التصوير الوظيفي لتدفق الدم الدماغي باستخدام الموجات فوق الصوتية دوبلر عبر الجمجمة

الملخص

المصدر: Hage, B. D. }et al., الموجات فوق الصوتية الوظيفية عبر الجمجمة لمراقبة تدفق الدم الدماغي. J. Vis. Exp. (2021)

} يوضح هذا الفيديو استخدام الموجات فوق الصوتية دوبلر كوظيفة أداة تصوير لقياس سرعة تدفق الدم الدماغي ، أو CBFV في الوقت الفعلي. يسلط الضوء على كيفية تحولات التردد في الشريان الدماغي الأوسط أثناء مهام مثل حبس النفس عن التغيرات في CBFV ، مما يقدم نظرة ثاقبة لنشاط الدماغ وديناميكيات الأوعية الدموية.

البروتوكول

تم تنفيذ جميع الإجراءات التي تشمل المشاركين البشريين وفقا للمبادئ التوجيهية المؤسسية والوطنية والدولية لرعاية الإنسان وتم مراجعتها من قبل مجلس المراجعة المؤسسية المحلية.

1. تحديد موقع إشارة الشريان الدماغي الأوسط (MCA) عن طريق الموجات فوق الصوتية دوبلر عبر الجمجمة (TCD)

ملاحظة: "Freehand" TCD يشير إلى عملية TCD باستخدام محول طاقة محمول للعثور على إشارة سرعة تدفق الدم الدماغي (CBFV) قبل البدء في تجربة الموجات فوق الصوتية دوبلر الوظيفية عبر الجمجمة (fTCD).

1. إعداد معلمات TCD
   1. حافظ على الطاقة عند قيمة عالية بشكل معقول (على سبيل المثال، 400 ميجاواط) أثناء البحث الأولي عن MCA. بمجرد تحديد موقع إشارة MCA ، قم بتقليل الطاقة قدر الإمكان مع الحفاظ على إشارة "جيدة" (انظر الخطوة 2.2.7).
      ملاحظة: استخدام طاقة عالية بشكل معقول أثناء البحث الأولي لا ينتهك مبدأ "أدنى مستوى يمكن تحقيقه بشكل معقول" (ALARA) للتعرض للإشعاع الصوتي لأن الطاقة الأعلى ستسمح باكتشاف إشارة MCA بسرعة أكبر.
   2. اضبط حجم العينة على 8-12 مم أثناء البحث الأولي عن إشارة MCA. إذا كان من الصعب العثور على الإشارة ، فقم بزيادة حجم البوابة لزيادة شدة الإشارة ، ولكن لاحظ أن هذا قد يدمج الإشارة من واحد أو أكثر من الشرايين القريبة في الإشارة من MCA.
   3. اضبط الكسب على مستوى متوسط، بهدف "الحفاظ على ضوضاء الخلفية عند الحد الأدنى، ولكن موجودة".
   4. اضبط قطع مرشح التردد العالي (يطلق عليه عادة "الحد") على 50-150 هرتز.
   5. إذا كان الموضوع بالغا، اضبط العمق على 50 مم، وهو متوسط عمق نقطة المنتصف لمقطع M1 من MCA ( الشكل 1).
      } ملاحظة:{ ستتم مناقشة هذا الإعداد بمزيد من التفصيل في الخطوات اللاحقة. يتم إعطاء إعدادات العمق للأطفال في الجدول 1.

2. تحديد موقع النافذة الزمنية
ملاحظة: النافذة الزمنية ، وتسمى أيضا النافذة الصوتية عبر الصدغية ، هي جزء من الجمجمة حيث يكون العظم أنحف ، مما يسمح بنقل طاقة الموجات فوق الصوتية منخفضة التردد عبر الجمجمة ( الشكل 2 ).

1. بالنسبة للرضع والأطفال الصغار، حدد موقع النافذة الصدغية أمام الأذن مباشرة ("الفضاء بين الملاك") وفوق الحافة المنقارية للقوس الوجني، والتي يمكن الشعور بها بسهولة تحت الجلد.
2. للمراهقين والشباب، حدد موقع النافذة الزمنية عبر أي من النوافذ الفرعية.
   {{ TAG_136}} ملاحظة: عادة ما توفر النافذة الفرعية الخلفية أفضل إشارة ( الشكل 2 ).
3. بالنسبة للبالغين الذين تبلغ أعمارهم 30 عاما أو أكثر، حدد موقع النافذة الصدغية أمام الأذن مباشرة.
   ملاحظة: يتناقص حجم النافذة الصوتية مع تقدم الناس في العمر بسبب زيادة مسامية عظم الجمجمة ، مما يتسبب في وجود نافذة زمنية محدودة للغاية لبعض كبار السن. في مثل هؤلاء الأفراد ، يكون الرنين الثنائي ل MCA مستحيلا في بعض الأحيان.
   

3. تطبيق محول الطاقة

1. ضع كمية كافية من هلام الموجات فوق الصوتية لتغطية سطح محول الطاقة.
   ملاحظة: عند وضعه على الرأس، يجب أن يغطي الجل مساحة كافية للحفاظ على الختم بين فروة الرأس وسطح مسبار دوبلر، وبالتالي منع انقطاع الإشارة من اقتران الهواء تحت سطح المسبار.
2. تنبيه الشخص إلى أن الجل قد يشعر بالبرد (إذا كان في درجة حرارة الغرفة).
3. ضع محول الطاقة على النافذة الزمنية الموجودة في القسم 1.2.
   

4. البحث عن MCA

1. بعد وضع محول الطاقة على فروة الرأس ، ابحث عن إشارة MCA ، والتي ستكون بشكل عام في الأمام قليلا (للأمام) والمنقارية (باتجاه الرأس) من موقع وضع فروة رأس محول الطاقة الأولي.
2. إذا لم تكن الإشارة الطيفية TCD واضحة على الفور ، فاضبط زاوية محول الطاقة مع إبقائه في نفس الموقع بالنسبة لفروة الرأس. قم بزاوية المسبار ببطء من المنقاري إلى الذيلي (نحو القدمين) ومن الخلف إلى الأمامي.
   ملاحظة: الشكل 3 يظهر طيفين مأخوذين من نفس الموضع ، ولكن في زوايا مختلفة.
3. إذا كانت الإشارة لا تزال غائبة بعد تنفيذ الخطوة 1.4.2، فتحقق من شاشة الوضع M الملونة بحثا عن التدفق في MCA على أعماق مختلفة (يشار إليها باللون الأحمر). زيادة أو تقليل عمق الإشارة بخطوات 5 مم والبحث كما هو موضح في الخطوة 1.4.2. إذا كان التدفق مرئيا في الوضع M ولكن ليس في طيف دوبلر، فقم بزيادة العمق أو قفله حتى تصبح إشارة التدفق مرئية في طيف دوبلر.
4. إذا لم يتم الحصول على إشارة مرضية بعد ، فحرك محول الطاقة إلى موضع قريب على فروة الرأس ، وهو أمامي أكثر قليلا ، وكرر الخطوات 1.4.1-1.4.3.
5. عند الحصول على إشارة MCA المثلى ، لاحظ العمق والسرعة القصوى.
6. باستخدام قلم مكياج قابل للغسل ، ضع علامة على فروة الرأس (جزء تتبع من حافة محول الطاقة) حيث تم العثور على الإشارة المثلى.
   
   

5. البحث عن التشعب
ملاحظة: يعد العثور على تشعب الشريان السباتي الداخلي (ICA) أمرا مهما للمساعدة في تأكيد أن MCA هو الشريان الذي تتم مراقبته. وينبغي تنفيذ هذه الخطوة من كلا الجانبين إذا كان سيتم إجراء المراقبة الثنائية، حيث قد لا يكون التشعب على نفس العمق من كلا الجانبين.

1. قم بزيادة العمق حتى تتم ملاحظة الإشارة من تشعب ICA إلى MCA و {{}} الشريان الدماغي الأمامي (ACA) ( الشكل 4) ، عادة على عمق 51-65 ملم.
2. البحث للإشارة الطيفية المثلى للتشعب باستعمال الإجراء الموصوف في الخطوة 2.4.1. اسعى دائما للحصول على أعلى سرعة ممكنة للإشارة الطيفية.
3. عند الحصول على إشارة التشعب المثلى ، لاحظ عمق التشعب.
4. للمراقبة الثنائية، كرر الأقسام 1.1-1.4 والخطوات 1.5.1-1.5.3 على الجانب الآخر من الرأس.

2. نقل MCA بعد وضع جهاز تثبيت

} ملاحظة: بالنسبة لتجارب fTCD ، من الضروري مراقبة CBFV لمدة 10-90 دقيقة أو أكثر. لذلك ، فإن جهاز التثبيت ( الشكل 5 ) أمر بالغ الأهمية لتوفير الاستقرار.

1. وضع جهاز التثبيت
   1. عن طريق الفحص البصري، اضبط جهاز التثبيت ( الشكل 5) على حجم رأس الموضوع التقريبي.
   2. تنبيه الهدف قبل وضع سماعة الرأس على رأسه. ضع سماعة الرأس على رأس الهدف.
      ملاحظة: إذا كان لدى الشخص شعر طويل أو كثيف، فقد يكون من الضروري ربط شعر الهدف للخلف، اعتمادا على جهاز التثبيت المستخدم.
   3. اضبط ملاءمة جهاز التثبيت ، واسأل الموضوع عما إذا كان الجهاز ضيقا جدا.
      ملاحظة: يجب أن يكون الجهاز ضيقا بدرجة كافية بحيث لا يتحرك عند الاصطدام قليلا ، ولكنه فضفاض بدرجة كافية بحيث لا يكون الموضوع غير مريح.

2. تحديد موقع إشارة MCA
   1. قم بفك آلية جهاز التثبيت الذي يثبت محول الطاقة في مكانه (على سبيل المثال، قم بفك الآلية، كما هو موضح في { الشكل 5، عن طريق تدوير مقبض عكس اتجاه عقارب الساعة) بحيث يمكن للمحول التحرك بحرية.
   2. تنبيه الموضوع قبل وضع الجل على محولات الطاقة (التي يجب أن تكون موجودة بالفعل من القسم 2.1) ، وأن الجل قد يكون باردا (إذا تم تخزينه في درجة حرارة الغرفة).
   3. ضع ما يكفي من جل الموجات فوق الصوتية على محول الطاقة لتغطية وجه محول الطاقة.
   4. اضبط جهاز التثبيت بحيث يكون محول الطاقة موجودا فوق الجزء العلوي من العلامة التي تم إجراؤها في الخطوة 1.4.6.
   5. ابحث عن الإشارة الطيفية المثلى ل MCA باستخدام الإجراء الموضح في الخطوات 1.4.1-1.4.3. احرص دائما على الحصول على أعلى سرعة ممكنة للإشارة الطيفية.
      ملاحظة: عند مقارنتها ب TCD اليدوي ، قد يختلف العمق الأمثل الذي يوجد عنده MCA باستخدام جهاز التثبيت قليلا (على الأكثر 1-2 مم) عن عمق الجهاز اليدوي. وذلك لأن جهاز التثبيت قد يحافظ على محول الطاقة بعيدا قليلا عن فروة الرأس مع الحفاظ على ختم جل التوصيل.
   6. عندما يتم العثور على الإشارة الطيفية المثلى MCA ، قم بإحكام ربط آلية جهاز التثبيت لقفل محول الطاقة في مكانه. لاحظ العمق وجميع الإعدادات الأخرى.
   7. قلل الطاقة (انظر الخطوة 1.1.1) قدر الإمكان مع الاستمرار في الحفاظ على غلاف طيفي يتتبع السرعة القصوى بدقة.
   8. بالنسبة إلى المراقبة الثنائية، كرر الخطوات 2.2.1–2.2.7 على الجانب الآخر.

3. إجراء مناورة حبس النفس

} ملاحظة: يتم إعطاء هذا القسم كمثال على تجربة وظيفية يمكن إجراؤها باستخدام الإعداد التجريبي الموضح في القسم 1 والقسم 2.

1. قم بتنفيذ جميع الخطوات الموضحة في القسم 1 والقسم 2.
2. ابدأ التسجيل على برنامج TCD.
3. تنفس بشكل طبيعي لمدة 3 دقائق لتحقيق تسجيل أساسي جيد ، والسماح ل CBFV بالاستقرار من أي تجارب أو محفزات سابقة.
4. العد التنازلي ببطء من ثلاثة. على حساب واحد ، اطلب من الشخص أن يبدأ في حبس النفس بعد الإلهام الطبيعي. {{TAG_517 TAG_518}} ملاحظة: يجب ألا يستنشق الشخص بعمق ، لأن هذا من شأنه أن يقلل من ثاني أكسيد الكربون في الرئتين ويقلل من احتمالية ملاحظة الزيادة في CBFV بسبب تفاعل الأوعية الدموية الدماغية. يجب على الموضوع أيضا تجنب إجراء مناورة فالسالفا ، حيث يزداد الضغط داخل الصدر بشكل كبير ضد الإلهام المعلق.
5. ضع علامة في تسجيل TCD للدلالة على بداية حبس النفس.
6. اطلب من الشخص أن يحبس أنفاسه لمدة 30 ثانية ، أو حتى لا يشعر بالراحة في حبس أنفاسه.
7. عندما يستنشق الموضوع ، ضع علامة في تسجيل TCD للدلالة على نهاية حبس النفس.
8. استمر في مراقبة CBFV باستخدام TCD والتسجيل لمدة 30 ثانية على الأقل بعد نهاية حبس النفس لضمان عودة CBFV إلى قيم خط الأساس.

الجدول 1: أعماق MCA في مختلف الأعمار.

{

{{}}{{}}{{}}{{TAG_575{}}{{4}}العمر	عمق الشريان الدماغي الأوسط (مم)
0–3 أشهر	25
{{TAG_615 }}3-12 شهرا	}{TAG_626}} {TAG_629}}
1–3 سنوات	35–45{{TAG_646 }}
3–6 سنوات	}40– 45
}{{}TAG_672}	{ {{{}}{{{}}{{{}}{}}{{}}{}}{45–50
{{}}{{TAG_690 TAG_691}} {{TAG_ 693}}	45–50
>18 سنة{{TAG_708 }}	50

{{{TAG_ 631}}

النتائج

المواد