经颅多普勒超声检查基础知识及临床应用

1、.,T C D 基 本 知 识,山西省心血管病医院 赵辰生,.,主要内容,TCD基本参数 颅内动脉狭窄的TCD 诊断 颈内动脉狭窄的TCD诊断以及侧枝循环的建立,.,1982 年Rune Aaslid 及其同事将能检测到颅 内动脉血流速度的经颅多普勒超声仪（TCD） 应用于临床。 广泛应用于神经内外科、重症监护病房、麻 醉科、脑动脉介入治疗中心和血管外科等临 床科室病人的检查和监护。,.,TCD的基本原理及常用参数,TCD是利用超声多普勒效应，对颅内外血管的血流速度进行检测，从而了解脑血流动力学变化的一种无创手段（动态、可重复） 多普勒效应：当声源与接收器之间存在相对运动时，彼此靠近则频率增加

2、，相背运动则频率下降,.,TCD参数,深度(depth) 血流方向（direction） 血流速度（velocity） 搏动指数(pulsitility index, PI)和阻抗指数(resistance index, RI) 血流频谱形态（pattern of waveform）,.,深度,深度是指被检血管与探头之间的距离，深度是通过每一群脉冲超声波被PW 发射器发射出去时，由距离选通预设的发射和接收脉冲波间隔时间决定的。如果预设两者的时间间隔是（t），根据超声波传播速度（S）和时间差即可知道对应该预设时间间隔的距离为：距离=tS/2。,.,检测深度：探头至检测部位的距离,深度,探头,血管

3、,连续波没有深度,脉冲波可调节深度,.,检测深度与脑血管识别。经左颞窗TCD 检测到了某一血流频谱信号，根据深度不同，可能是以下颅内血管：同侧大脑中动脉（深度35-65 mm， 绿色圆点）；同侧大脑前动脉（深度55-70mm，红色圆点）；对侧大脑前动脉（深度75-85mm，黄色圆点）；对侧大脑中动脉（深度90mm）,.,血流方向（direction）,血流方向是指被检测到血管血流相对于探头的方向。 血流方向与多普勒频谱。当血流朝向探头时，接收频率（f2）发射频率（f0），血流频谱为基线（zero baseline）上方的正向值称正向频移；当血流方向背离探头时，f2f0，血流频谱为基线下方的负向

4、值称负向频移。因此，当检测到一正向血流频谱时，提示该血流方向朝向探头，反之亦然。,.,超声探测的原理,F2: 接收超声的频率,F1: 发射超声的频率,.,频谱指示的血流方向,正向值: f2 f1,负向值: f2 f1,f1,f2,.,血流方向在判断病理性侧支循环开放时的作用,正常情况,.,R ACA,L ACA-反向,L MCA,血流方向在判断病理性侧支循环开放时的作用,.,血流速度（velocity）,血流速度是TCD 频谱中判断病理情况存在的最重要 参数，管径大小、远端阻力或近端流入压力的改变 均会造成血流速度变化。血流速度又包括收缩期峰 值血流速度（systolicelocity, Vs

5、 ）、舒张期血流速 度(diastolic velocity, Vd) 和平均血流速度 (meanvelocity, Vm)。 Vm 是平均了所有在整个心动周期内出现的速度信 号的结果或以下列公式计算而得：Vm=（Vs+Vd2） /3。,.,血流速度: 多谱勒频移之差,f1,f2,发射频率 (f1)与接收频率 (f2)之差,.,搏动指数(pulsitility index, PI)和阻抗指数(resistance index, RI),搏动指数和阻抗指数是描述频谱形态的两个参数。 PI 计算公式：PI=(Vs-Vd)/Vm (Vs 收缩期峰血流速度；Vd 舒张期末血流速度；Vm 平均血流速度)

6、。 RI 计算公式：RI=（Vs-Vd）/Vs。,.,搏动指数 (PI) =(Vs-Vd)/Vm,正常 ECA,正常 ICA,PI=2.5 (高阻力频谱),PI=0.9 (低阻力频谱),PI 1.0 CCA, ECA 和 Sub A,PI 1.0 所有颅内动脉和 ICA,正常情况下由于颅内血管远端阻力小，因此颅内血管血流频谱的搏动指数小于颅外和外周血管,.,搏动指数 (PI) =(Vs-Vd)/Vm,PI : 远端血管阻力增高,PI : 远端血管阻力降低,一个心动周期,Vs,Vd,Vs: 收缩期血流速度 Vd: 舒张期血流速度,Vd 舒张期残留血流速度， 反应了远端血管床的阻抗,.,舒张期末血

7、流速度是舒张期残存的血流速度，反映远端血管床阻抗。 舒张期末血流速度越接近收缩期血流速度时，说明远端血管床阻抗越小，搏动指数也就越小，称之为“低阻力频谱”。 舒张期末与收缩期峰血流速度相差越大，说明远端血管床的阻抗越大，搏动指数也越大，称之为“高阻力频谱”，,.,低阻力频谱可见于 动静脉畸形 供血动脉和大动脉严重狭窄或闭塞后远端血管,.,高阻力频谱常见于 颅内压增高 大动脉严重狭窄或闭塞的近端血管,.,TCD应用,脑供血动脉狭窄或闭塞及侧支循环建立 颅内压增高和脑死亡 脑血流自动调节 颈动脉内膜剥脱术中的应用 微栓子监测 增强溶栓效果 卵圆孔未闭的筛查,.,血流频谱形态（pattern of

8、waveform）,血流频谱的形态反映血液在血管内流动的状态。 TCD 频谱上的纵坐标是血流速度，频谱周边（包络线）代表的是在该心动周期某一时刻最快血流速度，基线则代表血流速度为零。 TCD 频谱内的每一点的颜色则代表在该心动周期内某一时刻处于该血流速度红细胞的数量。TCD 频谱信号的强度用颜色表示，信号从弱到强的颜色变化为蓝色-黄色-红色。因此，红细胞越的地方反射信号强，呈红色。红细胞数少信号弱的地方呈现蓝色。,.,正常情况下血液在血管内流动呈规律的层流状态 处于血管中央的红细胞流动最快，向周边逐渐减 慢。正常情况下大多数红细胞处于接近中央最快 流速的状态而只有极少部分贴近血管壁的红细胞 呈

9、低流速状态，所以，正常TCD 频谱表现为红色 集中在周边并有蓝色“频窗”的规律层流频谱。,.,血管出现严重狭窄时：1狭窄部位血流速度增快但处于高流速红细胞数量减少，呈现频谱紊乱的湍流状；2由于狭窄后血管内径的复原或代偿性扩张，使处于边缘的红细胞形成一种涡漩的反流状态，或大量处于低流速的红细胞血流表现为多向性。因此在狭窄段包括狭 窄后段在内的取样容积内检测到的TCD 频谱完全失去了正常层流时的形态，而表现为典型的狭窄血流频 谱，周边蓝色，基底部“频窗”消失而被双向的红色涡流或湍流替代。,.,颅内动脉狭窄的TCD 诊断,颅内血管狭窄诊断原则或标准： 血流速度增快，尤其是局限性血流速度增快； 血流频

10、谱紊乱（频窗消失、涡流伴杂音）。,.,血流速度增快,血流速度增快是动脉狭窄部位最直接和最 重要的改变，当管径狭窄程度小于50%通 常不出现血流动力学改变，只有当管径狭 窄程度超过50%，TCD 才可以检测到狭窄 部位血流速度增快。换句话说，TCD 只能 诊断管径减少超过50%的颅内血管狭窄。 血流速度增快是诊断血管狭窄最重要的指标。,.,颅内血管狭窄血流速度诊断标准（40 岁年龄组）,临界值 (cm/s) 诊断值 (cm/s),Vs Vm Vs Vm MCA 140-160 80-100 160 100 ACA 100-120 60-80 120 80 PCA 80-100 50-70 100

11、 70 Siphon A 100-120 60-80 120 80 VA 和 BA 80-100 50-70 100 70,.,局限性血流速度增快具有非常重要的诊断价值，此种情况高度提示该部位血管有局限性狭窄，典型病例可出现狭窄段血流速度增快，狭窄近端和远端血流速度正常或相对减低，而任何其他病理生理状况如血管痉挛、代偿性血流增快、动静脉畸形供血动脉都不会出现局限性血流速度增快。,.,血流频谱紊乱,动脉狭窄部位典型的涡流紊乱频,.,动脉狭窄部位湍流与涡流混杂的血流频谱,.,伴随鸥鸣样杂音频谱中出现的弧线,.,.,颈内动脉狭窄和闭塞局部改变,狭窄前血流速度不快，搏动指数增高，单方 向；最狭窄处血流

12、速度增高，频窗充填，频 谱多为单向，有时出现双向；紧接狭窄的狭 窄后段血流速度下降，频谱紊乱，低频明显 增强且低频部分一定双向。,.,颈内动脉严重狭窄或闭塞后ACA改变及AcoA开放的判断,正常情况下MCA 血流方向朝向探头 ，ACA 血流方向背离探头。ACOA 连接双侧ACA-A1 沟通双侧ICA，正 常情况下Willis 环左右两侧压力平衡，无血流通过，因此TCD 检测不到交通动脉血流，只能通过压迫颈动脉试验判断AcoA 是否存在。经颞窗TCD 检测到血流方向朝向探头的MCA 和血流方向背离探头的ACA。,.,一侧ICA 严重狭窄或闭塞时，狭窄侧远端动脉内压力降低，Willis 环两侧压力

13、平衡被打破，AcoA 开放，血流从对侧ICA 系统经对侧ACA 和AcoA 反向流入狭窄侧ACA 再供应到狭窄侧MCA。此时，TCD 检测到严重狭窄或闭塞侧ACA 反向，血流方向同MCA，均朝向探头。对侧ACA 血流速度代偿性增快，有时可检测到血 流方向从狭窄对侧向狭窄侧流动的AcoA。压对侧CCA 后狭窄侧MCA 或反向ACA 血流速度下降。,.,颈内动脉严重狭窄或闭塞后PCA改变及PcoA开放的判断,在PCA 与TICA 之间有PcoA 沟通前后循环， 正常情况下由于前后压力平衡，没有血流通 过PcoA，TCD 不能检测到PcoA 血流，只能 通过压颈试验判断PcoA 是否存在。经颞窗 T

14、CD 检查到血流方向朝向探头的PCA-P1 和 血流方向背离探头的PCA-P2。PCA 血流速 度较MCA 慢，双侧PCA 基本对称。,.,一侧ICA 严重狭窄或闭塞时，狭窄侧远端 动脉内压力降低，Willis环前后压力平衡被 打破，PcoA 开放，血流从后循环经PCA-P1 段和PcoA 向同侧MCA 供血。此时，TCD 检测到PCA-P1 段血流速度增快，PcoA 检测到与PCA-P1 段血流速度相似的血流 频谱，比同侧MCA 和对侧PCA 血流速度 明显增快。,.,TCD与各种脑血管检查方法的比较,.,磁共振血管成像（MRA）：对血液流动非常敏感，其成像是基于流动血液与静止脑组织信号差异而得到的。不过弯曲部分的血管由于湍流造成血流信号消失，从而难以判断该区域血管是否有狭窄，但这些区域恰恰是动脉粥样硬化狭窄的好发部位。而且，狭窄后的湍流及血液流动的缓慢导致MR