Scientific journal
Fundamental research
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,074

ULTRASOUND ESTIMATION OF BLOOD FLOW DYNAMICS IN VERTEBRAL ARTERIES ON HEAD ROTATION

Dicheskul M.L. 1 Kulikov V.P. 1
1 Altai State Medical University, Barnaul
Цель работы – изучить динамику показателей кровотока в субокципитальном (ПА3) и интракраниальном (ПА4) сегментах позвоночной артерии при поворотах головы у пациентов со спондилогенной вертебробазилярной недостаточностью I‒II ст. При помощи транскраниального цветового дуплексного сканирования были исследованы линейные скорости кровотока (Vps и Vm) в ПА у 70 пациентов со спондилогенной ВБН I–II ст. (группа ВБН) и 28 здоровых добровольцев (группа Контроль). Скоростные показатели оценивали в положении пациента лежа на животе, изначально при нейтральном положении головы, затем при максимальной ротации вправо и после этого при максимальной ротации влево. Вычисляли коэффициент реактивности (КР,%). Результаты: Достоверные различия скоростных показателей между правой и левой ПА, а также при контрлатеральном и ипсилатеральном поворотах отсутствовали в обеих группах. В сегменте ПА3 величины Vps и Vm при поворотах головы у испытуемых обеих групп не разнились и значимо не изменялись по сравнению с нейтральным положением головы. В сегменте ПА4 степень снижения Vps при поворотах головы была достоверно больше у пациентов с ВБН. Группы различались по количеству случаев снижения Vps на 30% и более (Р < 0,05). Было установлено, что критерий положительного поворотного теста «снижение Vps ≥ 30%» обладает высокой специфичностью 98% и прогностической ценностью (+PV) − 94,6%, при этом отношение правдоподобия (+LR) составило 7,5. В группе ВБН при поворотах головы изменения как Vps, так и Vm были значимо больше в четвертом сегменте, тогда как у здоровых только КР Vps ПА4 был достоверно больше, чем КР Vps ПА3. Выводы: 1) снижение линейной скорости кровотока при поворотах головы характерно для интракраниального, но не для субокципитального сегмента позвоночных артерий и не зависит от стороны поворота; 2) диагностическим критерием положительного поворотного теста является снижение пиковой скорости кровотока ≥ 30%, вероятность положительного теста в 7,5 раза больше у пациентов с вертебробазилярной недостаточностью I-IIст., чем у здоровых.
The aim of the present research was to study the dynamics of blood flow indices in suboccipital (VA3) and intracranial (VA4) segments of vertebral artery on head rotation in patients with I-II degree spondylogenic vertebrobasilar insufficiency. Using transcranial color-coded duplex sonography linear blood flow velocity (Vps and Vm) in VA was examined in 70 patients with I-II degree spondylogenic VBI (VBI group) and in 28 healthy volunteers (C group). Velocity was estimated in patients’ prone position, initially, in the head’s neutral position, then on maximum rightwards rotation, and after that on maximum leftwards rotation. Reactivity ratio (RR,%) was calculated. Results: No significant differences in velocity indices between the right and the left VA, as well as on contralateral or ipsilateral rotation were noted in either of the groups. In the VA3 segment Vps and Vm values on head rotation did not vary in subjects from both groups, and did not change significantly as compared with head’s neutral position. In VA4 segment Vps decrease degree on head rotation was significantly higher in patients with VBI. The groups had variations in the number of Vps decrease cases by 30% and more (Р < 0.05). It was established that the positive head rotation criterion «Vps ≥ 30% decrease» enjoys high specificity of 98% and prognostic value (+PV) – 94,6%, along with that likelihood ratio (+LR) made up 7,5. In VBI group changes of both Vps and Vm on head rotation were significantly greater in the fourth segment, whereas in healthy adults only RR Vps VA4 was significantly higher than RR Vps VA3.Conclusions: 1) linear blood flow velocity decrease on head rotation is characteristic of intracranial segment of vertebral arteries, but no dynamics of blood flow indices in suboccipital segment, and does not depend on the rotation direction; 2) the positive head rotation diagnostic criterion is peak blood flow velocity decrease by ≥ 30%; a positive test result is 7,5 times more possible in patients with I‒II degree vertebrobasilar insufficiency than in healthy adults.
vertebral artery
head rotation
transcranial color-coded duplex sonography
1. Gajdar B.V., Semenjutin V.B., Parfenov V.E., Svistov D.V. Transkranial’naja dopplerografija v nejrohirurgii [Transcranial Doppler in neurosurgery]. SPb.: Jelbi, 2008. 281 p.
2. Sitel’ A.B., Nefedov A. – Ju. Manual’naja terapija, 2008, no. 1 (29), pp. 22−30.
3. Buckenham T.M., Wright I.A. Ultrasound of the extracranial vertebral artery – Brit. J. Radiol., 2004, Vol.77, pp. 15−20.
4. Haynes M.J., Cala L.A., Melsom A., Mastaglia F.L., Milne N., McGeachie J.K. Vertebral arteries and cervical rotation: modeling and magnetic resonance angiography studies – J. Manipulative Physiol. Ther., 2002, Vol.25, no. 6, pp. 370−383.
5. Mitchell J. Vertebral artery blood flow velocity changes associated with cervical spine rotation: a meta-analysis of the evidence with implications for professional practice – J. Man. Manip. Ther., 2009, Vol.17, no. 1, pp. 46−57.
6. Olszewski J., Majak J., Pietkiewicz P., Luszcz C., Repetowski M. The association between positional vertebral and basilar artery flow lesion and prevalence of vertigo in patients with cervical spondylosis – Otolaryngol. Head Neck Surg., 2006, Vol. 134, no. 4, pp. 680−684.
7. Schoning M., Walter J. Evaluation of the vertebrobasilar-posterior system by transcranial color duplex sonography in adults – Stroke, 1992, Vol. 23, no. 9, pp. 1280−1286.
8. Thomas L.C., Rivett D.A., Bolton P.S. Validity of the Doppler velocimeter in examination of vertebral artery blood flow and its use in pre-manipulative screening of the neck Man Ther., 2009, Vol.14, no.5, pp. 544–549.

Поворотные пробы для выявления экстравазального воздействия на позвоночную артерию, как причины вертебробазилярной недостаточности, являются традиционной частью исследования шейного отдела позвоночника (ШОП). Известно, что ротация головы может индуцировать снижение кровотока по позвоночным артериям [3, 6], поэтому большинство мануальных терапевтов, используя ультразвуковую допплерографию (УЗДГ), проводят скрининговое исследование кровотока в позвоночных артериях (ПА). Однако этот метод не обладает достаточной надежностью полученных результатов [3, 8]. Метод транскраниального цветового дуплексного сканирования (ТЦКД) позволяет визуализировать сосуд и регистрировать в нем возможные изменения показателей кровотока, но работы, посвященные изучению динамики параметров кровотока в ПА при поворотах головы с помощью этого метода немногочисленны [5].

Цель настоящей работы - изучить динамику показателей кровотока в субокципитальном и интракраниальном сегментах ПА при поворотах головы у пациентов со спондилогенной ВБН I-IIст.

Материал и методы исследования

Исследование показателей кровотока в позвоночных артериях при поворотных пробах было проведено у 70 пациентов со спондилогенной вертебробазилярной недостаточностью I-II ст. по классификации А.Б. Сителя [2], из них 19 мужчин и 51 женщина в возрасте от 18 до 53 лет (группа ВБН). Основной жалобой у этих пациентов были периодические боли в области головы и/или шеи, которые возникали при движении головой или изменении позы, сочетались с умеренно выраженными головокружением, реже наблюдались зрительные или слуховые нарушения, тошнота. Проявления остеохондроза ШОП были в виде дистрофических процессов в дисках (73%), нестабильности (34%), унковертебрального или другого артроза (40%), протрузии или пролапса дисков (5%), в 12,5% случаев имелись аномалии на верхне-шейном уровне, и в половине случаев было отмечено сочетание указанных нарушений.

Контрольную группу составили 28 здоровых добровольцев в возрасте от 18 до 50 лет, из них 9 мужчин и 19 женщин. У всех испытуемых было получено информированное согласие об участии в исследовании. Критериями исключения из исследования были ультразвуковые признаки атеросклеротических бляшек, гемодинамически значимых деформаций в изу­чаемых артериях.

При помощи транскраниального цветового дуплексного сканирования была проведена оценка показателей кровотока в субокципитальном и интракраниальном сегментах позвоночной артерии. Исследование ПА было выполнено на ультразвуковой системе Vivid-3 Pro (GE, США) секторным датчиком 2,5-3,6 МГц из трансокципитального доступа (срединный и парамедианный). Субокципитальный сегмент (ПА3) оценивали в дугообразном отрезке позвоночных артерий, непосредственно перед их входом в череп, интракраниальный сегмент (ПА4) - в дистальных отрезках, перед слиянием ПА в основную артерию (рисунок). Показатели кровотока в ПА оценивали в положении пациента лежа на животе, изначально при нейтральном положении головы, затем при максимальной ротации вправо и после этого при максимальной ротации влево. По записанной допплерограмме регистрировали пиковую и усредненную линейную скорости кровотока (Vps и Vm, см/с), вычисляли индекс резистентности (RI, усл.е). Оценку реакции параметров кровотока на пробы проводили путем расчета коэффициента реактивности (КР,%) по формуле: (ПФПисх - 1)·100, где ПФП и Писх. - значения показателя после функциональной пробы и при нейтральном положении головы.

Статистический анализ был проведен с помощью программы Statistica 6 для Windows. Количественные данные представлены в виде медианы, 5-го и 95-го процентилей (Ме [5; 95]). Полученные результаты сравнивались при помощи критерия Манна -Уитни, парного теста Вилкоксона и двухстороннего критерия Фишера (Р). Дополнительно проводили ROC-анализ (receiver operating characteristic curves). Cтатистическая значимость принималась для всех параметров при p < 0,05.

 

Сканограмма позвоночной артерии в субокципитальном (ПА3) и интракраниальном сегментах (ПА4) в режиме ЦДК

Результаты исследования и их обсуждение

Изначально в обеих группах показатели кровотока в правой и левой ПА сравнивались и, учитывая отсутствие между ними значимых различий, в дальнейшем оценивались суммарно. Величины параметров кровотока в ПА при контрлатеральном повороте достоверно не разнились от таковых при ипсилатеральном повороте, поэтому в каждой группе испытуемых они также были проанализированы суммарно.

При нейтральном положении головы величины показателей кровотока в субокципитальном сегменте ПА не различались между группами (табл. 1).

Таблица 1 Величины показателей кровотока в субокципитальном сегменте позвоночной артерии у испытуемых обеих групп

Показатель

Группа ВБН

(n = 140)

Группа контроль

(n = 56)

Vps исх, см/с

32,2 [20,9; 47,3]

34,0 [25,0; 47,0]

КР Vps,%

-2,9 [-27,0; 41,1]

0,0 [-25,0; 36,1]

Vm исх, см/с

22,2 [11,8; 32,6]

22,8 [16,2; 31,7]

КР Vm,%

-3,1 [-29,9; 41,7]

-1,4 [-26,5; 29,6]

RIисх, усл.ед.

0,53 [0,42; 0,68]

0,51 [0,43; 0,59]

КР RI,%

0,7 [-17,0; 22,6]

2,2 [-16,7; 26,1]

Примечания: n - количество исследованных сосудов, в каждом 2 измерения при поворотах; Vps исх, Vm исх, RIисх - исходные показатели при нейтральном положении головы.

Как видно из представленной табл. 2, значимые изменения изученных показателей при поворотах головы отсутствовали как у здоровых, так и у пациентов с ВБН. По данным литературы, просвет ПА обычно не изменяется при атланто-аксиальной ротации, а сужение, как правило, обусловлено экстравазальным воздействием или перегибом сосуда [4]. Таким образом, полученные результаты позволяют думать об отсутствии экстравазального воздействия в субокципитальном сегменте ПА при поворотах головы у испытуемых данных групп.

Величины показателей кровотока в интракраниальном сегменте ПА в состоянии покоя соответствовали данным других авторов [7]. Межгрупповые различия были установлены по величине средней линейной скорости кровотока (табл. 2), но динамика Vm на повороты головы в обеих группах была идентична.

Таблица 2 Показатели кровотока в интракраниальном сегменте позвоночной артерии у испытуемых обеих групп

Показатель

Группа ВБН

(n = 140)

Группа контроль

(n = 56)

Vps исх, см/с

61,4 [ 34,1; 88,0]*

63,2 [41,0; 81,8]*

КР Vps, %

-10,7 [-33,5; 20,0] §

-6,1 [-28,0; 26,3]

Vm исх, см/с

38,1 [18,6; 60,8] *§

43,9 [30,3; 59,0]*

КР Vm,%

-11,7 [-37,8; 33,9]

-7,6 [-31,9; 40,9]

RIисх, усл.ед.

0,52 [0,43; 0,65]*

0,52 [0,41; 0,6]

КР RI, %

2,3 [-17,3; 22,5]

0,0 [-18,3; 24,5]

Примечания:

n - количество исследованных сосудов, в каждом 2 измерения при поворотах; Vps исх, Vm исх, RIисх - исходные показатели при нейтральном положении головы;

* - достоверность изменения показателя при пробе при p < 0,05; § - достоверность различия между группами при p < 0,05.

Значения пиковой систолической скорости при нейтральном положении головы не различались у здоровых и пациентов с ВБН, но степень снижения Vps при поворотах головы была достоверно больше у пациентов с ВБН. Кроме того, группы различались по количеству случаев снижения Vps на 30% и более (Р < 0,05).

При сравнении реакции на повороты головы скоростных показателей в субокципитальном и интракраниальном сегментах было установлено, что в группе ВБН изменения как Vps, так и Vm были значимо больше в четвертом сегменте, тогда как у здоровых только КР Vps ПА4 был достоверно больше, чем КР Vps ПА3.

Большинство авторов при оценке результатов функциональных тестов анализируют динамику средней линейной скорости кровотока [1, 4, 5, 8]. Однако, учитывая, что пиковая систолическая скорость кровотока характеризует состояние проходимости сегментов сосудистого русла, она существенно изменяется при стенозах, других локальных поражениях артерий и служит критерием их гемодинамической значимости, нам кажется правомочным оценивать результаты поворотной пробы по динамике пиковой систолической скорости. Данные ROC анализа показали, что критерий положительного поворотного теста «снижение Vps ≥ 30%» обладает высокой специфичностью 98% (ДИ 94,8-99,8%) и прогностической ценностью (+PV) - 94,6% (ДИ 81,8-99,2%) при отношении правдоподобия (+LR) 7,5 (ДИ 5,5-10,2). Вероятность отсутствия заболевания при отрицательном результате теста (-PV) составила 32,1%, что не позволяет исключить нарушения кровотока в ПА при отрицательном тесте у каждого третьего пациента.

Выводы

  1. Исследование артериальной реактивности при поворотах головы позволяет диагностировать нарушения кровотока в позвоночных артериях, связанные с экстравазальным воздействием окружающих структур. Отрицательный тест не является гарантией отсутствия патологического воздействия на позвоночную артерию.
  2. Снижение линейной скорости кровотока при поворотах головы характерно для интракраниального сегмента позвоночных артерий и не зависит от стороны поворота.
  3. Диагностическим критерием положительного поворотного теста является снижение пиковой скорости кровотока ≥ 30%, вероятность положительного теста в 7,5 раз больше у пациентов с вертебробазилярной недостаточностью I-II ст., чем у здоровых.
  4. Динамика показателей кровотока в субокципитальном сегменте позвоночных артерий при поворотах головы у здоровых и пациентов с вертебробазилярной недостаточностью I-II ст. отсутствует.

Рецензенты:

  • Шульгина Л.Э., д.м.н. заведующая отделением функциональной диагностики КГБУЗ «Краевая клиническая больница», г. Барнаул;
  • Смирнова Ю.В., д.м.н., врач отделения функциональной диагностики №1 заболеваний нервной, мышечной систем, КГБУЗ «Диагностический центр Алтайского края», г. Барнаул.

Работа поступила в редакцию 12.03.2012.