu  oproti barevnému modu je lepší odlišení krevního toku od šumu  pozadí, nezávislost, s výjimkou 90°, na insonačním úhlu (a tedy lepší zobrazení např. cévních ohybů) a možnost zobrazení pomalých průtoků (např. detekce pomalých toků za stenózou, zobrazení žil apod.). Relativní nevýhodou je, že neposkytuje informace o směru krevního  toku. Uvedený handicap energetického modu je již v nejnovějších  přístrojích překonán v režimu „power angio“, který přináší i do této modality informaci o směru toku.

K vyšetření se využívá přístupů  přes oblasti lebky, kde je kost přirozeně nejtenčí –⁠ přes  ultrazvuková kostní okénka. Základními přístupy (okénky) jsou: transtemporální a transforaminální (transnuchální). Doplňkovými  přístupy jsou transorbitální, submandibulární, transfrontální a transokcipitální.

Zcela základním je transtemporální přístup, který využívá oblast temporální kosti před, resp. nad ušním boltcem (obr. 1). Z tohoto přístupu můžeme v několika vyšetřovacích řezech zobrazit základní tepny Willisova okruhu: arteria cerebri media (ACM) v úsecích M1 až  M3, arteria cerebri anterior (ACA) v úsecích A1 až A2, arteria  cerebri posterior (ACP) v úsecích P1 až P2, arteria carotis interna (ACI) v úsecích C1–C4 (karotický sifon), méně často přední a zadní komunikantu –⁠ arteria communicans anterior (ACoA) a posterior (ACoP) a event. vrchol (top) arteria basilaris (AB). V zásadě hodnotíme  cévy ipsilaterální, pouze při nedostatečné kvalitě akustického okna  můžeme, je-li to možné, hodnotit i cévy kontralaterální.

Transforaminálním přístupem vyšetřujeme přes foramen magnum (obr. 2) intrakraniální úseky (V4) vertebrálních tepen (AV) a bazilární tepnu (AB), méně často a. cerebelli inferior posterior (PICA), a. spinalis anterior, a. cerebelli inferior anterior (AICA), a. cerebelli superior (SCA).

Z doplňkových přístupů je častěji využíván transorbitální přístup (přes oční bulbus). Tímto přístupem lze zobrazit oftalmickou cirkulaci (arteria ophthalmica –⁠ AO a její větve) a karotický sifon. Při použití transkraniální sondy je třeba snížit intenzitu UZ vlnění  na 10–15 % a maximálně zkrátit dobu vyšetření, aby nedošlo k poškození oční čočky a sítnice. Lze však s vysokou výtěžností  použít i běžnou lineární cévní sondu k vyšetření AO a jejích větví, což má význam při posuzování event. extra-intrakraniálních spojek (viz dále).

Při submandibulárním přístupu je sonda přiložena pod  mandibulu a lze zobrazit celý průběh ACI až ke karotickému sifonu.

Transfrontální a transokcipitální přístupy se využívají vzácně v některých  speciálních situacích. Hlavní tepny, které lze TCCS vyšetřit, jsou ve schématu zobrazeny na obr. 3.

Hlavní limitací TCCS je kvalita  kostních okének, která až ve 20 % neumožňuje dostatečně kvalitní  vyšetření zejména z transtemporálního přístupu. Obecně je  vyšetřitelnost horší s rostoucím věkem, u žen, zejména v postmenopauzálním věku, dále u asiatů a černochů ve srovnání s bělošskou populací [2–6]. Nedávno provedená práce srovnávala u 33 moribundních pacientů kvalitu transtemporálního okna in vivo s post mortem CT analýzou korespondující temporální kosti. Kvalita  akustického okna byla hodnocena jako vynikající (u 13 z 37 provedených měření), středně kvalitní (6 z 37) a špatná (u 18 z 37). Byla prokázána významná souvislost mezi výše uvedenou akustickou kvalitou transtemporálního okna a celkovou tloušťkou temporální  kosti a zejména hustotou spongiózy [7].

U bělošské populace je  možno dosáhnout kvalitního vyšetření ACM, ACA a ACP u 80–84 % vyšetřených, intrakraniálních úseků vertebrálních arterií u 96–98 % a bazilární tepny u 92 % vyšetřených [5, 8–11]. Kvalitu zobrazení  lze významně zvýšit použitím pulmostabilních echokontrastních látek. Jedná se o bublinky vzduchu nebo jiného plynu o rozměrech do 10  μm, které jsou obaleny substancí, umožňující dostatečnou stabilitu  látky i po průchodu srdcem a plicními kapilárami po předchozím  intravenózním podání. S použitím echokontrastu lze dosáhnout  dostatečně kvalitního zobrazení tepen u 66–77 % nemocných s nízkou kvalitou akustického okna. Celkem tak lze s event. použitím  echokontrastu docílit kvalitního výsledku vyšetření u více než 90 % pacientů [12–14].

Při vyšetření je pacient v poloze vleže na zádech, pouze při vyšetření transforaminálním přístupem je na levém boku s hlavou v předklonu, vyšetřující je obvykle v záhlaví pacienta. Nejprve v B-modu zobrazíme intrakraniální struktury, což je  nutnou podmínkou pro správnou orientaci (viz obr. 4). Poté  zobrazíme intrakraniální tepny v barevném, event. energetickém modu –⁠ v B-modu bývá někdy zobrazitelný kmen ACM. Nakonec získáme  spektrální dopplerovské průtokové křivky z jednotlivých tepen –⁠ přitom je třeba dbát na správnou korekci insonačního úhlu. Začínáme obvykle vyšetřením z transtemporálního přístupu, poté pokračujeme zobrazením AV a AB z transforaminálního přístupu. Podle okolností doplníme  vyšetření z dalších, doplňkových přístupů.

Vyšetřované tepny je  třeba zobrazit v různých hloubkách v celém zobrazitelném úseku, zhodnotit směr toku krve a změřit průtokové rychlosti a indexy –⁠ maximální systolickou rychlost (peak systolic velocity –⁠ PSV), enddiastolickou rychlost (end diastolic velocity –⁠ EDV), rezistenční a event. pulzatilní indexy (RI, resp. PI).

Základním požadavkem je  vyšetření minimálně ACM, ACA, ACP, intrakraniálního úseku ACI, intrakraniálního úseku AV a AB [1,15].

Fyziologický nález na intrakraniálních tepnách

Za fyziologický nález lze považovat laminární průtok bez  turbulencí a nízkofrekvenčních šelestů s průtokovými křivkami  kontinuálního
charakteru a přiměřené rychlosti a hodnoty základních indexů. Je zachována funkční vazoreaktivita (viz dále). Hodnoty se mění s narůstajícím věkem, kdy dochází k poklesu průtokových rychlostí a vzestupu RI. Při hodnocení nálezu je důležitější než absolutní  hodnoty relativní srovnání daných hodnot –⁠ např. rychlostí z různých úseků jedné tepny či srovnání hemodynamických parametrů z dané tepny s hodnotami naměřenými na tepně kontralaterální. Přehledně je  fyziologický nález na hlavních intrakraniálních tepnách uveden v tab. 3 [podle 15]. Obr. 5 až 8
ilustrují fyziologické nálezy na ACM, AV a AB.

Vyšetření funkční rezervní kapacity

Funkční rezervní  kapacita (vazomotorická rezerva) je schopnost mozkové cirkulace  korigovat průtok jednotlivými tepnami pomocí změny rezistence  arteriol. Podstata vyšetření spočívá v posouzení změn průtokových  rychlostí v intrakraniálních tepnách v závislosti na pCO2 nebo po  farmakologické provokaci. Za normální reakci a tedy zachovalou  vazomotorickou rezervu považujeme snížení průtokových rychlostí  při snížení pCO2 a zvýšení průtokových rychlostí při zvýšení pCO2: fyziologická hodnota je 88 ± 16 % pro tepny karotického povodí [16]. Pro tepny vertebrobazilárního povodí se tato hodnota uvádí jako 60 % rezervy karotického povodí.

Snížená vazomotorická rezerva je v případě vymizení reakce na hyperkapnii, při vyčerpané rezervě  není reakce ani na hyperkapnii ani na hypokapnii. Vyšetření  vazomotorické rezervy má ve vztahu k cerebrovaskulárním chorobám význam pro posouzení suficience kolaterálního zásobení při závažném  postižení extrakraniálních mozkových tepen a pomáhá stanovit riziko hyperperfuzního syndromu před plánovanou revaskularizací. Významným způsobem se tak může podílet na rozhodování o chirurgických nebo endovaskulárních  intervencích.

TCCS nálezy u stenóz a okluzí intrakraniálních tepen

Stenózy intrakraniálních tepen

Hlavním nálezem je lokální zrychlení průtoku v místě stenózy. Za nejlepší kritérium ke stanovení tíže stenózy lze  považovat poměr mezi PSV (EDV) změřenou v místě stenózy a PSV (EDV) změřenou v jiném místě téže tepny před nebo za stenózou; za  suspektní lze považovat zrychlení průtoku o 30 %, za definitivní průkaz stenózy (nebo spazmu) pak zrychlení o 50 % [15]. K tomu je  samozřejmě nutné změřit průtokové rychlosti alespoň ze dvou míst postižené tepny. Pokud toto není možné a jsme schopni spolehlivě změřit průtokové rychlosti pouze v jednom místě tepny, lze ke stanovení významnosti stenózy použít srovnání s průtokovými rychlostmi změřenými v kontralaterální tepně nebo vyjít z porovnání naměřené hodnoty PSV s hodnotami, které jsou považovány za normu. Hodnocení tíže stenózy  podle poměrů PSV ve stenóze a před/za stenózou je uvedeno v tab. 4 [podle 15]. Práce Baumgartnera et al, dosud největší v tomto směru  provedená, hodnotila schopnost TCCS detekovat stenózy intrakraniálních tepen < 50 % a ≥ 50 % u 310 pacientů podle naměřených hodnot PSV, referenční metodou byla digitální subtrakční angiografie (DSA) intrakraniálních tepen. Pro stenózy ≥ 50 % byla senzitivita, specificita a pozitivní prediktivní hodnota TCCS 100 %, negativní  prediktivní hodnota 91–100 %. Pro stenózy < 50 % byla senzitivita  TCCS 94–100 %, specificita 99–100 %, excelentní negativní  prediktivní hodnota 100 %, ale průměrná pozitivní prediktivní  hodnota, která byla 73–100 %. Hodnoty PSV pro stenózy < 50 % a ≥ 50 % jsou uvedeny v tab. 5 [17]. Jiná práce s menším počtem  pacientů, ve které byla použita odlišná kritéria pro diagnostiku  intrakraniálních stenóz, prokázala u stenóz > 40% senzitivitu a specificitu 100 %. Citlivost TCCS byla srovnatelná s MR angiografií a předčila citlivost DSA [18]. V rámci jednoho vyšetření nejsme  schopni odlišit organickou stenózu od spazmu, kde bývá rovněž nález  zvýšených průtokových rychlostí. Na rozdíl od stenóz je však nález v čase proměnlivý. K odlišení stenózy od spazmu je tedy nutné  vyšetření v odstupu několika dní opakovat.

Neinvazivnost, vysoká  senzitivita a specificita, stejně jako možnost snadného opakování činí z TCCS vhodnou metodu pro diagnostiku a sledování vývoje  intrakraniálních stenóz.

Okluze intrakraniálních tepen

Diagnostika uzávěrů intrakraniálních tepen se opírá především o nepřímé známky. Na  okluzi tepny můžeme soudit při absenci průtokového signálu v dané  tepně u nemocných s dobrou kvalitou akustického okna, kdy je  zobrazena aspoň jedna ipsilaterální tepna [19–20]. Není patrný  průtok ani v barevném, ani energetickém modu. Proximálně od uzávěru  je snížená průtoková rychlost a zvýšený RI a PI. U ACM jeněkdy možné v B-modu tepnu zobrazit –⁠ může pak být patrná její vyšší echogenita a absence pulzace, což je nález rovněž svědčící pro okluzi. Okluze  tepny je doprovázena obrazem rozvoje kolaterál. Specifický obraz  kolaterálního zásobení je pak dán lokalizací tepenného uzávěru.

Uzávěr M1 úseku ACM lze diagnostikovat s vysokou senzitivitou (94–100 %), specificitou (93–100 %) a excelentní pozitivní (100 %) i negativní (100 %) prediktivní hodnotou. Senzitivita pro diagnózu okluze  bazilární tepny a intrakraniálních úseků VA je výrazně nižší a činí 60 %, resp. 56 % s korespondující specificitou 96–98 % [13, 21–23].

TCCS nálezy u stenóz a okluzí extrakraniálních tepen

Při významné  stenóze či uzávěru v oblasti extrakraniálních tepen dochází k rozvoji kolaterálního oběhu, který umožňuje kompenzatorní krevní  zásobení mozku. Nejvýznamněji se uplatňují intrakraniální spojky mezi povodími obou vnitřních karotid, resp. mezi přední a zadní  mozkovou cirkulací (Willisův okruh) cestou přední a zadní komunikanty (ACoA a ACoP). Z extra-intrakraniálních spojek jsou nejdůležitější kolaterály mezi vnější a vnitřní karotidou cestou oftalmické  cirkulace (mezi terminálními větvemi ACE a konečnými větvemi a. ophthalmica). Specifický obraz je dán lokalizací a komplexností  postižení extrakraniálních tepen (a samozřejmě i event. postižením intrakraniálních tepen) a rovněž úplností Willisova okruhu, který  je kompletní jen asi v 20–54 % a naopak ve 3–4 % není celý systém  uzavřen. V ostatních případech existuje hypoplazie nebo aplazie  aspoň jedné tepny [24]. Nález se samosozřejmě také liší u akutních a chronických uzávěrů, kdy obvykle bývají kolaterály dobře vyvinuty. Obecně lze konstatovat, že v povodí postižené tepny dochází ke snížení  průtokových rychlostí a snížení pulzatility (RI a PI) a v případě rozvoje kolaterálního oběhu k zvýšení průtoku a event. změně směru toku v příslušných do kolaterálního zásobení zapojených tepnách. Může být snížená či dokonce vyčerpaná funkční rezervní kapacita.

TCCS  dokáže relativně velmi spolehlivě zachytit kolaterální průtok jak  cestou ACoA se senzitivitou 100 % a specificitou 100 %, tak cestou ACoP, kde je senzitivita vyšetření 84 % a specificita 94 % [8]. Transorbitálním přístupem je možné vyšetřit oftalmickou cirkulaci a její event. zapojení do kolaterálního oběhu –⁠ v tom případě  dochází k obrácení toku ve větvích AO (s výjimkou toku v a. centralis retinae).

Celkově TCCS umožňuje zhodnotit hemodynamický dopad  stenookluzivního postižení extrakraniálních tepen na mozkovou  cirkulaci, zhodnotit funkční rezervní kapacitu a významně přispět k rozhodování o event. indikaci k revaskularizačnímu výkonu na  extrakraniálních tepnách, případně i k selektivní indikaci extra-intrakraniálního bypassu u pacientů s chronickou symptomatickou okluzí ACI.

Závěr

Transkraniální duplexní sonografie je relativně nová zobrazovací diagnostická  metoda, která umožňuje zobrazení intrakraniálních cév a dalších intrakraniálních struktur přes intaktní lebku. Jedná se o neinvazivní, snadno  opakovatelné, relativně levné vyšetření, které lze provést u lůžka nemocného. Umožňuje, kromě jiného, s vysokou specificitou a senzitivitou diagnostikovat stenózy a okluze intrakraniálních tepen a posoudit hemodynamický dopad stenóz a okluzí extrakraniálních  tepen na mozkovou cirkulaci. Pomocí TCCS je možné rovněž posoudit  funkční rezervní kapacitu mozkové cirkulace. Významným způsobem tak  přispívá k diagnostice onemocnění mozkových tepen, posouzení  funkční suficience cerebrální cirkulace, stanovení prognózy a k  rozhodování o terapeutickém postupu včetně indikací k revaskularizačním výkonům. Hlavní limitací TCCS je nedostatečná  kvalita akustického okna s nemožností dostatečně kvalitního vyšetření až u 20 % vyšetřovaných. Vyšetřitelnost však lze významně zvýšit  použitím echokontrastních látek, s jejichž využitím lze dostatečně  kvalitně vyšetřit více než 90 % pacientů.

Autorem obrázků a schématu je malíř Jan Šerých.

MUDr. Jiří Žižka
I. interní klinika, Fakultní Thomayerova
nemocnice, Praha
jiri.zizka@ftn.cz