經顱多譜勒超聲tcd

1、經顱多譜勒超聲 (TCD)Transcranial Doppler ultrasound,,TCD臨床應用發(fā)展史,初期：蛛網膜下腔出血后腦動脈痙攣80年代：顱內腦動脈狹窄顱外頸部動脈狹窄和側支循環(huán)的判斷急性顱內壓增高腦死亡90年代：術中監(jiān)測腦血流自動調節(jié)腦血流微栓子監(jiān)測二十一世紀：TCD增強急性腦梗塞溶栓效果,,腦供血動脈狹窄-顱內動脈狹窄,,腦供血動脈狹窄-頸動脈狹窄和側支循環(huán)判斷,TCD診斷：RICAex

2、嚴重狹窄或閉塞PcoA開放OA開放LICAex狹窄,,腦供血動脈狹窄-鎖骨下動脈狹窄和盜血綜合征,VA-VA盜血,BA-VA盜血,,,,,,,,,,,SAP: 收縮期血壓ICP: 顱內壓,CPP: 腦灌注壓,顱內壓增高腦死亡,夾閉頸外動脈后腦血流改變,夾閉,,,4,術中腦血流監(jiān)測,腦血流自動調節(jié),九十年代,VMR = 100 * (Vhyper – Vhypo) / Vnorm.,,hypercapnia,hypocapni

3、a,normocapnia,,動脈,栓子,,探頭,MES,,,1990年Spencer 固體顆?？梢援a生微栓子信號（體外）有栓子源的病人可以監(jiān)測到微栓子信號對卒中有預測價值可以用來評價抗血小板藥物的療效,九十年代,腦血流微栓子監(jiān)測,,九十年代,卵圓孔未閉,低頻超聲固能使超聲穿透顱骨的效果更好，但增加了出血風險最新的一項臨床研究由表明，對急性腦梗塞r-tPA溶栓病人，連續(xù)使用常規(guī)診斷用的2MHz探頭可以使r-tPA引導的血管再通

4、率增加，并使卒中預后的改善有更好的趨勢。上述研究使TCD的應用從診斷走向了治療領域,超聲可以增強r-tPA溶栓效果,二十一世紀,TCD Application,,TCD重要參數,頻移 (frequency shift)血流方向(direction)檢測深度 (depth)血流速度 (velocity)脈動指數 (plusitility index)血流頻譜形態(tài) (waveform profile)識別正常顱內血管分析

5、異常頻譜的臨床意義,,,,流動的紅細胞,F1: 發(fā)射超聲的頻率,F2: 接收超聲的頻率,血管,探頭,,頻移 = F2 - F1移動紅細胞朝向探頭, F2>F1, 正向頻移移動紅細胞背離探頭, F2<F1, 負向頻移,,,發(fā)射源(超聲探頭),移動紅細胞,F1,F2,F1,F2,發(fā)射超聲波類型,,皮膚,血管,,連續(xù)波 (CW), 分辨率高,脈沖波 (PW), 穿透性強,,,,,,,顱內血管,顱外血管,操作探頭的類型,檢測深度

6、：探頭至檢測部位的距離,深度：1). 接收與發(fā)出超聲波之間的時間差 (?t) 2). 超聲波的速度（S）距離(深度) = ?t*S/2,深度,探頭,血管,A burst of ultrasound wave,,,連續(xù)波沒有深度,,,,低頻穿透力強, 檢測深度深, 分辨率低高頻穿透力弱, 檢測深度淺, 分辨率高,,,,,L ACA-A1 (60-70 mm),,L MCA (60-70 mm),,L MCA (35-45 mm)

7、,,,R ACA (80-90 mm),,,R MCA (90-100 mm),左側,右側,2MHz,Cycle of Willis,,,,,頻譜指示的血流方向,,,正向值: F2 > F1,負向值: F2 < F1,f1,f2,頻移 = F2 - F1移動紅細胞朝向探頭, F2>F1, 正向頻移移動紅細胞背離探頭, F2<F1, 負向頻移,ACA,,,MCA,,血流方向在識別顱內血管中的作用,,,,,,血流

8、方向在判斷病理性側支循環(huán)開放時的作用,正常情況,,R ACA,L ACA-反向,,,,,,,,L MCA,,,,,血流方向在判斷病理性側支循環(huán)開放時的作用,L VA,R VA,VA - VA,VA,VA,L Sub A,血流方向在判斷病理性側支循環(huán)開放時的作用,,,,f1,f2,V (blood flow)= ?f x C 2fo.Cos ?,V: velocity

9、of moving RBC?f: f1-f2C: sound velocity of tissuefo: the mean source frequency (Hz)Cos ?: angle between the Doppler beam and the direction of blood flow,血流速度,Velocity,?,頻移 (?F)= F2 - F1,脈動指數 (P

10、I) =(Vs-Vd)/Vm,PI ? : 遠端血管阻力增高,PI ?:遠端血管阻力降低,,,一個心動周期,,Vs,Vd,Vs: 收縮期血流速度Vd: 舒張期血流速度,Vd 舒張期殘留血流速度， 反應了遠端血管床的阻抗,搏動指數 (PI) =(Vs-Vd)/Vm,正常 ECA,正常 ICA,PI=2.5 (高阻力頻譜),PI=0.9 (低阻力頻譜),PI >1.0CCA, ECA 和 Sub A,PI < 1.0

11、所有顱內動脈和 ICA,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,渦流,頻譜形態(tài) (血流形態(tài)),正常層流,狹窄下游紊亂的血流,,,,,,,,,,,正常顱內外血管的檢測與識別,,ACA,MCA,,,Siphon A,,PCA,,BA,,VA,,VA,,Sub A,,CCA,,ICA,,ECA,TCD可以檢測到哪些血管？如何識別顱內血管?,顱外血管,頸總動脈（CCA）頸內動脈（ICA）頸外動脈（ECA）鎖骨下動脈（SubA）椎動脈起始部

12、（VApro）,,,,,,,,,,顱內血管,顳窗：大腦中動脈（MCA）大腦前動脈（ACA）頸內動脈末端（TICA）大腦后動脈（PCA）枕窗：椎動脈（VA）基底動脈（BA）,,,,,,,,,顱內血管,眼窗：眼動脈（OA）頸內動脈虹吸部（siphon）,,,,,經顳窗檢測大腦中動脈,顳窗2 MHz 探頭深度 40-65 mm血流方向朝向探頭 (Red arrow),,,,,,,經顳窗檢測大腦前動脈,,顳窗2MHz

13、探頭深度 60-70 mm血流方向背離探頭 (Blue arrow),,經顳窗檢測大腦后動脈,2 MHz 探頭深度 55-65mmP1: 朝向探頭P2 : 背離探頭,,,PCA-P1,PCA-P2,,,,,2MHz 探頭血流方向背離探頭VA and BA,經枕窗探測椎動脈和基底動脈,,,BA (深度 90-110 mm),VA (深度 60-80 mm),,,,,,,,,MCA, D 40-65mm,PCA-P1, D 6

14、0-66mm,VA, D 60-80mmBA, D 90-110mm,2 MHz, 顳窗,2 MHz, 枕窗,ACA,D 55-65mm,正常顱內血管 TCD頻譜,,,,,,,,,,,,,,Siph-A, D 60-75mm,,,,,,OA, D 40-60mm,正常眼動脈(OA)和頸內動脈虹吸段(siph-A),,,2 MHz, 眼窗,,L滑車上動脈,4 or 8 MHz,ECA,ICA,CCA,VA pro.,Subclavian

15、 A,,,,,,,,,,,Velocity increase,Velocity decrease,Normal,TCD的臨床應用,血管狹窄和閉塞動靜脈畸形腦血管痙攣顱內壓增高和腦死亡腦血管自動調節(jié)功能術中腦血流監(jiān)測微栓子監(jiān)測,TCD對顱內血管狹窄的診斷,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,TCD顱內血管狹窄的診斷標準,局限性血流速度增快( Vs ? 140 cm/sec).渦流雜音 雙側血流速度不對稱,正常,狹窄,,

16、,,Vs >=140 cm/s,,,Vs >=120 cm/s,,Vs >=100 cm/s,,,,Vs >=100 cm/s,根據血流速度判斷顱內血管狹窄,,,,,,MCA狹窄程度TCD診斷標準,TCD Application,TCD輕度狹窄時，血管造影上不一定有明顯異常。TCD上顯示中重度狹窄時（狹窄率>50%或<90%)時，TCD與DSA的結果相符合。單支血管的狹窄，特別是MCA狹窄

17、，TCD結果有很高的診斷價值。,TCD Application,,L MCADepth 60-40 mm,Vs=220 cm/sec,Vs=120 cm/sec,R MCA,,MRA(核磁血管成像),N,,,R MCA,L MCA depth 52-42mm,L MCA depth 58mm,Circumscribed flow velocity increase and side-to-side difference,,Dep

18、th 58 mm, Vs=200,MRA multi stenosis,M,,Depth 68, Vs=170,Depth 40mm, Vs=130,R PCA,,L MCA,,,TCD對顱外頸動脈狹窄的診斷,ICA 狹窄,,,,,V? PI?,V ??,V ??, 渦流,V?,PI? damping,高阻力頻譜,低阻力頻譜,狹窄遠端低平血流頻譜,LMCA,L siphon A,R MCA,R siphon A,,,,,Vm=39.6+

19、/-13.3,Vm=78.9+/-24.2,66 例DSA 證實ICA 狹窄Ip 50, bi 16,高山等, 中國神經精神雜志 2000, 26(6) 334-336,正常側,狹窄側,,,,,側支循環(huán): 正常狀態(tài),,R ACA,L ACA-reversed,,,,,,,,L MCA,,,,,前交通動脈開放,Right,Left,,L MCA or ACA 血流下降,,,,左ICA狹窄, 壓右CCA時的反應,壓 R CCA,,Type

20、 II: Posterior - Anterior (PCOA),,,,,RPCA,LPCOA or PCAD 60-76 mm,VA and BA,,,,,,R Supertrochlear A-reversed,L OA,L supertrochlear A,,,Type III: External - Internal (OA),R OA reversed,,,,,直接發(fā)現 V?? , Vs 比值 (ICA/CCA) ?2.

21、4 嚴重狹窄閉塞時無血流間接發(fā)現狹窄近端高阻力頻譜狹窄院端低阻力頻譜側支循環(huán)側?側(ACOA)后?前 (PCOA)頸外?頸內 (OA),頸內動脈嚴重狹窄或閉塞的診斷,R siphon,R distal CCA,R proximal CCA,L siphon,L distal ICA,L proximal ICA,,,,,,,L OA no flow,R OA normal,,,,L VA,,,,,BA,through o

22、rbital window,R VA,L ACA,TCD diagnosis for SUB-A stenosis,狹窄:Vs > 120 cm/s血流頻譜紊亂閉塞:No flow in proximalLow flow similar with ipsilateral VA in distal segment,Normal SUB-A,SUB-A stenosis,SUB-A occlusion,鎖骨下動脈盜血的程度,

23、VA,BA,PCA,Sub A,,a- 正常b- 收縮期切跡 -Ic- 雙向血流 - IId- 完全反向血流-III,L VAalternating,R VAV?, PI?,100cm/sec,,,,,盜血通路: VA-VA,正常VA,BA,,Normal VA,,盜血通路: BA-VA,VA,VA,BA,ECA-occipital vertebralanastomosis - VA,L Occipital A,L VA

24、,,,,ECA,Occi- A,VA,Steal pathway: occipital A-VA,動力學試驗,測血壓將患側血壓充氣到超過收縮期血壓的20-30mmHg維持該壓力約2分鐘, 同時要求病人反復握拳再松開觀察突然放開止血帶時血流速度和方向的改變 觀察的血管可以是:同側椎動脈對側椎動脈基底動脈大腦后動脈 (兩側均可檢測)枕動脈,L VA,Alternating flow,,Hemodynamic func

25、tion,release,L VA,血流動力學試驗: 觀察盜血程度,,,,,,,,L occipital A,release,L VA,L Sub A,R Sub A,R VA,R occipital,release,release,release,腦血管痙攣的TCD診斷,1.主要針對蛛網膜下腔出血、顱腦外傷或開顱手術患者。 2.需動態(tài)觀察血流速度變化。 3.血流速度的下降、搏動指數的升高提示顱內壓增高，腦灌注下降，并非血管痙攣

26、的緩解，相反提示病情嚴重。,操作方法及程序,動態(tài)觀察雙側大腦半球動脈及顱外段頸內動脈血流速度變化，TCD檢測1-2次/天，視患者病情采取連續(xù)或間斷血流速度檢測。動態(tài)觀察血管搏動指數及MCA與顱外段ICA血流速度 比值變化。,診斷標準,前循環(huán)以MVA（M1段，深度50-65mm）為準，平均血流速度>120-140cm/s時可以診斷血管痙攣。后循環(huán)的探測主要集中在椎基底動脈，平均血流速度>80-95cm/s。在沒有全腦充血

27、的情況下，每天大腦中動脈平均血流速度增加25-50cm/s視為異常。Lindegaard（血管痙攣）指數：顱內段大腦中動脈平均血流速度與顱外段頸內動脈平均血流速度比值，正常人為1.7±0.4, Lindegaard指數用來輔助判斷血流速度增快是血管痙攣還是全腦充血， Lindegaard指數>3提示血管痙攣， Lindegaard指數<3則認為是全腦充血血流動力學變化。,動靜脈畸形的TCD改變,動靜脈畸形(AVM

28、),動靜脈之間短路血流阻力降低供血動脈流量和速度增加對CO2反應性降低,動靜脈畸形的組成,PI=0.65,PI=0.21,Normal,,動靜脈畸形的供血動脈:血流速度增快, 脈動指數降低,供血動脈內有高速血流血管層流狀態(tài)破壞, 有渦流和雜音血管搏動性減小, 脈動指數降低對CO2的反應性降低,左側大腦中動脈,左側頸內動脈虹吸段,右側大腦中動脈,右側頸內動脈虹吸段,Vs=60PI=0.6,Vs=100PI=0.65,Vs=

29、190PI=0.42,Vs=130PI=0.38,TCD 檢查結果,右側,左側,TCD與AVM的關系,供血動脈血流速度越快, 提示畸形血管的血管床越大,同時也提示該血管與AVM的關系越密切脈動指數越小說明畸形血管的阻力越低, 也說明與AVM的關系越密切<0.35AVM肯定的供血動脈PI 0.35-0.45 該血管與AVM關系密切動靜脈瘺的病人可以檢測到引流靜脈,顱內壓增高和腦死亡的TCD診斷,顱內壓增高,顱內壓力的增高

30、會導致腦灌注壓下降﹐影響腦血流當顱內壓力下降接近外周舒張壓時﹐TCD可以出現明顯的頻譜改變,ICP,,ICP,,ICP 減壓術后,,,,BP﹕60/30 mmHg,Bp: 120/60 mmHg,Bp: 120/60 mm Hg,,,,,顱內壓改變的影響,外周血壓的影響,腦灌注壓=(平均動脈壓-顱內壓),,,,,,,,,,,SAP: 收縮期血壓ICP: 顱內壓,腦灌注壓,TCD 發(fā)現,ICAex,MCA,舒張期出現反向血流

31、回蕩波提示顱內壓增高在舒張壓和收縮壓之間該頻譜也提示臨床的情況很重該病人兩天后死亡,微栓子 (MES) 監(jiān)測方法,早在60年代, 氣體和血流之間存在聲阻抗的不同?氣-血界面出現超聲散射因此當氣泡通過時可以接收到一個很強的超聲增強信號,微栓子檢查的簡單歷史,微栓子檢查的簡單歷史,1990年,Spencer 對頸內動脈內膜剝脫術患者監(jiān)測氣栓時處理頸內動脈分叉處時發(fā)現有與氣栓類似, 但信號強度要低得多的信號這些信號在打開頸內

32、動脈之前就存在, 因此不可能是氣栓, 認為它們可能是血栓或血小斑栓子.此后,大量的實驗研究證實血栓, 血小斑和粥樣硬化斑塊均可以產生這些特殊的多譜勒信號,出現在頻譜中高強度 短時程聲音單向,,微栓子的特點,動脈,栓子,,探頭,MES,,組織的超聲衰減?因此: 直接測量栓子的強度是不可能的栓子強度(dB)用相對強度增高來表示栓子強度/背景血流信號強度,14 dB,栓子的強度: 相對強度增高,15dB,,栓子強度與什么有關

33、?,22dB,5dB,機械性心瓣膜病,ICA狹窄,同樣大小時: (體外試驗）個體栓子(血栓和血小板聚集) 較氣體栓子的強度低材料相同: (體外試驗)栓子的大小與多普勒信號的強度成正比,是一個真正的栓子還是偽差﹖,栓子﹕單方向出現在頻譜中偽差﹕雙向出現在基線兩側,栓子,偽差,短時程,Post-FFT spectrum,Pre-FFT time domain signal,5 ms,,Post-FFT spectrum快速付

34、里葉后頻譜Pre-FFT time domain signal快速付里葉前時間窗信號時間<300 ms (1-100 ms),,11.5 ms,栓子的持續(xù)時間,心臟 MES,,45 ms,栓子持續(xù)時間,心臟 MES,14 dB,判斷微栓子(MES)的標準,15dB,,探頭,動脈,栓子,,1995年在“Stroke” 雜志上發(fā)表了國際專家們共同認可的標準:短時程 =3dB 單方向具有尖銳的和哨子一樣的聲音,微栓子(ME

35、S),近端通道,遠端通道,雙深度探頭,,10mm,Pre-FFT time domain signal,大腦中動脈,探頭,14 dB,判斷微栓子(MES)的標準的發(fā)展,15dB,1995年在“Stroke” 雜志上發(fā)表了國際專家們共同認可的標準:短時程 =3dB 單方向具有尖銳的和哨子一樣的聲音,兩深度之間有時間差,影響栓子監(jiān)測的技術因素,相對強度的測量栓子檢測的閾值取樣容積的大小記錄時間FFT時間窗的重疊快速付里葉轉換

36、(FFT)頻率分辨和時間分辨機器的動態(tài)范圍發(fā)射超聲的頻率濾過的設定,,單側單部位監(jiān)測﹕同側大腦中動脈栓子來源:心臟主動脈弓CCAICASiphon AMCA,,不能區(qū)分栓子的來源,被監(jiān)測血管的選擇和通道的位置:,單側雙部位監(jiān)測﹕同側 MCA同側 CCA可以區(qū)分 栓子的來源﹕來源于心臟的栓子可能在兩個部位均能測到如果從ICA來的栓子, 則只會出現在大腦中動脈通道,,,,,雙側監(jiān)測﹕同側MCA對

37、側MCA可以區(qū)分栓子的來源﹕心臟源的栓子可能會在雙側MCA檢測到, 而頸內動脈系統(tǒng)的栓子則只在一側檢測到,,,,,雙深度探頭監(jiān)測﹕(TC2020),區(qū)分偽差和栓子區(qū)分栓子的來源,,,,心臟栓子或ICA栓子:問題:兩個深度間的距離,大腦中動脈狹窄的栓子:問題:兩個深度間的距離深度位置與狹窄的關系,兩個深度均設在狹窄處或狹窄后,兩個深度均出現栓子,大腦中動脈狹窄雙深度探頭的位置,不能確定栓子來源于何處,大腦中動脈狹窄

38、雙深度探頭的位置,近端的深度在狹窄前遠端的深度在狹窄后,僅遠端深度檢測到栓子,可以確定栓子來源于MCA狹窄處,ACA,MCA,probe,壓頸總動脈試驗驗證血管,栓子信號僅見于MCA深度, 證實栓子來源于MCA狹窄處,所用的機器檢測探頭的種類 (單通道﹑雙通道或四通道)檢測方法 (單側﹑雙側)被檢測的血管 (大腦中動脈 和/或 其它血管)檢測的深度 (40-60mm)栓子的域值 (3-9 dB)取樣容積 (5-10 m

39、m)FFT 覆蓋率 (>50%)記錄時間 (30’ or 1 hour),栓子監(jiān)測的參數設定,TC2020,栓子監(jiān)測的應用,微栓子在哪些病人中被檢測到?,心臟房顫機械性心瓣膜病大血管病變頸內動脈狹窄及頸內動脈剝脫術頸內動脈夾層動脈瘤顱內大血管狹窄介入檢查血管造影,栓子發(fā)生在梗塞或癥狀出現之后,,,腦梗塞,頸內動脈狹窄,微栓子,頸內動脈狹窄所檢測到的栓子是否能預測未來的中風?,頸內動脈狹窄,微栓子,腦梗塞,,,?

40、,TCD常用檢查：對光試驗,用途：識別PCA方法：強光照射（手電）TCD改變：PCA血流速度逐漸變化（先升高后降低）,TCD常用試驗：束臂試驗,用途：SSS動力試驗，確定盜血通路方法：測量患肢，袖帶束患肢，充氣超過收縮壓20-30mmHg，關閉閥門，反復握、松拳，2分鐘后快速打開閥門放氣減壓或快速松開止血帶，觀察盜血是否強化注意：a.束患肢 b.氣囊對準肱動脈，否則假陰性,TCD常用檢查：壓頸試驗,位置：

41、鎖骨上方，氣管外緣與胸鎖乳突肌內緣之間；甲狀軟骨以下（避開頸總動脈分叉處）觸及搏動的頸總動脈食指、中指指尖位于頸總動脈前壁內側頸總動脈在手指與頸椎橫突的壓迫下管腔暫時變窄或閉合擠壓方向：向后外方壓在橫突上，不要向內擠壓氣管持續(xù)時間：不超過3-4s,TCD常用檢查：壓頸試驗——正常顱內動脈,MCA：壓迫同側CCA，血流明顯降低，僅存接近基線水平的低平血流信號。放松壓迫后，血流明顯升高TICA：壓迫同側CCA，血流信號消失，隨即

42、出現尖小反向血流原因：AcoA開放，血流逆轉,MCA慢性閉塞時，TICA延伸至52mm深度,TCD常用檢查：壓頸試驗——正常顱內動脈,ACAAcoA存在：壓迫同側，血流方向消失或逆轉；壓迫對側血流升高雙側ACA發(fā)育不對稱型： 發(fā)育好側ACA：壓迫同側，血流逆轉，幅度低 發(fā)育不好側ACA：壓迫同側，血流逆轉，幅度高一側ACA不發(fā)育：一側ACA流速很低，另一側流速較高，壓迫高速側，血流信號消失AcoA不發(fā)育