四、超声检查
超声诊断于20世纪50年代开始应用于临床，但因超声波经过颅骨后明显衰减，超声在脑供血动脉检查中只能用于颈部血管。1982年，挪威学者鲁内·阿萨德（Rune Aaslid）博士应用脉冲波发射超声和傅里叶转换理论，通过多普勒效应使超声波作用于血管内流动的红细胞，经计算机进行快速傅里叶转换函数处理实时计算出红细胞的运动速度及运动状态，建立了经颅多普勒超声诊断方法，并与德国EME公司共同研制出世界第1台经颅多普勒超声（transcranial doppler，TCD）检测仪，标志着对脑血管的检测技术已经由颅外进入对颅内各主要血管的经颅检测。1986年，三维TCD问世，初步解决了颅内血管的显示和定位，并可显示三维血管轨迹分布图，近年来又出现了用彩色编码表示血流方向和信号强度的M-模，使脑动脉检查和微栓子监测功能更强大。
（一）经颅多普勒超声（TCD）
1.检查方法
TCD仪器具有2 MHz和4 MHz两种探头。2 MHz探头发射脉冲超声波，用来检测颅内动脉；4 MHz探头发射脉冲或连续超声波，可以检测颅外颈部动脉。
颅内动脉常用的检查部位是颞、枕和眶三个窗口。①颞窗位于颧弓上方的眼眶外缘和耳屏之间，经颞窗可检测大脑中动脉、颈内动脉终末端、大脑前动脉和大脑后动脉。②枕窗位于枕骨粗隆下，经枕窗可检测椎动脉颅内段、小脑后下动脉和基底动脉。③眶突位于闭合眼睑上方，经眶窗可检测眼动脉和颈内动脉虹吸段。颅外动脉检查部位，在颈总动脉搏动处检测颈总动脉，在下颌角处检测颈内动脉起始段和颈外动脉起始段，在锁骨上窝检测锁骨下动脉和椎动脉起始段。TCD检查中对各个有关血管的识别主要通过探头的位置、超声束的角度、血流方向及压颈试验等实现。
2.TCD检测参数和临床意义
（1）深度：指被检血管距探头之间的距离。
（2）血流方向：指被检测到血管的血流相对于探头的方向。
（3）血流速度：指红细胞在血管中流动的速度，主要根据多普勒频移（ΔF）计算。计算公式：V=ΔF×C/2×f0×cosα。V是移动红细胞速度，ΔF是频移，C是超声在组织中的传播速度，f0是发射超声频率的平均值，cosα是多普勒超声束与血流方向的夹角。血流速度是TCD频谱中判断病理情况存在的最重要参数，管径大小、远端阻力或近端压力的改变均会带来血流速度的变化。血流速度又包括收缩期峰值血流速度（systolic velocity，Vs）、舒张期血流速度（diastolic velocity，Vd）和平均血流速度（mean velocity，Vm）。Vm是平均了整个心动周期内出现的速度信号的结果或由以下公式计算而得：Vm=Vs+（Vd×2）/3。
（4）搏动指数（PI）和阻抗指数（RI）：描述频谱形态的两个参数。PI计算公式：PI=（Vs-Vd）/Vm（Vs为收缩期峰值血流速度，Vd为舒张期末血流速度，Vm为平均血流速度）。RI计算公式：RI=（Vs-Vd）/Vs。从公式中可以看出，PI主要受收缩和舒张期血流速度差影响，差值越大，PI越大；差值越小，PI越小。异常的病理情况下，低阻力动静脉畸形的异常血管团造成供血动脉远端阻抗减小，因此该血流频谱的PI较正常明显降低。还有临床常遇见的其他情况，如颅内压增高、大动脉严重狭窄或闭塞的近端或远端血管等均会影响PI的改变，因此除血流速度之外，PI是分析TCD频谱的另一非常重要的参数。
（5）频谱形态：反映血液在血管内流动的状态。TCD频谱上的纵坐标是血流速度，频谱周边（包络线）代表的是在该心动周期某一时刻最快的血流速度，基线则代表血流速度为零（图1-3-14）TCD频谱内的每一点则代表在该心动周期内某一时刻处于该血流速度红细胞的数量。TCD频谱信号的强度用颜色表示，信号从弱到强的颜色变化为蓝色-黄色-红色。因此，红细胞越多的地方反射信号越强，红色就越强。红细胞数越少、信号越弱的地方呈现蓝色。正常情况下血液在血管内流动呈规律的层流状态，处于血管中央的红细胞流动最快，向周边逐渐减慢。正常情况下大多数红细胞处于接近中央最快流速的状态而只有极少部分贴近血管壁的红细胞呈低流速状态。所以，正常TCD频谱表现为红色集中在周边并有蓝色“频窗”的规律层流频谱。当正常层流发生变化时，TCD频谱也会出现相应改变。血管出现严重狭窄或闭塞时，狭窄部位血流速度增快但处于高流速红细胞数量减少，呈现频谱紊乱的湍流状态；由于狭窄后血管内径的复原或代偿性扩张，使处于边缘的红细胞形成一种涡漩的反流状态，或大量处于低流速的红细胞血流表现为多向性。因此，在狭窄段包括狭窄后段在内的取样容积内检测到的TCD频谱完全失去了正常层流时的形态，而表现为典型的狭窄血流频谱，周边蓝色基底部“频窗”消失而被双向的红色涡流替代。
图1-3-14 TCD频谱
3.TCD的临床应用
（1）颅外血管狭窄或闭塞。收缩期血流速度＞120 cm/s，频谱紊乱有涡流杂音，可能存在颅外血管狭窄；血管闭塞时，在该部位检测不到血流；严重狭窄或闭塞时，可有侧支循环建立；锁骨下动脉狭窄时，根据同侧椎动脉血流方向正常、部分反向或完全反向可判断是否存在锁骨下动脉盗血综合征（subclavian steal syndrome，SSS）以及盗血程度；根据对侧椎动脉血流速度和频谱形态、基底动脉血流频谱形态和枕动脉血流速度以及对患侧束臂试验的反应，可以判断椎-锁骨下动脉的盗血通路。
（2）颅内血管狭窄或闭塞。大脑中动脉收缩期血流速度＞140 cm/s或平均血流速度＞80 cm/s，大脑前动脉收缩期血流速度＞120 cm/s，大脑后动脉和椎基底动脉收缩期血流速度＞100 cm/s，伴血流频谱紊乱，有涡流、杂音，两侧不对称超过20%，提示该被检血管狭窄。经颞窗能检测到大脑前和大脑后动脉，但唯独检测不到大脑中动脉或大脑中动脉血流速度明显低于大脑前和大脑后动脉时，提示可能有大脑中动脉闭塞。注意：由于狭窄程度＜50%时不引起血流动力学改变，因此TCD判断血管狭窄时通常是程度已超过50%的狭窄。
（3）动静脉畸形和动静脉瘘供血动脉的TCD判断。大的动静脉畸形和动静脉瘘的TCD典型表现为：供血动脉内有高速血流；血流层流状态受到破坏，血流紊乱，涡流形成，可以听到粗糙的血管杂音；血管搏动性减小，PI降低。供血动脉血流速度增高的程度与血管畸形的关系密切，血管床越大，血流速度越快；另外，血流速度越快，提示该血管与畸形血管床的关系越密切。PI在判断供血动脉与畸形血管的关系上也很有帮助，PI越小，说明与畸形血管的关系越密切。PI为0.5左右提示该血管与畸形血管有关，0.4～0.45说明与畸形血管床的关系很密切，≤0.40说明该血管为畸形血管的专门供血动脉。介入治疗或手术后供血动脉发生变化，手术前后比较供血动脉的血流速度和PI有助于对手术效果的评价。
（4）蛛网膜下腔出血是导致脑血管痉挛最常见的原因。TCD可代替脑血管造影通过血流速度的变化、动脉参数的变化及血流杂音等检测以判断是否存在脑血管痉挛。TCD的随访观察对评价蛛网膜下腔出血的预后很有意义。(https://www.daowen.com)
（5）脑动脉血流中微栓子的监测。TCD可以监测到在脑血流中经过的固体颗粒（血栓、血小板聚集和粥样斑块）或气体颗粒，这些颗粒在血流背景信号中产生特殊的多普勒高信号。微栓子信号具有以下特点：①短时程＜300 mm；②信号比强度背景≥3 dB；③单方向出现在频谱中；④伴有尖锐的鸟鸣音。
（6）应用双深度探头监测时在双深度之间有时间差。在具有潜在心脏源性栓塞疾病，如心房颤动、瓣膜性心脏病、房间隔缺损和卵圆孔未闭等；有潜在动脉栓塞源性疾病，如颈动脉狭窄、颈内动脉夹层动脉瘤、颈内动脉内膜剥脱术（术前、术中或术后）、椎动脉狭窄、颅内大血管狭窄以及血管检查或介入治疗患者（脑血管造影、经皮血管内成形术等），都可能在脑动脉中检测到微栓子信号。
（7）颅内压增高和脑死亡。随着颅内压的不断增高，TCD血流频谱发生一系列改变，血流速度逐渐降低，PI逐渐增高。当颅内压接近舒张血压时，TCD频谱中舒张期末期的血流开始消失；当颅内压继续增高超过舒张期血压时，舒张期血流复现，但方向相反为“振荡波”；当颅内压继续增高达到和超过收缩压时，已经很难有血流进入脑循环中，TCD表现为收缩早期针尖样血流（钉子波）；当颅内压继续增高，针尖样血流越来越小，最终在颅底大血管检测不到血流。振荡波、钉子波或无血流信号也是颅内血流停止脑死亡的特征性改变。
（二）颈动脉彩色多普勒超声
颈部血管超声是广泛应用于临床的一项无创性检测手段，可客观检测和评价颈部血管的结构、功能状态或血流动力学的改变，对头颈部血管病变，特别是缺血性脑血管疾病的诊断具有重要的意义。
1.颈动脉彩色多普勒观察指标
颈部超声检测技术包括二维图像、彩色多普勒血流显像及脉冲多普勒频谱分析等功能。颈部血管的多普勒超声检测一般采用5.0～10.0 MHz探头。最常检测的血管包括双侧颈总动脉（CCA）、颈内动脉（ICA）、颈外动脉（ECA）、椎动脉（VA）和颈内静脉（ICV）等。
（1）二维图像。①血管的位置：观察血管的起始、走行及与周围血管的关系有无变异、移位、受压及畸形等。②血管壁结构：观察内膜、中膜和外膜的情况，如三层结构是否完整、内膜是否光滑、是否有增厚或动脉硬化斑块形成、有无夹层动脉瘤等。③血管内径：主要观察有无管腔狭窄和扩张，判断狭窄的程度。
（2）彩色血流显像。①血流方向：通常朝向探头的血流为红色，背离探头的血流为蓝色。观察血流方向，判断是否有逆向血流，有助于盗血的发现。②彩色强弱及充盈状态：通常流速缓慢的血流色彩暗淡，而流速快的血流色彩明亮。一旦发现管腔内血流信号有充盈缺损，提示有血管狭窄的存在。
2.颈动脉彩色多普勒的临床应用
（1）颈部血管动脉粥样硬化：表现为内膜增厚、斑块形成、血管狭窄或闭塞等，还可计算血管狭窄的程度。
（2）先天性颈内动脉肌纤维发育不良：动脉管径表现为不规则的狭窄，内膜和中膜结构不清，管腔内血流充盈不均，呈“串珠样”改变。
（3）颈动脉瘤：根据动脉瘤的病理基础和结构特征可分为真性动脉瘤、假性动脉瘤和夹层动脉瘤。后者血管分成真、假两个腔，真腔内血流正常或轻度紊乱，假腔内血流紊乱或有血栓形成。
（4）大动脉炎：表现为局限性或普遍性管壁增厚，管腔缩窄，动脉内膜和中膜的结构融合，外膜表面粗糙等，单钙化性斑块较少见，诊断应结合临床。
（5）锁骨下动脉盗血综合征：通常可见锁骨下动脉或无名动脉起始部狭窄或闭塞，导致病变远端肢体血液供应障碍，可伴有异常的血流动力学改变，特别是颅内缺血的表现。
图1-3-15为颈动脉彩超。
图1-3-15 颈动脉彩超