超聲檢查頸內(nèi)靜脈呼吸變異性與顱內(nèi)靜脈竇的關(guān)系

汪迎暉 袁公賢 陳思楷 孫文博

武漢大學(xué)中南醫(yī)院1綜合超聲醫(yī)學(xué)科，2綜合科，3醫(yī)學(xué)影像科 湖北 武漢 430071

人體靜脈系統(tǒng)在循環(huán)中接收回心血液，受到胸腔呼吸時相和中心靜脈壓等因素的影響。在超聲探查下，靜脈管徑隨心肺生理活動發(fā)生相應(yīng)變化的現(xiàn)象是其顯著特點。2004年Feissel 等［1］首 次 提 出下腔靜脈呼吸變異性，認(rèn)為該指標(biāo)可以預(yù)測患者對液體復(fù)蘇是否有容量反應(yīng)性。這一觀點經(jīng)過多項研究證實［2?5］，現(xiàn)已被臨床廣泛接受。由于頸內(nèi)靜脈位置淺表、易于觀察測量，近年來頸內(nèi)靜脈呼吸變異性也被一些學(xué)者用于評估輸液反應(yīng)的容量反應(yīng)性［6?8］。

頭頸靜脈回流障礙已成為近年來腦血管病的研究熱點，頭頸靜脈狹窄是其主要病因，按發(fā)病部位可分為顱內(nèi)靜脈竇狹窄和頸靜脈狹窄。超聲檢查具有血流實時動態(tài)成像的優(yōu)點，在頸靜脈回流異常的診斷中發(fā)揮著日益重要的作用。頸內(nèi)靜脈作為腦靜脈回流的主要通路，其呼吸變異性與腦靜脈回流的關(guān)系尚未見報道。本研究使用超聲檢查頸內(nèi)靜脈，探討頸內(nèi)靜脈截面積、呼吸變異性與顱內(nèi)靜脈竇狹窄的相關(guān)性，為應(yīng)用超聲評估顱內(nèi)靜脈竇的靜脈回流狀態(tài)提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究對象回顧性納入2016年1月至2021年7月期間在本院就診患者，均行頭頸靜脈磁共振靜脈成像（magnetic resonance venography，MRV）和頸內(nèi)靜脈超聲檢查，年齡22～83（51±15）歲。基于Marmarou 等［9］和Stevens 等［10］建立的顱內(nèi)靜脈系統(tǒng)模型，根據(jù)MRV 結(jié)果將靜脈竇內(nèi)徑小于對側(cè)相應(yīng)節(jié)段40%以下或≤2.0 mm 定義為管腔狹窄［11］。通過頭頸靜脈MRV 橫竇測量結(jié)果分為狹窄組和對照組。狹窄組選取顱內(nèi)靜脈竇狹窄一側(cè)測量同側(cè)頸內(nèi)靜脈截面積、呼吸變異指數(shù)。對照組選取顱內(nèi)靜脈竇尺寸小的一側(cè)測量同側(cè)頸內(nèi)靜脈截面積、呼吸變異指數(shù)。狹窄組21例，為神經(jīng)內(nèi)科住院和門診病人。對照組21例，選取其他科室住院或門診病人，均無腦靜脈回流異常征象及癥狀。研究對象檢查結(jié)果均無右心功能不全、三尖瓣中?重度反流，無血容量不平衡，排除肺臟器質(zhì)性病變、肌性及神經(jīng)性病變。

1.2 儀器與方法

1.2.1 超聲檢查 所有患者及對照者研究時平臥，取頭中立位，選用GE Logiq E9 型高檔超聲診斷儀，使用7.5 MHz 線陣探頭，于頸部氣管兩側(cè)垂直頸部探測雙側(cè)頸內(nèi)靜脈。采用灰階模式，于呼吸過程采集3 個呼吸周期動態(tài)圖像，回放分析，手工描記測量頸內(nèi)靜脈的最大截面積（maximum cross?sec?tional area，Amax）、最小截面積（minimum cross?sec?tional area，Amin）。頸內(nèi)靜脈超聲檢查由經(jīng)驗豐富的從事頸靜脈超聲檢查5年以上副主任醫(yī)師或主任醫(yī)師完成。單側(cè)血管分別測量3 次，取其平均值作為最后測量值。根據(jù)公式計算頸內(nèi)靜脈的呼吸變異指數(shù)（respiratory variation index，RVI）：RVI=（最大截面積-最小截面積）/最大截面積。

1.2.2 頭頸靜脈MRV 檢查 運用Siemens Mag?netom Trio 1.5T 超導(dǎo)型磁共振掃描儀，使用標(biāo)準(zhǔn)正交頭線圈。采用造影劑增強磁共振靜脈造影技術(shù)對腦靜脈系統(tǒng)進(jìn)行成像。對比劑采用釓噴酸葡胺（北京北陸藥業(yè)股份有限公司，規(guī)格為10 mL∶4.69 g，國藥準(zhǔn)字H10860002），按0.1 mmol/kg 體質(zhì)量靜脈注射，后注射15 mL 生理鹽水，注射速度2.0～2.5 mL/s，第30 秒采集圖像。利用PACS 工作站對圖像進(jìn)行測量和分析，獨立評價每一例病例的橫竇，選取軸位測量一支血管最大狹窄處，與對側(cè)相應(yīng)節(jié)段血管直徑相比較。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析采用GraphyPad Prism 8.0 統(tǒng)計軟件，計量資料以±s表示，選擇分組t檢驗比較狹窄組和對照組頸內(nèi)靜脈截面積大小和呼吸變異指數(shù)；采用受試者工作特征曲線（receiver operating characteristic curve，ROC）分析，用頸內(nèi)靜脈截面積大小與RVI 預(yù)測顱內(nèi)靜脈竇狹窄的準(zhǔn)確性，以最大陽性似然比法確定閾值。采用SPSS 19.0 統(tǒng)計軟件，對計數(shù)資料行一致性檢驗，計算kappa值。以P<0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 患者一般臨床資料比較42例研究對象中，狹窄組21例，對照組21例，比較兩組的一般臨床特征，均沒有統(tǒng)計學(xué)差異，見表1。

表1 對照組與狹窄組的一般臨床資料比較

2.2 對照組與狹窄組頸內(nèi)靜脈截面積大小及呼吸變異指數(shù)比較頸內(nèi)靜脈截面積和呼吸變異指數(shù)在兩組間的差異均有統(tǒng)計學(xué)意義，其中狹窄組頸內(nèi)靜脈最大面積小于對照組（P=0.040 9），狹窄組頸內(nèi)靜脈最小面積明顯小于對照組（P=0.000 7），狹窄組頸內(nèi)靜脈呼吸變異指數(shù)明顯大于對照組（P=0.033 8），而顱內(nèi)靜脈竇直徑在兩組間的差異十分顯著（P<0.000 1），見表2。圖1～3 顯示顱內(nèi)靜脈呼吸變異性的影像學(xué)改變。圖1 為正常顱內(nèi)靜脈竇的頸內(nèi)靜脈呼吸變異性較低，圖2 為顱內(nèi)靜脈竇血栓導(dǎo)致靜脈竇狹窄病例，頸內(nèi)靜脈呼吸變異性增高。圖3 為雙側(cè)橫竇狹窄導(dǎo)致特發(fā)性顱內(nèi)高壓病例，頸內(nèi)靜脈呼吸變異性明顯增高。

表2 對照組、狹窄組MRV 顱內(nèi)靜脈竇、靜脈截面積、呼吸變異指數(shù)比較

圖1 正常顱內(nèi)靜脈竇的頸內(nèi)靜脈呼吸變異程度

圖2 顱內(nèi)靜脈竇血栓導(dǎo)致靜脈竇狹窄病例顯示頸內(nèi)靜脈呼吸變異性增高

圖3 雙側(cè)橫竇狹窄至特發(fā)性顱內(nèi)高壓病例頸內(nèi)靜脈呼吸變異性明顯增高

2.3 頸內(nèi)靜脈呼吸變異性預(yù)測顱內(nèi)靜脈竇狹窄的效能根據(jù)上述頸內(nèi)靜脈截面積大小、呼吸變異指數(shù)與顱內(nèi)靜脈竇的相關(guān)分析結(jié)果，使用ROC 分析評估這些指標(biāo)對顱內(nèi)靜脈竇狹窄的預(yù)測效能，各項指標(biāo)的曲線下面積（area under curve，AUC）比較見表3。Amin 的AUC為0.884 4（95%CI：0.782 1～0.986 6），RVI 的AUC為 0.766 4（95%CI：0.618 9～0.914 0），Amax 的AUC為0.656 5（95%CI：0.488 9～0.824 0），提示Amin 預(yù)測顱內(nèi)靜脈竇狹窄的效能最好，RVI 的效能較好，Amax 的效能較低，見圖4。

表3 頸內(nèi)靜脈截面積大小及呼吸變異指數(shù)預(yù)測顱內(nèi)靜脈竇狹窄的ROC 分析的曲線下面積

圖4 頸內(nèi)靜脈截面積大小及呼吸變異指數(shù)預(yù)測顱內(nèi)靜脈竇狹窄的ROC 分析結(jié)果

根據(jù)ROC 分析以最大陽性似然比法確定參考閾值，Amin 參考閾值為0.065 cm2，計算敏感度為76.2%，特異度為95.2%，陽性預(yù)測值為94.1%，陰性預(yù)測值為80.0%，準(zhǔn)確性為85.7%，見表4；RVI參考閾值為0.895，計算敏感度為52.4%，特異度為90.5%，陽性預(yù)測值為84.6%，陰性預(yù)測值為65.5%，準(zhǔn)確性為71.4%，見表5。與MRV 結(jié)果相比 較，Amax 的 一 致 性 較 高（kappa=0.714，P<0.000 1），RVI 的一致性較低（kappa=0.429，P=0.003）。

表4 頸內(nèi)靜脈最小橫截面積和顱內(nèi)靜脈竇狹窄的關(guān)系

表5 頸內(nèi)靜脈呼吸變異指數(shù)和顱內(nèi)靜脈竇狹窄的關(guān)系

3 討論

人體靜脈管徑的大小取決于血管內(nèi)外的壓力差。當(dāng)壓力差為正值時，血管會出現(xiàn)塌陷。頸內(nèi)靜脈管腔外壓即大氣壓為定值，因此管腔內(nèi)壓的變化決定管腔變化趨勢和幅度，即管腔內(nèi)壓變小，管腔塌陷，管腔內(nèi)壓變大，管腔膨大。

靜脈血液的流動基本符合流體力學(xué)的伯努利方程，該方程描述流動液體的能量守恒定律，即流動物質(zhì)的動能、勢能和壓力能之和為定值。依據(jù)該方程，管腔內(nèi)液體流速越大，動能越大，則該段管腔內(nèi)壓越小。根據(jù)這一推論，可以解釋呼吸時相對靜脈管徑的影響：吸氣時，胸壓減小，上腔靜脈及其屬支靜脈流速增快，管腔內(nèi)壓變小，所以管腔塌陷。因此胸腔內(nèi)壓可通過呼吸運動影響靜脈管徑。靜脈管腔內(nèi)壓還取決于該段血管的入口血流量。當(dāng)靜脈的入口血流量不足時，管腔內(nèi)壓減小，管腔塌陷。所以靜脈呼吸變異性亦受該段靜脈入口血流量的影響。

體循環(huán)血量不足時，下腔靜脈收集腹盆腔臟器、下肢靜脈的血流量相應(yīng)減少，由于吸氣引起的下腔靜脈流速增加而導(dǎo)致管腔內(nèi)壓下降的效應(yīng)被增強，從而引起下腔靜脈管徑明顯縮小，故下腔靜脈呼吸變異性增高，提示循環(huán)容量不足。

頸內(nèi)靜脈的回流受中心靜脈壓的影響［12］，還受到胸廓擴展性等因素的影響，為了保證呼吸變異性其它影響因素的一致性，該研究選擇的病人均心功能正常，無血容量不平衡，無明顯肺臟器質(zhì)性病變，也排除了肌性、神經(jīng)性病變等影響胸廓呼吸動度的病理情況。

本研究分析頸內(nèi)靜脈呼吸變異性與腦靜脈回流通路的關(guān)系時，發(fā)現(xiàn)同側(cè)顱內(nèi)靜脈竇狹窄時，呼吸變異性變大，提示腦靜脈回流量是影響頸內(nèi)靜脈呼吸時相管徑變化的主要因素。腦靜脈血液經(jīng)腦深、淺靜脈收集后，匯入顱內(nèi)靜脈竇，途經(jīng)上、下矢狀竇、直竇、竇匯，后分別經(jīng)由左、右側(cè)橫竇及乙狀竇出顱延續(xù)為雙側(cè)頸內(nèi)靜脈。磁共振研究健康人群和特發(fā)性顱內(nèi)高壓患者的顱內(nèi)靜脈竇狹窄情況時發(fā)現(xiàn)，橫竇狹窄在顱內(nèi)靜脈竇狹窄中最常見［11，13，14］。本研究MRV 觀察的顱內(nèi)靜脈竇狹窄也均為橫竇狹窄。顱內(nèi)靜脈竇是硬腦膜內(nèi)外層之間分離形成的含血的腔隙，硬腦膜致密堅硬，故靜脈竇缺乏彈性，其解剖學(xué)形態(tài)尺寸是限制腦靜脈回流的主要因素，對決定腦靜脈回流量起到關(guān)鍵性作用。頸內(nèi)靜脈是腦靜脈回流的主要通路，當(dāng)顱內(nèi)靜脈竇尺寸狹小，頸內(nèi)靜脈的入口血流量不足，放大吸氣時血流加速引起的管腔面積縮小的效應(yīng)，其呼吸變異性增大，所以顱內(nèi)靜脈回流狀態(tài)通過頸內(nèi)靜脈入口血流量和管腔內(nèi)壓決定了靜脈呼吸變異性的大小。本研究中狹窄組的Amin 明顯低于對照組，而RVI 明顯高于對照組，均表明狹窄組呼吸變異性高于對照組。采用ROC 分析，Amin 和RVI 的AUC分別為0.884 4、0.766 4，均可有效預(yù)測顱內(nèi)靜脈竇狹窄，其中Amin 預(yù)測效能明顯高于RVI，臨床超聲檢查工作中Amin 更易于測量、直觀性更強，實際應(yīng)用價值亦更高。

顱內(nèi)靜脈竇狹窄病因較復(fù)雜，根據(jù)其來源可分為如下幾種：一是內(nèi)源性，包括解剖變異、靜脈竇壁畸形、蛛網(wǎng)膜顆粒等；二是血栓機化附于竇壁、感染后改變等；三是外源性，多見于顱內(nèi)占位，或腦脊液壓力升高。在本研究中，內(nèi)源性病因和血栓性病因較多見，包括橫竇先天性狹窄、血栓性狹窄等。例如一例特發(fā)性顱內(nèi)高壓患者M(jìn)RV 示雙側(cè)橫竇狹窄，雙側(cè)頸內(nèi)靜脈呼吸變異性均增高。一例蛛網(wǎng)膜囊腫腹腔分流后分流管堵塞導(dǎo)致顱內(nèi)高壓，行分流管更換術(shù)后，顱內(nèi)高壓解除，頸內(nèi)靜脈呼吸變異性恢復(fù)正常。一例右側(cè)橫竇血栓形成伴重度狹窄，行球囊擴張、支架植入開通后，右側(cè)頸內(nèi)靜脈呼吸變異性從0.95 降至0.25，平均流速從15.3 cm/s 增加至30 cm/s。除了發(fā)現(xiàn)腦靜脈竇狹窄的病例，本研究還在莖突壓迫等外源性因素導(dǎo)致頸內(nèi)靜脈顱底段狹窄的病人中，觀察到其呼吸變異性也增大。Durst 等［11］發(fā)現(xiàn)正常人群中，左側(cè)橫竇平均尺寸明顯小于右側(cè)。本研究中21例顱內(nèi)靜脈竇狹窄病例中，15例為左側(cè)，推測相較于較寬的右側(cè)橫竇，先天發(fā)育較窄的左側(cè)橫竇更易于出現(xiàn)靜脈竇狹窄。

各種原因例如感染性、血栓性以及發(fā)育性異常等均可導(dǎo)致顱內(nèi)靜脈竇狹窄，從而產(chǎn)生顱內(nèi)壓升高，引起腦循環(huán)障礙，產(chǎn)生頭痛和耳鳴，更嚴(yán)重者可導(dǎo)致視力損害，甚至失明。Zhou 等［15］研究了頭頸靜脈狹窄病人的磁共振、CT 圖像，結(jié)合SPECT 表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)腦室旁脫髓鞘病變，并發(fā)現(xiàn)患者存在腦血流和代謝的紊亂，為頭頸靜脈回流障礙產(chǎn)生的癥狀提供了一種新的病理機制解釋。研究發(fā)現(xiàn)有超過90%的特發(fā)性顱內(nèi)高壓患者合并靜脈竇狹窄［16］。有研究將狹窄程度超過50%定義為橫竇狹窄，發(fā)現(xiàn)橫竇狹窄與難治性慢性頭痛及靜脈性耳鳴均相關(guān)［17］。Marmarou 等［9］和Stevens 等［10］建立的顱內(nèi)靜脈系統(tǒng)模型得到更廣泛的認(rèn)可，本研究采用上述標(biāo)準(zhǔn)。

腦靜脈血液回流是頸內(nèi)靜脈血流的主要來源，兩者在發(fā)病機制、臨床表現(xiàn)上互相影響、密切聯(lián)系，有報道頸內(nèi)靜脈病變與中樞神經(jīng)系統(tǒng)等多種疾病相關(guān)［18?21］，顱內(nèi)靜脈竇的異常也可通過血流動脈學(xué)對頸內(nèi)靜脈的形態(tài)和呼吸變異性產(chǎn)生影響。顱內(nèi)靜脈竇是否存在異常需要到具備條件的高級影像中心，進(jìn)行專門針對靜脈顯像的MRV 和血管造影檢查，不僅價格昂貴且具有肝腎毒性。頸內(nèi)靜脈位置淺表、易于探查，有利于通過超聲探查其呼吸變異性的改變，評估顱內(nèi)靜脈回流狀態(tài)，后續(xù)尚需發(fā)揮超聲實時測量血流動力學(xué)參數(shù)的優(yōu)勢，進(jìn)一步探討顱內(nèi)靜脈竇狹窄時頸內(nèi)靜脈血流參數(shù)變化的規(guī)律。

本文提出了頸內(nèi)靜脈呼吸變異性形成的新機制：在生理性心肺活動條件下，顱內(nèi)靜脈回流血量是影響頸內(nèi)靜脈呼吸變異性的主要原因，為應(yīng)用超聲監(jiān)測頸內(nèi)靜脈呼吸變異性預(yù)測腦靜脈回流量即顱內(nèi)靜脈竇是否存在狹窄提供了理論依據(jù)。