经颅多普勒超声的操作规程第1部分：检测步骤

经颅多普勒超声的操作规程第1部分：检测
步骤
2007年9月第15卷第9期—lntJCe—rebrovascDis,September2007,V ol15,No.9
经颅多普勒超声的操作规程
第1部分:检测步骤
PracticeStandardsfor【韧c聊iDopplerUltrasourd
PartI:TestPerformance
AndreiV.Alexandrov,Michael久Sloan,LawrenceK.S.Wong,
ColleenDouville,AlexanderY.Razumo~ky,
WalterJ.Koroshetz,ManfredKaps,CharlesH.Tegeler
代表美国神经影像学学会实践指南委员会着
倪秀石,凌茹晶译
-
641?
标准与指南?
摘要尽管经颅多普勒(TCD)临床应用的适应证不断被拓宽,但各机构之间的扫描方案和报告质量
却存在很大差异.根据文献分析和广泛的个人经验,一个国际专家小组开始制定qL-~D检测步骤,判
读标准和操作者资质的指南.第一部分介绍针对脑血管病患者的完整的诊断性频谱TCD检测.颞
窗被用于检测大脑中动脉(MCA),大脑前动脉(ACA),大脑后动脉(PCA),颈内动脉(ICA)CI段以及
通过前交通动脉(ACoA)和后交通动脉(PCoA)的侧支血流;眼窗被用于检测眼动脉(OA)和ICA虹吸
部;枕窗被用于检测椎动脉(V A)终末段和基底动脉(BA).尽管在疾病或非疾病情况
下Willis环都
存在显着的个体差异,但完整的诊断性qUD检查应该包括对以下血管的评估:双侧MCAM2段(深度
30～40mil1)和M1段(40～65mil1)(MCAM1段中点深度为50mill,范围44～55mm;平均长度
16mill.范围5～24mil1),ACAA1段(60～75toni),ICAC1段(60～70toni),PCAP1～P2段(平均深
度63I/1//1,范围55～75I/1//1),ACoA(70～80I/1//1),PCoA(58～65m//1),OA(40～50m//1),ICA虹吸部
(55～65mil1),V A终末段(40～75mil1)以及BA近端(75～80mil1),中段(80～90mil1)和远端(90～
110mil1).经下颌下窗检测颈部ICA远端(40～60mln)可计算出VMCA/VICA指数或Lindegaard比
率,对蛛网膜下腔出血后的血管痉挛进行分级.诊断性"ICD的操作目标是探测和优化上述动脉节段
特异性频谱波形,确定血流方向,测定脑血流速度和血流搏动性.这些操作规程为频谱多普勒和能量
运动多普勒的超声检测装置提供了有关探头位置和血流方向,取样深度和血管鉴别的一套标准的扫
描方案,帮助超声实验室取得资格认证.
关键词经颅多普勒;脑血管病;实践指南
1引言
自从经颅多普勒(transcranialDoppler,TCD)问
世以来,其临床应用的适应证不断被拓宽].
FromtheBarrowNeⅦ_olo百calInstitute,Phoenix.AZ(All0a'eiV.Alex-
ar-ov】;CarolinasMedicalCemer,Charlotte,NC(MichaelASloan);Chi—
neseUni~ersityofHongKong,HongKong,China(LawrenceK.S.Wong); SwedishHospital,Seattle,WA(ColleenDouville);SentiemMedica/Sys—
terns,Inc.,Cockeysville,MD(AlexanderY.R21zarnovsky):HarvardMedical
Scl】ool,Boston,MA(WalterJ.Koroshetz1:Uni~ersityofGiessen,CJiessen, Germany(ManfredKaps);andWakeForestUni~ersitvMedicalCenter.Win- ston-Salem,NC(CharlesHTegeler)
译者单位:200080上海市第一人民医院神经内科
原文见:JNeuroimaging.2007.17:l1—18.
各机构之间在TCD扫描方案,检测血管数量,常规
检测的深度范围以及TCD检查的报告方面存在很
大差异.鉴于血管检查实验室资格认证的重要
性,需要对扫描和判读过程进行标准化.我们倡
议TCD方面的专家以及美国神经影像学学会实践
指南委员会(AmericanSocietyofNeuroimaging PracticeGuidelinesCommittee)和国际神经超声学组
织的成员一起制定一系列的标准和指南.第一部分
是该专家小组对脑血管病患者完整的诊断性TCD
检测推荐的操作规程.
2完整的诊断性TCD检测技术
642?!生!旦筮鲞筮期肋JCerebrovc~cDis
RuneAaslid引入单通道频谱TCDl1使用下列声
窗对脑血流动力学进行无创性评价(图1A,B):颞
窗,眼窗,枕窗和下颌下窗j.完整的TCD检测不
仅包括双侧脑血管系统的评价,而且还包括利用这
4个声窗检测前循环和后循环血流.
颞窗被用于检测大脑中动脉(middlecerebral
artery,McA),大脑前动脉(anteriorcerebralartery,
ACA),大脑后动脉(posteriorcerebralartery,PCA),
颈内动脉终末段(terminalinternalcarotidarteries.
TICA)或ICAC1段¨.眼窗被用于检测眼动脉
(ophthalmicartery,OA)和ICA虹吸部;枕窗被用于
通过枕骨大孔检测椎动脉(vertebralartery,VA)末端和基底动脉(basilarartery,BA).脑血流动力学应被
看作是一个紧密相互依赖的系统.尽管下面的章节提供了深度范围,但应注意到血管节段的解剖形态, 血流速度和搏动性可能因解剖变异或Willis环和其他血管部位的病变而发生变化.
对于存在脑缺血症状或有卒中风险的患者,神
经重症监护室内的各种其他疾病患者以及慢性疾病(如痴呆)患者,完整的诊断性TCD检测应该包括对双侧MCAM2段(深度30～40mm),M1段(40～
65lnm),ACAA1段(60～75mrn),ICAC1段(60～.,隐宙靳密
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下颌下窗探头U
图1TCD检测的声窗,完整评价的关键动脉节段以及
中等体型成年人的检测深度范围
血管旁的实心箭头示iE常的动脉血流方向;从超声探头处(F)发出的实心箭头示探头在枕窗的移动和定佗(B);空心箭头示取样容积随
着超声深度的变化而改变
2007年9月第l5卷第!
70mm),PCAP1～P2段(55～75mm),前交通动脉(anteriorcommunicatingartery,ACoA)(70～80ITI1TI),
后交通动脉(posteriorcommunicatingartery,PCoA)
(58～65mm),OA(40～50mm),ICA虹吸部(55～
65mm),V A终末段(40～75ITI1TI)以及BA近端
(75～80ITI1TI),中段(80～90ITI1TI)和远端(90～
105ITI1TI)的评价.虽然没有考虑强制性将TCD检
查扩展到分支动脉,~HMCAM2段,但这些指南强调
无论何时收到诊断性TCD的医嘱,都必须进行完整
的检测,除非特别限定检测范围.需要注意的是,超
声深度随颅骨大小和个体解剖学差异而有所不同,
上述血管节段可能重叠或位置更深,也就是说,BA
近端可在85rnin处被发现,等等.
下颌下窗被用于蛛网膜下腔出血患者,检测接
近颅骨人口处的ICA远端(40～60mm)血流速度以
计算VMCA/VICA指数,即Lindegaard比率¨』.这种比率容易变化,因为ICA血流速度轻微降低可能会
明显高估血管痉挛程度.
为了缩短频谱TCD寻找声窗和识别不同动脉
节段所需要的时间,对颞窗和枕窗的检测可从最大
功率和较大的通道设置开始(即对给定的深度使用100%功率但不超过720mW,通道或取样容积为
10～15ITI1TI).虽然这项推荐表面上违反了超声功
率的合理使用低剂量原则(aslowasreasonably achievable,At_ARA),但能缩短寻找颅骨声窗的时间和更迅速地完成检测,尤其是对于老年患者,从而减
少患者总体超声能量暴露.超声检查操作者可能更
喜欢从运动模式(M型)多深度显示或较小的5～
10mm频谱通道开始检测,以降低血管识别的不确
定性;如果没有找到声窗,则增大通道.如果在全功
率时很容易找到颞窗并且获得高回波频谱,则应减
小通道和降低超声功率以使患者暴露的超声能量降至最低.经眼窗或囟门进行TCD检测时,应使用较
低的功率(10%).
对于典型的诊断性TCD检测,使用快速的3～
5s扫描速度可看到波形和频谱的细节以提高判读
能力(图1C).基线放置在屏幕中间能够显示双向
信号.如果血流速度很快,就需降低基线和增大标
尺以避免混叠现象.调节增益使背景噪声最小但维
持存在.如果颞骨厚度造成信号过度衰减而使声窗
受限,则最好延长扫描时间,以便为超声操作者提供
更多时间来选择探头位置,调整图像和优化多普勒
频谱.如果遇到微弱的高流速信号,操作者可在极
643?
慢的扫描速度下调高增益以显示波形中的最高多普勒频率.调节增益可优化波形以避免混叠现象,并
且使背景噪声保持在最低限度.使用包络线或波形
跟踪器仔细检查自动读数的准确性,如检测到的信
号微弱或怀疑包络线描记有误,则采用手动光标测量.
在频谱TCD检测过程中,操作者应该I89J:
(1)跟踪Willis环每条重要分支的血流走行.
(2)对于每条动脉,至少识别,优化和储存2个关键
点的频谱波形(图1D,F,G);对于MCA,储存近端,
中段和远端信号;对于VA,储存40～50ITI1TI和60～70ITI1TI处信号;对于BA,储存近端,中段和远端信号,并且给出这些节段的长度和流速变异性.
(3)识别,优化和储存任何异常或罕见的波形或信
号.(4)在每个关键点测定最高流速信号.
注意:可通过颈总动脉(commoncarotidartery,
CCA)和椎动脉振动或压迫试验来识别颅内血管. CCA压迫试验在美国并不常规使用,只有在直接血管成像排除CCA粥样斑块后才能采用,因有造成卒中的轻微风险.
以下检测步骤和血管识别规程源自一些有关
TCD的原创性研究报告和验证研究[1,2,8,10-14].深度范围和血流方向也适用于能量运动多普勒(power motionDoppler,PMD)n或经颅双功能技术引
导的频谱检测.
2.1经颞窗的检测步骤(图1A,B,D)
2.1.1步骤1
设定深度为50ITI1TI(已知MCAM1段中点深度
在约50ITI1TI处13j).
将探头放置在颧弓上方并略向上向前对准对侧耳/颞窗.注意:采用后颞窗时,检查开始时的探头角度可能要更向前以避开PCAP1段.
寻找任何血流信号(窗口),探头角度要避免垂
直,向下或过于偏后.
找到一个朝向探头的血流信号,这很可能就是MCA血流.正常的MCA血流为低阻力波形(图
1c),与ICA血流波形相似.
减小取样深度,追踪信号至M1远端的关键点,
保持信号不致丢失,通常需要微调探头角度.MCA 远端位于更上和更前方,而MCA近端则在探头与颞骨呈90.直角时更易探测到.
储存MCA远端(深度为30～40ITI1TI)的最高流
644?!年—第l5卷第9期胁JCerebrovascDis
速信号.如发现双向信号,储存每个方向的最高流速信号(M1远端一M2近端分支).
2.1.2步骤2
跟踪信号,直至取样深度减至30mlTl时信号消
失为止.
预期MCAM2段的流速低于MCAM1段.
储存所有异常信号,包括(但不仅限于)高流
速,高阻力波形,湍流信号,极低阻力以及延迟性收缩期血流加速度.
返回至MCAM1远端信号.
2.1.3步骤3
跟踪MCAM1段主干直至其中部(45～
55mlT1)和位于60～65ITI1TI深度的M1段起始部,超声深度取决于成年人颅骨的厚度.由于TICA的超
声信号也可能位于这些深度,因此需要注意声音和
流速的改变.切记MCAM1段是ICAC1段的延
续.储存MCA近端最高流速信号.MCA近端信号
通常通向ICA分叉部.根据超声通道(取样容积)
的大小,可在5l～65mlTl深度范围检测到ICA分叉部.在60～65mlTl处储存ICA分叉部信号以获
得MCAM1段近端及ACAA1段近端信号.如果使
用大通道超声,则储存分叉部的双向信号(M1/A1),
这可作为鉴别其他血管的标记.
2.1.4步骤4
跟踪ACAA1段远端全程信号,通常到达70～
75mlTl深度(ACAA1的平均长度为l3.5mlTl,范围
为8～l8.5mlT1),可能终止于ACAA2段水平部,非
成像多普勒技术无法可靠地将其与AJ段鉴别.在
70mlTl深度处储存ACAA1段远端信号.
2.1.5步骤5
跟踪ACAA1段远端信号至中线深度范围
(75～80mlT1).在中线深度处,ACAA1段信号可能
会消失或出现一个双向信号,此时朝向探头的血流
为对侧ACA.尽管在中线深度对双侧ACA的超声
探测可能显示通过ACoA的前交叉充盈(anterior—crossfilling)血流模式,但实际上不可能将ACoA
血流与相邻的ACA区分开来,因为超声通道总是大于ACoA本身,并且同时覆盖双侧ACAA1段和ACoA.最后,可见多条ACoA连接ACAA1段和
A2段.
储存所有异常信号.
返回到60～65IYUTI深度处的ICA分叉部.
2.1.6步骤6
从ICA分叉部,探头角度向下找到60～65mlTl
处的][1CA信号.如果在60～70mlTl深度处探头对ICA分叉部的角度是向下和向前的,可通过颞窗探测到ICA床突上虹吸段的远端部分.注意:TICA
信号可能由于受声角度不佳而呈圆钝信号.
储存所有异常信号.
返回到60～65mrn深度处的ICA分叉部.
2.1.7步骤7
将深度设定在62mrn并缓慢将探头后转10～30..通常在ICA分叉部与PCA信号之问存在一个血流间隙(flowgap).在55～75mlTl深度范围内找到朝向(Pl段/P2段近端)和背离(P2更远端)探头
的PCA信号.记住:PCAP1段起始于BA顶端,如
果探头放置在颞窗后部,可在比PCAP2段更深的部位探测到PCAP1段.通过这些深度和探头的转动可探测到通过PCoA的侧支血流.
储存PCAP1段或P2段最高流速信号.
2.2经眼窗的检测步骤(图lE)
2.2.1步骤l
将功率降至最小(17mW)或10%.
深度设定在50mlTl,将探头放置在眼睑上并稍
向内成角.
确定OA远端血流的搏动和方向.
储存最佳的OA远端信号(40—50mlTl深度范围).
2.2.2步骤2
增加深度到55～65mlTl,探i贝0到ICA虹吸部血
流信号.
虹吸部信号通常位于眼窗内侧.
储存60～62mlTl处(c3段或虹吸部膝段)的双
向信号或最高流速信号.注意:眼窗良好时可分别取样到C2～C4段.
避免取样过深和探头向上成角,因为通过良好
的眼窗可探测到ACA和其他颅内血管的血流.
储存朝向(()4段或虹吸部下肢)和背离(C2段
或虹吸部上肢)探头的信号,除非观察到的是单向信号.
在缺乏颞窗的情况下,预期通过眼窗能探测到
颅内信号.注意:ACA和ICA分叉部可探测到,但
对血管的鉴别较为困难,可能需采取ICA振动或压迫试验.这种方法可用来探测颅内异常高流速信
血管病杂志2007笙旦筮!鲞筮翅鲨
号,但很难鉴别血管狭窄或侧支循环.
2.3经枕窗的检测步骤(图1F)
2.3.1步骤1
将系统调回到全功率.
探头放置在中线距颅骨边缘下方1英寸
(2.54cm)处并将其对准鼻梁.
深度设定在75mm(推测的双侧V A终末端和
BA近端位置).
辨认背离探头的血流信号,即找到窗口.
该信号可被认为是V A终末段(探头略向外侧
成角)或BA近端(探头居中并略向上成角).
增加深度并跟踪背离探头的血流.对于大多数
成年人,随着深度的增加,超声束移向BA近端.
在深度设定为80mm处储存BA近端信号.
2.3.2步骤2
跟踪BA至90mm深度(BA中段).
从BA近端移向BA中段或远端,需在颈部向尾
侧轻微推压探头并向上倾斜,因为BA远端位于近
端血管的头侧.
可能在不同深度发现双向信号,其中朝向探头
的低阻力血流信号来自小脑动脉.
储存所有异常信号.
2.3.3步骤3
跟踪BA远段至100～105mm深度,直至信号
消失或被前循环信号替代.
储存BA在最深处的最高流速信号.
2.3.4步骤4
逐渐缩减超声深度至80mm,向后跟踪BA主
干并确认刚才的发现.
2.3.5步骤5
将探头放置在距中线外侧约1英寸(2.54cm)
处,探头朝向鼻梁或略朝向对侧眼部.
找到背离探头的V A血流.
从75mm到40mm深度跟踪VA颅内终末段
走行.
在60mm深度处或最大流速深度处储存V A信
号.可能会在不同深度发现双向信号,其中朝向探
头的低阻力血流信号来自小脑后下动脉.枕骨下超声探查过程中也可发现低流速/f氐搏动的静脉血流.
2.3.6步骤6
将探头放置在对侧距离中线1英寸(2.54cm)
645?
处.
从80mm到40mm深度在对侧血管重复VA 检测步骤.
在60mm或最大流速深度处储存VA信号.
2.4经下颌下窗的检测步骤(图1G)
2.4.1步骤1
将探头放置在颌骨下外侧和胸锁乳突肌前内侧.探头方向朝上,稍朝内.
深度设定为50mm.
找到背离探头的低阻力血流.
2.4.2步骤2
深度从50mm增加到60mm,以及从50mm降低到40film.
在显示最大流速深度处储存ICA远端信号. 在较浅深度,短暂性轻叩动脉以区分颈外动脉血流信号.
2.5操作建议
1在颞窗检测开始时,避免探头过度向前,过度向后或与颞骨垂直成角.
2不要在最初获得信号处停留.始终保持寻
找更高的流速信号,就信号强度而言,流速
更高的信号强度不一定最强.
3一旦找到最高流速信号,在改变超声探查
深度时要避免信号丢失;尽可能在同一个
声窗内通过轻微改变探头角度跟踪动脉走
行("跟着血流走").牢记成年人Willis
环动脉的正常深度范围(图1D)和血流方
向.
4在通过一个窗口对所有血管节段探测完成
之前不要让探头离开颅骨.
5如果患者躁动或检测被中断,应记住探头的位置和角度.
6如果一侧颞窗不良,缺失或无法进入,使用跨越中线的超声探查寻找对侧MCA/ACA 信号.[在没有直接成像的情况下,跨越
中线进行超声检测比较困难.可测量患者颅骨直径以确定中线深度.多数成年人的中线位于70～80nqi/]之间.一旦跨越中线,血管鉴别就变成相反的:对侧ACAA1 段血流朝向探头(范围75～85mm),其他
动脉血流则背离探头:MCAM1段(范围85～105mm),TICA(80～85mm)以及
646?笪疸盘圭!生!旦筮卷期砌一c
PCAP1/P2段(75～83mm).位于中线深
度的BA顶端以及对侧PCAP1段最近端在经颞窗检测时血流朝向探头.]
7若非必需,不要过度增益信号(如果血流频谱很容易探测到,应该没有或仅有最小的背景噪声信号).
8如果信号微弱,则应增大取样容积,降低扫描速度,提高增益以"放大"信号,并且采
取手动测量.
9常规进行完整的检测.记录所有大动脉的平均血流速度,搏动指数和血流方向(图
1D),重复检测缺失的动脉节段.搏动指
数受心率的影响,如果考虑将来的随访研
究,也应记录心率.TCD显示的动脉节段
缺失不一定表示动脉闭塞.
10应记住,血管鉴别有赖于操作者的经验.
可从研究正常个体和血管造影证实动脉病
变的病例中获得经验.
11始终如一地按照标准超声检测方案进行
TCD检测.记录与TCD判读有关的信息. Moehring和Spencer发明的经颅PMD可以
协助寻找声窗和鉴别血管.PMD或M型超声同时显示颅内数立方厘米空间范围的血流强度和方向(图2A).这种检测模式的优点是能在探头的特定
位置和方向显示收集到的所有血流信号(图2B和c).因为使用单通道频谱TCD需要很长时间才能
获得寻找声窗的技巧,所以PMD有望使TCD检测变得更加容易,即使对缺乏经验的操作者亦如
此n.由于PMD能提供多深度信息,寻找声窗不
依赖于单深度的频谱分析,因此,操作者可在PMD 显示器上同时评价多个深度的彩色编码血流图形, 选择能够获得对目标血管进行最佳校正的声窗方位(图2).PMD实时显示既可作为一种声窗寻找工具,也可指导更加完整的频谱分析.在图2中,
频谱分析的深度可通过横跨PMD显示器的黄线来确认.虽然PMD显示可能包括血流紊乱的诊断信息,但它不能替代频谱分析进行诊断性TCD判
读.即使通过PMD或彩色血流双功能技术确认声
窗和血管,任何时候也必须对颅内动脉关键节段进行频谱分析.颞窗缺失应记录在报告中,并且这不
应该妨碍对其他声窗TCD检测的评价.
完整的诊断性TCD检测报告至少应包括:
(1)检测的Et期和时间;(2)患者姓名,人口统计学
图2PMD显示作为寻找声窗的工具和完整
频谱多普勒分析的指导
表1假设Willis环动脉与声束的夹角为0.时的
正常深度,血流方向和平均流速
数值针对镰状细胞性贫血患儿;十ACAA2段可在经过选择的患者中通过额窗检测到
表2不同头颅直径儿童的预期动脉深度(mm)
头颅直径近端MCA远端MCAICA分叉部ACAPCA
12cm30～5430～365O～545O～5840～6O
l3cm30～583O～3652～5852～6242～66
l4cm34～6234～4056～6456～6846～70
超声深度是指同侧颞窗的超声深度[.3'3
血管病杂志2007年9月筮鲞箜!塑丝,塑QQ:!::2
资料和病历编号;(3)临床适应证;(4)检测过程的
描述;(5)获得数据的陈述;(6)未能成功检测的原
因.如颞窗缺失;(7)对超声检测数据的判读;(8)与
先前检测结果的比较(如果以前进行过检测);
(9)本次检测的临床意义.
表1总结了已发表的研究中282成年
人正常深度范围(表2为儿童),血流方向和流速数
值.另外,在经过选择的患者中也可通过额窗检测
ACAA1段和A2段_3引.然而,这种方法经常无法穿
透颅骨,而且检查结果尚未得到血管造影的验证.
虽然这并不是诊断性TCD检测的必需部分,但操作
者应该知道和使用这一潜在的声窗,尤其是在怀疑
ACAA1～A2段病变时,包括颅内动脉狭窄,血管
炎,ACA血管痉挛等.
本系列后面的部分将详述特殊的TCD操作,判
读异常检测结果的诊断标准以及神经血管超声操作
者和判读医师的资质标准.
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(收稿日期:2007—08—15)。