Undersøkelse av iskemiske og demyeliniserende lesjoner ved cerebral vasoreaktivitet basert på transkraniell Doppler sonografi: en komparativ studie

Introduksjon

Stroke er blant de viktigste årsakene til sykelighet, dødelighet Og funksjonshemming blant både utviklede og utviklingsland, og står for ca. 15 millioner nye tilfeller og fem millioner dødsfall årlig.1,2 omtrent 85% av alle slag er iskemisk og 10% -15% rapporteres å være hemorragisk.3 Lacunarinfarkt er et resultat av iskemi i små penetrerende arterier kalt lacunes, og den har unike kliniske og patologiske egenskaper. Det har blitt påvist at cerebral autoregulering er svekket etter iskemi og slag på grunn av iskemisk skade på cerebrale arterioler og kapillærer.4 andre kroniske tilstander som påvirker blodkar som hypertensjon kan også føre til nedsatt cerebral autoregulering.5 med andre ord resulterer iskemi i endotelcelle-og reseptorfunksjon samt glatt muskelaktivering, noe som fører til nedsatt cerebral autoregulering.6

Multippel sklerose (MS) er en kronisk, inflammatorisk, demyeliniserende og degenerativ sykdom i sentralnervesystemet med en estimert prevalens på 2,93 per 100 000 innbyggere som har en subtil og ubestemt patologisk mekanisme. En akutt MS-lesjon karakteriseres av hyperintense lesjoner I T2-vektet og diffusjonsvektet (dw) hjerne MRI og hypointense lesjoner på tilsynelatende diffusjonskoeffisient (ADC) bildebehandling som ligner på funn ved akutt lakunær iskemi. Det er derfor viktig å skille disse lesjonene fra iskemiske forandringer.7 Foreslåtte mekanismer FOR MS inkluderer inflammatoriske endringer, demyelinering, aksonal degenerasjon og oligodendrocyt tap.8 nyere studier har imidlertid vist et nært forhold mellom cerebral vaskulatur, blodstrøm og MS. 9, 10 Histopatologiske studier av MS-pasienter har avslørt flere mikrovaskulære endringer i cerebralt vev, inkludert fortykkelse eller hyalinisering av venevegger og små årer og kapillær trombose som tyder på et iskemisk grunnlag for sykdommen.11 som nevnt ovenfor deler lakunarinfarkt og MS-plakk lignende egenskaper ved T2-vektet OG dw-hjernemri og ADC-avbildning. Dette forsterker differensieringen mellom disse to forholdene og videre styring, fordi forvaltningen av disse to forholdene er helt annerledes. Imidlertid foreslås det at cerebrovaskulær reaktivitet er normal i forskjellige sykdomsaktivitetsnivåer AV MS. 10. derfor kan evaluering av cerebral vasoreaktivitet være et passende verktøy for å differensiere iskemiske lesjoner fra demyeliniserende.

Cerebral vasoreaktivitet kunne evalueres gjennom ulike metoder, inkludert transkranial Doppler (TCD) sonografi, 12 dynamisk mottakelighet kontrast perfusjon MR imaging, 13 hyperkapni mr studie, 9 og måling av sirkulerende endotelin-1 og asymmetrisk dimetylarginin.14 Strømningshastigheter i de store cerebrale arterier og hastighetsendringer etter vasodilatorisk stimulus, som acetazolamid, CO2 eller apnea, kunne evalueres VED HJELP AV TCD sonografi.15 Økte CO2-nivåer indusert av pusteholding resulterer i en autoregulatorisk vasodilatasjon, og en økning i cerebral blodstrøm (CBF) til cortex.16,17 denne økningen I CBF kan gi verdifull og verdifull informasjon om vaskulær integritet og riktig funksjon.12 da data om differensierende egenskaper ved cerebral vasoreaktivitetsevaluering ved hjelp AV TCD-sonografi er knappe, foretok vi denne studien for å undersøke endringer i cerebrovaskulær vasomotorisk reaktivitet indusert av pusteholding ved BRUK AV TCD-sonografi hos pasienter MED MS og lakunarinfarkt.

Materialer og metoder

Pasienter

denne case–control studien ble gjennomført i løpet Av en 12-måneders periode Fra Mars 2011 Til Mars 2012 I Institutt For Nevrologi, Nemazee Hospital, Og Motahari Clinic, begge tertiære helsesentre tilknyttet Shiraz University Of Medical Sciences. I denne studien inkluderte vi fire grupper av deltakere. Den første studiegruppen inkluderte 28 pasienter innlagt Til Institutt For Nevrologi Ved Nemazee Sykehus med diagnose av lacunarinfarkt. Lacunarinfarkt ble diagnostisert i henhold til hyperintense lesjoner På T2-vektet hjerne MR. I tillegg hadde alle pasientene DWI-sekvenser, og vi inkluderte både akutte og gamle lakunarinfarkter. Alle forsøkspersonene led av motoriske og / eller sensoriske underskudd og ataksiske tegn uten tegn på kortikal involvering. Alle de iskemiske lesjonene hos disse pasientene ble funnet i den dype hjernen innenfor territoriet til en enkelt perforerende arterie med en maksimal diameter på 15 mm på bildebehandling. En gruppe på 28 friske frivillige matchet etter kjønn og alder ble inkludert som kontrollgruppe av personer med lakunarinfarkt. Videre inkluderte vi 28 pasienter med klinisk diagnostisert relapsing-remitting (RR) MS i Henhold Til McDonald-kriteriene som ble henvist på grunn av akutt tilbakefall.15 Hemisfærisk involvering ble bekreftet hos alle pasientene ved å påvise hyperintense lesjoner på T2-vektet hjerne-MRI. Vi inkluderte også 28 alders – og kjønnstilpassede friske frivillige som kontroller FOR MS-gruppen. Friske frivillige ble valgt fra de som ble henvist til nevrologiavdelingene i våre sentre som pasienters slektninger eller På motahari clinic for rutinemessig oppfølging.

Eksklusjonskriterier for to kontrollgrupper og PASIENTER MED MS inkluderte tidligere forbigående iskemisk anfall (tia) eller cerebrovaskulær ulykke (cva), alvorlig karotidsstenose (>70%), hjerteproblemer (atrieflimmer, nylig hjerteinfarkt , endokarditt, dilatert kardiomyopati), KOLS, hypertensjon (systolisk blodtrykk > 140 mmHg, diastolisk blodtrykk > 90 mmHg), diabetes mellitus (DM).; fastende blodsukker >126 mg/dL), hyperkolesterolemi (total kolesterol >200 mg / dL), fedme, røyking (>1 pakningsår), kongestiv hjertesvikt (større Enn New York Heart Association Grad I), hematologisk sykdom og kreft. Videre ekskluderte vi de deltakerne som ble behandlet med hormonelle stoffer, nitrater, β-blokkerende midler, kalsiumkanalblokkere, antikoagulantia og vasodilaterende legemidler. Eksklusjonskriterier for de som ble diagnostisert med lakunarinfarkt var alvorlig karotidarterie stenose (>70%), hjerteproblemer (atrieflimmer, NYLIG HJERTEINFARKT, endokarditt, dilatert kardiomyopati), KOLS, som ble behandlet med hormonelle substanser, nitrater, β-blokkere, kalsiumkanalblokkere, antikoagulantia og vasodilaterende legemidler i opptil 1 uke før studien. Case-og kontrollgrupper ble matchet for kjønn og alder, fordi disse to variablene har vist seg å påvirke cerebrovaskulær vasomotorisk reaktivitet samt breath-holding index (BHI).18 PASIENTER MED MS som hadde akutte lacunarinfarkter diagnostisert MED DWI ble ekskludert.

studieprotokollen ble godkjent av institutional review board Of Shiraz University Of Medical Sciences, og godkjenningen av Etikkutvalget ble oppnådd før studien begynte. Alle deltakerne ga skriftlig informert samtykke før de ble inkludert i studien.

Studieprotokoll

alle fag gjennomgikk en nøye kardiologisk og nevrologisk undersøkelse av nevrolog bosatt og kardiolog. Elektrokardiografi (EKG) ble utført for å utelukke kardiovaskulære sykdommer. Laboratorieevaluering inkluderte FBS, totalt kolesterol og fullstendig blodtelling for å oppdage de med DM, hyperkolesterolemi og anemi. Alle fag gjennomgikk doppler sonografi av bilaterale karotisarterier for å utelukke alvorlig karotisarteriestenose samtidig MED TCD sonography-studien.

TCD-sonografi ble utført hos alle pasienter som brukte EN TCD DWL Multidop-maskin (scimed Ltd / TC22) med en 2-MHz, håndholdt, pulserende bølgedoppler-sonde. Alle TCDs ble gjennomført av en erfaren nevrologi bosatt under tilsyn av nevrologien som deltok. TCD sonografi ble gjort via et tidsmessig vindu i et stille rom etter minst 5 minutters hvile i den bakre posisjonen. Sonden ble justert til et maksimalt ultralydsignal ble oppnådd. Dette punktet var omtrent på en dybde på 50 mm. sonden ble holdt på plass for å evaluere tcd-sonografiparametrene.

Gjennomsnittlig strømningshastighet (MFV) i den midtre cerebrale arterien (MCA) ble registrert i 1 minutt. Deretter ble cerebrovaskulær vasoreaktivitet til hyperkapni evaluert ved hjelp av en pusteholdende manøvre i henhold til prosedyren Som Tidligere ble beskrevet Av Markus og Harrison.12 etter normal pust ble fagene instruert til å holde pusten i 30 sekunder. I løpet av pusteperioden ble MFV i MCA registrert kontinuerlig. Personer ble bedt om ikke å utføre En Valsalva manøvre under pusten fordi det ville resultere i blodtrykk (BP) endringer og forstyrre cerebral hemodynamikk.

DERETTER ble BHI beregnet med følgende formel:

Statistisk analyse

basert på 95% KI og 80% effekt og for å oppdage signifikante forskjeller angående BHI mellom de fire studiegruppene (p = 0,05, tosidige), var det nødvendig med 28 pasienter i hver gruppe. For å kompensere for mulige uverdifulle data, inkluderte vi 112 pasienter i hver studiegruppe. Statistikkpakken For Samfunnsvitenskap (SPSS) For Windows, versjon 18.0 (SPSS, Chicago, IL, USA) ble brukt til dataanalyse. Forskjeller mellom gruppene ble sammenlignet ved hjelp av enveisanalyse av varians (ANOVA). Til sammenligning Mellom grupper Ble Bonferroni post hoc-test brukt. Mann-Whitney U-testen ble brukt til sammenligning mellom grupper i ikke-normal distribusjon. Kategoriske variabler ble analysert ved hjelp av chi-kvadrat-testen. For å kompensere for confounders kjørte vi også en multivariat logistisk regresjonsmodell som omfattet alder og kjønn som uavhengige faktorer. Data rapporteres som gjennomsnittlig ± SD og proporsjoner etter behov. En tosidig p-verdi på mindre enn 0,05 ble ansett som statistisk signifikant.

Resultater

Totalt 112 forsøkspersoner i fire studiegrupper med lakunarinfarkt og kontroll samt MS og kontroll ble inkludert i denne studien. Det var 48 (42,9%) menn og 64 (57,1%) kvinner blant deltakerne. Gjennomsnittsalderen for alle deltakerne ble funnet å være 41,1 ± 13,7 (i området fra 19 til 70) år. Baseline karakteristika for pasientene og kontrollene er oppsummert I Tabell 1.

Tabell 1 Baseline karakteristika for 112 pasienter og kontroller inkludert i den aktuelle studien Forkortelser: EDSS, Utvidet Funksjonshemmingsstatus Skala; ms, multippel sklerose.

gjennomsnittlig BHI hos pasienter med lakunarinfarkt ble funnet å være signifikant lavere sammenlignet med alders – og kjønnstilpasset kontroll (0,8 ± 0,4 vs 1,2 ± 0,3; p < 0,001). Det var ingen signifikant forskjell mellom de med lakunarinfarkt og deres kontroller med Hensyn Til MFVrest (p = 0,264), MFVapnea (p = 0,227) og mfv-variasjoner (p = 0,649) (Tabell 2). Gjennomsnittlig BHI hos PERSONER MED MS ble funnet å være sammenlignbar med alder – og kjønnskontroller (1.02 ± 0.4 vs 1.02 ± 0.3; p = 0.993). Det var ingen signifikant forskjell mellom DE MED MS og deres kontroller med Hensyn Til MFVrest (p = 0,849), MFVapnea (p = 0,448) og mfv-variasjoner (p = 0,057) (Tabell 3).

Tabell 2 TCD sonografi egenskaper hos personer med lakunarinfarkt og friske individer Forkortelser: BHI, pusteholdende indeks; mfv, gjennomsnittlig strømningshastighet; TCD, transcranial Doppler.

Tabell 3 TCD-sonografikarakteristikker hos personer MED MS og friske personer Forkortelser: BHI, pusteholdende indeks; mfv, gjennomsnittlig strømningshastighet; MS, multippel sklerose; TCD, transkranial Doppler.

gjennomsnittlig BHI hos PERSONER MED MS ble funnet å være signifikant høyere sammenlignet med personer med lakunarinfarkt (1,02 ± 0,4 vs 0,8 ± 0,4; p = 0,040). PÅ samme måte hadde PASIENTER MED MS signifikant høyere MFVrest (p = 0,010), MFVapnea (p = 0,002) og mfv-variasjoner (p = 0.007) sammenlignet med de med lakunarinfarkt (Tabell 4). For å kompensere for confounders som alder og kjønn, kjørte vi en multivariat logistisk regresjonsmodell. Vi fant at etter å ha kompensert for confounders, hadde PASIENTER MED MS sammenlignbare BHI til de med lacunarinfarkter. I tillegg var BHI sammenlignbar MELLOM MS-pasientene og de friske kontrollene i lakunarinfarktsgruppen (1,02 ± 0,4 vs 1,2 ± 0,3; p = 0,863).

Tabell 4 TCD-sonografikarakteristikker hos personer med MS og lakunarinfarkt Forkortelser: BHI, pusteholdende indeks; mfv, gjennomsnittlig strømningshastighet; MS, multippel sklerose; TCD, transkranial Doppler.

Diskusjon

i denne case–control-studien forsøkte vi å undersøke de differensierende egenskapene TIL BHI målt VED TCD-sonografi i iskemiske og demyeliniserende hjernelesjoner. Vi fant at BHI var signifikant lavere hos de med lacunarinfarkter sammenlignet med deres alders – og kjønnstilpassede friske kontroller som viste nedsatt cerebral vasoreaktivitet i iskemi, selv i liten mengde (lacunarinfarkt). PASIENTER MED MS ble imidlertid funnet å ha intakt cerebral vasoreaktivitet basert på observasjonen at BHI var identisk MELLOM MS-pasienter og friske kontroller. Tilsvarende VAR BHI signifikant høyere HOS MS-pasienter sammenlignet med pasienter med lakunarinfarkt. Dette funnet viser AT BHI kan være en pålitelig og nøyaktig indeks for å skille iskemiske lesjoner fra demyeliniserende.

Cerebral autoregulering er det medfødte potensialet i cerebrale blodkar for å opprettholde OG regulere CBF i et konstant område til tross for et bredt spekter av systemiske BP-nivåer. Cerebrale blodkar utfører autoregulering gjennom et kompleks av myogene, neurogene og metabolske mekanismer. Flere faktorer er ansvarlige for cerebral autoregulering, hvorav de viktigste inkluderer vaskulær konduktans og arteriell BP.19 i tillegg har det vist seg at arterielle CO2-konsentrasjoner er den viktigste faktoren SOM CBF reguleres av.20 når cerebral perfusjonstrykk er modifisert, tilpasser blodkarene sin vaskulære motstand for å opprettholde CFB ved baseline.21,22 de nedre og øvre grenser for cerebral autoregulering i normotensive mennesker anses å være ved gjennomsnittlig arterielt trykk på 60 og 150 mmHg, mellom HVILKE CBF forblir relativt konstant. Cerebral autoregulering har blitt funnet å være skadet i flere forhold, inkludert hodeskade, 12 iskemisk slag, 5 og subaraknoid blødning.23,24 denne onde syklusen pålegger svingninger i perfusjonstrykk i hjernen og er forbundet med dårligere prognose.

det har tidligere blitt vist at cerebral autoregulering er svekket i iskemisk slag (selv i mindre slag), sannsynligvis sekundært til cerebral vaskulatur endotelial dysfunksjon samt venøs trombose.5,19 Vedlikehold av cerebral perfusjon under iskemi og slag er viktig for å bevare og beskytte penumbralvevet. Autoregulering er ansvarlig for å opprettholde cerebral perfusjon under slag og selv under inngrep i slagenheter, inkludert BP-manipulasjon, mobilisering og angiografiske inngrep. Cerebral autoregulering er imidlertid svekket sekundært til iskemi, og dette resulterer i en ond syklus som fører til økt iskemisk område og redusert penumbra. Det har blitt påvist at cerebral autoregulering er svekket i begge halvkule når en iskemi i territoriet til store intrakranielle kar oppstår. Det mest interessante funnet er at denne bilaterale effekten synes å være mer uttalt i lacunar slag.5 det har blitt påvist at nedsatt cerebral vasoreaktivitet oppstår innen de første dagene etter iskemien, men utvinningen varer i flere måneder.25,26 nedsatt cerebral autoregulering i slag er relatert til akutt nevrologisk forverring, nødvendighet av dekompressiv kirurgi og dårlig utfall. Alle disse bevisene er i samsvar med vår studie som viste nedsatt cerebral autoregulering i lacunarinfarkt.

vi fant at cerebral autoregulering forblir intakt hos PASIENTER som lider AV MS sammenlignet med sunne alders – og kjønnsmatchede kontroller, og dette er i samsvar med en lignende tidligere studie.10 tidligere studier har bestemt kardiovaskulær autonom respons hos MS-pasienter i forhold til friske personer. Imidlertid har de avslørt motstridende resultater, sannsynligvis på grunn av ulike pasientvalgskriterier. Noen av disse studiene har vist at > 50% AV PASIENTENE med MS lider av kardiovaskulær autonom dysfunksjon, mens noen andre ikke har rapportert noen signifikante forskjeller hos disse pasientene, i likhet med våre observasjoner i denne studien.27,28 de fleste studier har rapportert en signifikant sammenheng mellom økt MS-alvorlighetsgrad og kardiovaskulær autonom dysfunksjon.29 I En annen studie viste Ozkan et al30 at blodstrømshastigheten var betydelig lavere enn i kontroller under angrepsperioder, og økte under angrepfri periode sammen med klinisk forbedring. I tillegg var vasoreaktivitet betydelig høyere i angrepsperioden, og redusert under angrepsfrie perioden; det var imidlertid fortsatt betydelig høyere enn i kontrollene. Disse funnene er i samsvar med vår studie. DET foreslås AT MS-pasienter har en mer reaktiv bakre sirkulasjon enn friske personer.10 I Denne forbindelse Viste Sloper et al31 at tilbakevendende hypoksi fører til degenerasjon I GABA-terminaler av hemmende nevroner, samt en svikt i det kortikale hemmende systemet.

det er flere faktorer som påvirker cerebral vasoreaktivitet og hjerne autoregulering. Disse faktorene inkluderer aldring, vaskulær sklerose, DM OG HIV cerebritt.32-34 Aldersrelaterte reduksjoner i BASELINE CBF og CVR observeres i hjernebarken, noe som kan være relatert til sårbarheten for nevrologiske lidelser med aldring.32 i vår studie da PASIENTENE med MS hadde en signifikant lavere alder sammenlignet med de med lakunarinfarkt, kunne det ha påvirket resultatene. VI fant imidlertid at PASIENTER MED MS hadde sammenlignbare indekser med eldre friske kontroller. Dermed kan vi konkludere med at lakunarinfarkt er forbundet med redusert cerebral vasoreaktivitet, noe som kan forverres med avansert alder. Den andre faktoren som kan påvirke vasoreaktivitetsmålingen hos PASIENTER MED MS er volum og antall lesjoner.35 Siden VI ikke har foretatt MS-lesjonsvolumetri, kan vi ikke kommentere problemet.

vi hadde noen begrensninger med hensyn til denne studien, hvorav det viktigste er at den hadde en liten studiepopulasjon. Fremtidige studier med større studiepopulasjoner er nødvendig for å kaste lys over dette problemet. Den andre begrensningen var at pasienter med lakunarinfarkt hadde en betydelig høyere alder sammenlignet med DE MED MS. i tillegg hadde de et betydelig høyere forhold mellom mann og kvinne sammenlignet MED MS-gruppen. DET er godt etablert AT BHI påvirkes av både alder og kjønn, er lavere hos kvinner og avtar med alderen, spesielt hos kvinner.18 selv om dette kan være ansvarlig for lavere BHI hos MS-pasienter sammenlignet med de i lacunarinfarktgruppen, tyder bevisene på at nedsatt cerebral autoregulering er hovedårsaken til disse funnene.

til slutt er demyeliniserende lesjoner forbundet med høyere vasoreaktivitet sammenlignet med iskemiske. Med andre ord, cerebral autoregulering er svekket i iskemisk slag, mens det ser ut til å forbli intakt I MS. dermed kan cerebral vasoreaktivitet målt VED TCD sonografi brukes til å differensiere iskemiske og demyeliniserende lesjoner.

Bekreftelser

forfatterne anerkjenner deltakelsen av pasientene og deres familier i den nåværende studien. Den nåværende artikkelen er resultatet Av en avhandling Av Dr Anahita Zoghi for delvis oppfyllelse av kravet om en spesialitet grad i klinisk nevrologi (stipend nr 2662). Abstrakt av dette papiret ble presentert på Den 16. Kongressen I European Federation Of Neurological Societies som en plakatpresentasjon med foreløpige funn. Plakatens abstrakt ble publisert i» Poster Abstracts » I European Journal Of Neurology: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/j.1468-1331.2012.03889.x.

Avsløring

forfatterne rapporterer ingen interessekonflikter i dette arbeidet.