1.6.1.1. Đại cương
- Siêu âm Doppler xuyên sọ dựa trên nguyên lý các sóng siêu âm sẽ phản chiếu lại khi xuyên qua một vật thể chuyển động trong dòng máu (hồng cầu) và tạo nên sự thay đổi về tần số, thay đổi về tốc độ của hồng cầu chuyển động trong dòng máu [27].
- Năm 1965, Miyazaki và Kato [108] lần đầu tiên thông báo về việc sử dụng siêu âm Doppler để đánh giá các mạch máu não ngoài sọ. Việc áp dụng kỹ thuật này để đánh giá các mạch máu não trong sọ chỉ được áp dụng từ năm 1982. Tại thời điểm đó Aaslid [39] đã phát triển đầu dò phát âm thanh mạch với tần số 2 MHz có thể xuyên qua được xương sọ và đo được chính xác tốc độ dòng máu ở các mạch máu chính của đa giác Willis. Kể từ đó đã có sự phát triển một cách đáng kinh ngạc của kỹ thuật này và đã trở thành một phương tiện hữu ích được áp dụng trong lĩnh vực lâm sàng và cả nghiên cứu [116].
- Với sự hữu ích của siêu âm Doppler xuyên sọ, có thể ghi nhận tốc độ dòng chảy của máu trong sọ một cách trực tiếp do vậy đã trở thành một phương pháp không xâm hại quan trọng cho việc đánh giá huyết động học của não và đánh giá bệnh lý mạch máu não trong sọ. Vẫn có sự tồn tại về sự không rõ ràng giữa dòng chảy máu não thực tế và tốc độ dòng chảy đo được bằng siêu âm Doppler xuyên sọ trong số các động mạch não cơ bản. Tuy nhiên hạn chế này không quá quan trọng, vì sự thay đổi tốc độ dòng máu đo được phản ánh sự thay đổi tương đối trong dòng chảy máu não. Thêm vào đó với đặc điểm là không xâm hại và giá thành thấp, siêu âm Doppler xuyên sọ đã đưa ra được các thuận lợi sau: sự thay đổi tương đối ở trong dòng chảy
máu não có thể được đo một cách khách quan ngay lập tức, và có thể đo kéo dài cũng như đo thường xuyên theo ý muốn. Các yếu tố này làm cho siêu âm Doppler xuyên sọ trở thành phương tiện theo dõi hấp dẫn cụ thể trong phẫu thuật thần kinh, phẫu thuật mạch máu, tim mạch và các thủ thuật về mạch máu não. Trong quá trình phẫu thuật các loại này, những thông tin tức thì về tình trạng dòng chảy máu não sẽ cho phép điều chỉnh kỹ thuật giúp cho giảm các biến chứng về não sau thủ thuật. Các tác động tức thì hay xảy ra trong thời gian ngắn của bất cứ thao tác cơ học bên ngoài hoặc kích thích chức năng của tuần hoàn trong sọ có thể được đánh giá ngay bằng siêu âm Doppler xuyên sọ. Do vậy siêu âm Doppler xuyên sọ cho phép đánh giá sinh lý bệnh của tai biến mạch não cấp tính [116].
- Siêu âm Doppler xuyên sọ cho biết các thông số sau [27], [30]: + Tốc độ dòng máu thì tâm thu (SFV)
+ Tốc độ dòng máu cuối thì tâm trương (DFV) + Tốc độ trung bình: MFV = (SFV + 2DFV)/3 + Chỉ số mạch: PI = (SFV-DFV)/MFV
1.6.1.2. Các áp dụng của siêu âm Doppler xuyên sọ
Siêu âm Doppler xuyên sọđược áp dụng trong các trường hợp sau [45], [116]: - Phát hiện các hẹp mạch trong sọ ở các động mạch nền lớn.
- Đánh giá ảnh hưởng huyết động của bệnh lý tắc nghẽn ngoài sọ dựa trên dòng máu trong sọ.
- Bổ sung cho các trắc nghiệm ngoài sọ mà chưa kết luận được.
- Phát hiện các dị dạng động-tĩnh mạch và xác định các động mạch nuôi. - Đánh giá bệnh tế bào hình liềm để xác định nguy cơ tai biến mạch não. - Phát hiện các vi tắc mạch não.
- Theo dõi ngắt quãng và theo dõi tiếp theo:
+ Theo dõi sự tái thông một cách tự phát hay bằng can thiệp của các mạch máu bị tắc.
+ Theo dõi sau can thiệp tắc mạch.
+ Tiếp tục theo dõi các bệnh lý tắc mạch trong qúa trình dùng thuốc chống đông.
+ Tiếp tục theo dõi các động mạch nuôi của dị dạng thông động-tĩnh mạch não sau xạ trị.
- Theo dõi liên tục trong:
+ Can thiệp X quang thần kinh
+ Thử nghiệm dược lý học cấp tính của các thuốc vận mạch + Phẫu thuật động mạch cảnh
+ Cầu nối tim-phổi + Tăng áp lực trong sọ + Chẩn đoán chết não - Các nghiệm pháp chức năng:
+ Kích thích vận mạch não với CO2 hoặc các thuốc vận mạch khác + Kích thích ngoài của vỏ não thị giác
+ Nghiệm pháp ép động mạch cảnh trước khi phẫu thuật trong đánh giá khả năng bàng hệ của vòng nối đa giác Willis.
1.6.1.3. Kỹ thuật thăm dò
* Các cửa sổ siêu âm
Các cửa sổ chính được áp dụng siêu âm xuyên sọ bao gồm [27], [116]: cửa sổ thái dương (temporal window) cho phép xác định các thông số về động mạch não giữa, não trước, não sau, động mạch cảnh trong đoạn tận. Qua cửa sổ dưới chẩm cho biết các thông số của động mạch đốt sống và thân nền. Qua cửa sổ ổ mắt có thể xác định được các thông số của động mạch mắt và động mạch cảnh trong đoạn Siphon.
* Các tiêu chuẩn xác định mạch
Các động mạch não được xác định dựa theo [99], [116]: - Độ sâu siêu âm
- Hướng của dòng chảy tại độ sâu đó
- Tốc độ dòng chảy (tốc độ dòng chảy trung bình và tốc độ đỉnh hoặc tốc độ cuối tâm trương)
- Vị trí đầu dò (thái dương, dưới chẩm, ổ mắt)
- Hướng của chùm siêu âm (ra sau, ra trước, hướng lên trên hay xuống dưới)
- Khả năng theo dõi các mạch máu
- Đáp ứng với ép động mạch cảnh. Trong các trường hợp riêng lẻ (đặc biệt ở người già) và các trường hợp bệnh lý, nghiệm pháp ép có lẽ là cần thiết để xác định các đoạn động mạch một cách chính xác. Nghiệm pháp ép khi làm siêu âm Doppler xuyên sọ có thể được thực hiện ở cả hai động mạch cảnh chung ở phía thấp vùng cổ với hai ngón tay hoặc trên các động mạch đốt sống ở phía dưới xương chũm. Có nguy cơ nhỏ gây tắc mạch từ các mảng xơ vữa trong các động mạch cảnh do vậy cần phải có người có kinh nghiệm khi làm nghiệm pháp này và phải thăm dò các động mạch cảnh bằng siêu âm trước đó. Thủ thuật ép này rất giá trị khi đánh giá tuần hoàn bên. Đáp ứng của nghiệm pháp này bao gồm: không có phản ứng gì, tăng tốc độ dòng chảy, giảm tốc độ dòng chảy, đảo ngược dòng chảy, hướng dòng chảy dao động, sự ngừng của dòng chảy.
A
B
Hình 1.8. Phạm vi độ sâu siêu âm của các động mạch (A) và hướng dòng chảy liên quan đến đầu dò (B) [41].
Bên trái Bên phải
Động mạch não trước (ACA)
Đầu gần M1/đầu gần A1 (pM1/pA1)
Động mạch não sau (PCA) Động mạch não giữa đầu xa (dMCA)
Động mạch thân nền (BA)
Động mạch đốt sống đoạn tận (tVA)
Động mạch mắt -
(Động mạch não giữa-M1)
Đầu gần M1/đầu gần A1 (pM1/pA1) Động mạch não giữa đầu xa (dMCA)
A
Bên trái Bên phải
Động mạch não trước (ACA)
Động mạch não sau (PCA) Động mạch thân nền (BA)
Động mạch đốt sống đoạn tận (tVA)
Động mạch mắt - Cùng hướng đầu dò (towards)
Ngược hướng đầu dò (away)
Cùng hướng đầu dò (towards)
Dòng chảy hai hướng (bidirectional)
Ngược hướng đầu dò (away) Ngược hướng đầu dò (away) Dòng chảy hai hướng (bidirectional)
Bảng 1.1. Tiêu chuẩn xác định mạch và các tốc độ dòng chảy bình thường[116]. Vị trí đầu dò Đoạn động mạch
Độ sâu siêu âm (mm) Tốc độ dòng chảy bình thường Các đặc điểm chính để xác định mạch Phạm vi Độ sâu tham khảo Thái dương Não giữa M1 30-60 45-60 50 50 55 ± 12 55 ± 12
M1: độ sâu siêu âm; có khả năng theo dõi mạch về phía trước hoặc về phía sau; dòng chảy cùng hướng đầu dò; góc của chùm tia hơi ra phía trước Não trước 60-75 70 50 ± 11 Độ sâu siêu âm; dòng chảy ngược hướng đầu dò; có khả năng theo dõi mạch; góc chùm tia hướng nhẹ ra trước; để phân biệt rõ ràng với Siphon động mạch cảnh cần sử dụng nghiệm pháp ép Cảnh
trong đoạn Siphon (C1)
60-70 65 39 ± 9 Độ sâu; tốc độ dòng chảy thấp tương đối so với M1 – động mạch não giữa; góc chùm tia hướng nhẹ ra trước và xuống dưới; dòng chảy cùng hướng đầu dò
Não sau - P1
55-75 70 39 ± 10 Độ sâu; cùng hướng đầu dò; có khả năng theo dõi tởi đỉnh thân nền và P1- động mạch não sau bên đối diện; góc chùm tia hơi ra sau và xuống dưới; tốc độ dòng chảy thấp tương đối so với M1- động mạch não giữa; nghiệm pháp ép là cần thiết khi cần phân biệt với các nhánh của động mạch não giữa. Dưới chẩm Động mạch đốt sống đoạn trong sọ
60-95 70 38 ± 10 Độ sâu; chùm tia chĩa về sống mũi hoặc hơi nhẹ sang bên; khả năng theo dõi mạch về trước và sau; nghiệm pháp ép tại động mạch cảnh hoặc động mạch đốt sống đôi khi cần thiết.
Động mạch thân nền
70-115 95 41 ± 10 Độ sâu; dòng chảy ngược hướng đầu dò; thường tăng nhẹ tốc độ dòng chảy so với động mạch đốt sống; khả năng theo dõi theo trục sống-nền; nghiệm pháp ép đôi khi cần thiết
Ổ mắt
Siphon động mạch (C2)
65-80 70 41 ± 11 Độ sâu siêu âm; góc chùm tia xiên nhẹ hay đứng dọc; dòng chảy ngược hướng đầu dò
Siphon động mạch (C3)
65 (60) 65 Độ sâu; tín hiệu hai hướng; góc chùm tia đứng dọc
C4 và phần xa của C5
65-80 70 47 ± 14 Độ sâu; góc chùm tia xiên nhẹ hoặc đứng dọc và hơi ra phía sau; dòng chảy cùng hướng đầu dò Động
mạch mắt
Bảng 1.2. Tốc độ dòng chảy trung bình các động mạch chính của một số tác giả[116]. Tốc độ dòng chảy trung bình (cm/s) Tác giả Động mạch não giữa Động mạch não trước Động mạch não sau Động mạch thân nền Aaslid [39] 62 ± 12 51 ± 12 44 ± 11 48 DeWitt [60] 62 ± 12 52 ± 12 42 ± 10 42 ± 10 Grolimund [66] 47 ± 15 49 ± 15 37 ± 10 _ Harders [72] 65 ± 17 50 ± 13 40 ± 9 39 ± 9 Hennerici [80] 58 ± 12 53 ± 10 37 ± 10 36 ± 12 Lindegaard [94] 67 ± 7 48 ± 5 42 ± 6 _ Ringelstein [124] 55 ± 12 50 ± 11 39 ± 10 41 ± 10 Russo [128] 65 ± 13 48 ± 20 35 ± 18 45 ± 10
1.6.1.4. Đặc điểm của siêu âm Doppler xuyên sọtrong dị dạng thông động- tĩnh mạch não và một số bệnh lý mạch máu khác
* Đặc điểm của siêu âm Doppler xuyên sọ trong dị dạng thông động-tĩnh mạch não
Mặc dù dị dạng thông động-tĩnh mạch não là một bất thường tiến triển, các động mạch và tĩnh mạch liên quan đến việc cấp máu cho dị dạng này về cơ bản là bình thường và là các động mạch thường xuyên cấp máu cho vùng não mà dị dạng này chiếm vị trí. Các động mạch này có thể dành toàn bộ hoặc một phần cấp máu cho dị dạng thông động-tĩnh mạch, có thể được xác định một cách rõ ràng với siêu âm Doppler xuyên sọ qua các bất thường dòng chảy đó là [27], [76], [105], [116]: tăng tốc độ dòng chảy, giảm chỉ số mạch, và giảm sự đáp ứng với CO2. Các bất thường này cho phép xác định vị trí của dị dạng thông động-tĩnh mạch và đánh giá tình trạng huyết động của chúng. Tốc
độ dòng chảy cao tới 280 cm/giây có thể được đo ở các động mạch nuôi ổ dị dạng. Sự giảm mạnh chỉ số mạch được chỉ ra bởi tỷ số tâm trương/tâm thu lớn hơn 0,74 hoặc chỉ số cản dưới 0,27. Một điều hiển nhiên rằng có sự khác biệt rất rõ nét về tốc độ dòng chảy khi so sánh giữa hai bên bán cầu.
Dưới kích thích CO2, các động mạch nuôi dị dạng thông động-tĩnh mạch hoặc không có sự thay đổi gì về tốc độ dòng chảy hoặc chỉ tăng nhẹ dòng chảy trong thời kỳ tâm trương. Các mạch máu này không đáp ứng một cách toàn bộ với sự giảm anhidrit cacbonic máu. Các động mạch chỉ cấp máu ít cho dị dạng thông động-tĩnh mạch có thể không có hiện tượng tăng tốc độ dòng chảy và giảm chỉ số mạch nhưng có sự thể hiện giảm đáp ứng với CO2. Một mối liên hệ tuyến tính thuận tồn tại giữa tốc độ dòng chảy trung bình và cả hai đường kính của động mạch nuôi và đường kính của ổ dị dạng. Một quan hệ tuyến tính ngược giữa tốc độ dòng chảy và độ dài của động mạch nuôi.
Siêu âm Doppler xuyên sọ thường được ứng dụng để đánh giá hiệu quả của việc gây tắc mạch chọn lọc để điều trị thông động-tĩnh mạch não [27]. Siêu âm Doppler xuyên sọ rất hữu ích để phát hiện các động mạch nuôi còn lại và để xác định các thay đổi dòng chảy nặng nề liên quan đến chảy máu [116]. Ở những dị dạng thông động-tĩnh mạch điều trị thành công, các tốc độ dòng chảy ở các động mạch nuôi giảm một cách rõ rệt tới dưới mức bình thường và dần dần trở lại các đặc điểm bình thường của các động mạch não.
A B
Hình 1.9. Hình tốc độ dòng chảy tăng và chỉ số mạch giảm của động mạch não trước (A) và não giữa (B) của bệnh nhân có dị dạng thông động-tĩnh mạch (MCA: MFV =134 cm/s, PI = 0,37; ACA: MFV = 85 cm/s, PI = 0,52). Bệnh
nhân Đồng Văn T,mã hồ sơ C71/522.
*Đặc điểm của siêu âm Doppler xuyên sọ trong một số bệnh lý mạch máu khác
- Các lỗ rò động-tĩnh mạch
Ngoài các dị dạng thông động-tĩnh mạch não, các loại khác của các shunt động-tĩnh mạch trong sọ có thể được phát hiện với siêu âm Doppler xuyên sọ như lỗ rò động mạch cảnh-xoang hang hoặc các rò màng cứng [116]. Các shunt động-tĩnh mạch này được phát hiện vì tốc độ dòng chảy rất cao và nhiễu loạn dòng chảy nặng nề tại vị trí lỗ rò, hoặc do dòng chảy động mạch hoá ở các tĩnh mạch mà dẫn lưu lỗ rò.
- Hẹp và tắc mạch trong sọ
+ Hẹp mạch: các đặc điểm điển hình của hẹp các động mạch lớn ở nền não [116]:
Tăng tốc độ dòng chảy
Dòng chảy bị rối (phổ Doppler rộng ra, tăng lên ở thì tâm thu và có các âm tần số thấp)
Hiện tượng rung cộng hưởng (rung của thành mạch và mô mềm xung quanh)
Cũng giống như bệnh lý mạch máu não ngoài sọ, hẹp nhẹ sẽ làm tăng tốc độ đỉnh một chút so với bình thường, trong khi đó hẹp trung bình và nặng sẽ dẫn tới tăng mạnh tốc độ đỉnh với với phổ mở rộng, tăng tốc độ tâm trương và dòng chảy hỗn loạn. Sự giảm tốc độ đỉnh sau chỗ hẹp cũng đã được chứng minh.
Một số tình trạng khác khó phân biệt với hẹp mạch trong sọ đó là: tốc độ dòng chảy tăng và hỗn loạn thấy được trong các động mạch trong sọ được tuần hoàn bàng hệ cung cấp máu. Tăng tốc độ dòng chảy cũng xảy ra tại các động mạch nuôi các ổ dị dạng thông động-tĩnh mạch não. Trong những trường hợp này nhìn chung tốc độ dòng chảy tăng trên suốt chiều dài của động mạch liên quan khác biệt với tăng khu trú trong hẹp mạch.
Co thắt mạch và hẹp mạch có thể phân biệt trên siêu âm vì co thắt mạch thường rộng hơn so với hẹp mạch, thường xảy ra ở hai bên và ở một vài động mạch, thay đổi theo thời gian. Do vậy việc theo dõi siêu âm Doppler xuyên sọ hàng ngày trong co thắt mạch rất hữu ích.
+ Tắc mạch: tắc động mạch não nền sọ có thể được phát hiện bằng ba quan sát sau [116]:
Không có tín hiệu của động mạch tại một độ sâu nhất định.
Không có tín hiệu của các động mạch nối với động mạch tắc nghẽn. Dòng chảy thay đổi ở các động mạch nối thông, điều này chỉ ra có các tuần hoàn bàng hệ
Ví dụ tắc nghẽn động mạch não giữa được chẩn đoán do không có tín hiệu của động mạch não giữa trong khi đó vẫn có sự hiện diện của các tín hiệu dòng chảy khác (động mạch não trước và/hoặc động mạch não sau hoặc