经颅多普勒(TransCranial Doppler TCD)是利用超声多普勒效应来检测颅内脑底主要动脉的血流动力学及各血流生理参数的一项无创伤性的脑血管疾病的检查方法。多普勒现象是由奥地利物理学家克约斯琴·约翰·多普勒(Christlan JohaunDoppler)在1842 年首次发现的一种物理效应。1982 年挪威物理学家Aaslid 与德国EME 公司首创使用了TCD 技术,共同研制了世界第一台经颅多普勒检测仪,标志着对脑血管疾病的检测技术,已由颅外转为颅内外各主要动脉的联合检测,对脑底动脉环各主干血流动力学状态进行临床检测和观察,这是颅脑超声诊断技术划时代进展。
经颅多普勒血流仪,它采用脉冲多普勒技术与2MHz 发射频率相结合,使超声束穿透颅骨较薄部位(头颅声窗),直接描记脑底动脉血流多普勒信号,从而得到ACA 、MCA、 PCA、 及VA 、BA等各血管的血流速度、阻力指数、搏动指数等各血流动力学及血流生理参数的改变,给脑血管疾病的诊断与研究提供了重要血流动力学资料。
为便于理解,需清楚以下概念:
1. 彩色经颅多普勒的“彩色”,实为“伪彩”,并非是彩色超声中的彩色概念;
2. 声波: 人耳可以听到的频率范围内的振动称为声振动波即声波,人耳可以听到的声波频率范围为20~20000Hz;
3. 超声波: 频率极高的声波(大于2 万赫)超出了人耳的听觉范围,这种听不
到的声波称为超声波。超声诊断常用的频率为1~15MHz,经颅多普勒常用的频率
为2 、5 、7MHz。
4. 多普勒效应: 波源和观察者作相对运动时,观察者所接收的频率和波源所发出的频率不同的现象称为多普勒效应。两者相互接近时,接收到的频率升高;相互离开时,接收到的频率降低,这种频率就叫频移,如人和火车作相对运动时的情形。
5. 层流: 截面上各点速度方向相同的活体正常情况下心血管中血流常为层流。层流图形是频谱窄、光点密集、频谱包络线较光滑的图形,多普勒输出可听到平滑悦耳的血流声。血流频谱和基线之间常呈“空窗”或“声窗”或“频窗”,即在频谱图像频宽范围内各频率分布有一定的规律,高能量有规律地集中在频谱的四周,低能量则集中在频谱图像的中下部,层次分明,“频窗”明显。一旦血管内血液的流动的层次遭到破坏或改变时,频窗也消失了。
6. 湍流: 在病理情况下的血流为湍流,如血管狭窄时的射血,心脏关闭不全时的返流。流湍所显示的是频谱增宽、光点疏散、频谱包络线毛糙的图形,“频窗”消失,多普勒输出可听到嘈杂刺耳的血流声。
7. 涡流: 在病理情况下出现。涡流也是湍流,是双向湍流频谱。血管直径突然改变(如动脉瘤), 经过狭窄管口的高速血流喷射均产生涡流,此时红血球呈多方向性,一部分红细胞朝向换能器,一部分红细胞远离换能器,故产生双向的血流频谱。
8. 经颅多普勒用2MHz 脉冲多普勒及4MHz 连续多普勒的探头来进行检测。
连续多普勒(CW): 连续多普勒是最早出现的一种多普勒超声技术,所谓连续多普勒就是探头发射的是连续不间断的超声信号,这种超声信号碰到运动物体时(如血流)就有信号反射,而反射信号也是连续波信号; 探头两个晶片中的一个连续发射超声波,另一个连续接收反射回声,具有测量高速血流的能力,不产生频谱混淆现象,连续多普勒技术只能记录频移信号,无法确定信号的来源,不能进行定位探查,经颅多普勒探察颅外血管时用4MHz 连续多普勒探头。
脉冲多普勒(PW): 脉冲多普勒采用单个换能器,按一定的规律间歇地发射和接收超声波,开始探头作为波源发出一组超声波,之后即作为接收器接收反射回声,然而脉冲多普勒接收器并不是接收所有的回声。
9. TCD 技术出现仅10 多年,发展迅速,目前已广泛应用于临床与科研,其范围主要有:
a. 临床诊断和研究:高血压病及脑动脉硬化症、脑血管狭窄和闭塞、脑血管痉挛、头痛及偏头痛、急性脑血管疾病(脑梗塞、短暂性脑缺血发作、脑出血及蛛网膜下腔出血)及颅内动静脉畸形和锁骨下盗血综合征等疾病的诊断、疾病发展情况的观察、指导药物治疗、估计预后等。
b. 脑血管机能评价:Willis 环侧枝循环和脑血流自动调节功能; 脑血管外科术前、术后的评价; 选择脑外科手术时机;脑血管复合损伤的血流动力学评价;为脑血管造影术筛选病人和选择造影时机。
c. 危重病人监护:心脑血管病人手术前、中、后脑血流的监护;危重病人脑血管监护; 脑血管危重病人的长期监护;间接颅内压的监测等。
d. 基础研究:脑血管疾病的演变过程、发病机理和病因控制;药物对脑血管的作用及对脑血流的影响;不同生理状况下脑血流状况;动脉血中二氧化碳分压、氧分压、血压、交感、副交感神经作用对脑血流的影响等。
e. 顶防保健:对脑血管病的流行病学调查,为脑血管病高危人群建立TCD 档案和进行定期检测、中风预测等。
TCD 技术是一种无创伤检查,操作简便,重复性好,可以对病人进行连续长期动态观察,TCD 在神经内外科、心血管内外科、超声诊断科、重症监护病房、手术室、某些外科手术中的监护等得到了广泛的应用。
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