第十一章　多普勒超声在神经外科的应用

第一节　经颅多普勒超声技术

一、概述

1982年，挪威学者Rune、Aaslid等利用低频超声波的良好穿透能力，建立了经颅探查颅内血管流速的非创伤性检查方法，并将TCD仪用于临床。TCD仪是利用超声多普勒效应，对颅内、外血管的血流速度进行检测，从而了解脑血流动力学变化的一种无创检查手段。我国于1988年引进TCD技术并逐渐广泛使用。由于TCD能无创地穿透颅骨，其操作简单、重复性好，可以对患者进行连续、长期的动态观察，更重要的是它可以提供MRI、DSA、PET、SPECT等影像技术检查不到的重要的血流动力学资料，因此它在脑血管病的诊断和治疗方面有着重要的意义。TCD仪主要由探头、主机处理器和输出设备三部分组成。探头作为超声波的发射器和接收器，TCD可分为脉冲多普勒和连续多普勒两种，前者主要用于颅内血管的检测，后者则用于颈部和外周血管的检测。多普勒信号传入主机处理器经处理后，通过音频和视频两种方式输出。音频输出是将多普勒频移信号放大后输入扬声器，以声音信号加以输出。音调越高，频率越高，即血流速度越快；音调低者，频率较低，即血流速度较慢。多普勒音频信号非常重要，它反映了血流的特性。例如，流速分布均匀，出现笛样乐音；血流形成湍流时，声音粗糙；而涡流时，声音嘈杂。频谱显示是多普勒频移信号的主要输出方式，是多普勒信号的振幅、频率和时间的三维显示。主要指标有血流速度（cm／s）、频率（kHz）和血管搏动指数（PI）。TCD探头能检测到血流速度和方向是利用的多普勒效应。超声波探头是静止的，它发射的超声波至脑血管，遇到流动着的红细胞后，反射回接收器，受多普勒效应的影响，利用反射回的超声波频率，可以计算出血流速度。通过血流速度、脉冲指数及高频信号和频谱图波形，来反映脑血管的血流情况。

二、经颅多普勒超声常用参数

1.检测深度体表管腔内取样容积之间的距离

“深度”对于识别颅内血管非常重要。TCD能检测到的颅内动脉深度范围大致为：大脑中动脉M2段（深度范围：30～40mm），M1段（40～60mm），大脑前动脉A1段（60～75mm），大脑后动脉P1～P2段（55～75mm），前交通动脉（70～80mm），后交通动脉（58～65mm），眼动脉（40～50mm），颈内动脉虹吸段（55～65mm），椎动脉（40～75mm）以及基底动脉近段（75～80mm）、中段（80～90mm）、远段（90～110mm）。

2.血流方向

红细胞朝向探头的运动所获得的血流频谱为正向，位于基线的上方；背离探头的为负向，位于基线的下方。血流方向的改变，往往提示颅内或颅外动脉病变的存在。

3.血流速度

包括收缩期峰值血流速度（systolic velocity，Vs）、舒张末期血流速度（diastolic velocity，Vd），平均流速（mean velocity，V）。平均流速是平均了所有在整个心动周期内出现的速度信号的结果，或者可以如下公式简易算出：Vm=（Vs+2Vd）／3。血流速度的高低变化是反映被检测血管的重要指标。

三、经颅多普勒超声的检查方法

（一）检查前准备

在作检查前，患者应休息5～10分钟，以稳定心率。根据所检测血管，选择合适体位。注意环境温度相对稳定、适中。向患者详细交待检查方法和注意事项，保持患者心情平静，避免紧张。

（二）检查技术

1.超声窗的选择

颅骨上某些区域能通过超声束并能探及血管的部位称为“超声窗”，窗的大小有个体差异。目前采用的有：颞窗、眶窗、下颌窗、枕下和枕骨窗。

（1）颞窗：

位于颧弓上外耳孔与外眦之间的区域，此区域可检测颅底动脉，包括大脑前动脉、大脑中动脉、大脑后动脉及其交通支等。

（2）眶窗：

受检者闭眼，探头置于眼睑上，探及眼动脉、颈内动脉的虹吸部和大脑前动脉。

（3）枕下窗：

枕外粗隆下发际内正中线上，可探及大脑后动脉，后交通动脉和基底动脉。

（4）下颌窗：

探头置于下颌角，朝向内上，可探及颈内动脉的颞骨岩段。

2.血管及其分段的辨认

通过一个超声窗可探及多条血管及其不同分段，方法根据是探头的位置、方向、取样深度、多普勒音频、频谱形态及方向，以及压颈试验。

（1）大脑中动脉的确认：

将探头置于颞窗，探头方向大致与颞骨骨板垂直，取样深度常设在50～55mm范围，大脑中动脉的血流方向朝向探头，为正向频移。血流速度一般在全脑血管中最高。频谱形态为颈内动脉系统波形，即收缩峰相对高尖，波形相对较宽大的前组循环频谱。音频特征表现为音调高尖，呈吹风样。

（2）大脑前动脉的确认：

将探头置于颞窗，先找到大脑中动脉的血流信号，逐渐增加检测深度至60～70mm处。血流方向为背离探头的负向频移信号，血流速度仅次于大脑中动脉。频谱形态及音频信号为前组循环型频谱特征表现。

（3）大脑后动脉的确认：

探头位于颞窗，先找到大脑中动脉，再将探头方向指向枕部并逐渐增加检测深度至60～70mm范围，可见一正向频移信号。血流速度在基底动脉和椎动脉流速之间。频谱形态为后组循环型频谱特征性表现。音频特征为音调较低，呈沉闷柔和的特点。

（4）基底动脉、椎动脉和小脑后下动脉的确认：

探头置于枕窗，在中心方向深度70mm以上可探及基底动脉信号，血流方向背向探头，为负向频移，此时减少深度至60～65mm，探头略指向一侧，可发现基底动脉信号，再减少至50～60mm，可以看到双向频移信号，正向频移为小脑后下动脉信号，负向频移为基底动脉的血流信号。

四、经颅多普勒超声的临床应用

最初TCD多用于蛛网膜下腔出血后脑血管痉挛的诊断，此后随着各国学者对各种临床病理状态以及TCD技术的认识逐步深入，TCD逐渐应用于以下领域。

（一）脑动脉狭窄、闭塞性病变的诊断及颅内侧支循环建立的评价

头颈部血管阻塞性病变中，颅内血管损害相对较少，故诊断颅内血管疾病前必须排除颅外血管的阻塞。

1.颅内段颈动脉狭窄或阻塞

由于颞窗较小，超声束与颅内段颈动脉轴向夹角不理想，经颞窗探测比较困难，经眶窗不易获得最佳信号，分析血流速度仅能定性而不能达到定量。下列改变有助于诊断：整个心动周期频谱宽度增加；阻塞部位远端流速明显降低；音频信号增强或阻塞。

2.颅底大动脉（大脑前、中、后动脉水平段及前、后交通动脉）的狭窄或阻塞

（1）血管狭窄：

收缩期和舒张期血流速度增加或见双向血流，频谱增宽，收缩期可见低频信号成分增多，提示血管紊乱和血管壁振动。然而，Willis环的血管相对平衡，故对侧相应部位血管流速正常。

（2）血管阻塞：

完全阻塞时，有以下现象：操作正确的前提下，多普勒信号缺如；阻塞部位远端血流速度下降；侧支血管常有逆行血流出。

3.颅内侧支循环建立的评价

包括：①颈内动脉严重狭窄或闭塞后前交通动脉开放的判断；②颈内动脉严重狭窄或闭塞后大脑后动脉改变及后交通动脉开放的判断；③颈内动脉严重狭窄或闭塞后眼动脉侧支开放的判断；④大脑中动脉严重狭窄或闭塞后的侧支循环情况。

（二）颅内压增高和脑死亡的诊断

脑死亡的诊断除临床体征外，辅以同位素扫描、脑电图、脑诱发电位和TCD检查，功能上各有优缺点，它们之间有很好的相关性。在脑死亡的过程中，有相应的TCD血流频谱改变，若血流速度在10～25cm／s，临床上保留有脑干功能；若大脑中动脉血流速度小于10cm／s，舒张期无正向血流频谱，此时脑干反射消失；若出现收缩期正向流速和舒张期反向流速的特征性“摆动”血流频谱，最终全部信号消失，临床出现脑死亡征象。当净流速值大于20cm／s时，神经功能有望恢复。

（三）脑血流储备的评价

脑血流储备是指在生理或者病理刺激作用下，脑血管通过小动脉和毛细血管的代偿性扩张或收缩、脑血流量的调节、脑血管侧支循环开放等维持脑血流正常稳定的能力。脑血流储备在脑血管病的发生、发展、临床治疗和预后中都有重要作用。尽管目前已经发现，对于某些脑血管疾病，如颈动脉狭窄、闭塞等，脑血流储备功能受到明显损害，但多数情况下，发生脑血管病时脑血流储备功能的损害仅仅停留在概念上，脑血流储备损害的具体程度、在发病中的作用、与临床症状的相关性、对治疗的指导意义和各种干预对其改善程度等，多不清楚，十分需要进一步深入观察和研究。临床上有多种影像学技术可以用来评估脑血流储备能力。其原理是利用影像学方法追踪示踪剂或对比剂浓度变化。临床上常用的技术包括：正电子发射计算机体层摄影术（PET）、SPECT、Xe-CT、CT灌注成像和磁共振成像、TCD、激光多普勒等。

1.TCD用于脑血流自动调节的测定

脑血流自动调节是指当血压在一定范围内变动时，脑血管能维持脑血流量相对恒定的能力。它既反映了脑微动脉等阻力血管特别是管壁平滑肌作用的结果和功能，又影响着各种脑血管病的发生、发展和转归。脑血流自动调节功能的评价目前基本有三种：改变动脉血压，回执自动调节曲线，人为确定自动调节上、下限；利用脑血流和动脉血压间的相关性，在不改变动脉血压或不认为改变动脉血压的前体下确定脑血流自动调节指数；通过临界关闭压，在不人为改变动脉压的前提下评价脑血流自动调节功能。

2.TCD用于脑血流CO2反应的测定方法

（1）通过吸入不同浓度的CO2气体，或改变换气功能，以实现PaCO2的变化，同步定量测定ETCO2或不检测ETCO2的前提下，观察脑血流速度的变化。

（2）静脉注射乙酰唑胺，观察脑血流速度的变化。

（四）TCD技术在微栓子监测中的作用

1990年，Spencer等发现：在颈内动脉内膜剥离分流过程中，应用TCD监测大脑中动脉发现血流中除高强度的气栓外还有一些与气栓类似但是强度要弱得多的信号。这些信号在打开颈动脉之前就已经存在，因此它们不是气栓而可能是血栓或者血小板栓子。此后各国学者对应用TCD监测脑循环中微栓子信号进行了大量的动物实验与临床研究，表明有可能应用TCD的检测技术来发现血液中除红细胞以外的其他固体及气体成分。体外实验研究证实血栓、血小板和粥样斑块栓子都可以产生这种特殊的多普勒高信号，并且在有拴子源的患者如心房纤颤、颅内外大动脉狭窄、颈内动脉内膜剥脱术等均检测到微栓子信号（MES）。但在检测中出血的短暂高强度信号是固体和气体栓子信号，必须要正确地识别栓子与伪迹，才能在临床得到应用。近年来各国学者不仅在栓子监测的理论上进行了广泛的卓有成效的研究，而且应用这些理论对TCD仪器作了极大的改进，设计了先进的软件识别系统，能自动识别栓子与伪迹，并能进一步明确栓子的性质是固体还是气体。这样使利用TCD监测脑循环中微栓子成为可能，并可用于临床。另一方面，近年来有大量的微栓子检测的临床应用报道，临床应用得到了较大的拓展，特别在诊断缺血性卒中的病理生理学机制等方面显示出它的重要价值。

（五）TCD在脑供血动脉狭窄支架成形术中的应用

1.术前

①筛选脑供血动脉狭窄；②判断侧支循环；③了解动脉粥样硬化斑块脱落微栓子的情况；④评定脑血管的自动调节功能。脑供血动脉狭窄支架成形术术前的TCD检查目的是：探查大脑中动脉水平段的血流信号带是否存在（即颞窗的有无），进而判断有无狭窄、闭塞及其部位，为术中监测、术后狭窄开通情况评定和血压调控提供基本参照数据，帮助临床评价手术相关的脑缺血、出血性并发症。

2.术中

（1）栓子监测：

TCD检测循环中微栓子研究始于20世纪90年代初，现已广泛应用于临床。早在1995年第九届国际脑血液循环会议上就制订了TCD微栓子信号的基本标准：TCD栓子信号为一过性，持续时间≤300毫秒；信号强度应至少高于背景血流强度3dB；栓子信号在血流频谱上一般为单相的；在出现视觉信号的同时，可听到“嚓、嚓”等声响，听觉信号与所用仪器及栓子的速度有关。

（2）血流动力学监测：

TCD在支架成形术中的监测，可以评价血流动力学变化，目的在于出现状况时能及时判断其导致神经事件的可能，减少卒中风险。

3.术后

TCD在支架成形术后一周内应密切监测支架置入的动脉，包括血流和微栓子的监测，尽早发现高灌注、动脉痉挛、支架内血栓形成导致的急性或亚急性闭塞等严重并发症。还需要评价支架成形术后血流较术前相比的改善情况，并可作为长期随访的基线资料。①监测高灌注现象发生；②评价血流重建情况；③术后远期疗效评估。

（六）TCD在溶栓治疗中的应用

1.TCD用于溶栓治疗中的监测

Demchuk等提出了根据急性脑梗死溶栓前TCD检测到的残余血流，建立了溶栓脑缺血分级（thrombolysis in brain ischemia，TIBI）。TCD除了对血流进行分级，在溶栓过程中还担负着对溶栓效果的评价作用。根据血流情况将溶栓后血管再通分为完全和部分再通。完全再通者血流正常。多数患者为部分再通，TCD可监测到狭窄或者低平的血流。持续的TCD检查可以观察闭塞血管的再通情况，对临床治疗有一定的指导作用。

2.TCD用于超声辅助溶栓

目前超声结合微泡溶栓仍处于基础研究和实验阶段，但其增强溶栓效果显著，可减少溶栓药物的剂量，从而降低药物所致出血并发症的危险，并且可以缩短溶栓时间，因此超声结合微泡溶栓有望成为溶栓治疗的一种重要方式。

（七）TCD在蛛网膜下腔出血（SAH）的应用

SAH后脑血管痉挛是颅内动脉瘤破裂后产生的最常见的并发症。血管痉挛多发生在SAH后2天～2周，高峰期在7～12天，多在2～3周内缓解。对于SAH后血管痉挛的诊断，脑血管造影（DSA）被认为是金标准，但由于DSA检查有创且费用较高，在一定程度上限制了DSA的反复使用于SAH的监测。TCD能探测到血流速度的变化，从而间接反映脑血管痉挛的存在，从而协助诊断血管痉挛的发生，同时还可以利用治疗前后的TCD变化来判断治疗效果，因此TCD用于SAH后的监测已广泛地应用于神经科及介入科。

五、经颅多普勒超声发展趋势

经颅彩色多普勒超声（transcranial color duplex sonography，TCCS）：经颅超声彩色血流成像可以在二维图像上快速、实时地显示Willis环各支动脉的空间走向及血流方向，经枕窗可以显示后循环血流。新一代双功能超声仪可以进行三维血管重建。血管三维超声成像为血管疾病的诊断开辟了新的途径。它与二维超声相结合可以为临床提供更直观更准确的图像信息。TCCS不但可以直观显示出血管狭窄部位的异常血流，还可进一步定量反映狭窄程度及其前后部位的血流速度，较之TCD对血管病变的定位诊断更加准确。同时，通过检测过程中不断的旋转角度还可以观察狭窄处的性质，对临床有更大指导意义。

第二节　颈部血管超声检查方法及诊断分析

一、概述

颈部血管超声在诊断上的应用，不仅对颈动脉和椎动脉疾病的诊断提供了重要信息，而且通过检测颅外段动脉的粥样硬化、判别斑块的特性、检测有无狭窄和阻塞以及对冠心病、脑血管疾病事件发生的预测和防治均有重要价值。彩色多普勒超声不仅能直接显示病变部位血管解剖结构的改变，同时能测定血管病变部位血流动力学的改变，且无创性，目前已经成为诊断颈部血管疾病的重要检测手段，已在临床得到广泛应用。

二、检查方法和步骤

（一）患者准备

穿易于暴露颈前、侧部的上衣。

（二）仪器条件

通常，选用线阵探头，频率为5～10MHz。对于颈内动脉的探查，有的患者（如短颈、肥胖）使用凸阵探头较线阵探头有助于探头与皮肤的接触。对于受影响的颈总动脉起始段的探查，需使用相对较低频率（如2.5MHz）的扇形探头，并使声束方向指向足侧。

对于椎动脉的探查，使用的探头频率相对低于颈动脉，常用频率为5或7.5MHz。对于颈部短粗的患者，使用5.0MHz的探头效果较好。

（三）检查体位

取仰卧位，颈后垫枕，头后仰，并偏向检查侧的对侧。

（四）扫查方法

直接探查将探头与皮肤直接接触，图像清晰，若用扇扫仪器则视野较小。间接检查需在探头前加水囊。探头轻轻置于颈前部气管外侧（切勿加压，显示颈部动静脉短轴切面，内侧圆形较小的管腔为颈总动脉截面，外侧略呈椭圆形较大的管腔为颈内静脉，然后将探头旋转90°）、颈动脉沿颈总动脉、颈内静脉走行方向扫查，显示血管长轴切面，越过分叉处向上，分别检查颈内、外动脉，应两侧对比，发现管径不均匀处即测定局部内径，检查病变区应追踪到正常交界处。椎动脉探头置于颈根部胸锁关节略外侧上方，声束指向后内方，纵行扫查，先找到锁骨下动脉，其第1分支为椎动脉，追溯上行入第6颈椎横突或先找到颈椎回声，探头略向外侧移动，使脊柱回声消失，出现颈椎横突间回声及后方衰减影。在两个声影间所显示结构中寻找血管回声，向上追溯，并观察各横突间血管壁形态，管腔大小及回声有无异常，血管有无弯曲等。

三、检查内容及具体测量方法

（一）检测内容

1.测量血管内径。

2.识别膨大部、颈内及颈外动脉所在位置。

3.观察CCA、ICA、ECA管壁四周有无斑块，确定斑块所在部位。

4.测量内膜中层厚度（IMT）。

5.测量斑块长度及厚度、观察其表面及内部特性。

6.用彩色多谱勒血流图（color Dopplor flow image，CDFI）显示血流方向、充盈情况及狭窄、阻塞部位。

7.进行脉冲多普勒检测，观察流速曲线及血流参数测定。

8.在二维图像清晰显示基础上采用CDFI，观察血流方向、性质（层流、湍流及涡流）有无充盈缺损、狭窄、血流中断及倒流。

9.CDFI显示下确定取样框放置位置，进行脉冲多普勒检测，观察血流流速曲线形态，测量血流参数。

（二）血管内径及内膜中层厚度的测量

1.内径测量

以血管横断面心脏收缩期的内径为准，分别测量颈总动脉中部、颈内动脉距其窦部1cm处、颈外动脉距膨大部1cm处，测量从内膜内表面至对侧内表面的垂直距离。

2.内膜中层厚度（IMT）测量

测量部位目前国内多数采用一点法，即定位于颈总动脉开始膨大处近心端10～15mm处的远侧壁，也有文献报告应用多点法，即选取颈总动脉开始膨大处近心端10～15mm、膨大部及颈内动脉起始部上方1cm处的远侧壁。测量内膜内表面到中层与外膜交界面的垂直距离。正常值：颈总动脉、颈内动脉IMT﹤1.0mm，颈总动脉膨大部﹤1.2mm。

（三）斑块测量及超声特征描述

1.测量方法

横向扫查观察血管壁四周有无斑块，确定斑块所在位置（注意：仅用纵向扫查可遗漏位于侧壁的斑块）。然后，以血管长轴图像测量斑块上下径（长度）及厚度，斑块呈非对称性者要用横向探测，确定斑块最大厚度值。

2.斑块超声特征描述

应提供斑块部位、大小、形态结构、回声强度、内部回声分布信息。斑块回声强度以强、高、等、低区分（血液为无回声，胸锁乳突肌为等回声，血管壁外膜为高回声）低于胸锁乳突肌回声为低回声，与胸锁乳突肌回声相同为等回声，高回声与血管外膜回声相同，高回声伴声影为强回声，斑块内有两种以上不同强度构成为混合回声。此外，还应注意斑块表面规则和不规则，回声分布均匀与不均匀，有无斑块内出血（斑块内不规则无回声区）及溃疡形成。超声报告斑块以物理特性为主：如低回声、高回声、混合回声等。

3.斑块稳定性的评估

国内、外学者研究报告动脉硬化斑块的稳定性与临床症状、预后相关。通过斑块特征与病理分析发现，以脂类成分为主的低回声斑块，斑块内膜脆弱容易破裂出血，继而血栓形成，这类斑块不稳定，易发生一过性脑缺血症状。以纤维素为主要组成的等回声或高回声，钙化病变呈高回声伴声影者，这类斑块内膜纤维帽完整较厚，不易破裂称稳定性斑块。近年来，已有学者应用超声造影观察斑块造影后增强特点判断稳定性。提出经超声造影后显示斑块由周边向内部呈密度较高的点状及短线状增强为易损斑块（不稳定斑块），斑块无增强或周边及内部呈稀疏点状增强为稳定斑块。

（四）颈动脉狭窄程度的超声估测

以二维图像、彩色血流显像和脉冲多普勒检测所得的血管形态学和血流动力学指标来评估。

1.形态学指标

内径狭窄百分比和面积狭窄百分比，是通过二维图像或彩色血流图像上进行测量来完成的。内径狭窄百分比测量取纵断面，面积狭窄百分比测量作横断面。对于对称性（向心性）狭窄，可计算内径狭窄百分比或面积狭窄百分比，而非对称性（偏心性）狭窄者则应计算面积狭窄百分比。当管腔内斑块或血栓回声很低，用二维图像难以确定狭窄部管腔的内缘时，CDFI可帮助狭窄部残留管腔的显示。

内径狭窄百分比计算方法：内径狭窄%=［（D-d）／D］×100%（D：正常管腔直径；d：狭窄部残留腔内径）。

国外对内径狭窄百分比计测方法通常采用NASCET和ECST两种标准，两者计测不同点：NASCET法是以狭窄处内径与狭窄远端正常内径计算；ECST是以狭窄处内径与狭窄处水平正常内径来计算。由于NASCET法选用狭窄远端的正常内径相对较窄，而ECST选用狭窄处水平正常内径（估计值），因该处有斑块形成，管壁弹力纤维组织破坏的影响，测值较正常增宽。因此，采用不同测量方法，可造成同一个病变的狭窄程度判断有差异，以致造成有高估或低估的不同结果。

此外，也有学者提出应尽量使用狭窄前正常动脉内径计算，因为，狭窄前部正常管径受狭窄部影响相对较少，但若狭窄发生在颈内动脉起始段，则无法获取狭窄前正常管径。

面积狭窄百分比计算方法：

面积狭窄%=［（A-a）／A］×100%（A：正常管腔面积；a：狭窄部残留腔面积）。

2.血流动力学指标

根据脉冲多普勒检测血流参数和比值来估价，目前，多数研究认为判断颈动脉狭窄程度的指标：①狭窄处的收缩期峰值流速（PSV）；②狭窄处的舒张期末流速（EDV）；③ICAPSV／CCAPSV比值。

2003年Grant等报告美国放射学会超声专业专家共识会议提出标准其方法如下：①内径狭窄﹤50%者：PSV﹤125cm／s，EDV﹤40cm／s，ICAPSV／CCAPSV﹤2.0；②内径狭窄50%～69%者：SPV 125～230cm／s，EDV 40～100cm／s，ICAPSV／CCAPSV 2.0～4.0；③内径狭窄﹥70%接近完全阻塞者：SPV﹥230cm／s，EDV﹥100cm／s，ICAPSV／CCAPSV﹥4.0。

四、临床应用

（一）颈动脉闭塞性疾病

病理变化主要是颈动脉内膜类脂质的沉积，进一步发展有斑块形成，导致内腔狭窄。血管内膜破坏，血小板聚集，继而血栓形成、血栓脱落，栓子可进入颅内血管引起脑梗死。内膜斑块内可有出血，溃疡形成，严重者管腔完全阻塞。

超声检查：

1.颈动脉壁　通常表现为管壁增厚，内膜毛糙。早期动脉硬化表现为中层增厚，只有少量类脂质沉积于内膜而形成脂肪条带，呈线状弱回声。

2.粥样硬化斑块形成　多发生在颈总动脉近分叉处，其次为颈内动脉起始部。斑块形态多不规则，可以是局限性或弥漫性的分布。斑块呈弱回声或等回声者为软斑，斑块纤维化、钙化，内部回声增强，后方伴声影者为硬斑。

3.轻度狭窄可无明显湍流，中度狭窄或重度狭窄表现为血流束明显变细，且在狭窄处或狭窄远端呈色彩镶嵌的血流信号，峰值为舒张末期流速加快；完全闭塞者则闭塞段管腔内无血流信号。

（二）颈动脉瘤

可由动脉硬化、感染、创伤及先天性等原因引起，但以动脉硬化为多见。假性动脉瘤多由外伤或手术引起。一般为单发、一侧性囊状病变。腔内可有血栓形成。

肿块位于颈前三角区，多具有搏动，肿瘤部位常可闻及收缩期杂音，当压迫动脉瘤近端时，肿块搏动和杂音可减小或消失。动脉瘤增大压迫气管、食管及喉返神经时则出现呼吸困难、吞咽困难、霍纳（Honer）征及声音嘶哑。

超声检查：

1.颈动脉纵断面显示局限性膨大，呈梭形或类圆形，膨大处管壁局限性变薄。

2.彩色多普勒显示瘤体内呈涡流状血流，红蓝相间或较多色彩镶嵌。两端与颈内动脉彩色血流相互延续。

3.瘤体内有血栓时，显示瘤体一侧有低回声区或稍强回声存在，彩色血流束在瘤体内为完全充盈。

4.多普勒视频谱显示瘤体内血流速度较低。

（三）椎动脉闭塞性疾病

常见原因是由于颈椎骨质增生、横突孔变窄、椎间隙狭窄，颈椎曲度变直等情况，导致椎动脉骨质受压发生扭曲、骨赘刺激血管痉挛，压迫产生狭窄，导致椎动脉供血较少或阻断。其次，动脉硬化斑形成或大动脉炎管腔狭窄，也可形成管腔闭塞。椎动脉粥样硬化或动脉炎时，若又有颈椎病骨赘刺激椎动脉或压迫时，椎动脉血流则进一步受到严重影响。症状为发作性、可逆性的头痛、眩晕、恶心、呕吐、耳鸣，甚至晕倒在地。发病多由于头颈部前驱、后伸或旋转而引起，若伴有椎动脉粥样硬化者则症状加重，持续时间长。

超声检查：

1.椎动脉管壁增厚，内膜毛糙，可伴有斑块形成。

2.管腔明显狭窄，同时可见狭窄处血流束变细，彩色血流紊乱，峰值流速局限性加快频带增宽。完全闭塞则闭塞段管腔内无血流信号。狭窄或闭塞远端椎动脉呈狭窄下游频谱改变。对侧椎动脉可呈现代偿性改变，表现为内径增宽、流速加快和血流量增加。

（四）锁骨下动脉窃血综合征

锁骨下动脉起始段或无名动脉发生狭窄或闭塞，引起同侧椎动脉血流逆流入锁骨下动脉远端，从而导致椎基底动脉供血不足所产生的症候群。有的将椎动脉反流程度分为4级：一级为无椎动脉反流；二级为椎动脉流速减低；三级为部分性椎动脉反流，即收缩期反流，而舒张期血流为正向；四级为完全性椎动脉反流，即全心动周期反流。当合并其他颈部血管重度狭窄或闭塞时，即使锁骨下动脉起始段重度狭窄或闭塞，椎动脉可能不发生反流。

超声检查：

1.直接征象

即无名动脉或锁骨下动脉起始部狭窄或闭塞，彩色多普勒超声可探及高速五彩镶嵌状血流信号，或因闭塞而未及血流信号。

2.间接征象

（1）椎动脉血流方向及流速。

当椎动脉为不完全性反流时，表现为椎动脉收缩期反向血流信号，即与椎静脉同色，而舒张期为正向血流信号，即与椎静脉异色；当椎动脉为完全性反流时，表现为椎动脉全心动周期反流，即收缩期与舒张期均与椎静脉同色。

（2）患侧上肢动脉的血流速度及频谱形态。

当近端动脉存在狭窄时，远端血管表现为流速减低，波形低钝，呈“圆顶状”。

（杨新宇）

第三节　术中B超辅助神经外科手术

显微神经外科手术提高手术质量、减少神经损伤的基础是精确定位。传统的神经外科手术时，病灶的定位主要是术者依据自己对术前的影像学资料的理解，通过计算和测量，设计手术切口。开颅后在脑实质内进行穿刺探查，其准确度低是显而易见的，会对脑组织造成损伤，甚至造成颅内出血等严重并发症。随着科学技术的发展，术中的定位现在已有先进的术中CT、术中MRI及术中影像导航系统，这些设备术中实时定位准确可靠，但其造价昂贵，国内仅有少数医院具有此条件，难以在基层医院推广。

术中B超最初是应用于肝脏肿瘤及乳腺、甲状腺等实质性脏器肿瘤中。受其启示，1951年A型超声应用于颅脑外伤和脑肿瘤手术。1988年二维B超开始用于神经外科，主要应用于脑室穿刺、囊肿与脓肿引流、肿瘤活检、血肿清除等简单的操作。1992年Becker等用二维B超术中指导脑肿瘤的定位和手术。近年来随着B超的图像质量不断改进以及三维超声的出现，通过与CT、MRI解剖结构的对比，它的使用范围不断得到扩展，能够显示脑实质和颅内的病变的形态，使术中实时准确定位成为可能。术中B超将探头直接放置在硬脑膜和硬脊膜外，或脑和脊髓表面进行探查，病变显示及成像更加细致；彩色多普勒超声还可以显示病变内部及周围的血流信息，可协助术者选择手术路径，术中随时指导和修改手术方案。术中超声具有实时动态、方便灵活、安全无创、定位准确、可反复检查、费用低廉等优势。

一、术中B超的仪器和方法

目前绝大多数超声仪都具备术中应用的功能，配有特殊的术中探头。神经外科常用的术中探头有凸阵探头、冰球棍形探头、笔形探头等，频率5～12MHz。凸阵探头宽1.0～2.5cm，适合检查脑部及部分脊髓病变；冰球棍形探头宽1～3cm，适合检查脑部较表浅部位的病变和脊髓病变；笔形探头适合显微操作。目前多数探头为可变频设计，术中根据应用需要可调节探头的频率。高频探头分辨率高，但穿透力差，适合脑膜和脑皮质附近的病变；低频穿透力好，但分辨率低，适合脑深部肿瘤。

神经外科术中B超应用方法主要有直接法和间接法。直接法是将探头与脑组织或脊髓表面直接接触，适于切开硬脑膜前后，确定病变位置、边界及与周围结构关系。间接法是探头和被检查部位不直接接触，探头透过水等介质进行检查，适于切除病变后检查病变有无残留，注意尽可能避免产生气泡影响检查效果。进行术中超声探查时，应根据病变深度选择合适的频率，深部病变应通过低频（3.5～5MHz）探查；表浅的病变应用高频（7～10MHz）探查。可使用彩色多普勒观察病变的血供情况，但应注意合理调节增益，增益过大，会出现伪彩；增益过小，血流信号不能很好显示甚至不显示。

术中B超在不同扫查方向（矢状位、冠状位、轴平面横断扫查）均能成像，所提供的图像与CT、MRI不同，为非标准切面，识别图像时应首先分清探头的方位，否则容易造成误判。可以利用颅内固定的解剖结构作为标记物，如脑室（图像上为无回声）、大脑镰、小脑幕、脑裂和脉络丛（图像上为强回声）等。也可利用人工标记物如棉片，协助判断手术入路方向、距离等。

术中将涂有耦合剂的探头包裹在一个灭菌透明薄膜袋内，探头接触面与灭菌袋紧密贴敷。打开骨窗后，在硬脑膜表面进行纵切、横切或斜切扫查，确定肿瘤位置；打开硬脑膜后，再次在脑表面进行探测，了解肿瘤的大小、位置、距离表面皮质的距离及其与周围结构的关系。选择距离肿瘤最近、相对无功能区切开皮质，切除肿瘤，术中随时进行B超检查以了解切除程度。手术切除完毕后，再次用B超检查确认无残留病灶，肿瘤全切除，然后常规关颅。

二、神经系统B超影像学特点

正常脑组织表现为均一的低回声，侧脑室和脑池表现为无回声区，大脑镰、天幕、颅底和脉络丛表现为高回声区。

1.胶质瘤

胶质瘤呈强或稍强回声区，内部回声不均匀；周边可有肿瘤周边水肿所造成的低回声带。随着胶质瘤恶性级别的增加，肿瘤形态更加不规则，边界不清，回声更加不均匀，可出现囊变，周边水肿带较大。有研究认为超声确定的胶质瘤范围更接近手术所见，术前CT和MRI强化所显示的是血脑屏障破坏的区域，而胶质瘤细胞浸润性生长，常超过血脑屏障破坏的区域。但有时肿瘤周围水肿可能为中等回声影，使肿瘤边界难以确定，还需要术者肉眼下通过组织的颜色和质地加以分辨（图11-3-1）。

2.脑膜瘤

脑膜瘤的超声图像边界清晰，呈密集细点状均匀强回声，周边有强包膜回声带。对窦旁和镰旁的脑膜瘤，可以应用彩色多普勒判断肿瘤与静脉窦的关系（图11-3-2）。

3.海绵状血管瘤

海绵状血管瘤多位于皮层下或脑实质深部，超声图像表现为边界清晰的强回声团，中心呈蜂窝状改变，回声不均匀，内部及周边可无血流信号或仅有点状血流信号。对于部位深在的海绵状血管瘤，应用术中B超可协助术者制定最短、最精确的手术入路。（图11-3-3）

4.动静脉畸形

动静脉畸形典型表现为彩色多普勒上出现五彩镶嵌的血管团，易与其他疾病鉴别。但病变较小或合并出血时，应注意与颅内出血和血管网状细胞瘤鉴别。采用彩色多普勒有利于判断供血动脉和引流静脉，避免处理供血动脉前夹闭引流静脉。术中超声确定动静脉畸形范围的精确度很高，能指导术者沿病变边界切除，减少对脑组织的损伤（图11-3-4）。

5.血管网状细胞瘤

超声图像表现为边界清晰的无回声影，无回声区占肿瘤绝大部分，囊壁光滑，可见强回声的附壁瘤结节，瘤结节可见点线状血流信号。

6.转移瘤

转移瘤边界较清晰，内部呈回声不均匀的强回声，周围水肿范围大。转移癌囊变者多，可在囊壁发现强回声的肿瘤结节。应用超声可发现其他影像学无法发现的小肿瘤或卫星灶，从而达到更好的手术效果。

7.其他颅内病变

囊性病变表现为无回声区或低回声区，回声区是否均匀取决于病变的性质。脓肿囊壁表现为界限清晰的厚薄不均的强回声。寄生虫囊壁菲薄，无回声区内可见点状强回声。蛛网膜囊肿囊壁界限清楚，回声均匀。脑内血肿呈占位性强回声团块，边界清晰，中心液化，边缘机化，呈囊样改变。淋巴瘤边界不清，呈等回声或弱回声。

8.脊髓肿瘤

椎管内手术应用术中超声，可以帮助术者确定肿瘤位置，明确其与正常脊髓的分界，了解肿瘤的血供情况。由于椎管手术空间狭窄，常采用在术野内注水后，高频探头探查。

9.脊髓损伤和椎管狭窄

椎管内占位性病变和椎管狭窄都会导致脊髓和神经根受压，超声图像上可以明确看到受压部位脊髓变形，脊髓损伤初期可表现为脊髓水肿增粗。手术后超声检查可以明确肿瘤切除情况，全方位地了解椎管减压的效果，受压硬脊膜囊和神经根在减压后的恢复程度，观察硬脊膜囊及脊髓的搏动情况。

三、B超在神经外科手术中的应用

术中超声已经广泛应用于神经外科领域，如脑、脊髓肿瘤切除术、颅脑外伤、脑出血等手术中。超声可以准确地确定病变所处的位置和其与邻近结构的关系，引导手术操作，缩小脑组织切开范围，避开功能区皮质和深部重要结构，能够为术者提供实时性的术中图像信息，使手术操作直观化、可视化。对于功能区病变，在B超引导下潜行入路，在最大限度的保留功能的前提下又切除了病变，减少了手术的副损伤。彩色多普勒超声还可提供肿瘤的血供情况以及与周围血管的关系。在病变切除后，可再次行B超检查，了解病变的切除程度，残留肿瘤的大小、位置，提高了手术的全切率。术中B超反复探查指示，为手术彻底、快速切除脑瘤及综合治疗创造了条件，并可以为术后放疗或化疗提供参考。对于动静脉畸形手术，术中B超能显示动静脉畸形的整体轮廓，供血动脉与引流静脉的位置，为手术提供许多相当有价值的信息。术中B超引导下行高血压脑出血颅内血肿微创清除术，具有定位准确、操作快捷的特点。重型颅脑损伤紧急手术易遗漏多发性血肿、较为隐蔽的脑内血肿和脑室积血，术中反复的穿刺易引起继发损伤和新的血肿，B超扫查为清除血肿实施导向，可以避免遗漏血肿，术后经去骨瓣处B超探查可以动态检测有无迟发性出血和脑积水等。脑深部病变活检，尤其微小病变，用脑穿针在脑实质内反复穿刺、探查，不但定位不准确，而且造成脑损伤和颅内出血。术中B超还可引导立体定向脑深部病变活检及开放立体定向显微手术病变切除，帮助术者设计穿刺通路，将不可视的深部病灶变为术中实时可视的病变，可提高病变活检的成功率，减少手术创伤和神经功能障碍的发生。

术中B超可以对肿瘤进行多个层面包括纵、横、斜等切面扫描，并且指导切除病变时的最佳入路，同时显示病变切除范围大小，做到最小的创伤得到最大范围的切除，符合微创理念。由于颅骨对超声穿透的阻碍，在开颅后阻碍消除，效果显著。神经影像导航的基础信息是术前的MRI图像，故其术中精确度必然受到脑组织移位的影响。一般认为，脑移位的主要原因有颅骨骨瓣的去除、硬脑膜的打开、脑脊液的流失、病变的切除、脱水剂的使用以及重力的影响；而且受骨窗位置及颅内压影响，病变移位的方向也难以预计。从测量结果来看上述因素均可导致脑移位，其中打开硬脑膜前平均移位3.2mm，打开硬脑膜后平均移位4.6mm，病变切除过程中平均移位5.5mm，部分病变移位甚至超过10mm。而且上述脑移位是导航系统本身无法解决的，故脑移位成为人们对影像导航手术的最大担忧。解决术中脑移位的方法有两种：①术中MRI与术中CT；②术中B超纠错。虽然术中MRI与CT图像清晰，但术中患者要放在专门房间、专门的固定架与消毒的磁场中，一次扫描约需30～70分钟，在这种状况下，很多手术操作过程无法进行，而且设备复杂、花费昂贵，这极大地限制了术中MRI与CT的使用。术中超声在手术室的使用不受空间和时间的限制，操作方便，图像清晰，每次检查仅需2～3分钟，而且价格便宜。术中B超实现了真正的动态实时监测，不仅可应用于引导常规神经外科手术，而且还可应用于神经导航手术的超声纠错。通过测量了解病变移位的方向及距离，消除影像导航的误差，有助于提高手术准确性，减少手术副损伤，缩短手术时间，特别当病变位于重要皮层功能区时，此作用更突出。但是由于B超的图像质量受多种因素影响，随着声波的逐渐衰减，深部小型病变显示困难，对病变与周围结构对比的判断，远不如CT、MRI清晰，但深部结构往往术中移位小，与神经影像导航结合可以满足手术定位需要（图11-3-5）。

术中B超对周围环境和手术器械无特殊要求，对患者无损伤，费用低。但术中超声有一定局限性，如其对颅骨穿透性差，只能在骨窗范围内探测。术中超声图像的瘤周水肿回声与残余肿瘤回声相近，有时不易区分，这些在一定程度上限制了其应用。另外超声分辨率还有待提高，在经验不足的情况下，对于1cm以下的病变分辨较为困难。B超的图像质量受多种因素影响（如血流、空气、仪器等），它对空间和对比的判断，远不如CT、MRI的影像，而且随着声波的逐渐衰减，远处病变结构显示困难，经体表扫查与术中B超得到的图像也不完全一致，而术中超声和MRI两种显像模式与神经导航术相结合对于引导神经外科手术有很高的临床实用价值。另外在术中使用B超延长了手术时间，术后颅内感染的问题需积极预防。

四、术中B超的优缺点

术中B超具有诸多优点：①反复性和实时性：可在硬脑膜表面或脑组织表面反复操作，提供术中连续性图像信息，这是CT和MRI无法替代的；②精准性：不受脑组织飘移的影响，可精准、实时确定病变的部位、大小和深度，评价病变与周围脑组织的关系，随时检查是否残留病变，提高全切率；③使用方便，操作简便，有助于缩短手术时间；④设备价格较低廉，患者承担的费用较低，适合基层医院采用；⑤对人体无损伤；⑥超声频率5MHz或更高频率探头可以发现皮层下小病灶，从而鉴别实质性肿瘤、囊肿和坏死；超声频率10MHz，可以用来寻找残余肿瘤和侵袭性肿瘤。

当然，术中B超也有其自身的不足：①难以优化手术切口，只有在打开骨窗后才能探测确定病变的部位，不能在开颅前定位；②优化手术入路方面有限，B超图像质量因受多种因素，如血流、空气、仪器等影响，对空间的判断远不如CT和MRI准确，不能分辨重要结构（如功能区）和颅底结构；③由于B型超声波随着病变距离的增大而衰减，因此对较小和深部病变定位比较困难，距离探头超过5～6cm和直径﹤5mm的病变定位准确性会有所降低；④临床医生对超声影像的认识不足，B超显示的是非标准面断层影像，习惯于CT和MRI的临床医生对此不适应；⑤手术过程中反复超声检查有增加术后感染的危险。

可通过以下方法不断完善：①与MRI和CT以及解剖定位相结合，特别病灶位于脑组织深部、功能区的，以提高定位准确度；②术者应掌握B超的成像原理和非标准面断层解剖，请影像科医师进行术中指导；③选择相对固定的结构作为参考，如大脑镰、小脑幕、脑沟、脉络丛。这些结构超声表现为固定的高回声；另外在残腔内放置止血材料如止血棉条或明胶海绵，表现的高回声也可以起到良好的定位效果；④结合MRI和CT神经导航为手术提供准确的开颅部位、病变定位、制订手术方案，提高手术质量、减少副损伤；⑤提高手术技术，减少超声检查次数，注意无菌操作。

五、术中B超的发展前景

神经外科显微手术改善手术质量、减少神经损伤的关键是精确定位。术中的定位现在已有术中CT、MRI导航系统，术中实时定位准确可靠，但脑组织移位却是导航系统无法解决的。虽然术中MRI与CT图像清晰，但患者需专门的固定架与消毒的磁场，操作时间较长。术中B超体积小，重量轻，移动性好，操作方便，图像清晰，检查时间短，而且价格便宜。随着设备与技术的不断完善，特别是三维彩超在术中的推广应用，B超在神经外科手术中，必将有更广阔的应用前景。

（张川　赵岩）

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