Funktionelle Doppler-Sonographie der zerebralen Autoregulation - Grundlagen und klinische Anwendung

Summary

Functional transcranial Doppler sonography (/TCD) examines changes in cerebral blood flow velocity (CBFV) caused by varying physiological and pathological influences. The study of cerebral autoregulation to determine the relationship between changes in arterial blood pressure (ABP) and CBFV is one of the most important clinical aspects of fTCD. Various paradigms for fTCD autoregulation tests are established: the phenylephrine method for static autoregulation; the leg-cuff, Valsalva, and carotid compression methods, are examples of dynamic autoregulation tests. In the present contribution we introduce cross-spectrum analysis of spontaneous Mayer waves in ABP and CBFV as a recent method of dynamic autoregulation. In normal subjects autoregulation causes a positive phase shift (Δφ) by about 60° of CBFV in relation to blood pressure waves due to highpass filtering. Patients with disturbed autoregulation (occlusive cerebrovascular diseases, arteriovenous malformations) show a pathologically reduced or complete lack of Δφ due to blood-pressure passive CBFV changes. This method allows continuous autoregulation monitoring, for example on the stroke unit.

Zusammenfassung

Die funktionelle transkranielle Doppler-Sonographie (fTCD) untersucht die zerebrale Blutflußgeschwindigkeit (CBFV) in Abhängigkeit von den physiologischen und pathologischen Einflußgrößen der Hirndurchblutung. Von besonderer klinischer Bedeutung ist dabei die Erforschung der Zusammenhänge zwischen Änderungen von arteriellem Blutdruck (ABP) und CBFV, der zerebralen Autoregulation. Verschiedene Paradigmen für fTCD-Autoregulationstests sind etabliert: die Phenylphrin-Methode der statischen Autoregulation, die Karotisdruck-, die leg-cuff- und die Valsalva-Methode der dynamischen Autoregulation. Als neuere dynamische Methode wird hier die Kreuzspektrumanalyse der spontanen Mayer-Wellen in ABP und CBFV vorgestellt. Bei Normalprobanden führt die Autoregulation zu einer positiven Phasenverschiebung (Δφ) der CBFV-Wellen gegen die Blutdruckwellen um ca. 60° (Hochpaßfilterwirkung). Bei Patienten mit Autoregulationsstörungen (okklusive zerebrovaskuläre Erkrankungen, arteriovenöse Malformationen) ist Δφ pathologisch reduziert oder aufgehoben (blutdruckpassive CBFV-Schwankungen). Diese Methode ermöglicht ein kontinuierliches Autoregulationsmonitoring (z.B. auf der Stroke Unit).

Key words:

Transcranial doppler - Cerebral autoregulation - Spontaneous oscillations - Arteriovenous malformation