经颅多谱勒超声TCD.ppt

1、经颅多谱勒超声 (TCD)Transcranial Doppler ultrasound,TCD临床应用发展史,初期： 蛛网膜下腔出血后脑动脉痉挛 80年代： 颅内脑动脉狭窄 颅外颈部动脉狭窄和侧支循环的判断 急性颅内压增高脑死亡 90年代： 术中监测 脑血流自动调节 脑血流微栓子监测 二十一世纪： TCD增强急性脑梗塞溶栓效果,脑供血动脉狭窄-颅内动脉狭窄,脑供血动脉狭窄-颈动脉狭窄和侧支循环判断,TCD诊断： RICAex严重狭窄或闭塞 PcoA开放 OA开放 LICAex狭窄,脑供血动脉狭窄-锁骨下动脉狭窄和盗血综合征,VA-VA盗血,BA-VA盗血,SAP: 收缩期血压 ICP: 颅内

2、压,CPP: 脑灌注压,颅内压增高 脑死亡,夹闭颈外动脉后脑血流改变,夹闭,4,术中脑血流监测,脑血流自动调节,九十年代,VMR = 100 * (Vhyper Vhypo) / Vnorm.,hypercapnia,hypocapnia,normocapnia,动脉,栓子,探头,MES,1990年Spencer 固体颗粒可以产生微栓子信号（体外） 有栓子源的病人可以监测到微栓子信号 对卒中有预测价值 可以用来评价抗血小板药物的疗效,九十年代,脑血流微栓子监测,九十年代,卵圆孔未闭,低频超声固能使超声穿透颅骨的效果更好，但增加了出血风险 最新的一项临床研究由表明，对急性脑梗塞r-tPA溶栓病人

3、，连续使用常规诊断用的2MHz探头可以使r-tPA引导的血管再通率增加，并使卒中预后的改善有更好的趋势。 上述研究使TCD的应用从诊断走向了治疗领域,超声可以增强r-tPA溶栓效果,二十一世纪,TCD Application,TCD重要参数,频移 (frequency shift) 血流方向(direction) 检测深度 (depth) 血流速度 (velocity) 脉动指数 (plusitility index) 血流频谱形态 (waveform profile) 识别正常颅内血管 分析异常频谱的临床意义,流动的红细胞,F1: 发射超声的频率,F2: 接收超声的频率,血管,探头,频移 =

4、 F2 - F1 移动红细胞朝向探头, F2F1, 正向频移 移动红细胞背离探头, F2F1, 负向频移,发射源(超声探头),移动红细胞,F1,F2,F1,F2,发射超声波类型,皮肤,血管,连续波 (CW), 分辨率高,脉冲波 (PW), 穿透性强,颅内血管,颅外血管,操作探头的类型,检测深度：探头至检测部位的距离,深度： 1). 接收与发出超声波之间的时间差 (t) 2). 超声波的速度（S） 距离(深度) = t*S/2,深度,探头,血管,A burst of ultrasound wave,连续波没有深度,低频穿透力强, 检测深度深, 分辨率低 高频穿透力弱, 检测深度浅, 分辨率高,L

5、 ACA-A1 (60-70 mm),L MCA (60-70 mm),L MCA (35-45 mm),R ACA (80-90 mm),R MCA (90-100 mm),左侧,右侧,2MHz,Cycle of Willis,频谱指示的血流方向,正向值: F2 F1,负向值: F2 F1,f1,f2,频移 = F2 - F1 移动红细胞朝向探头, F2F1, 正向频移 移动红细胞背离探头, F2F1, 负向频移,ACA,MCA,血流方向在识别颅内血管中的作用,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

6、用,L VA,R VA,VA - VA,VA,VA,L Sub A,血流方向在判断病理性侧支循环开放时的作用,f1,f2,V (blood flow)= f x C 2fo.Cos ,V: velocity of moving RBC f: f1-f2 C: sound velocity of tissue fo: the mean source frequency (Hz) Cos : angle between the Doppler beam and the direction of blood flow,血流速度,Velocity,频移 (F)= F2 - F1,脉动指数 (PI) =

7、(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,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,涡流,频谱形态 (血流形态),正常层流,狭窄下游紊乱的血流,正常颅内外血管的检测与识别,ACA,MCA,Siphon A,PCA,BA,VA,VA,Sub A,CCA,ICA,E

8、CA,TCD可以检测到哪些血管？如何识别颅内血管?,颅外血管,颈总动脉（CCA） 颈内动脉（ICA） 颈外动脉（ECA） 锁骨下动脉（SubA） 椎动脉起始部（VApro）,颅内血管,颞窗： 大脑中动脉（MCA） 大脑前动脉（ACA） 颈内动脉末端（TICA） 大脑后动脉（PCA） 枕窗： 椎动脉（VA） 基底动脉（BA）,颅内血管,眼窗： 眼动脉（OA） 颈内动脉虹吸部（siphon）,经颞窗检测大脑中动脉,颞窗 2 MHz 探头 深度 40-65 mm 血流方向朝向探头 (Red arrow),经颞窗检测大脑前动脉,颞窗 2MHz 探头 深度 60-70 mm 血流方向背离探头 (Blue

9、 arrow),经颞窗检测大脑后动脉,2 MHz 探头 深度 55-65mm P1: 朝向探头 P2 : 背离探头,PCA-P1,PCA-P2,2MHz 探头 血流方向背离探头 VA and BA,经枕窗探测椎动脉和基底动脉,BA (深度 90-110 mm),VA (深度 60-80 mm),MCA, D 40-65mm,PCA-P1, D 60-66mm,VA, D 60-80mm BA, D 90-110mm,2 MHz, 颞窗,2 MHz, 枕窗,ACA,D 55-65mm,正常颅内血管 TCD频谱,Siph-A, D 60-75mm,OA, D 40-60mm,正常眼动脉(OA)和颈

10、内动脉虹吸段(siph-A),2 MHz, 眼窗,L滑车上动脉,4 or 8 MHz,ECA,ICA,CCA,VA pro.,Subclavian A,Velocity increase,Velocity decrease,Normal,TCD的临床应用,血管狭窄和闭塞 动静脉畸形 脑血管痉挛 颅内压增高和脑死亡 脑血管自动调节功能 术中脑血流监测 微栓子监测,TCD对颅内血管狭窄的诊断,TCD颅内血管狭窄的诊断标准,局限性血流速度增快( Vs 140 cm/sec). 涡流杂音 双侧血流速度不对称,正常,狭窄,Vs =140 cm/s,Vs =120 cm/s,Vs =100 cm/s,Vs

11、 =100 cm/s,根据血流速度判断颅内血管狭窄,MCA狭窄程度TCD诊断标准,TCD Application,TCD轻度狭窄时，血管造影上不一定有明显异常。 TCD上显示中重度狭窄时（狭窄率50%或90%)时，TCD与DSA的结果相符合。 单支血管的狭窄，特别是MCA狭窄 ，TCD结果有很高的诊断价值。,TCD Application,L MCA Depth 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 flo

12、w velocity increase and side-to-side difference,Depth 58 mm, Vs=200,MRA multi stenosis,M,Depth 68, Vs=170,Depth 40mm, Vs=130,R PCA,L MCA,TCD对颅外颈动脉狭窄的诊断,ICA 狭窄,V PI,V ,V , 涡流,V,PI damping,高阻力频谱,低阻力频谱,狭窄远端低平血流频谱,LMCA,L siphon A,R MCA,R siphon A,Vm=39.6+/-13.3,Vm=78.9+/-24.2,66 例DSA 证实ICA 狭窄 Ip 50, bi

13、16,高山等, 中国神经精神杂志 2000, 26(6) 334-336,正常侧,狭窄侧,侧支循环: 正常状态,R ACA,L ACA-reversed,L MCA,前交通动脉开放,Right,Left,L MCA or ACA 血流下降,左ICA狭窄, 压右CCA时的反应,压 R CCA,Type II: Posterior - Anterior (PCOA),RPCA,LPCOA or PCA D 60-76 mm,VA and BA,R Supertrochlear A -reversed,L OA,L supertrochlear A,Type III: External - Inte

14、rnal (OA),R OA reversed,直接发现 V , Vs 比值 (ICA/CCA) 2.4 严重狭窄 闭塞时无血流 间接发现 狭窄近端高阻力频谱 狭窄院端低阻力频谱 侧支循环 侧侧(ACOA) 后前 (PCOA) 颈外颈内 (OA),颈内动脉严重狭窄或闭塞的诊断,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 orbital window,R VA,L ACA,TCD diagnosis for SU

15、B-A stenosis,狭窄: Vs 120 cm/s 血流频谱紊乱 闭塞: No flow in proximal Low flow similar with ipsilateral VA in distal segment,Normal SUB-A,SUB-A stenosis,SUB-A occlusion,锁骨下动脉盗血的程度,VA,BA,PCA,Sub A,a- 正常 b- 收缩期切迹 -I c- 双向血流 - II d- 完全反向血流-III,L VA alternating,R VA V, PI,100cm/sec,盗血通路: VA-VA,正常VA,BA,Normal VA,盗

16、血通路: BA-VA,VA,VA,BA,ECA-occipital vertebral anastomosis - VA,L Occipital A,L VA,ECA,Occi- A,VA,Steal pathway: occipital A-VA,动力学试验,测血压 将患侧血压充气到超过收缩期血压的20-30mmHg 维持该压力约2分钟, 同时要求病人反复握拳再松开 观察突然放开止血带时血流速度和方向的改变 观察的血管可以是: 同侧椎动脉 对侧椎动脉 基底动脉 大脑后动脉 (两侧均可检测) 枕动脉,L VA,Alternating flow,Hemodynamic function,rele

17、ase,L VA,血流动力学试验: 观察盗血程度,L occipital A,release,L VA,L Sub A,R Sub A,R VA,R occipital,release,release,release,脑血管痉挛的TCD诊断,1.主要针对蛛网膜下腔出血、颅脑外伤或开颅手术患者。 2.需动态观察血流速度变化。 3.血流速度的下降、搏动指数的升高提示颅内压增高，脑灌注下降，并非血管痉挛的缓解，相反提示病情严重。,操作方法及程序,动态观察双侧大脑半球动脉及颅外段颈内动脉血流速度变化，TCD检测1-2次/天，视患者病情采取连续或间断血流速度检测。 动态观察血管搏动指数及MCA与颅外段I

18、CA血流速度 比值变化。,诊断标准,前循环以MVA（M1段，深度50-65mm）为准，平均血流速度120-140cm/s时可以诊断血管痉挛。 后循环的探测主要集中在椎基底动脉，平均血流速度80-95cm/s。 在没有全脑充血的情况下，每天大脑中动脉平均血流速度增加25-50cm/s视为异常。 Lindegaard（血管痉挛）指数：颅内段大脑中动脉平均血流速度与颅外段颈内动脉平均血流速度比值，正常人为1.70.4, Lindegaard指数用来辅助判断血流速度增快是血管痉挛还是全脑充血， Lindegaard指数3提示血管痉挛， Lindegaard指数3则认为是全脑充血血流动力学变化。,动静脉

19、畸形的TCD改变,动静脉畸形(AVM),动静脉之间短路 血流阻力降低 供血动脉流量和速度增加 对CO2反应性降低,动静脉畸形的组成,PI=0.65,PI=0.21,Normal,动静脉畸形的供血动脉:血流速度增快, 脉动指数降低,供血动脉内有高速血流 血管层流状态破坏, 有涡流和杂音 血管搏动性减小, 脉动指数降低 对CO2的反应性降低,左侧大脑中动脉,左侧颈内动脉虹吸段,右侧大脑中动脉,右侧颈内动脉虹吸段,Vs=60 PI=0.6,Vs=100 PI=0.65,Vs=190 PI=0.42,Vs=130 PI=0.38,TCD 检查結果,右侧,左侧,TCD与AVM的关系,供血动脉血流速度越快

20、, 提示畸形血管的血管床越大,同时也提示该血管与AVM的关系越密切 脉动指数越小说明畸形血管的阻力越低, 也说明与AVM的关系越密切 0.35AVM肯定的供血动脉 PI 0.35-0.45 该血管与AVM关系密切 动静脉瘘的病人可以检测到引流静脉,颅内压增高和脑死亡的TCD诊断,颅内压增高,颅内压力的增高会导致脑灌注压下降影响脑血流 当颅内压力下降接近外周舒张压时TCD可以出现明显的频谱改变,ICP,ICP,ICP 减压术后,BP60/30 mmHg,Bp: 120/60 mmHg,Bp: 120/60 mm Hg,颅内压改变的影响,外周血壓的影響,脑灌注压=(平均动脉压-颅内压),SAP:

21、收縮期血压 ICP: 颅内压,脑灌注压,TCD 发现,ICAex,MCA,舒张期出现反向血流 回荡波提示颅内压增高在舒张压和收缩压之间 该频谱也提示临床的情況很重 该病人两天后死亡,微栓子 (MES) 监测方法,早在60年代, 气体和血流之间存在声阻抗的不同气-血界面出现超声散射 因此当气泡通过时可以接收到一个很强的超声增强信号,微栓子检查的简单历史,微栓子检查的简单历史,1990年,Spencer 对颈内动脉内膜剥脱术患者监测气栓时 处理颈内动脉分叉处时发现有与气栓类似, 但信号强度要低得多的信号 这些信号在打开颈内动脉之前就存在, 因此不可能是气栓, 认为它们可能是血栓或血小斑栓子. 此后

22、,大量的实验研究证实血栓, 血小斑和粥样硬化斑块均可以产生这些特殊的多谱勒信号,出现在频谱中 高强度 短時程 声音 单向,微栓子的特点,动脉,栓子,探头,MES,组织的超声衰减? 因此: 直接测量栓子的强度是不可能的 栓子强度(dB)用相对强度增高来表示 栓子强度/背景血流信号强度,14 dB,栓子的强度: 相对强度增高,15dB,栓子强度与什么有关?,22dB,5dB,机械性 心瓣膜病,ICA狭窄,同样大小时: (体外试验） 个体栓子(血栓和血小板聚集) 较气体栓子的强度低 材料相同: (体外试验) 栓子的大小与多普勒信号的强度成正比,是一个真正的栓子还是伪差,栓子单方向出現在频谱中 伪差双

23、向出現在基线两侧,栓子,偽差,短时程,Post-FFT spectrum,Pre-FFT time domain signal,5 ms,Post-FFT spectrum 快速付里叶后频谱 Pre-FFT time domain signal 快速付里叶前时间窗信号 時间300 ms (1-100 ms),11.5 ms,栓子的持续时间,心臟 MES,45 ms,栓子持续时间,心脏 MES,14 dB,判断微栓子(MES)的标准,15dB,探頭,動脈,栓子,1995年在“Stroke” 杂志上发表了国际专家们共同认可的标准: 短时程 =3dB 单方向 具有尖锐的和哨子一样的声音,微栓子(ME

24、S),近端通道,远端通道,双深度探头,10mm,Pre-FFT time domain signal,大脑中动脉,探头,14 dB,判断微栓子(MES)的标准的发展,15dB,1995年在“Stroke” 杂志上发表了国际专家们共同认可的标准: 短時程 =3dB 单方向 具有尖锐的和哨子一样的声音,两深度之间有时间差,影响栓子监测的技术因素,相对强度的测量 栓子检测的阈值 取样容积的大小 记录时间 FFT时间窗的重叠 快速付里叶转换(FFT)频率分辨和时间分辨 机器的动态范围 发射超声的频率 滤过的设定,单侧单部位监测 同侧大脑中动脉 栓子來源: 心脏 主动脉弓 CCA ICA Siphon

25、A MCA,不能区分栓子的來源,被监测血管的选择和通道的位置:,单側双部位监测 同侧 MCA 同侧 CCA 可以区分 栓子的来源 来源于心脏的栓子可能在两个部位均能测到 如果从ICA来的栓子, 则只会出现在大脑中动脉通道,双侧监测 同侧MCA 对侧MCA 可以区分栓子的来源 心脏源的栓子可能会在 双侧MCA检测到, 而颈内动脉 系统的栓子则只在一侧检测到,双深度探头监测(TC2020),区分伪差和栓子 区分栓子的来源,心脏栓子或ICA栓子: 问题: 两个深度间的距离,大脑中动脉狭窄的栓子: 问题: 两个深度间的距离 深度位置与狭窄的关系,两个深度均设在狭窄处或狭窄后,两个深度均出现栓子,大脑中

26、动脉狭窄双深度探头的位置,不能确定栓子来源于何处,大脑中动脉狭窄双深度探头的位置,近端的深度在狭窄前 远端的深度在狭窄后,仅远端深度检测到栓子,可以确定栓子来源于MCA狭窄处,ACA,MCA,probe,压颈总动脉试验 验证血管,栓子信号仅见于MCA深度, 证实栓子来源于MCA狭窄处,所用的机器 检测探头的种类 (单通道双通道或四通道) 检测方法 (单侧双侧) 被检测的血管 (大脑中动脉 和/或 其它血管) 检测的深度 (40-60mm) 栓子的域值 (3-9 dB) 取样容积 (5-10 mm) FFT 覆盖率 (50%) 记录时间 (30 or 1 hour),栓子监测的参数设定,TC2020,栓子监测的应用,微栓子在哪些病人中被检测到?,心脏 房颤 机械性心瓣膜病 大血管病变 颈内动脉狭窄及颈内动脉剥脱术 颈内动脉