11 TCD微栓子监测的方法和临床应用

高山
北京协和医院神经内科
TCD 微栓子监测的方法和临床
应用
高山
栓塞，
最初是病理诊断
高山
心源性主动脉弓源性
高山
颅外大动脉源性
颅内大动脉源性
高山
通过间接证据，然后推测------TCD 监测微栓子信号，提供相对更直接的栓塞证据
查心脏结构和节律查主动脉弓查颈部动脉查颅内动脉
高山
Spencer MP et al. Stroke.1990
颈动脉内膜剥脱术中用TCD 监测大脑中动脉栓子
1990年，Stroke
高山有时压CCA
手术开始
手术结束
回病房
术中常规监测
偶尔
偶尔
TCD 监测
（同侧MCA ）
恢复室
CEA 术中TCD 监测
高山
第一幅图是移动探头时的伪差
100cm/s
1s
信号最强是在基底部，且与基线相连
高山
第二幅图是两个典型的气栓
能明显区分的栓子频率，像“鸟鸣”一样的声音，
出现栓子时增益自动降低了（背景信号很弱）
100cm/s
1s
高山
100cm/s
100cm/s
第三幅图松开CCA 钳夹时的两个气栓
在收缩晚期出现流速相对高栓子持续时间短在舒张期出现流速低
栓子持续时间长
因为栓子强度超过背景血流信号40dB ，栓子信号出现了混叠现象
混叠效应
（aliasing ）
混叠效应
（aliasing ）
1s
1s
高山第四幅图松开CCA 钳夹后持续15秒的气栓
松开CCA 钳夹
第15秒
最后一个气栓
高山
第五幅图让作者推测
以下信号有可能是固体所组成
Formed-element embolus
Solid embolus
后来
高山作者根据什么猜测这可能是固体信号呢？
第一个猜测可能是固栓信号是手术结束12分钟后在恢复室记录到的叫醒的最初神经功能正常，后逐渐出现右侧肢体无力及失语
术后床旁颈动脉超声显示血管通畅，但TCD 在同侧MCA 持续监测到固体栓子信号病人被送回手术室，进行二次手术
二次术中持续TCD 监测仍然有固体信号，直到再次夹闭CCA 后固体信号消失二次打开CCA 后，在第一次夹闭的CCA 部位发现了撕裂的内膜并有轻微夹层，在该部位粘附着一个大的血小板血栓，病变延伸到颈动脉内膜剥脱的近端
例105，无症状LICA 狭窄90%行CEA
夹闭CCA 后，LMCA 血流速度从78/25下降至50/23cm/s ，残端压50mmHg
CCA 夹闭时间26分钟，未行分流
松开CCA 钳夹时仅在 1.5秒内记录到气栓信号
高山二次术后，CCA 钳夹松开后，以及此后两天内未再监测到固体栓子术后即刻头颅CT 未发现梗死灶
手术48小时后复查头颅CT ，左侧MCA 分布区的颞枕分水岭区梗死，但未累及底节给予了抗凝及康复治疗，5周后出院时仅遗留找词困难，肢体功能恢复正常很明显，这个病人的卒中是因为CCA 形成的血栓反复脱落，成为固体栓子，流过MCA ，并最终进入到它的分布区
尽管这个病人术中未行分流，但卒中不可能由低灌注所致，因为夹闭CCA 期间的残端压和同侧MCA 血流速度都提示灌注充分
气栓也不大可能是导致卒中的原因，因为松开CCA 钳夹后出现气栓累计持续时间仅2.3秒
作者结论性地说：
TCD 能够监测到固体栓子信号，并解释了卒中发生的原因
高山
第六幅图让作者更加确定
这些信号应该是固体所组成的
压了一下CCA
放大
100cm/s
CEA 手术还没开始！
高山
CEA 手术过程中
松开颈外和颈总动脉
TCD 在同侧MCA 监测到栓子信号
7例病人观察到此现象
作者还发现了一个有趣的现象
开放ICA 后，MCA 记录到更多栓子
Spencer MP et al. Stroke.1990说明气栓可以通过眼动脉反向进入大脑中动脉高山病例190一侧单眼黑蒙
症状侧MCA 监测到固体栓子信号，在术前一天，在术前即刻同侧ICA 闭塞，眼动脉血流反向
切开颈动脉分叉，发现斑块深部有两处溃疡，一处在CCA 末端，另一处在狭窄的ECA 起始。

那么，是不是仅仅气栓可以通过眼动脉进入大脑中动脉？
在CCA 分叉处形成的固体栓子不仅能够通过ECA 进入眼动脉
导致一过性单眼黑蒙，还能进入到大脑中动脉。

高山
有时压
CCA
手术开始
手术结束回病房
术中常规监测
偶尔
偶尔
分析了91例磁带
TCD 监测
（同侧MCA ）
气栓（松开CCA 钳夹）35例（38%）
固栓24例（26%）
恢复室
总体结果
TCD 监测了196例
TCD 能够监测到固体栓子信号，且与卒中发生相关
高山
这是一项什么类型的临床研究？位于研究等级的最下端
常常是进入一个医学新领域时首先进行的研究
高山
这是发现TCD 能够监测到固体栓子信号的第一个临床研究1990年
但这并不是发现TCD 能够监测到栓子信号的第一个研究1986年，就有作者报道
19例CEA 术中TCD 监测，放置分流管时17例发现监测到一些高强度信号，作者认为应该是分流带进了微气泡
不会引起大家的重视，意义也不大
Padayachee TS . Br J Surg.1986
动物实验证实微小气泡可以通过脑血管床进入静脉
Spencer MP et al. Stroke.1990
高山
2002年
1990年，Stroke
但Spencer 在这篇文章中并未对其推测进行验证，即颗粒
成分组成的栓子是否确实能被TCD 探测到？
推测：TCD 可以监测到固体颗粒成分组成的栓子
这在人体做不到
2001年我在美国的第25届神经影像学年会上遇见Spencer 。

他听了我的发言，戏称我是“栓子制造者”。

高山
超声多普勒检测注入兔子动脉内的栓子
1991年，Stroke
Russell D . et al. Stroke.1991 新西兰大白兔，体重2.5-3.0kg ，氟烷麻醉经肾动脉置入一导管至肾动脉与主动脉弓汇合处
慢速泵入制作好的栓子进入主动脉弓（直径2.0-2.5cm ，与人体MCA 直径相似）EME-TC2000仪器的2-MHz 探头监测主动脉弓，取样容积15mm ，深度15mm 栓子成分数量原料、重量和大小
血栓栓子
382h 新鲜血栓，重0.08-6.0mg ，宽0.4-1.8mm 22
36h 陈旧血栓，重0.07-3.08mg ，宽0.4-1.5mm 富含血小板栓子14<6h 血小板>99%血栓，重0.22-1.24mg ，宽0.6-1.1mm 粥样物质栓子8<6hCEA 斑块，重0.17-1.34mg ，宽0.5-1.1mm 脂肪栓子30<4h 兔子皮下脂肪，重0.11-3.51，宽0.5-1.5mm
空气栓子
13
体积：0.1-6.0 ul ，直径：0.3-1.1 mm
被注入的125个栓子的详细资料
高山
Russell D . et al. Stroke.1991
注入的125个栓子全部都被监测到
富含血小板
粥样物质
新鲜血栓
脂肪
气体
15dB
结论：
所有这些成分的栓子都能被TCD 监测到
高山
那么，不同成分组成的栓子在TCD 上有什么不同吗？不同成分组成的栓子在TCD 上都能被监测到
换句话说，TCD 是否能鉴别不同成分的栓子？
这项研究有以下印象：
•栓子强度与体积成正比，越大，强度越强•脂肪和气体栓子的强度大于颗粒成分的栓子
高山1993年，Stroke
Markus HS et al. Stroke.1993
体外循环
注入各种不同成分栓子
体外模型用TCD 检查不同成分栓子的特性
注入的栓子有：
•新鲜血栓20个（人凝血酶加入人的新鲜血液）
•富含血小板的聚集物15个（人凝血酶加入人富含血小板血浆）•粥样物质20个（取自人体尸检的主动脉弓，24 h 内）•脂肪20个（取自人体尸检的肠系膜脂肪，24h 内）
TCD-2MHz 探头
高山
Markus HS et al. Stroke.1993
栓子直径
TCD
检测到栓子的强度
dB mm
结果：各种成分栓子的强度均与尺寸成正比，越大，信号越强结论：监测病人时，因栓子的大小是未知的，也就不能判断其成分高山•描述微栓子信号的参数：
–强度
–持续时间–方向–声音
TCD 微栓子信号几个重要参数的介绍高山
微栓子信号的两种表示方式
Post-FFT spectrum （快速付里叶转换后频谱）
Pre-FFT time domain signal （快速付里叶前时间框）或者称声窗
高山声窗内纺锤型信号生成的原理
高山
•组织的超声衰减?
•因此: 直接测量栓子的强度是不可能的•栓子強度(dB)用相对强度增高来表示
–栓子強度/背景血流信號強度
栓子的强度: 相对強度增高
高山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: (动物试验)–固体栓子较气体和脂肪栓子強度低
•材料相同: (体外试验)–栓子大小与強度成正比
传统的采用FFT 方法的TCD 仪器无法识别栓子组成成分
与大小和组成成分都有关
高山
是一个真正的栓子还是伪差﹖
栓子﹕单方向出現在频谱中
栓子
伪差
伪差﹕双向出現在基线两侧
高山
微栓子持续时间
5 ms
11.5 ms
栓子持续时间与流经时被监测血管的血流速度有关
高山
微栓子的“声音”清脆的“鸟鸣”
但有时“只闻其声不见其影”
两个栓子信号
时间窗重叠50%（信号不会丢失）
沒有重叠(信号丢失)
只闻其声不见其影
图像和声音都出现
现在的机器
不会有这样的问题了
高山
近端通道远端通道
双深度探头
10mm
Pre-FFT time domain signal
大脑中动脉
高山
在两深度同时出现
两深度间有时间差
近端远端
用双深度探头区别栓子信号和伪差
栓子
伪差
高山
起源于心脏的栓子起源于颈内动脉狭窄处的栓子
双深度检测到微栓子信号例子﹕
高山
做研究时，参照以下两个微栓子的基本诊断标准和微栓子监测标准
高山
微栓子自动监测软件
不同设备有其自身独特的微栓子自动监测软件，都不同如果未来想做栓子监测方面的研究，就要充分了解你所使用仪器自动监测软件的设置，以及其所能提供的参数有些TCD 仪器可能没有微栓子自动监测软件，购买的时候要注意
尽管在做研究时微栓子自动监测软件是必须有的，但识别微栓子信号的金标准不是仪器，是经过培训的医生
其实，
微栓子信号没有那么神秘，
常规检查时就可能会看到微栓子信号
高山粥样硬化性大脑中动脉狭窄，常规检查时的微栓子信号
高山
降低增益
高山降低增益
高山
在颅内某一条动脉监测到微栓子信号时，
就要思考这个微栓子信号可能是从哪里来的？
在临床应用中，需要识别栓子源
高山单通道单深度探头（一次只能监测一条血管的一个深度）可能的栓子起源部位:•心脏
•主动脉弓•CCA •ICA
•Siphon A •MCA
不能区分栓子来源，只知道有微栓子信号
高山
双通道单深度探头（同时监测两侧血管）
如果双侧MCA 均检测到
---来源于心脏或主动脉弓仅出现在一侧MCA ---MCA 、ICA
---不排除主动脉弓、心脏
高山
单通道双深度探头（同时监测两个深度）
两大作用：
1.区分伪差和栓子
2.帮助识别MCA 狭窄栓子起源
起源于狭窄的MCA
起源于狭窄MCA 之前
高山
双通道多深度探头（同时监测两侧血管的两个以上不同深度）
高山
高山
急性缺血性卒中
栓子监测
CEA 和CAS 围手术期监测
颅内外动脉狭窄
蛛网膜下腔出血
心脏疾病
心脏疾病术中监测
血栓前状态（SLE 、PRV ）
其他：脂肪栓塞
Alice King and Hugh S. Markus.Stroke. 2009
高山
病例
•男，74岁
•就诊当天早晨出现发作性言语不清，持续2-3分钟
•后反复出现答非所问，右侧肢体无力，持续10-15钟
•至下午4点共发生5次•急诊查：BP160/90mmHg
•有HT 病史，但未服用阿司匹林•急诊头颅CT 正常
高山LMCA
治疗：短期双抗+长期强化他汀
Vs=25cm/s
大量MES
研究发现抗血小板药物能抑制栓子，而抗凝药物不能。

研究发现有些栓子对抗血小板药物无反应，推测可能是胆
固醇或斑块碎片。

高山
病例
•
患者，男性，56岁
•反复发作性左侧肢体无力，持续1-2小时•急诊BP ：130/80mmHg •头颅CT 未见异常
•
否认HT ，否认DM ，否认房颤，但有高脂血症
•吸烟15年•有卒中家族史
高山
DWI
高山
危险因素或疾病分数得分
年龄65－75岁1
年龄>75岁2
高血压1
糖尿病
1
既往心肌梗死
1
其他心血管病（除外心梗和房颤）1
周围血管病
1
吸烟(正在吸烟或戒烟<5年)1
既往TIA或缺血性卒中1
总分
0-9
非房颤缺血性卒中风险评估（ESRS ）
56岁
0无0无0无0无0无0有1有
12低危
高山
MRA
R MCA
L MCA
Vs=300 cm/s
Vs=80 cm/s
微栓子监测，102个MES/30分钟
高山
治疗
•应该
–短期双抗–强化他汀
•2000年，香港时的病例
–随机到阿斯匹林组–未用他汀
高山
Day 3, Vs=300xm/s, 102 MES Day 11, Vs=250cm/s, 1 MES Day 13, Vs=280cm/s, 3 MES
Day 45, Vs=310cm/s, No MES 4 months, Vs=300cm/s, No MES 8 months, VS=40cm/s, No MES
每2个月随访一次TCD ，第8个月RMCA 慢性闭塞
高山
发病后3天第8个月
TIA
常规随诊
没有症状
第八个月时RMCA 闭塞
高山
20406080100120Day 3Day 11Day 13Day 45 4 M 8 M
Time after onset of symptom
T h e n u m b e r o f M E S
50100150200250
300350F l o w v e l o c i t y o f m o n i t o r e d M C A
MES
Splatter Velocity
阿斯匹林
急性期：未强化抗血小板，未用他汀二级预防：仅用阿司匹林，未用他汀
高山
病例
•患者，男性，48岁•右侧偏瘫，NIHSS ：3分•否认HT •否认DM •吸烟22年•否认房颤
高山
高山
危险因素或疾病分数得分
年龄65－75岁1
年龄>75岁2
高血压1
糖尿病
1
既往心肌梗死
1
其他心血管病（除外心梗和房颤）1
周围血管病
1
吸烟(正在吸烟或戒烟<5年)1
既往TIA或缺血性卒中1
总分
0-9
非房颤缺血性卒中风险评估（ESRS ）
48岁
0无0无0无0无0无0有1无
01低危
高山
高山
R MCA
L MCA depth 52-42mm
L MCA depth 58mm
Vs=330 cm/s
Vs=80 cm/s
Vs=80 cm/s
高山
102个MES/30分钟
MES
MES
TCD
双深度探头
高山治疗
•应该
–强化抗血小板–强化他汀–扩容
•2000年，在香港时的病例
–随机到低分子肝素组，10天后阿斯匹林单用–未用他汀
高山
160cm/s
100cm/s
TCD
高山
MES
MES
涡流
流速
流速
高山
栓子雨
高山
大量栓子雨，无法计数
高山
Day 3, Vs=330 cm/s, 100 MES
Day 6, Vs=280cm/s, 60 MES
Day 11, Vs=140cm/s, 25 MES
Day 21, Vs=110cm/s, No MES Month 3, Vs=180 cm/sec
Month 7, Vs=280 cm/sec
随访第3个月时再狭窄
高山
2040
60801001203
4691112131416181921m3m5m6m7m9
Time after onset of ischemic symptom (day and month)
T h e n u m b e r o f M E S
50100150200250300350S y s t o l i c f l o w v e l o c i t y o f L M C A (c m /s e c )
MES splatter
MES Velocity
第三个月再狭窄
急性期：未强化抗血小板，未用他汀二级预防：仅用阿司匹林，未用他汀
低分子肝素
阿司匹林
微栓子数目血流速度
高山
第二，在没有MRI 、没有MRA 、没有CTA 、没有DSA 的基层医院，如果你有TCD ，对不少TIA 和脑梗死患者的病因和发病机制诊断你也能做到。

第一、TCD 能够诊断颅内动脉狭窄，还能判断斑块是否稳定。

不仅协助病因诊断，还能进一步进行发病机制诊断。

第三，TCD 是一个很好的随访工具，临床上，可以用TCD 随访一些这样的病例，如果狭窄加重，那么，至少他汀加量是有证据的，而且对病人应该是有帮助的。

高山
LVA 夹层
VBA 连接处
Y. Yamaoka J Neuroimaging 2012
高山
记录到大量MES 是血栓形成期，活动、进展
10天后
Forteza AM, et al. Arch Neurol 2002 ;59:455-9.
女性，17岁，车祸后左侧股骨干骨折到达急诊时，生命体征平稳，无神经系统异常体征
14小时后，患者突然出现焦躁不安、意识混乱、呼吸急促、血氧饱和度85%，双巴氏征（+），双侧结膜可见淤血点。

TCD:LMCA 常规监测MES （+）
TCD 发泡实验（+）
存在右向左分流
高山
PFO 封堵术前经食道超声
Forteza AM, et al. Arch Neurol 2002 ;59:455-9.
高山
高山
PFO 封堵术后经食道超声
Forteza AM, et al. Arch Neurol 2002 ;59:455-9.
高山
PFO 封堵术前后经食道超声
PFO 封堵术
Forteza AM, et al. Arch Neurol 2002 ;59:455-9.
高山
PFO 封堵及股骨手术前后MES 的变化趋势
Forteza AM, et al. Arch Neurol 2002 ;59:455-9.
PFO 封堵股骨手术
（大：≧12dB）（小：<12dB ）
PFO 的存在，允许更大的脂肪栓塞进入体循环
高山脂肪栓塞综合征
脂肪栓子进入静脉
阻塞肺毛细血管
卵圆孔未闭
栓子进入体循环脑栓塞
长骨骨折
TCD 监测到MES
TCD 发泡试验+
行长骨骨折的外科手术前，先封堵PFO ，可预防严重的系
统性栓塞。

高山
2011年
TCD 监测到的脑脂肪栓子与反向栓塞的关系
股骨骨折n=42
存在RLS N=14不存在RLS N=28呼吸功能障碍
20911神经功能障碍
7
7
右向左分流(RLS)与呼吸及神经功能障碍的关系
长骨骨折患者，有必要行TCD 栓子监测及TCD 发泡试验
Alejandro M. Circulation. 2011
高山未操作时放置过程中
全部83人病人都监测到微栓子信号2例术后发生脑梗死，其中1例死亡
经导管主动脉瓣置换术
高山
急性缺血性卒中
栓子监测
CEA 和CAS 围手术期监测
颅内外动脉狭窄
蛛网膜下腔出血
心脏疾病
心脏疾病术中监测
血栓前状态（SLE 、PRV ）
其他：脂肪栓塞
Alice King and Hugh S. Markus.Stroke. 2009
发泡试验
偏头痛
隐源性。