Tưới máu não là gì? Các bài nghiên cứu khoa học liên quan

Giới thiệu chung về tưới máu não

Tưới máu não (cerebral perfusion) là quá trình lưu thông máu qua mạng lưới mạch máu não để cung cấp oxy và dưỡng chất thiết yếu, đồng thời loại bỏ sản phẩm chuyển hóa CO₂ và chất thải. Lưu lượng máu não (Cerebral Blood Flow – CBF) duy trì hoạt động sinh lý bình thường của tế bào thần kinh và tế bào đệm, đảm bảo chức năng cảm giác, vận động, nhận thức và điều hòa nội tiết của trung tâm thần kinh.

Bình thường, CBF trung bình ở người trưởng thành dao động khoảng 50–60 mL/100g mô não mỗi phút, tương đương 750–900 mL/phút tổng lưu lượng. Tốc độ này chiếm khoảng 15–20% cung lượng tim mặc dù khối lượng não chỉ chiếm khoảng 2% trọng lượng cơ thể. Việc ổn định tưới máu não là then chốt để ngăn ngừa thiếu máu cục bộ, hoại tử mô hoặc phù não.

Các thay đổi nhỏ trong áp lực tưới não, nồng độ CO₂, độ pH và hoạt động thần kinh đều ảnh hưởng đến CBF. Khi tưới máu não giảm đột ngột, mô não dễ bị tổn thương sau chỉ vài giây, dẫn đến thiếu oxy (hypoxia) và thiếu máu (ischemia), gây đột quỵ thiếu máu não hoặc tổn thương não lan tỏa.

Trong lâm sàng, đánh giá tưới máu não là bước quan trọng để chẩn đoán đột quỵ, chấn thương sọ não, tổn thương thần kinh do hạ huyết áp và theo dõi hồi sức tích cực. Công nghệ hình ảnh hiện đại như CT perfusion và MRI perfusion giúp tạo bản đồ phân bố CBF, CBV (Cerebral Blood Volume), MTT (Mean Transit Time) và TTP (Time to Peak).

• Cung cấp oxy và glucose cho hoạt động neuron.
• Loại bỏ CO₂ và các chất chuyển hóa độc hại.
• Duy trì cân bằng nội môi và điều hòa áp lực trong hộp sọ.

Giải phẫu mạch máu não

Hệ động mạch não chính gồm hai đường cung cấp máu lớn: động mạch cảnh trong (Internal Carotid Artery) và hệ đốt sống – thân nền (Vertebrobasilar System). Động mạch cảnh trong chia thành động mạch não trước (ACA) và động mạch não giữa (MCA), cung cấp phần lớn vỏ não và bán cầu đại não.

Hệ đốt sống – thân nền, hợp thành động mạch nền (basilar artery), cho nhánh động mạch não sau (PCA) nuôi dưỡng vùng chẩm, thái dương và thân não. Vòng nối Willis (Circle of Willis) tạo cầu nối giữa hai hệ, đảm bảo tưới máu dự phòng khi một nhánh bị tắc.

Hệ tĩnh mạch não gồm các tĩnh mạch bề mặt dẫn máu tĩnh đến xoang tĩnh mạch như xoang dọc trên, xoang ngang và xoang thẳng. Máu qua xoang tĩnh mạch đổ về tĩnh mạch cảnh trong trở về tim, hoàn thành chu trình tuần hoàn não.

Động mạch	Vùng tưới
Động mạch não trước (ACA)	Phần trước trong và bề mặt trong bán cầu đại não
Động mạch não giữa (MCA)	Phần lớn vỏ não vận động, cảm giác và ngôn ngữ bán cầu ưu thế
Động mạch não sau (PCA)	Vùng chẩm, thái dương, thân não và tiểu não

Chi tiết mạch máu cấp nhỏ (arterioles, capillaries) ở nhu mô não đóng vai trò chính trong trao đổi khí và dưỡng chất. Đường kính mạch nhỏ dao động 5–50 µm, cho phép điều chỉnh đường kính bằng cơ chế co giãn để đáp ứng nhu cầu chuyển hóa.

Sinh lý lưu lượng máu não

Lưu lượng máu não (CBF) được xác định bằng công thức:

$CBF = \frac{\Delta V}{\Delta t \times m_{\text{não}}}$

trong đó ΔV là thể tích máu đi qua mô não trong thời gian Δt, m_não là khối lượng mô não. CBF bình thường khoảng 50 mL/100g·phút, giữ ổn định qua cơ chế tự điều chỉnh (autoregulation).

Sự phân bố CBF giữa chất xám và chất trắng khác biệt rõ rệt: chất xám (neocortex) có CBF cao (~80 mL/100g·phút) do nhu cầu chuyển hóa lớn, trong khi chất trắng chỉ khoảng 20 mL/100g·phút.

• Chất xám: chuyển hóa glucose cao, nhiều neuron hoạt động đồng bộ.
• Chất trắng: ít chuyển hóa, chủ yếu dẫn truyền tín hiệu.

Sự ổn định CBF chịu ảnh hưởng của sáu yếu tố chính: áp lực tưới não (CPP), sức cản mạch (CVR), nồng độ CO₂, O₂, pH và hoạt động thần kinh. Công thức liên quan:

$CBF = \frac{CPP}{CVR}$

với CPP = MAP – ICP (Mean Arterial Pressure – Intracranial Pressure). CPP bình thường trong khoảng 60–150 mmHg để duy trì CBF ổn định.

Cơ chế điều hòa tưới máu não

Tự điều chỉnh (autoregulation) duy trì CBF ổn định khi CPP thay đổi từ 50–150 mmHg nhờ khả năng co giãn hoặc giãn mạch của tiểu động mạch não. Khi CPP tăng, mạch co lại; khi CPP giảm, mạch giãn rộng.

Điều hòa hóa học dựa trên nồng độ CO₂ và pH máu não: tăng CO₂ hoặc giảm pH dẫn đến giãn mạch não, tăng CBF; giảm CO₂ gây co mạch giảm CBF. Mô hình mối quan hệ:

$\frac{\Delta CBF}{CBF_0} \propto \Delta P_{CO_2}$

Điều hòa thần kinh qua hệ giao cảm và phó giao cảm: kích thích giao cảm gây co mạch, giảm CBF; phó giao cảm có tác dụng yếu hơn nhưng góp phần bảo vệ baroreflex.

• Autoregulation: Cơ chế nội mạch duy trì CBF khi huyết áp thay đổi.
• Hóa học: CO₂, O₂ và pH điều tiết co/giãn mạch.
• Thần kinh: hệ thần kinh thực vật ảnh hưởng mạch máu não.

Sự mất cân bằng cơ chế điều hòa có thể dẫn đến phù não, thiếu máu cục bộ hoặc tăng áp lực nội sọ, đòi hỏi can thiệp y tế kịp thời để khôi phục tưới máu và giảm nguy cơ tổn thương lâu dài.

Đánh giá tưới máu não bằng hình ảnh

CT Perfusion (CTP) sử dụng thuốc cản quang iod hóa kết hợp chụp cắt lớp vi tính nhanh nhiều pha để tính toán bản đồ các thông số tưới máu: CBF (Cerebral Blood Flow), CBV (Cerebral Blood Volume), MTT (Mean Transit Time) và TTP (Time to Peak). Kỹ thuật này cho phép phát hiện sớm vùng thiếu máu não cấp và đánh giá diện tích mô có thể hồi phục.

MRI Perfusion (PWI) dùng phương pháp DSC (Dynamic Susceptibility Contrast) hoặc ASL (Arterial Spin Labeling) không cần thuốc cản quang, đo sự thay đổi tín hiệu MRI khi bolus magnet hóa hoặc thuốc cản quang đi qua mạch. ASL đặc biệt hữu ích ở bệnh nhân suy thận vì không dùng gadolinium.

SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography) và PET (Positron Emission Tomography) sử dụng đồng vị phóng xạ (ví dụ 99mTc-HMPAO cho SPECT, [¹⁵O]-H₂O cho PET) để định lượng lưu lượng và chuyển hóa glucose. PET cung cấp độ nhạy cao nhất và được xem là “tiêu chuẩn vàng” trong nghiên cứu tưới máu não (NCBI PMC).

Sinh bệnh học khi tưới máu não rối loạn

Thiếu máu não thoáng qua (Transient Ischemic Attack – TIA) là tình trạng giảm tưới máu cục bộ tạm thời kéo dài dưới 24 giờ, không gây hoại tử mô vĩnh viễn nhưng báo hiệu nguy cơ đột quỵ cao. Nguyên nhân thường do thuyên tắc nhỏ hoặc co thắt mạch.

Đột quỵ nhồi máu (Ischemic Stroke) phát sinh khi mạch máu não bị tắc hoàn toàn, gây ngừng cung cấp oxy và glucose, dẫn đến chết tế bào thần kinh trong “vùng lõi” sau vài phút. Vùng “bán tối” (penumbra) xung quanh lõi có thể hồi phục nếu tưới máu được tái lập kịp thời.

Bệnh lý mạch máu nhỏ (Small Vessel Disease) mạn tính dẫn đến giảm CBF khu trú, tổn thương lớp nội mạc và xơ vữa tiểu động mạch, gây suy giảm nhận thức, sa sút trí tuệ mạch máu. Các mảng vi xuất huyết và tổn thương trắng não (white matter hyperintensities) thường thấy trên MRI T2/FLAIR.

Triệu chứng lâm sàng và ý nghĩa

Thiếu máu não cấp biểu hiện đột ngột với các triệu chứng khu trú: yếu hoặc liệt nửa người, méo miệng, khó nuốt, mất cảm giác, mất ngôn ngữ (aphasia), rối loạn thị giác, mất thăng bằng và chóng mặt. Triệu chứng thay đổi tùy vùng mạch não bị tổn thương.

TIA thường hồi phục sau vài phút đến vài giờ, nhưng bệnh nhân báo cáo hiện tượng “ánh sáng nhấp nháy”, tê bì rồi mất cảm giác; nếu không xử lý kịp, 10–15% chuyển thành đột quỵ trong 90 ngày tiếp theo (American Stroke Association).

Suy giảm tưới máu mạn tính gây biểu hiện khởi phát chậm với rối loạn nhận thức, giảm tập trung, mất trí nhớ ngắn hạn, đôi khi kèm rối loạn tiểu tiện. Đánh giá sớm và điều trị bảo tồn giúp cải thiện chất lượng cuộc sống và giảm tiến triển sa sút trí tuệ.

Phương pháp giám sát và chẩn đoán

• Siêu âm Doppler xuyên sọ (TCD): Đo tốc độ và hướng dòng máu trong động mạch não giữa (MCA), cho phép giám sát không xâm lấn tại giường bệnh.
• Đo áp lực tưới não (CPP): Trong hồi sức tích cực, tính CPP = MAP – ICP (Mean Arterial Pressure – Intracranial Pressure) để điều chỉnh huyết áp và giảm phù não.
• Microdialysis não mô hình: Theo dõi tỷ lệ lactate/pyruvate trong dịch kẽ não, đánh giá khuếch tán và thiếu oxy mô (NCBI Bookshelf).

Can thiệp và điều trị

Tiêu sợi huyết tĩnh mạch bằng alteplase (rt-PA) trong 4,5 giờ đầu sau khởi phát triệu chứng là tiêu chuẩn vàng, giúp tái thông mạch, giảm tỉ lệ tàn phế (American Heart Association).

Hút huyết khối cơ học (mechanical thrombectomy) qua đường động mạch lớn trong vòng 6–24 giờ cho bệnh nhân chọn lọc, đặc biệt hiệu quả với tắc động mạch não giữa (MCA M1/M2).

• Giãn mạch nội mạch bằng thuốc (intra-arterial) nếu độ tiếp cận huyết khối khó qua đường tĩnh mạch.
• Phẫu thuật nối nối mạch (bypass) hoặc mở cắt mạch khi tắc mãn tính ở carotid.

Hồi sức tích cực sau tái thông gồm duy trì huyết áp tối ưu (CPP ≥ 70 mmHg), kiểm soát thân nhiệt, đường huyết và ngăn ngừa biến chứng phù não, co giật.

Ý nghĩa y tế công cộng

Phòng ngừa tiên phát và thứ phát bằng kiểm soát tăng huyết áp, đái tháo đường, rối loạn lipid máu và cai thuốc lá giảm đáng kể nguy cơ thiếu máu não. Chương trình “FAST” (Face, Arm, Speech, Time) giúp nhận biết sớm triệu chứng và kêu gọi cấp cứu nhanh chóng.

Tuyên truyền nâng cao nhận thức cộng đồng về đột quỵ và TIA thông qua chiến dịch giáo dục trường học, nơi làm việc và phương tiện truyền thông đại chúng. Mô hình “Stroke Ready” và Trung tâm Đột quỵ (Stroke Center) giúp tối ưu hóa luồng bệnh nhân, rút ngắn thời gian door-to-needle và cải thiện kết cục điều trị (WHO Stroke Surveillance).

Tài liệu tham khảo

• American Stroke Association. “Understanding Stroke.” stroke.org
• Marmarou A, et al. “Cerebral perfusion pressure and brain monitoring.” Crit Care. 2006;10(3):216.
• Hartmann A, et al. “CT and MR Perfusion Imaging in Stroke.” Radiology. 2019;292(3):494–507.
• Diringer MN, et al. “Guidelines for the management of spontaneous intracerebral hemorrhage.” Crit Care Med. 2015;43(6):1716–1727.
• National Institute of Neurological Disorders and Stroke. “Stroke Fact Sheet.” ninds.nih.gov
• NCBI Bookshelf. “Microdialysis in Neurocritical Care.” ncbi.nlm.nih.gov