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经颅多普勒超声(TCD)的临床应用

发布时间:2015-01-25 点击次数0


        1982年,挪威学者Aaslid等率先将经颅多普勒超声 (transcranial doppler,TCD)应用于临床。从最初TCD被用来监测蛛网膜下腔出血 ( SAH)后脑动脉痉挛,到诊断脑动脉狭窄、判断侧支循环建立、观察颅内压增高和脑死亡等方面其价值都得到了充分肯定。到20世纪90年代随着介入治疗技术的发展,TCD又进一步应用于术中监测、脑血管储备功能的评估和微栓子监测等领域。近年来,随着人们对卵圆孔未闭 ( PFO )与偏头痛、不明原因卒中的认识的提高,TCD在诊断 PFO方面的价值再次引起临床医生浓厚的兴趣。TCD的应用领域不断拓宽,近来发现TCD有增强急性脑梗死溶栓治疗的效果,标志着TCD从诊断领域走向了治疗领域。TCD有无创、价廉、可靠并可床旁操作的特点,随着应用领域的不断拓宽和TCD仪功能的不断发展,其临床应用和研究价值得到越来越多的肯定和重视。TCD主要应用于以下领域:
1.脑供血动脉狭窄或闭塞及侧支循环的建立
        TCD经颞、枕和眼窗可以记录到颅底Willis环动脉的血流速度,许多病理状态都可导致颅内动脉血流速度改变,影响颅内动脉血流速度的最常见情况是各种原因引起的血管狭窄。血管狭窄原因有:动脉粥样硬化、烟雾病、镰状细胞性贫血、血管炎、血栓或栓塞再通、炎症或肿瘤诱导的血管狭窄或延伸等。颅内血管狭窄使得血流通过狭窄部位时,因血流量不变,血管管腔横截面面积减少,而导致血流速度增加。如果血管的直径减少到正常的一半以上,则其血流速度明显增加,因此,血流速度的增加可以直接提示各种原因导致的颅内血管狭窄。TCD诊断颅内动脉狭窄与DSA或MRA比较有很高的敏感性和特异性,可作为闭塞性脑血管病或脑卒中高危患者脑动脉狭窄或闭塞的一项可靠筛查手段。
        具有连续波和脉冲波的4MHz探头可用来检测狭窄程度超过75%以上的颅外颈部动脉严重狭窄或闭塞。根据狭窄局部血流速度增快或消失、病变同侧大脑中动脉低平血流频谱以及侧支循环开放的依据,TCD不但可以诊断颈内动脉严重狭窄或闭塞,而且,根据眼动脉以及颈内动脉虹吸段血流方向和频谱形态,TCD尚能判断颈内动脉闭塞部位,如位于起始部或眼动脉发出之后的颅内段。对某些特殊部位的狭窄如右侧锁骨下动脉起始段狭窄,TCD诊断的敏感性超过血管造影(因右侧锁骨下动脉常位于无名动脉之后,故该部位狭窄易被正常前后位血管造影漏诊)。能进行颅外颈部动脉严重狭窄或闭塞诊断是“经颅多普勒超声”一项非常有价值的贡献。

       正向频移提示血流方向朝向探头,负向频移提示血流方向背离探头,根据TCD所提供的此项参数,可以用来判段颅外大动脉严重狭窄或闭塞后侧支循环建立情况,如颈内动脉狭窄后依据同侧大脑前动脉的血流方向以及压迫对侧颈总动脉后狭窄侧大脑中动脉血流速度的变化可判断前交通动脉是否开放;锁骨下动脉狭窄后依据同侧椎动脉血流方向如正常方向、双向或反向可判断是否存在椎动脉-锁骨下动脉盗血现象以及盗血程度。研究已经证实TCD对颈内动脉严重狭窄或闭塞患者侧支循环开放的判断与DSA比较有很高的敏感性和特异性,可作为颅外大动脉严重狭窄或闭塞后评估侧支循环建立的一项首选的无创检查方法。

        对于颅内外脑供血动脉狭窄的诊断及侧支循环建立的判断是TCD对缺血性脑卒中的最重要贡献,也是进行其他任何TCD研究的基础。也就是说,如果不进行其他研究,至少TCD可以作为脑动脉严重狭窄或闭塞的诊断工具;如果你想进行其他方面研究,也必须先掌握TCD对脑供血动脉严重狭窄或闭塞的诊断。
2.脑动静脉畸形
        动静脉畸形的血管床由迂曲扩张的小动脉和静脉组成,缺乏毛细血管。通常由扩张的静脉将血流直接引流到静脉窦或者大的静脉中。此外,由于血管壁发育不完整或仅为迂曲盘旋的血管间隙组成而缺乏毛细血管和毛细血管前小动脉,使它们降低或丧失了脑动脉自动调节功能。上述特点导致了动静脉畸形在TCD超声显象上以血流和直接压力改变为特征的改变。其供血动脉血流速度增加、搏动指数降低以及CO2反应性降低程度是判断短路严重性的指标,并且与短暂性神经功能缺失、手术切除过程中的出血量以及术后脑水肿和继发血肿机会的增加有关。
3.颅内压增高和脑死亡
        TCD所显示的是一个完整心动周期血流速度频谱形态,包括收缩期峰值血流速度和舒张期末血流速度。舒张期末血流速度代表的是舒张期末远端血管床残余血流量,该参数反应脑血流阻抗。因此,当颅内压增高达到一定程度,外周反射性血压增高的量小于颅内压增高的量时,有效脑灌注压下降,舒张期脑血流量下降,TCD频谱出现明显的低舒张期血流速度的高阻力频谱。当颅内压增高到使临界关闭压接近外周平均动脉压时,舒张期血流频谱变形。在某一点上,当临界关闭压等于平均动脉压时,有效脑灌注压等于零,脑循环停止。国内外研究已经证实TCD可用来监测进行性颅内压增高和脑循环停止,脑死亡时典型的TCD改变有三种类型:振荡波、钉子波和无血流信号。目前欧美的某些国家已将TCD作为脑死亡脑循环停止试验的辅助检查方法,我国脑死亡诊断标准中也已将TCD列为脑循环停止的辅助检查方法。
4.脑动脉自动调节功能检测
        血流速度增加可以产生流量变化,若在给定时间内颅内血管直径没有改变,则可以计算出血管的相对流量改变,如脑自动调节功能及大脑皮质活动激发的血流状态改变,都可以通过相对应的CO2浓度或血压改变以及大脑皮层活动的血流分布反映出来。应用此原理,可以获得关于脑循环在正常与非正常情况下调节机制的重要信息。应用TCD进行脑动脉自动调节功能的检查是TCD临床应用和研究的一个热点。
5.颈动脉内膜剥脱术和血管内成型术中的应用
        国内外许多医疗机构已逐渐将TCD用于监测颈动脉内膜剥脱术。监测探头可以放置在单侧或双侧颞窗,不受外科手术野影响,持续记录同侧大脑中动脉血流。TCD较其他监测设备所具有的一个显著性优点是,它能提供与围手术期脑血管病相关的所有主要因素的信息,包括介入性和手术后栓子形成,夹闭过程所致低灌注,介入或术后血栓形成以及术后高灌注综合征。随着颈内动脉内膜剥脱术和血管内支架成型术的兴起,TCD在该领域的应用将越来越受到重视。、
6.微栓子监测
        TCD的微栓子(MES)监测为缺血性脑血管病的栓塞机制提供了客观依据。由于血流中微粒 (如脂肪、固体)和气体物质的声阻抗与红细胞不同,多普勒超声束能在栓子和血液之间的界面同时发生反射和散射,导致接收到的多普勒信号增强。气体栓子、固体栓子、正常血流的超声反向散射强度依次降低,因此当血液中有栓子时,即可检测到短暂高强度信号,代表着血流中成分各不相同的气泡、血小板、纤维蛋白原、脂质或胆固醇结晶。
        在人工瓣膜置换术、心肌梗死、心房颤动、冠状动脉导管插入、冠状动脉造影、脂肪栓塞综合征和心肺分流术中,有症状或无症状颈内动脉高度狭窄、脑血管造影、颈动脉内膜剥脱术和颈动脉内支架成形术时可以检测到MES。大量研究资料表明,MES的发生频谱和动脉狭窄程度及斑块稳定性密切相关。因此,监测到MES提示患者为再发卒中的高危人群,原则上应该加强抗凝或者结合脑血管储备情况选择介入手术。
7.超声治疗的溶栓作用
        TCD在溶栓中的应用包括可以发现急性脑梗死患者动脉闭塞、溶栓后的血管再通及增强溶栓效果,后者使其从诊断走向了治疗领域。
        超声溶栓是目前研究的热点之一。超声溶栓分两种:一种血管内溶栓,利用导管的介入手术,用低频高能超声直接在动脉血管内消融血栓,辅助球囊或支架手术,治疗效果较好,此项技术已较成熟。另一种是体外超声辅助溶栓,可以联合溶栓药物或者加用微泡声学造影剂促进溶栓。超声增强溶栓的机制可能主要是通过超声的空化效应,使不交联的血纤维蛋白发生可逆的解聚,在血栓表层形成极小的空腔,促进溶栓药进入血凝块,增强穿透力,强化微血流和扩张血管使残余血流增加。
8. 卵圆孔未闭 (PFO)
        卵圆孔是胎儿期维持右到左的血液循环通路,3岁以上仍未关闭者称卵圆孔未闭,是右向左分流反常性栓塞的病理学基础。当慢性右心房压力升高或短暂右心房压力突然增高造成右向左分流条件,静脉系统的各类栓子通过未闭的卵圆孔形成脑动脉和/或其他动脉栓塞。对于年龄小于55岁的隐源性卒中患者、先兆性偏头痛患者、潜水减压病患者的病因寻找中发现PFO的比例较高,尤其伴房间隔瘤者。因此,PFO与缺血性卒中的关系是卒中领域的研究热点之一。TCD检查原理是从肘静脉注射微小气泡,同时用TCD监测颅内气体栓子,如果10秒钟内出现气栓则表明存在卵圆孔未闭,对于常规检测阴性的患者可以做Valsalva动作,提高右心房压力从而提高检出阳性率。