TCD检测脑动脉内微栓子的方法与临床意义
作者：周冀英 谢鹏 董为伟
单位：周冀英(重庆医科大学附属第一医院神经内科 400016)；谢鹏(重庆医科大学附属第一医院神经内科 400016)；董为伟(重庆医科大学附属第一医院神经内科 400016)
关键词：
中华超声影像学杂志000126
TCD检测循环中微栓子的研究始于90年代初[1],现已广泛应用于临床。1995年第九届国际脑血液循环会议制定了TCD微栓子信号的基本标志[2]:①TCD栓子信号为一过性的,持续时间≤300 ms;②信号强度应至少高于背景血流强度3 dB;③栓子信号在血流频谱上一般为单相的;④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。
一、检测方法
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1.栓子信号:栓子较红细胞体积大,其声阻抗不同于红细胞及周围血液成分,超声束投射到栓子及红细胞表面产生反射和散射,栓子在TCD频谱上表现为突出于背景的高强度、短暂的信号。
测量栓子的基本指标有栓子持续时间、栓子速度及栓子信号强度[3],信号强度以dB值计算。三个参数相互关联,其中信号强度的特异性及灵敏度最高,使用最广泛。
信号强度为栓子与背影血流多普勒频移值的相对比值,与栓子的性质、体积大小和取样容积中血流量有关,受多普勒频率等一些技术指标的影响。信号强度反映栓子的体积和性质。体积越大,信号越强;空气栓子较固体栓子信号强;血栓及粥样斑块信号较血小板栓子强;心脏源性栓子信号强,而颈动脉粥样硬化斑块产生的栓子强度偏低。但据目前资料[4],还不能凭信号强度鉴别栓子的大小和性质。
2.方法的可靠性:TCD微栓子检测是一个耗时、耗力的过程,栓子的检出率受所用仪器、受检人群、选用参数及操作者经验的影响,早期文献结果差异较大[5]。目前常用于栓子检测的TCD仪有EME TC 2000、EME TC2-64、Mutidop X(DUL)等,动态范围(dynamic range)一般在30 dB。由于栓子的性质和体积不同,所产生的信号强弱不等,因此要使栓子信号完全在仪器的探测范围内,新一代的TCD仪应提高其动态范围到60 dB以上,频谱的时间分辨力(time resolution)至少1 ms。同时,重要的是操作时所选用的参数应前后保持一致,取样容积一般为3～10 mm,并尽量采用低能量(power)及低增益(gain)。
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Markus等[6]就不同操作者及不同检测中心间栓子检测的重复性进行了比较研究。以颈动脉粥样硬化狭窄患者为对象,采用EME TC 2000型TCD仪及相同参数,检测结果显示重复性良好,操作者间及不同检测中心间一致率达0.90和0.94,因此提出,在目前条件下这一技术可以应用于临床。
对影响栓子检测重复性的因素进行分析,Markus等[6]认为最重要的是栓子的dB阈值。dB值越高,重复性越好,结果越稳定。当阈值为4 dB时,一致率为0.936,阈值升至7 dB时,一致率达到0.995。但随着dB值升高,灵敏度下降。阈值升至7 dB时,灵敏度下降50%。因此选定适当的dB阈值至关重要。
3.dB阈值的选择:纵观TCD栓子研究的文献报道,所采用的dB阈值从3 dB到12 dB不等。信号dB值为栓子信号强度与背景频谱强度的相对比值。不同仪器对两种强度的测量方法不同,因此同一信号在不同仪器上所测值不同。Markus等[7]采用TC 2000、EME Pioneer及EME Pioneer自动栓子检测仪进行比较,结果认为不同机型应有不同的dB阈值,即TC 2000采用4 dB为阈值,所测栓子的灵敏度及特异性与以7 dB为阈值的EME Pioneer结果一致。如果采用7 dB为统一阈值,则上述三种机型的漏检率分别为42.2%、4.9%和51.4%。
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此外,dB阈值还受所研究对象的影响[7]。一般心源性栓子信号强,在心脏搭桥术和心脏换瓣术后,采用较高的dB阈值,可适当提高检测的特异性。相反,对颈动脉狭窄患者,特别是无症状患者,由于信号强度较弱,适当降低阈值可增加检测的灵敏度。
在正常情况下,正常人多普勒频谱均有随机发生的多普勒“斑点”(Doppler‘speckle’),表现为背景频谱短暂的强度轻微增高。因此在操作中,如果采用的dB阈值过低,易将这种Doppler‘speckle’误为栓子信号,得出患者栓子检出率100%阳性的结论。因此,操作者应根据受检人群、所用仪器的不同,采用适当的dB阈值,并排除Doppler‘speckle’的影响。所用dB阈值及操作参数应贯彻始终,并在文献中注明,以便交流。
4.自动栓子检测:栓子检测有人工和自动两种,以人工检测为金标准。由于栓子检测耗时、耗力,因此自动检测是将来的发展趋势。目前自动检测系统的灵敏度及特异性还不能达到临床使用要求,还须与人工检测相结合[8]。
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5.双深度探头的应用:双深度探头可同时监测同一血管两个节段的血流情况。栓子随血流运动,在血管的不同节段顺序出现,而人为所致伪迹总是同时出现的。这种栓子信号在两个探测节段间出现的时间延迟,可作为区别栓子信号与伪迹的有效手段[9]。
二、临床应用
有报道[10]脑梗死患者的微栓子检出率为24.1%,栓子的阳性率与病程有关[11],急性期易检测到栓子信号。有颈动脉粥样硬化狭窄患者检出率较高,狭窄程度越重,阳性率越高,但狭窄程度与栓子阳性率及临床症状并非呈线性关系[12],提示还有其他因素参与了脑栓塞的形成。
有报道[13]术中栓子数量与神经功能障碍呈正相关,术中TCD未检测到栓子信号者,MRI无阳性发现;术中栓子数超过10个以上患者,MRI多有亚临床梗死灶形成。在心脏换瓣术中,栓子的检出率较高,而大多数患者术后并没有神经功能障碍,究其原因,可能是这种栓子多为空气栓子,较颈动脉源性的固体栓子、空气栓子更易检测,而不易造成神经功能损害。
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TCD检测还广泛应用于药物疗效观察。对脑梗死患者采用抗凝治疗,对治疗前后栓子阳性率进行比较,治疗后栓子检出率明显下降。因此,采用TCD检测可评价不同药物疗效,并以栓子检出率的下降程度决定是否进一步治疗[12]。
经过近10年的发展,TCD微栓子检测技术已广泛应用于各医疗领域,TCD微栓子检测阳性已作为临床高危因素,对无症状患者,栓子检测阳性提示患者有活动的栓子来源,对有症状患者,则高度提示有卒中复发的可能。同时其方法本身也在不断完善。一项技术要作为临床常规检查,首先要求方法稳定,结果可靠,并要求一定的灵敏度及特异性。1998年国际栓子检测小组就操作的各项参数提出规范化意见,并要求在发表论文时予以报道[13]。TCD微栓子检测技术作为无创性检测手段,有着广泛的应用前景。
参考文献：
1 Spencer MP,Thomas GI,Nicholls SC,et al.Detection of middle cerebral artery emboli during carotid endarterectomy using transcranial Doppler ultrasonography.Stoke,1990,21:415-423.
, http://www.100md.com
2 Consensus Committee of the Ninth Intemational Cerebral Hemodynamic Symposium.Basic identification criteria of Doppler microembolic signals.Stroke,1995,26:1123.
3 Smith JL,Evans DH,Bell P,et al.A comparison of four methods for distinguishing Doppler signals from gaseous and particulate emboli.Stroke,1998,29:1133-1138.
4 Ringelsten EB,Croste DW,Babikian VL,et al.Intemational consensus group on microenbolus detection.Consensus on microembolus detection by TCD.Stroke,1998,29:725-729.
, 百拇医药
5 Markus HS,Thomson N,Brown MM.Asymptomatic cerebral embolic signals in symptomatic and asymptomatic carotid artery disease.Brain,1995,118:1005-1011.
6 Markus HS,Bland JM,Rose G,et al.How good in intercenter agreement in the idetification of embolic signals in carotid artery disease?Stroke,1996,27:1249-1252.
7 Markus HS,Molloy J.Use of a decibel threshold in detecting Doppler embolic signals.Stroke,1997,28:692-695.
, 百拇医药
8 Zuilen EV,Mess WH,Jansen Cees,et al.Automatic embolus detection compared with human experts:a Doppler ultrasound study.Stroke,1996,27:1840-1843.
9 Molloy J,Markus HS.Multigated Doppler ultrasound in the detection of embolic in a flow model and embolic signals in patients.Stroke,1996,27:1548-1552.
10 Koennecke HC,Mast H,Trocio SH,et al.Frequency and determinants of microembolic signals on transcranail doppler in unselected patients with acute carotid territory ischemia:a prospective study.Cerebrovasc Dis,1998,8:107-112.
, 百拇医药
11 Wijman C,Babikian VL,Matjucka I,et al.Cerebal microembolism in patients with retinal ischemia.Stroke,1998,29:1139-1143.
12 Droste DW,Sonne M,Siemens HJ,et al.Asymptomatic circulating cerebaral emboli and cerebral blood flow velocity under aspirin and ticlopidine in patients with cerebrovascular disease.Neurol Res,1996,18:449-453.
13 Jansen C,Ramos LM,Heesewijk JP,et al.Impact of microembolism and hemodynamic changes in the brain during carotid endarterectomy.Stroke,1994,25:992-997.
(收稿日期：1999-05-25), 百拇医药
单位：周冀英(重庆医科大学附属第一医院神经内科 400016)；谢鹏(重庆医科大学附属第一医院神经内科 400016)；董为伟(重庆医科大学附属第一医院神经内科 400016)
关键词：
中华超声影像学杂志000126
TCD检测循环中微栓子的研究始于90年代初[1],现已广泛应用于临床。1995年第九届国际脑血液循环会议制定了TCD微栓子信号的基本标志[2]:①TCD栓子信号为一过性的,持续时间≤300 ms;②信号强度应至少高于背景血流强度3 dB;③栓子信号在血流频谱上一般为单相的;④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。
一、检测方法
, http://www.100md.com
1.栓子信号:栓子较红细胞体积大,其声阻抗不同于红细胞及周围血液成分,超声束投射到栓子及红细胞表面产生反射和散射,栓子在TCD频谱上表现为突出于背景的高强度、短暂的信号。
测量栓子的基本指标有栓子持续时间、栓子速度及栓子信号强度[3],信号强度以dB值计算。三个参数相互关联,其中信号强度的特异性及灵敏度最高,使用最广泛。
信号强度为栓子与背影血流多普勒频移值的相对比值,与栓子的性质、体积大小和取样容积中血流量有关,受多普勒频率等一些技术指标的影响。信号强度反映栓子的体积和性质。体积越大,信号越强;空气栓子较固体栓子信号强;血栓及粥样斑块信号较血小板栓子强;心脏源性栓子信号强,而颈动脉粥样硬化斑块产生的栓子强度偏低。但据目前资料[4],还不能凭信号强度鉴别栓子的大小和性质。
2.方法的可靠性:TCD微栓子检测是一个耗时、耗力的过程,栓子的检出率受所用仪器、受检人群、选用参数及操作者经验的影响,早期文献结果差异较大[5]。目前常用于栓子检测的TCD仪有EME TC 2000、EME TC2-64、Mutidop X(DUL)等,动态范围(dynamic range)一般在30 dB。由于栓子的性质和体积不同,所产生的信号强弱不等,因此要使栓子信号完全在仪器的探测范围内,新一代的TCD仪应提高其动态范围到60 dB以上,频谱的时间分辨力(time resolution)至少1 ms。同时,重要的是操作时所选用的参数应前后保持一致,取样容积一般为3～10 mm,并尽量采用低能量(power)及低增益(gain)。
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Markus等[6]就不同操作者及不同检测中心间栓子检测的重复性进行了比较研究。以颈动脉粥样硬化狭窄患者为对象,采用EME TC 2000型TCD仪及相同参数,检测结果显示重复性良好,操作者间及不同检测中心间一致率达0.90和0.94,因此提出,在目前条件下这一技术可以应用于临床。
对影响栓子检测重复性的因素进行分析,Markus等[6]认为最重要的是栓子的dB阈值。dB值越高,重复性越好,结果越稳定。当阈值为4 dB时,一致率为0.936,阈值升至7 dB时,一致率达到0.995。但随着dB值升高,灵敏度下降。阈值升至7 dB时,灵敏度下降50%。因此选定适当的dB阈值至关重要。
3.dB阈值的选择:纵观TCD栓子研究的文献报道,所采用的dB阈值从3 dB到12 dB不等。信号dB值为栓子信号强度与背景频谱强度的相对比值。不同仪器对两种强度的测量方法不同,因此同一信号在不同仪器上所测值不同。Markus等[7]采用TC 2000、EME Pioneer及EME Pioneer自动栓子检测仪进行比较,结果认为不同机型应有不同的dB阈值,即TC 2000采用4 dB为阈值,所测栓子的灵敏度及特异性与以7 dB为阈值的EME Pioneer结果一致。如果采用7 dB为统一阈值,则上述三种机型的漏检率分别为42.2%、4.9%和51.4%。
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此外,dB阈值还受所研究对象的影响[7]。一般心源性栓子信号强,在心脏搭桥术和心脏换瓣术后,采用较高的dB阈值,可适当提高检测的特异性。相反,对颈动脉狭窄患者,特别是无症状患者,由于信号强度较弱,适当降低阈值可增加检测的灵敏度。
在正常情况下,正常人多普勒频谱均有随机发生的多普勒“斑点”(Doppler‘speckle’),表现为背景频谱短暂的强度轻微增高。因此在操作中,如果采用的dB阈值过低,易将这种Doppler‘speckle’误为栓子信号,得出患者栓子检出率100%阳性的结论。因此,操作者应根据受检人群、所用仪器的不同,采用适当的dB阈值,并排除Doppler‘speckle’的影响。所用dB阈值及操作参数应贯彻始终,并在文献中注明,以便交流。
4.自动栓子检测:栓子检测有人工和自动两种,以人工检测为金标准。由于栓子检测耗时、耗力,因此自动检测是将来的发展趋势。目前自动检测系统的灵敏度及特异性还不能达到临床使用要求,还须与人工检测相结合[8]。
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5.双深度探头的应用:双深度探头可同时监测同一血管两个节段的血流情况。栓子随血流运动,在血管的不同节段顺序出现,而人为所致伪迹总是同时出现的。这种栓子信号在两个探测节段间出现的时间延迟,可作为区别栓子信号与伪迹的有效手段[9]。
二、临床应用
有报道[10]脑梗死患者的微栓子检出率为24.1%,栓子的阳性率与病程有关[11],急性期易检测到栓子信号。有颈动脉粥样硬化狭窄患者检出率较高,狭窄程度越重,阳性率越高,但狭窄程度与栓子阳性率及临床症状并非呈线性关系[12],提示还有其他因素参与了脑栓塞的形成。
有报道[13]术中栓子数量与神经功能障碍呈正相关,术中TCD未检测到栓子信号者,MRI无阳性发现;术中栓子数超过10个以上患者,MRI多有亚临床梗死灶形成。在心脏换瓣术中,栓子的检出率较高,而大多数患者术后并没有神经功能障碍,究其原因,可能是这种栓子多为空气栓子,较颈动脉源性的固体栓子、空气栓子更易检测,而不易造成神经功能损害。
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TCD检测还广泛应用于药物疗效观察。对脑梗死患者采用抗凝治疗,对治疗前后栓子阳性率进行比较,治疗后栓子检出率明显下降。因此,采用TCD检测可评价不同药物疗效,并以栓子检出率的下降程度决定是否进一步治疗[12]。
经过近10年的发展,TCD微栓子检测技术已广泛应用于各医疗领域,TCD微栓子检测阳性已作为临床高危因素,对无症状患者,栓子检测阳性提示患者有活动的栓子来源,对有症状患者,则高度提示有卒中复发的可能。同时其方法本身也在不断完善。一项技术要作为临床常规检查,首先要求方法稳定,结果可靠,并要求一定的灵敏度及特异性。1998年国际栓子检测小组就操作的各项参数提出规范化意见,并要求在发表论文时予以报道[13]。TCD微栓子检测技术作为无创性检测手段,有着广泛的应用前景。
参考文献：
1 Spencer MP,Thomas GI,Nicholls SC,et al.Detection of middle cerebral artery emboli during carotid endarterectomy using transcranial Doppler ultrasonography.Stoke,1990,21:415-423.
, http://www.100md.com
2 Consensus Committee of the Ninth Intemational Cerebral Hemodynamic Symposium.Basic identification criteria of Doppler microembolic signals.Stroke,1995,26:1123.
3 Smith JL,Evans DH,Bell P,et al.A comparison of four methods for distinguishing Doppler signals from gaseous and particulate emboli.Stroke,1998,29:1133-1138.
4 Ringelsten EB,Croste DW,Babikian VL,et al.Intemational consensus group on microenbolus detection.Consensus on microembolus detection by TCD.Stroke,1998,29:725-729.
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5 Markus HS,Thomson N,Brown MM.Asymptomatic cerebral embolic signals in symptomatic and asymptomatic carotid artery disease.Brain,1995,118:1005-1011.
6 Markus HS,Bland JM,Rose G,et al.How good in intercenter agreement in the idetification of embolic signals in carotid artery disease?Stroke,1996,27:1249-1252.
7 Markus HS,Molloy J.Use of a decibel threshold in detecting Doppler embolic signals.Stroke,1997,28:692-695.
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8 Zuilen EV,Mess WH,Jansen Cees,et al.Automatic embolus detection compared with human experts:a Doppler ultrasound study.Stroke,1996,27:1840-1843.
9 Molloy J,Markus HS.Multigated Doppler ultrasound in the detection of embolic in a flow model and embolic signals in patients.Stroke,1996,27:1548-1552.
10 Koennecke HC,Mast H,Trocio SH,et al.Frequency and determinants of microembolic signals on transcranail doppler in unselected patients with acute carotid territory ischemia:a prospective study.Cerebrovasc Dis,1998,8:107-112.
, 百拇医药
11 Wijman C,Babikian VL,Matjucka I,et al.Cerebal microembolism in patients with retinal ischemia.Stroke,1998,29:1139-1143.
12 Droste DW,Sonne M,Siemens HJ,et al.Asymptomatic circulating cerebaral emboli and cerebral blood flow velocity under aspirin and ticlopidine in patients with cerebrovascular disease.Neurol Res,1996,18:449-453.
13 Jansen C,Ramos LM,Heesewijk JP,et al.Impact of microembolism and hemodynamic changes in the brain during carotid endarterectomy.Stroke,1994,25:992-997.
(收稿日期：1999-05-25), 百拇医药