床旁经颅彩色编码大脑中动脉多普勒超声

摘要

经颅超声是监测患有各种神经系统疾病的患者的重要工具。尽管它在会诊研究中通常以协议化的方式使用，但在许多利用床旁超声 （PoCUS） 的方案中，大脑被忽视了。本研究提出了一种 PoCUS 图像采集协议。

摘要

在许多临床问题的评估和管理中，床旁 （PoC） 超声是一种新兴的床边工具。经颅彩色编码双功 （TCCD） 超声在多种情况下都有价值，包括对于失去知觉或神经系统检查结果模棱两可的患者，因为它有助于诊断特定的颅内病变。尽管经颅超声的诊断价值已知，但其在重症监护医学中的应用仍然存在差异。这种可变性部分是由于缺乏标准化的教育和培训，导致医院之间的培训不一致。此外，在许多重症监护方案中，大脑经常被忽视，例如 RUSH（休克和低血压的快速超声检查）和 FAST（创伤超声聚焦评估）检查。为了解决这些差距，本文提出了一种成人 PoC TCCD 图像采集方案，详细说明了适应症、局限性、换能器选择、放置、序列采集和图像优化。此外，讨论了使用 PoC TCCD 作为筛查三种情况的手段:血管痉挛、颅内压升高和脑循环停止进展。

引言

经颅多普勒 （TCD） 超声检查于 1982 年由 Aaslid 等人首次描述，提供了一种评估颅内血流和流速的方法¹。后来，经颅彩色编码多普勒超声 （TCCD） 被开发出来，允许对脑内脉管系统进行颜色编码可视化。这使得 TCCD 能够部分克服 TCD 的一个限制:角度依赖性。具体来说，由于多普勒频移，如果超声束的角度和血管轴线在 0-30 度之间，血流速度的测量是最准确的²。虽然 TCD 中的流速测量假设角度接近于零，但 TCCD 允许可视化超声角度，从而进行角度校正速度测量³。

TCCD 包括多种多普勒测量，包括但不限于:脉动指数 （PI）、平均流速 （MFV） 和/或时间调整速度 （TAV）⁴。使用这些测量，TCCD 允许对几种重要情况进行无创筛查，包括血管痉挛、颅内压 （ICP） 升高和脑循环停止，每一种情况都表现出独特的血流动力学和超声特征⁵。

首先，在蛛网膜下腔出血（动脉瘤或外伤性）后脑血管痉挛的情况下，TCCD 提供颅内血流的实时可视化，从而可以检测脑动脉的狭窄或收缩。通过测量 MFV（定义为舒张末期速度 + 1/3（峰值收缩速度 + 舒张末期速度）⁶，临床医生可以量化症状出现前 2.5 天内血管痉挛的严重程度⁷。同时，通过测量 PI（定义为峰值收缩速度 - 舒张末期速度）/平均速度），可以检测到升高的值 （>1.2）⁷。值升高反过来表明脑血管阻力增加，突出了与远端血管痉挛相关的远端灌注受损⁷或颅内压升高。TCCD、PI 和 MFV 的联合使用有助于血管痉挛的早期检测和监测，从而能够及时干预以防止缺血性损伤并改善患者预后。

其次，在 ICP 升高的情况下，可以通过 PI 和 MFV 评估脑血管动力学。PI 和 MFV 反映了脑血流和血管阻力的变化，这两者都受 ICP 升高的影响。ICP 升高可能由于脑血管顺应性受损导致 PI 值升高，而 MFV 降低表明继发于颅内压升高的脑灌注减少⁴。监测这些参数使临床医生能够评估 ICP 升高的严重程度，指导治疗决策，并评估对旨在降低 ICP 的干预措施的反应。

第三，在脑循环停止的情况下，PI 和 MFV 评估在确认脑血流停止方面起着关键作用。使用 TCCD 和血流动力学参数快速识别脑循环停止对于启动时间敏感的干预措施（例如高级神经重症监护措施）至关重要，如果及时发现，可以恢复脑灌注。

总之，TCCD 提供了一种无创的床边工具来筛查脑血管痉挛、ICP 升高和脑循环停止。通过提供脑血流动力学的实时可视化和量化，TCCD 使临床医生能够诊断、监测和管理这些关键的神经系统疾病，有可能改善患者的预后并降低发病率和死亡率。但是，尽管经颅超声的诊断价值已知，但 TCCD 在重症监护医学中的即时利用仍然存在差异，部分原因是由于缺乏标准化的培训和教育，医院之间这种方式的培训仍然不一致。

为了解决这些差距，本文提出了一种成人 TCCD 图像采集方案，可用于床旁 （PoC）。一般来说，PoC 超声是由患者的主要治疗提供者执行和解释的超声⁸。这与会诊超声形成鲜明对比，后者由患者的主要治疗提供者要求，但由单独的专家团队进行。会诊 TCD 或 TCCD 通常包括对多条脑动脉的多普勒询问，而这种 PoC 协议以大脑中动脉 （MCA） 的选择性询问为中心，原因有两个:（1） MCA 通常是威利斯环中最容易与 TCCD 相音的分支，以及 （2） MCA 负责来自颈内动脉的大约 70% 的血流， 因此，对 MCA 的分析可以带来有关整个脑血流的良好信息⁹。

该 PoC TCCD 协议包括传感器选择和放置、序列采集和图像优化。此外，将讨论使用 PoC TCCD 作为筛查以下三种情况的手段:血管痉挛、颅内压升高和脑循环停止进展。

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研究方案

该程序符合人体实验机构委员会和赫尔辛基宣言的道德标准。超声被认为是一种风险最低的手术;因此，通常不需要患者的书面同意。该研究包括在适当的临床环境中担心神经系统变化的患者。那些在超声部位有开放性头部伤口、手术切口或手术敷料的患者被排除在外。本研究中使用的耗材和设备列在 材料表中。

1. 传感器选择

1. 选择相控阵探头 （1-5 MHz） 进行 TCCD 扫描。该探针为跨颞窗的谐振提供了最小的足迹。
   注:"相控阵探头"一词通常是指线性相控阵扇形弧探头 ^6,10。这个术语可能模棱两可，因为所有现代超声换能器都使用相位来引导超声束。为了简洁起见，这篇综述将使用"相控阵探头"代替"线性相控阵扇形弧探头"。

2. 机器设置

1. 将机器设置为 经颅 预设。此预设在大多数现代机器中都可用。这会将指示器设置为屏幕右侧。
   注意:如果 经颅预设 不可用，则可以使用 心脏 预设。指示器将位于此预设的屏幕左侧。
   1. 将初始模式设置为 B 模式 （二维灰度¹¹）。设置 深度 13-16 厘米。
      注意:这个深度将捕获一条高回声凸线，代表同侧颞骨，通常在大约 1-2 厘米的深度。而对侧颞骨在 14-16 cm 深度处将被视为凹面高回声结构。
   2. 为了获得最佳的扫描人体工程学，请放置机器，使超声屏幕与超声探头直接对齐。

3. 患者体位

1. 将患者置于仰卧位，床头呈 30 度角。

4. 扫描技术

1. 将 Gel 涂抹在探针上。
2. 将探头放在跨颞窗上（图 1），与地面平行，索引标记对准患者前部。
   注意:跨颞区位于颧弓正上方和耳屏⁶ 的前面。

5. 经颅视图

1. 使用滑动动作扫描附近的脑组织，直到确定相关的颅内结构。这些作为确定 PoCUS TCCD 所需标志的起点。
2. 确定同侧颞骨，通常见于 1 厘米¹¹ 左右。
3. 确定对侧颞骨，通常约为 14-16 厘米¹¹。
   注意:同侧颞窗表现为凹形或线性高回声结构。对侧颞窗看起来更凹¹¹。
4. 识别第三脑室，它表现为两条高回声线，中间有一条薄的低回声结构，代表脑脊液。
   注意:这通常出现在 6-8 厘米的深度¹¹。使用滑动或扫动动作，直到识别出上述结构¹².这不是该协议的必要步骤。如果不明确识别，可以继续下一步。

6. 大脑中动脉 （MCA） 的彩色多普勒询问

1. 从从上一节中的步骤获取的视图开始。
2. 首先减小深度，使远场为 10 厘米。
3. 在超声屏幕上半部分的左侧，找到大型彩色流采样框。
   注意:MCA 现在应显示为线性结构，血流流向超声换能器。红色表示流向传感器。
4. 启动脉冲波多普勒，并将框置于 MCA 的红色血流信号的中心。
5. 获取频谱多普勒波形。
   注意:正常的 MCA 血流速度显示急剧的收缩期上升，然后在舒张期¹³ 期间逐渐减速。
   1. 跟踪等值线以测量一个心动周期的速度时间 Integr 。
      注意:在经颅模式的超声中，一旦追踪完成，将自动生成多个值。
   2. 确保显示 MFV 或时间平均速度 （TAV） 或时间调整峰值速度 （TAP） 或时间平均最大速度 （TAMAX）。如果没有，则通过 （PSV + （EDV x 2））/3 计算² 。
      注意:平均流速高于 120 可能会引起对血管痉挛风险可能增加的担忧。理想情况下，谐音角度必须在 0-30 度之间，否则测得的速度将被低估¹⁴。平均流速 （MFV）、时间调整峰值速度 （TAP）、时间平均最大速度 （TAMAX） 和时间平均速度 （TAV） 将互换使用。
   3. 确保显示 Pulsatility index（脉动指数）。如果没有，请使用公式 PSV-EDV）/^{MFV 15} 进行计算。
      注:可以使用以下公式将 PI 转换为 ICP 的估计值:ICP = （10.93 x PI）-1.28。进展为 PI > 2 可能会引起对 ICP¹⁶ 升高的关注。PI 对离轴谐振有抵抗力，因为它是一个相对比率。该值中的所有测量值将受到同等影响，因此 PI 值将保持保留¹⁷。

7. 术后步骤

1. 查看采集的图像和多普勒光谱，以确保它们符合诊断质量标准。
2. 确保所有图像和多普勒数据都已正确保存和标记，以备将来参考和分析。
3. 告知患者任何后续步骤或必要时的其他检查。

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结果

本节将描述对从上述方案中获得的数据的分析和解释及其临床用途。 图 1 显示了头部执行 TCCD 的物理位置:在跨颞窗口中。 图 2 展示了这个跨颞窗，显示同侧 MCA 被脉搏波多普勒 （PWD） 询问。将 PWD 箱放置在 45-65 mm¹⁸ 的深度后，应出现可用于计算 MFW 和 PI 的速度分布。在这种特殊情况下，多普勒数据显示正常...

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讨论

PoC 超声在急性器官功能障碍患者的诊断和管理中发挥着越来越重要的作用，如 RUSH 和 FAST 检查所示。然而，在评估脑功能时，迄今为止，对于寻求进行 PoC TCCD 的临床医生，几乎没有已发表的指南。

为了开发这个 PoC 协议，我们选择采用 TCCD 而不是 TCD 成像。 与传统的 TCD 相比，TCCD 结合了 B 型和彩色多普勒，允许进行角度校正，从而更准确地测量流...

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材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
Low Frequency Ultrasound Probe (C35xp)	SonoSite (FujiFilm)	P19617
SonoSite X-porte Ultrasound	SonoSite (FujiFilm)	P19220
Ultrasound Gel	AquaSonic	PLI 01-08