Методология оценки венозного оттока при проведении ультразвукового сканирования брахиоцефальных сосудов: состояние проблемы

Введение

Проблема поражения венозной системы головного мозга (ГМ) — настоящая "золушка" современной медицины. Традиционно внимание исследователей и практических врачей обращено на патологию артериального русла ГМ и шеи. Между тем, значение венозной системы в кровообращении мозга трудно переоценить: ввиду особенностей ее строения и функционирования, патологические процессы долго могут оставаться нераспознанными и проявляться в запущенных стадиях заболевания, когда коррекция становится сложной, длительной и малоэффективной [1][2].

Затруднение венозного оттока из полости черепа развивается при многих заболеваниях в связи с анатомическими и физиологическими особенностями строения венозной системы головы и шеи и является часто встречающимся состоянием; неинвазивная диагностика в данном случае является быстрой и приоритетной. Однако до недавнего времени имелись сложности такого исследования, обусловленные ограниченными техническими возможностями оценки состояния сосудов с низкими скоростными характеристиками, поэтому литературные данные на этот счет весьма ограничены. Лишь с появлением ультразвуковой допплерографии (УЗДГ) вен головы и шеи стали появляться работы, оценивающие венозный отток. Стандартных протоколов исследования и единой методологии проведения УЗДГ вен головы и шеи к настоящему моменту не разработано, что создает множество вариантов проведения этого исследования разными специалистами и сложности в понимании этих результатов практическими врачами. Таким образом, венозная система головы и шеи к настоящему моменту менее исследована, как во взаимосвязи с артериальным кровотоком в целом, так и раздельно [3]. В то же время ультразвуковое дуплексное сканирование (УЗДС), оценивающее комплексно артериальный и венозный кровоток при грамотном подходе, позволяет не только получить наиболее полную информацию об изучаемом объекте¹ [4], но избежать ряда ошибок. С учетом относительно недолгого периода использования этого диагностического метода в оценке венозного оттока, необходимость разработки унифицированной, простой и понятной методологии остается актуальной, что требует активного обсуждения и анализа имеющегося опыта.

Цель — обратить внимание медицинского сообщества на необходимость поиска системного подхода при диагностике нарушений венозного оттока от головы и шеи.

Задачи: 1) Представить имеющиеся на данный момент подходы к оценке венозного оттока по брахиоцефальным венам в эксперименте с использованием УЗДС; 2) Познакомить читателей с собственной методологией и результатами исследований динамики венозного оттока у пациентов с различными степенями стенозов внутренних сонных артерий при вертикализации с использованием УЗДС.

Методологические подходы

Поиск публикаций проводился в базах данных PubMed, РИНЦ, eLibrary с использованием ключевых слов: венозный отток брахиоцефального бассейна (venous outflow of the brachiocephalic basin), нарушение венозного оттока (violation of venous outflow), артериовенозный дисбаланс (arteriovenous imbalance), венозная недостаточность мозгового кровообращения (venous insufficiency of cerebral circulation). Проведен анализ информации, представленной в клинических рекомендациях, методических пособиях, литературных обзорах и оригинальных исследованиях. Метаанализы на исследуемую тему не проводились. Всего проанализировано 36 источников. Глубина поиска составила 23 года — 2000-2023гг. Учитывая относительно небольшое количество информации и проводимых исследований по выбранной теме, в обзор включили источники, имеющие более ранние даты публикации, если в них представлена ценная информация.

Результаты

Особенности венозного кровообращения головы и шеи

Сложности проведения УЗДС вен головы и шеи обусловлены особенностями их строения. В отличие от схемы кровоснабжения большинства органов расположение вен ГМ не полностью копирует ход артерий, т.к. венозная система ГМ служит не только для оттока венозной крови, но и всасывания ликвора. В венозной системе ГМ выделяют несколько уровней: поверхностные и глубокие вены, синусы твердой мозговой оболочки, вены-выпускники, сплетения основания черепа.

Объем венозного русла превышает объем артериального. Бóльшая часть вен ГМ имеет восходящее направление, кровь движется по ним против силы тяжести. Такое строение обеспечивает возможность оттока крови при любых положениях головы. Продвижению крови в разных направлениях способствуют некоторые анатомические особенности интракраниального кровообращения, кроме того состояние сердечной деятельности, присасывающее действие дыхательных движений грудной клетки, вес крови, сложное устройство синусов способствуют свободному движению крови при разных положениях головы и предупреждает чрезмерно быстрый ее отток² [2][5][6].

Экстракраниальная система вен представлена внутренними яремными венами (ВЯВ), позвоночными венами (ПВ) и наружными яремными венами. Вертебральная венозная система до входа в грудную клетку формирует свободно соединяемую, клапанно-независимую сеть продольных и поперечных венозных сосудов и состоит из ПВ и перивертебральных венозных сплетений.

Таким образом, особенности строения венозной системы головы и шеи позволяют за счет перераспределения крови долго компенсировать нарушения. Вместе с тем, податливая стенка венозных сосудов и участие их в перераспределении кровотока, а за счет богатого ветвления возможность многовариантного оттока, делают изучение их строения и функции крайне сложным, требующим четкого методологического подхода с использованием неких интегративных показателей, облегчающих и клиницисту и диагносту работу с конкретным пациентом.

Причины нарушения венозного оттока и клиническая картина

Актуальность обсуждения методологических вопросов диагностики нарушений венозного оттока обусловлена широкой распространенностью этих состояний (до 35-38 млн человек среди населения Российской Федерации и 55-91% случаев среди пациентов с артериальной гипертензией) [7] и скудной симптоматикой на стадиях, когда коррекция может быть простой и эффективной.

Врачам общей практики, терапевтам и кардиологам интересны варианты длительно существующего нарушения венозного оттока, не связанные с грубой неврологической патологией, травмами, аномалиями развития сосудов, опухолевым процессом и т.д., а обусловленные распространенными в общей популяции состояниями. Например, сердечная и сердечно-легочная недостаточность, повышение внутрибрюшного давления при ожирении, остеохондрозе шейного и грудного отделов позвоночника, мышечно-тонические синдромы верхней апертуры, атеросклероз брахиоцефальных артерий (БЦА), нарушение носового дыхания [8].

Интересно, что многие больные с хроническим венозным застоем не предъявляют жалоб, которые можно было бы объяснить поражением мозга. Это связано с высокой устойчивостью их нервной системы к изменениям кровообращения и нарушению газообмена. Такие симптомы, как тупые головные боли, более выраженные в утренние часы, нарастающие при движениях головой в стороны, перемене атмосферного давления, смене температуры окружающей среды, после волнения, приема алкоголя, головокружение, шум в голове и ушах, сонливость, снижение памяти, расстройство сна, ощущение онемения конечностей, общая мышечная слабость, апатия, появляются при выраженных нарушениях венозного оттока.

Методология оценки венозного оттока

К настоящему времени стандарты по ультразвуковому исследованию брахиоцефальных вен не разработаны. Большинство рекомендаций по оценке венозного оттока и методологии проведения исследования основаны на многолетних исследованиях, проводимых в Центре сердечно-сосудистой хирургии им. А. Н. Бакулева.

Методика исследования венозной экстракраниальной системы с помощью ультразвука и классификация нарушений венозного оттока впервые были описаны в 90-х годах ХХв. Тогда же была сформулирована концепция артериовенозного дисбаланса и предложен способ измерения системного венозного давления с помощью УЗДГ³ [9][10]. Позже теория артериовенозного дисбаланса и патологическая роль нарушений венозного оттока нашли подтверждение в ряде работ отечественных исследователей^4,5 [11-13].

При ультразвуковом исследовании брахиоцефальных сосудов обычно уделяется внимание выявлению патологии сонных артерий (СА) и позвоночных артерий, с акцентом на систолических линейных скоростях кровотока [14].

Однако линейная скорость кровотока (систолическая, диастолическая и средняя) имеют многофакторную зависимость, в частности от: 1) фракции выброса; 2) вязкости крови/гематокрита; 3) величины артериального давления (АД) и венозного давления (ВД) на момент обследования; 4) диаметра и конфигурации (геометрии) сосуда; 5) характера атеросклеротической бляшки; 6) величины периферического сопротивления дистально и проксимально зоны исследования (вазоспазм/атеросклероз/артериолосклероз, тандем стеноз/окклюзия); 7) роли исследуемого сосуда в суммарном кровообращении органа. Большинство из этих параметров следует оценивать при проведении ультразвукового исследования. Обследование полезно начинать с измерения ВД³ и АД с помощью допплерографии. Результаты измерения должны быть отражены в бланке обследования. Следующий этап — диагностика патологии БЦА и вен в экстракраниальном отделе. Методика ультразвукового обследования брахиоцефальных сосудов изложена в методических рекомендациях^6,7 и монографии [15].

Варианты исследования венозного оттока в эксперименте и на здоровых добровольцах

Учитывая отсутствие единой методологии УЗДГ вен головы и шеи, приводим ряд известных работ, в которых изучались варианты венозного оттока у здоровых лиц с использованием авторских подходов, которые в дальнейшем проверялись и модифицировались другими исследователями. Первые публикации по исследованию венозного оттока от головы и шеи принадлежат Valdueza JM, et al. (2000) [16]. С помощью УЗДС брахиоцефальных вен среди 23 молодых практически здоровых лиц (средний возраст 25 лет) авторы впервые изучили венозный отток при различных положениях тела. Результаты показали, что в горизонтальном положении у большинства кровь от мозга оттекала через систему ВЯВ, в вертикальном положении — через ПВ. Интерпретированы результаты были гемодинамическими особенностями ВЯВ в вертикальном положении, которые подвергались коллапсу у 9 из 23 обследованных добровольцев. Сделанный вывод о предпочтительном оттоке по ВЯВ в горизонтальном положении и по ПВ в вертикальном положении был в дальнейшем подтвержден как самим Valdueza JM [6][17], так и другими исследователями, в т.ч. с использованием математических моделей [18-22].

В дальнейшем стали появляться работы, результаты которых отличались от "классических", представленных Valdueza JM, et al. Так, Ciuti G, et al. (2013) при ультразвуковом исследовании 25 практически здоровых молодых лиц (средний возраст 27 лет) оценивая площадь, среднюю скорость и объемный кровоток по ПВ и ВЯВ в горизонтальном и вертикальном положениях тела, получили неожиданные результаты об уменьшении венозного оттока более чем в 2 раза в вертикальном положении тела как по ВЯВ так и по ПВ. Авторы объяснили результаты возможным наличием других путей оттока, которые не были учтены и оценены в эксперименте, но вероятно играют важную роль в нормальной физиологии мозгового кровообращения [20]. К настоящему моменту известны множество факторов, влияющих на венозный отток, в т.ч. среди молодых практически здоровых лиц. Например, пол и ассоциированное с мужским полом занятие спортом и гипертрофия лестничных и кивательных мышц, которая ухудшает отток по ВЯВ [18]. Поэтому отбор лиц для экспериментов с практически здоровыми добровольцами должен быть тщательным, необходимо отбирать или лиц одного пола, или исключая занятия спортом среди обследуемых. В предоставленных выше работах, среди добровольцев были лица обоего пола, без указания на принадлежность к спорту, что, безусловно, могло повлиять на результат.

Дальнейшие исследования венозного оттока от ГМ проводили Yeoh TY, et al. (2016), используя различные хирургические позы у 27 добровольцев (средний возраст 38 лет). Авторы оценивали площадь поперечного сечения, допплеровскую скорость и поток по правой и левой ВЯВ, причем изучаемые показатели перепроверялись двумя независимыми исследователями. Результаты показали статистически значимую разницу в показателях площади поперечного сечения ВЯВ (р<0,001) и допплеровской скорости (р=0,043) по правой ВЯВ в сравнении с левой, что было объяснено существованием у части лиц неяремной системы венозного оттока [23]. Полученные результаты сложно однозначно интерпретировать, т.к. многие данные о добровольцах, включенных в исследование, не были освещены и оценены, например, пол, особенности строения левой общей сонной артерии, уровень артериального давления, сопутствующая патология и т.д.

Проблема изучения венозного оттока и разрешения споров об основных путях дренажа в клиностазе и ортостазе разрабатывалась с использованием контрастных компьютерных исследований (компьютерной томографии и магнитно-резонансной томографии), которые подтвердили перераспределение венозного кровотока в вертикальном положении через систему ПВ [24][25].

Новое исследование М. В. Шумилиной и Д. И. Колесник (2023) с участием 10 здоровых женщин в возрасте 24±2,91 года, с жесткими критериями включения, позволило изучить венозный отток на идеальных моделях, т.к. были учтены все недостатки формирования выборки, описанные в работах, приведенных выше. При вертикализации отмечалось увеличение венозного оттока как по ПВ, так и по ВЯВ, доминирующим путем венозного оттока в клиностазе и в ортостазе являлись ВЯВ [18]. Таким образом, демонстрация имеющихся работ, выполненных с участием здоровых лиц и математических моделей [18-22], показывает противоречивые результаты и, вероятно, этому есть несколько объяснений. Во-первых, приведенные исследования охватывают небольшое количество наблюдений. Во-вторых, в этих работах не были учтены ставшие известными к настоящему моменту важные параметры испытуемых, способные влиять на результаты: пол, занятия спортом, особенности анатомии артериального и венозного русла, сопутствующая патология, а также отсутствие единого методологического подхода к исследованиям.

Оценка венозного оттока у пациентов со стенозом БЦА

Изучение венозного оттока среди здоровых лиц носит в основном академический характер. В практике наиболее часто пациенты направляются на УЗДС сосудов головы и шеи в связи с диагностикой атеросклероза БЦА. При этом основное внимание уделяется артериальному кровотоку, что отражено в клинических рекомендациях. Значение нарушения венозного кровообращения в данных ситуациях, по-нашему мнению, недооценено и, по результатам поисковых запросов, в научной литературе отражено недостаточно.

Наши исследования по изучению венозного оттока у пациентов с различной степенью стеноза внутренних СА (ВСА) были инициированы в 2014г, с этого времени осуществлялся поиск простой, быстрой, воспроизводимой методологии оценки венозного оттока, результаты которой были бы понятны не только специалисту ультразвуковой диагностики, но и направлявшему на исследование врачу. Изучение венозного оттока выполнено у пациентов с различной степенью выраженности стенозов ВСА (n=90) в сравнении с контрольной группой лиц, сопоставимых по полу и возрасту (n=30) без стенотического поражения ВСА, значимой кардиальной патологии и эндокринных заболеваний. Критериями включения в контрольную группу являлись оптимальный тип строения венозной системы, при котором у пациента обе ВЯВ примерно симметричны по площади поперечного сечения (S), S ВЯВ превышала S общей СА в 2-2,5 раза. Критериями невключения были: наличие в анамнезе симптомов венозной энцефалопатии и присутствие региональной флебогипертензии, артериальной патологии БЦА (стенозы, извитости, аномалии строения), значимая кардиальная патология, эндокринные заболевания.

При проведении УЗДС в клиностазе и в ортостазе фиксировали площадь поперечного сечения ВЯВ и усредненную по времени линейную скорость кровотока (УВСС) в проекции нижнего края лопаточно-подъязычной мышцы, диаметр ПВ и УВСС между поперечными отростками C₅-C₆. Обращали внимание на особенности спектральной составляющей кровотока по исследуемым венам. Оценивали ход и наличие компрессии вен. Обследование проводилось через толстый слой геля, который позволял исключить компрессию вен датчиком. Всего в базу данных включили пять параметров венозного кровотока для каждой исследуемой вены в ортостазе и клиностазе с каждой стороны, общее количество предикторов составило 40. Дуплексное сканирование с цветным картированием кровотока проводилось на аппарате экспертного класса General Electric (GE) Vivid 9 и Epiq 5 (Philips).

Статистический анализ выполнен с помощью статистического пакета STATISTICA 10. Проверка нормальности распределения признаков проведена с использованием критерия Колмогорова-Смирнова. Для сравнения центральных параметров групп использовали непараметрический метод анализа с критерием Вилкоксона. Данные в тексте и таблицах представлены как M±SD, где М — среднее, а SD — стандартное отклонение. Все результаты, приводимые в статье, рассчитаны с учётом объема наблюдений.

Половозрастная характеристика пациентов представлена в таблице 1.

У всех пациентов проводилось измерение АД и ВД. ВД измерялось в плечевой вене (норма до 20 мм рт.ст.)².

Данные, приведенные на рисунке 1, показывают значения ВД в плечевой вене во всех исследуемых группах выше нормы, соответственно и показатели центрального ВД в приведенном примере были повышены. Вероятно, что при формировании контрольной группы необходимо исключать и наличие системной флебогипертензии.

В наших ранних публикациях основные параметры венозного кровотока у пациентов с различной степенью стеноза ВСА были представлены для правой и левой сторон в сравнении с контролем [26][27]. Таблицы, представляющие эти данные были обширны, динамика показателей имела различную направленность по сторонам, в связи с чем они были сложны для интерпретации не только лечащим врачом, но и специалистом, проводящим исследование. Многочисленные пути оттока венозной крови и возможность перераспределения ее в контралатеральные сосуды и другие коллекторы затрудняли анализ и не позволяли при таком методологическом подходе к представлению данных увидеть общие закономерности наиболее важные для практического применения и коррекции.

С учетом этого было решено рассчитывать интегративные показатели общего объемного кровотока по ВЯВ и ПВ (площадь поперечного сечения × средняя скорость кровотока (мл/c)) в горизонтальном и вертикальном положении у пациентов с различной степенью стенозов ВСА, что явилось новым в последней нашей работе [28], позволило упростить расшифровку полученных результатов, увидеть глобальные закономерности и особенности венозного оттока (таблица 2). Полученные результаты были сопоставимы при многократных измерениях, при идентичных условиях, на разных аппаратах и различными специалистами.

Данные, представленные в таблице 2, показывают, как и с какой интенсивностью происходит перераспределение венозного оттока в клиностазе и ортостазе у пациентов с различными степенями стенозов.

Общий объемный кровоток по обеим ВЯВ в клиностазе у пациентов контрольной группы составлял 10,6±0,86 мл/c, при вертикализации статистически значимо снизился до 7,1±0,64 мл/c (p=0,002). Средний общий объемный кровоток по обеим ПВ в клиностазе составлял 0,8±0,09 мл/c, при вертикализации статистически значимо увеличился до 1,9±0,17 мл/с (p=0,000). Полученные нами результаты являются интересными и новыми, т.к. в последней работе [29], где изучался венозный отток по ВЯВ при различной степени стенозов СА в группе из 91 пациента, позиционные пробы не применялись.

Интересным и наглядным для демонстрации возникающей компенсации венозного оттока было рассчитать соотношение объемных кровотоков по ВЯВ в горизонтальном положении к вертикальному. В контроле оно составило 1,53, при стенозе ВСА до 40% оно уменьшалось до 1,06, и при выраженных стенозах значительно возрастало: 2,39 при стенозе ВСА 40-60% и 3,46 при стенозе >60%. Такие же соотношения объемных кровотоков в горизонтальном положении к вертикальному были проанализированы для ПВ. В контроле это соотношение составило 0,42, при стенозе ВСА до 40% — 0,49, при стенозе ВСА 40-60% — 0,47, при стенозе >60% — 0,46. Для наглядности, приводим эти данные на рисунке 2.

В нашем последнем исследовании [28], у всех пациентов старшей возрастной группы имело место изменение венозного оттока, вне зависимости от состояния артериального притока. С возрастанием процента стеноза в ВСА, наблюдалось более выраженное изменение венозного оттока. При стенозах ВСА >40% происходило значительное увеличение венозного оттока через ВЯВ в горизонтальном положении на фоне снижения системного венозного давления. Такая реакция, вероятно, связана с запуском компенсаторного механизма для обеспечения адекватного перфузионного давления.

У пациентов всех групп соотношение оттока по ПВ в клиностазе к ортостазу остается практически неизменным.

Индекс соотношения оттока по ВЯВ в клиностазе к ортостазу значительно увеличился при стенозах >60%, но абсолютные значения объемного кровотока по ВЯВ изменились незначительно — с 7,1±0,64 мл/с в контрольной группе до 8,5±0,33 мл/с при стенозах ВСА >60%. При вертикализации, особенно у пациентов с атеросклерозом, происходит снижение объемного притока — такой механизм лежит в основе ортостатической неустойчивости. Поэтому логично отсутствие значительного возрастания венозного возврата при уменьшении артериального притока. Эти выводы подтверждают необходимость в дальнейших исследованиях оценивать не только величины венозного объемного кровотока, но и объемный артериальный кровоток, их соотношения, т.е. артериовенозный баланс.

Мы поддерживаем необходимость перед обследованием брахиоцефальных сосудов измерять АД и ВД, о чем постоянно упоминают исследователи Центра сердечно-сосудистой хирургии им. А. Н. Бакулева⁶, указывать при ультразвуковом исследовании венозного оттока площадь поперечного сечения вены, УВСС и рассчитывать общий объемный кровоток по ВЯВ и ПВ в клиностазе и ортостазе. При ортостатической неустойчивости возможны вазовагальные, вазодепрессорные влияния с падением АД, линейной скорости кровотока и изменениями частоты сердечных сокращений, поэтому в методику оценки артериовенозного баланса рекомендуется включить измерение этих показателей и в ортостазе с единым временем проведения пробы.

Цифры ВД в контрольной группе были несколько завышены по сравнению с долженствующей нормой, определенной в экспериментах у здоровых лиц, сотрудниками Центра сердечно-сосудистой хирургии им. А. Н. Бакулева — 20 мм рт.ст. Это могло быть связано с наличием системной флебогипертензии или с несоответствием размеров манжеты для измерения АД. При дальнейших исследованиях при отборе контрольной группы необходимо откорректировать цифры нормального ВД соответственно размерам пневматической манжеты у здоровых пациентов и исключать из контрольной группы пациентов с системными флебогипертензиями.

Заключение

Проблема изучения венозного оттока от головы и шеи требует широкого обсуждения и выработки единой методологии. Ввиду высокой распространенности атеросклероза ВСА среди пациентов средней и старшей возрастных групп и глобального постарения населения, ожидается рост числа таких пациентов в ближайшие годы. Нарушения венозного оттока с развитием системной или регионарной флебогипертензии, которые возникают у них, долгое время могут оставаться бессимптомными, влияя на качество и продолжительность жизни, поэтому ранняя диагностика изменения венозного оттока остается привлекательной и перспективной. Предложенная нами концепция одномоментного ультразвукового обследования БЦА и вен в клиностазе и ортостазе апробирована в наших исследованиях и показала воспроизводимые и простые для интерпретации результаты, которые могут быть оценены в динамике и использованы в дальнейших исследованиях.

Отношения и деятельность: все авторы заявляют об отсутствии потенциального конфликта интересов, требующего раскрытия в данной статье.