经颅多普勒超声检查临床应用

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经颅多普勒超声检查临床应用 1982年挪威物理学家Aaslid等首创了经颅多普勒超声成像技术(TCD),他与德国EME公司共同开发出世界第一台经颅多普勒超声诊断仪,并应用于临床,使得无创性监测颅内血流动力学成为可能。国内1987年陆续引进,开辟了我国超声技术临床应用的新领域,并迅速发展,不断更新。在短短的20多年时间内,脑血管超声技术发展非常迅速,TCD以其无创、价廉、简单易行、可重复操作,直接探测可靠血流动态参数等优点广泛用于脑血管疾病。随着TCD应用经验的不断积累和广泛深入的研究,TCD仪的功能亦在不断改进和增加,日益显示出其独特的优势和广阔的发展前景。 其主要用于对下面疾病的诊断：脑血管狭窄和闭塞，脑血管痉挛，颅内动静脉畸形，颅内动脉瘤，脑动脉硬化症，缺血性脑血管病，血管性头痛，锁骨下动脉盗血综合征，探测颅内压增高，脑血流微栓子监测，间接证实脑死亡等的诊断。 一、工作原理TCD是利用低频超声波的Doppler效应原理来实现检测的。其检测的基本原理是超声探头(一般用2MHz脉冲探头)发出一定频率、一定声强的脉冲超声,这些脉冲波被在血管内流动着的红细胞反射回来后再由探头接受,并将多普勒频移值(接受频率和发射频率的差值)经过傅里叶变换处理后转换为血流速度,单位是cm/s。 主要的检查方法包括:经颞窗、眼窗及枕窗测定。检查时必须注意探头放置的位置和超声束投射的方向和角度,尽可能使声波与血流间的夹角在00～300，这时多普勒所测血流速度是实际血流速度的100%～87%。常用观察血流动态参数包括:①采样深度;②收缩期峰值流速(Vs);代表左室收缩期内受检血管的最大流速;③舒张期末流速(Vd);为舒张期末受检血管的最大流速;④平均流速(Vm);为心动周期内受检血管平均血流速度。⑤阻力指数(RI);⑥脉动指数(PI)。 二、临床应用TCD可以实时显示颅内血管的血流速度及血流方向,有助于发现颅内血管的病变及侧枝循环代偿情况,对脑血管病诊断、疗效及预后的评估有重要价值。根据脑底动脉环的组成及其分支在颅内的空间位置,通过颞窗可获得大脑前动脉(ACA)大脑中动脉(MCA)大脑后动脉(PCA)和后交通动脉的频谱,经枕窗可探及椎动脉(VA)基底动脉(BA)和小脑后下动脉。 根据Arnolds等研究,正常人脑底动脉血流速度测量结果以MCA血流速最快,然后依次为ACA、ICA、BA、PCA、VA、眼动脉及小脑后下动脉。且正常人颅内各血管左右之间无明显差异,性别之间无明显差异。正常人不同年龄组间比较,随年龄的增长,血流速度有逐渐降低的趋势,60岁以后,Vs明显减低,PI及RI升高。脑血管病人在老年人群中发生率较高,而这部分人颞窗较难穿透,由于颞窗对超声能量的吸收达60%～80%,因而接近6%～20%病人无法成功的进行探测。老年人特别是女性,颞窗缺如者占5%~15%。因此目前TCD技术应用还有局限性。 1、脑动脉狭窄与闭塞脑动脉狭窄与闭塞的病因较多,最常见的病因是脑动脉粥样硬化,脑血栓形成和脑栓塞。其他还有脑动脉、颈动脉纤维肌性发育不良、先天性心血管畸形、外伤、手术损伤、肿瘤压迫、结缔组织病等。TCD检测是诊断脑动脉狭窄和闭塞的简便而有效的主要方法。据国内、外资料,敏感性为73%,准确性为88%,特异性为95%。颈段颅外动脉检测和脑血管造影的对比符合率达96%。 TCD诊断脑动脉狭窄的依据①血流速度改变:血流速度是反映血管腔大小最直接而敏感的指标。脑动脉狭窄达50%和以上时血流速度增快,PI增大,但更严重狭窄(大于90%)血流速度反而减慢。狭窄远端血流速度在轻度狭窄时无明显改变,在中度以上狭窄时,血流速度减慢,极重度狭窄时,狭窄远端常测不到血流信号,难予以与脑动脉闭塞鉴别。 ②血流频谱形态改变:脑血管狭窄除了血流速度增快以外,还出现血流频谱形态的改变。当脑动脉狭窄大于50%时,血流频谱形态出现轻度紊乱,包络线不光滑,频窗充填。脑动脉狭窄大于75%时,出现血流频谱紊乱,高低不同声强信号彩色点混杂,频窗充填,包络线明显不光滑、不规则,失去正常层流频谱形态,但血流频谱形态尚存在。当脑动脉狭窄大于90%时,血流频谱形态杂乱不规则,丧失了频谱基本形态。 ③音频信号改变:脑动脉狭窄时出现高调杂音,有的似海鸥鸣,随着狭窄程度加重,杂音音调逐渐增高,当脑动脉狭窄90%以上时,杂音音调减弱,脑动脉闭塞时,杂音消失。刘俊艳等对148例TCD与MRA的比较研究,用CHAID法计算出判断MCA狭窄严重程度的最佳收缩期血流速度标准为:血流速度<140cm/s时,MCA多为正常;血流速度140～180cm/s为中度狭窄;血流速度>180cm/s为重度狭窄。脑动脉完全阻塞时有以下3种现象:①操作正确的前提下,Doppler信号缺如。②阻塞部位远端血流速度下降。③侧支血管常有逆行血流出现。 2、脑血管畸形脑动静脉畸形(AVM)又称脑血管瘤、血管错构瘤、脑动静脉瘘等，属于颅内血管畸形中常见的一种疾病，约占颅内血管畸形总数的90%以上。张晓征等在170例AVM患者栓塞治疗前后,均作TCD监测和DSA检查,发现TCD显示畸形供血动脉与DSA显示结果总符合率为93%。供血动脉由于和引流静脉直接相通,血流阻力降低,血流速度增加。TCD显示畸形供血动脉为高流速低阻力特征,血流速度越快,PI降低越明显。另外由于AVM供血动脉阻力下降,血流量增多,血管扩张,导致搏动指数明显降低,听起来类似机器发出的“隆隆声”。有作者认为,TCD结合CT能做出AVM的定位定性诊断。 3、脑血管痉挛TCD的一个重要应用领域就是蛛网膜下腔出血后的脑血管痉挛。脑血管痉挛是蛛网膜下腔出血后常见而且危险的并发症,约半数死亡或出现严重的神经功能受损。TCD对蛛网膜下腔出血后脑血管痉挛的诊断敏感度达到85%，特异度达到98%。因此依赖TCD检查的敏感,简单易行,床边进行监测的优势,有利于临床早期发现,早期诊断,及早治疗,对于监测病情变化,阻断病情发展是十分重要的。 4、脑动脉硬化脑动脉硬化是基于血管发生病变后动脉壁形态改变,管腔狭窄,脑组织血流量减少而导致的慢性进行性脑功能障碍和神经系统体征。TCD频谱中,血流速度变化是非特异性的,可表现为血流的增快,减慢或正常。PI指数主要反映血管壁顺应性,可作为脑动脉粥样硬化早期诊断的客观指标之一。 5、椎基底动脉供血不足TCD检测结果,异常率为54%～80%,主要表现为血流速度降低。主要原因可能是钩椎关节增生的骨赘直接压迫椎动脉或刺激椎动脉周围的交感神经，造成血管痉挛、狭窄，椎动脉供血不足。部分患者表现为血流速度加快，可能与同时存在颈肩部无菌性炎症，刺激椎动脉紧张导致收舒期血流速度增快有关。出现脑动脉硬化的多谱勒频谱时，反映血管紧张度增加血管痉挛或管腔狭窄，因血管管腔截面积与血流速度成反比，PI值增高说明了血管顺应性降低及血管弹性减退。 6、偏头痛偏头痛为周期性反复发作的一侧或双侧血管性头痛,分为发作期与间歇期。偏头痛TCD表现:①偏头痛发作期和间歇期脑动脉血流速度增快者多见,减慢者少见。血流速度增快为血管紧张度增高（血管功能性狭窄）所致,血流速度减慢可能血管张力减低,血管扩张的表现。②两侧脑动脉血流速度不对称,一对或多对脑动脉两侧平均流速相差15cm/s以上。③脑动脉血流速度不稳定,在探头位置、方向、取样深度不变等条件下,脑动脉血流速度时快时慢,平均流速相差可达30cm/s,可能与血管阵发性痉挛有关。④偏头痛患者血流频谱图型为陡直波形,收缩波峰尖锐。音频信号可闻噪音或乐性杂音。 7、TCD的监护技术①颅内压增高:由于程度不同,TCD的频谱变化亦各异。Ⅰ低血流高搏动指数频谱，当颅内压增高时，舒张期血流速度下降，收缩峰变尖，导致低流速高搏动指数频谱。Ⅱ双向血流的“振荡波”，当颅内压力继续增高超过舒张期血压，舒张期血流复现，但方向相反为“振荡波”。Ⅲ收缩早期针尖样血流“钉子波”，当颅内压继续增高达到和超过收缩压时，已经很难有血流进入到脑循环中，是脑循环停止的高度特异性的血流波型。Ⅳ无血流信号，颅内压继续增高，针尖样血流越来越小，最终在颅底大血管检测不到血流。 ②脑死亡:Hassler提出颅内循环停止即脑死过程中,TCD表现有3个阶段,第1阶段为舒张期逆行血流图型,第2阶段为极小的收缩峰图型,第3阶段表现为无血流图型。Kinkham则认为平均血流速度低于10cm/s是一个比较特征性的TCD的脑死亡表现。而临床上脑死亡的概念常指不可逆的深昏迷伴自主呼吸丧失由此而产生相应的临床诊断指征。 ③脑血流的自动调节:TCD可动态测量脑血管的自动调节功能,与传统的静态法不同,可对自动调节单位时间内的改变量和自动调节发生作用的潜伏期进行测量,因此能更有效和早期发现各种疾病时的病理变化。④栓子探测:脑循环中发现栓子有利于栓塞性脑梗死的诊断,栓子性质和来源的鉴定可指导临床用药。血液循环中的栓子在TCD频谱图上表现为短暂的高声强信号,并且应用一探头多深度或多探头多深度技术,可对此进行甄别,排除伪迹信号的干扰。 三、展望TCD技术具有操作简便、快速、无创伤、无射线辐射、重复性好、实用性强等特点,深受临床欢迎。随着TCD仪的不断改进,技术的不断成熟，未来的TCD系统可能的发展方向:①具有更强的超声波穿透颅骨能力,使操作更简便,血管检出率更高。②自动寻找血管,用较高的频率超声进行三维成像,建立真正三维空间以显示脑底动脉,使超声诊断迈上新的台阶。③多级血管测定功能,如心血管、脑血管、微小血管,扩大检测范围。 ④定量测定脑底动脉的血管横截面积。⑤栓子监测时伪差更有效的抑制,更自动化、更精确的栓子计数,更好地确定栓子的大小和类型,使用增强对比剂以便诊断。随着TCD技术及相关专业如放射性同位素、X线、磁共振成像等影像技术的不断发展,及其相互之间不断的结合渗透,必将有力的拓宽TCD的应用范围,增加其研究的深度,使TCD技术在临床诊断应用方面进入一个崭新的历史阶段。 谢谢！