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TCD通过特定的检测部位——声窗检测颅内外的血管，通过超声探测血管内血流信号，通过计算机的处理和转换，血流信号形成多普勒频谱及声频输出，依此测定血流速度、血流方向及血流状态。TCD就是根据不同的检测部位、频谱形态、血流方向、声频并结合压颈试验综合识别检测血管，并判断有无发生病变。由于TCD不能显示血管的二维解剖结构，不能对血管进行精确定位，因此，TCD对颅内外血管检测的可靠性更多依赖操作者的检测水平。
由于颅骨对超声的衰减作用，声波难以通过颅骨对颅内脑血流进行检测，限制超声在神经科领域的应用。直到1982年，挪威学者Aslid首次将低频发射频率与脉冲多普勒结合，使声波通过颅骨相对薄弱部位，检测到颅底大动脉血流信号，这些颅骨相对薄弱的部位称为声窗。常用的声窗有颞窗、眼窗、枕窗和下颌下窗。
颧弓上方眼眶外缘与耳翼之间。通常将颞窗人为地分为前、中、后三个窗。前窗位于颧骨前突的后面，靠颧骨顶部；后窗位于耳翼前面，紧贴耳根部；中窗位于前窗与后窗之间。通常未成年者经前窗进行检测效果更好，而成年人，特别是老年者后窗的检出率更高些，这是由于后窗位于耳屏前缘，骨质最薄，声束穿透性最好。颞窗受年龄、性别和种族等因素影响较大。老年人，尤其是绝经后女性，颞窗往往明显缩小，不易检测，仅能从后窗中得到信号，且有时信号衰减较为明显，信号模糊，部分患者的颞窗闭合，导致探测失败。经颞窗检查时患者通常取仰卧位。通过双侧颞窗可以分别检测大脑中动脉（MCA）、大脑前动脉（ACA）、大脑后动脉（PCA）和颈内动脉（ICA）终末段，在侧支循环开放的情况下也可以检测到前、后交通动脉（AcoA、PcoA）（图3-1）。
图3-1 颞窗
位于眼球的正上方，检查时嘱受检者闭眼且眼球朝下转动，探头置于闭合的眼睑上，轻压眼球，探头方向朝正下方或略向内侧偏斜即可从眼窗进行血管的检测。通过眼窗可以检测眼动脉（OA）和颈内动脉虹吸段（siphon carotid artery，SCA），在颞窗闭合血流信号探测失败的情况下，也可以经眼窗探测对侧的MCA和ACA，此时探头方向要向对侧偏斜，通常检测深度也要加深到70～80mm以上。SCA包括海绵窦段（C4段）、膝段（C3段）、床突上段（C2）。此外利用4MHz探头在眼睛的内眦部可以检测到OA的分支滑车上动脉（supratrochlear artery，STrA）。通过眼窗进行检测时，应尽可能应用低的声波强度，一般常规检测能量的10%即可，随探测深度加深，多普勒信号变得不清晰，这时可适当增加检测能量，最多不超过20%，否则易造成眼球的损害，另外检测时间也不宜太长（图3-2）。
图3-2 眼窗
位于枕部的骨性标志枕骨粗隆下方，发际上1cm左右，探头置于枕窗中央部朝向枕骨大孔或置于两旁（枕旁窗）。经枕窗检测时受检者一般取坐位，头颈部放松稍向前屈，下颌略向胸部抵近。病情危重或行动不便者也可采用侧卧位，同样将下颌抵向胸前，保持头颈部的前屈位置。通过枕窗及枕旁窗可以检测双侧椎动脉（VA）和基底动脉（BA），也能检测小脑后下动脉（PICA），但不够恒定（图3-3）。
图3-3 枕窗
颅外颈动脉的检测部位位于颈部，均为皮肤及软组织，因此正常情况下检出率接近100%。探头置于胸锁乳突肌内侧缘或轻压于胸锁乳突肌上是检测颈总动脉（CCA）的部位，通常可以感觉到CCA明显的搏动；探头沿颈部向上移动抵在下颌角下的部位（下颌下窗）（图3-4），此部位是检测ICA颅外段（extracranial internal carotid artery，EICA）和颈外动脉（ECA）的部位。探头朝下置于锁骨上窝，可获得锁骨下动脉（SubA）和椎动脉（VA）起始部的血流信号，但由于走行变异较大，VA起始部的检测往往较为困难，易造成漏诊。此外，在耳屏后下方，即骨性标志乳突下1cm左右还可以检测到VA环枢段血流信号。
图3-4 下颌下窗
供应脑组织的血管根据部位分为颅内段与颅外段，对颅内血管的检测用2MHz探头，颅外血管的检测通常用4MHz探头完成，检测的顺序为先颅外后颅内，双侧检测，检测时应比较双侧同名动脉频谱形态、血流速度是否对称。
前面的介绍中已经提到TCD所能检测到的颅外颈动脉主要包括：颈总动脉（CCA）、颈内动脉（ICA）、颈外动脉（ECA）、锁骨下动脉（SubA）、椎动脉起始部（VApro.）和VA环枢段。除上述常规检测血管外，必要时还要检查眼动脉（OA）的分支滑车上动脉（STrA）、 ECA的分支枕动脉（occipital artery，OcciA）以及桡动脉（radial artery，RA）。
TCD在检测颈动脉时，通过探头检测位置、血流方向、所检动脉血流频谱形状和辅助压迫试验的反应等来识别血管。
.. 颈总动脉（CCA）
在胸锁乳突肌内侧缘CCA搏动明显部位涂抹适量超声耦合剂，探头方向朝下，首先检查CCA近端，然后探头朝向头部并略偏向中线，向上轻轻滑动探头，检测CCA远端至颈动脉分叉处，完成CCA全长检测。当探头方向朝下时，检测到的血流频谱方向朝向探头；当探头方向朝向头部时，则检测到的血流频谱方向背离探头。由于CCA既供应颅内血管，又供应颅外血管，因此其血流频谱形态介于ICA和ECA之间，搏动指数较ECA低，但较ICA高（图3-5）。
.. 颈内动脉起始段（EICA）
完成CCA检测后，探头方向朝上并向上移动抵至下颌角下方部位，此处大多数人CCA早已分叉并分别发出ICA与ECA。通常EICA位于后外侧，ECA位于前内侧。因此，检查EICA时探头角度稍向后外侧倾斜，而检查ECA时探头角度斜向前内侧。EICA血流方向朝向颅内走行，因此TCD检测到的频谱方向背离探头（图3-6）。由于ICA是颅内供血动脉，因此血流频谱与颅内血管，如大脑中动脉（MCA）相似，在检测EICA时注意不要过于偏向后方，否则易与VA混淆，特别是当EICA闭塞时，VA血流速度可代偿性增快，此时容易将在EICA后方走行的VA误认为是正常EICA，导致误诊。
图3-5 正常CCA的血流频谱
图3-6 正常EICA的血流频谱
.. 颈外动脉（ECA）
完成CCA检测后，探头继续向上移动至下颌角下部位，在检测到EICA的同一水平使探头角度向前内侧倾斜，此时可以检测到ECA。ECA的血流方向为背离探头。ECA供应相对高阻力的颌面部血管，因此呈收缩期高而舒张期低流速的血流频谱，即高搏动性高阻力血流频谱特点（图3-7）。此外，在鉴别ECA与ICA时还可以通过在颧弓上方耳前震颤压迫ECA的分支颞浅动脉试验，若所检动脉血流频谱随着对颞浅动脉的压迫而出现明显锯齿样震动波，可以证实该血管为ECA（图3-8）。EICA在做上述试验中不出现明显的扰动波。ECA在颈部有数条分支动脉，如甲状腺上动脉、面动脉和枕动脉等，这些分支通常不作为常规检查内容。
图3-7 正常ECA的血流频谱
图3-8 震颤压迫颞浅动脉时ECA的锯齿样震动波
.. 锁骨下动脉（SubA）
检测一侧SubA时患者头部稍向对侧转动，将探头朝下置于锁骨上窝，可以检测到血流方向朝向探头的SubA起始段血流信号，SubA近端的血流方向是朝向探头的。除了发出VA外，SubA主要供应上肢血管，因此是典型的外周血管的血流频谱形态，收缩期高尖，舒张早期血流返转，频谱形态呈烟囱样或钉子样，搏动指数很高，声音听起来高调而短促（图3-9）。在检测完SubA近端血流后，可以将探头稍向外移，并将角度朝向外侧肩部，此时可以检测SubA远端血流信号，与近端不同，为背离探头的血流信号。
.. 椎动脉（VA）起始部
图3-9 正常SubA近端的血流频谱
VA由SubA发出，可以在锁骨上窝探测到VA起始段血流信号。在检测到SubA起始段血流后将探头稍向内上提起，可以检测到VA起始段，由于VA主要供应颅内血管，因此其血流频谱形态类似VA颅内段血流信号，但阻力又稍高。由于在锁骨上窝根据不同的探测角度既可以检测到CCA近端，又可以检测到VA起始段血流，因此，利用TCD技术探测并识别VA起始段的难度较大，但可以通过其频谱形态并辅以VA环枢段压迫试验加以鉴别。震颤压迫VA环枢段的试验方法是在锁骨上窝检测到VA起始段血流后，另一只手在乳突下后方1cm处震颤压迫同侧的环椎环，如果是VA血流频谱，会随着震颤压迫动作而出现锯齿样扰动波，证实该血管为VA（图3-10）。部分患者该部位肌肉很发达或环椎环位置较深，震颤压迫该部位后VA起始部扰动波可能不明显。虽然要明确用TCD的4MHz探头在锁骨上窝VA起始部位检测到的血流信号是否真正为VA的血流有时非常困难，特别是对初学者而言，但由于VA起始段是闭塞性病变的好发部位，所以仍要尽可能熟练地掌握VA起始段检测技术，并将其作为常规检查项目。
图3-10 正常VA起始段血流，当震颤压迫环椎环时，出现锯齿样扰动波
TCD经颞窗等声窗所能检出的颅内动脉主要包括：大脑中动脉（MCA）、大脑前动脉A1段（ACA1）、颈内动脉终末端（TICA）、大脑后动脉（PCA）、眼动脉（OA）、颈内动脉虹吸段（SCA）、椎动脉（VA）颅内段以及基底动脉（BA），此外有时还能检测出小脑后下动脉（PICA）和后交通动脉（PcoA）。
.. 大脑中动脉（MCA）
TCD 可以检测到MCA的主干（M1段）及起始段和部分接近分叉处（M2段）的血流信号，不能检测到更远端的MCA分支动脉或深穿支动脉。TCD检测MCA时被检查者通常取仰卧位，以2MHz探头进行检测，涂适量超声耦合剂于颞窗，手持探头水平置于颞窗，方向基本平直并指向对侧，在前颞窗或后颞窗进行检测时探头方向可分别略向下或向上倾斜。稍加压力于探头，在深度45～65mm范围内检测到朝向探头的血流即是MCA。检测到MCA血流后继续增加探测深度达到60～70mm时常同时出现血流方向与之相反，频谱位于基线下方的另一条血管（ACA），此时已达MCA起始部位。MCA变异很少见，走行平直，所以是最容易稳定检出的血管之一，但同时MCA也是动脉粥样硬化病变中最易受影响的颅内血管，MCA狭窄的发生率很高且可以发生在起始到远端的任何节段，因此常规检查中必须检测MCA全长。同时为避免出现错误，在检出血流信号后还应常规进行压颈试验以确认。当压迫同侧CCA时MCA血流速度立即明显下降，解除压迫后血流速度恢复正常，或稍超过压迫之前的血流速度（图3-11）；如果压迫同侧CCA，MCA血流速度未见明显下降，则应考虑到所检动脉并非MCA或同侧ICA起始段闭塞可能。此时还要压迫对侧CCA并结合其他所检动脉血流动力学的变化来综合判断分析。
图3-11 MCA压颈试验后的正常反应
检测MCA时需鉴别的血管主要有TICA和PCA。检测TICA时的探头角度通常略朝向前下，压迫同侧CCA后血流速度可降至零，但同时立刻有高速且频谱形态略显紊乱的代偿血流出现，而MCA在压迫CCA时血流始终不会降为零，仅表现为明显流速降低搏动性下降的低平血流信号（图3-11），此不同点可与TICA鉴别。由于存在侧支循环血流，压迫CCA时同侧MCA血流速度不能减低到零位线，仅表现为血流速度降低并呈现低搏动样改变。检测PCA时的探头方向通常朝向后枕部，压迫同侧CCA后多数情况下血流速度不变或增高，可与MCA鉴别。
.. 颈内动脉末端（terminal internal carotid artery，TICA）
在探测出MCA后，继续增加检测深度至60～70mm，可在基线下方又出现一条背离探头信号的血流（ACA），此时可将探头角度略向前下方倾斜，MCA血流信号消失后又有一新的血流信号出现，该血流信号即TICA。TICA的血流方向为朝向探头。检出TICA后压迫同侧CCA后其血流速度可短暂降低至零位线（图3-12），并立即出现代偿血流，这也是鉴别MCA起始段与TICA的方法。
.. 大脑前动脉（ACA）
在探测出MCA后，继续增加检测深度至60～70mm 左右，此时将探头角度稍向前上方倾斜，会出现与MCA方向相反的血流信号，位于基线下方，血流方向背离探头，即为ACA。通常TCD所检测到的是ACA-A1段。检出ACA后同样可以经过压颈试验证实：压迫同侧CCA后血流速度下降甚至反转可以证实为同侧ACA，反转的ACA血流还证明了AcoA的存在并开放（图3-13），如果压迫对侧CCA后所检测ACA的血流速度增高（图3-14），同样也可以证实该血流信号为ACA，并且AcoA开放。
图3-12 ICA压颈试验后的正常反应
正常情况下ACA血流速度较同侧MCA慢，但ACA解剖变异大，双侧ACA血流速度常不对称，如一侧ACA1缺如，双侧ACA远端由一侧ICA供血，出现一侧A1段检测不到血流，而另一侧ACA由于供应双侧ACA远端，血流速度超过同侧MCA的情况。
AcoA发育不良或缺如，双侧ACA由同侧ICA供血，通过压颈试验可以证实。探测到ACA后，压迫同侧CCA，ACA血流速度减低到基线水平，但不反转至基线以下（图3-15），压迫对侧CCA，血流速度无明显改变。
图3-13 压迫同侧CCA后ACA血流下降并翻转到基线以下
图3-14 压迫对侧CCA后ACA流速增快
图3-15 AcoA发育不良，压迫同侧CCA，ACA流速下降，但不逆转
.. 大脑后动脉（PCA）
在检测完ACA后，将探头角度向枕后部倾斜，即将探头尾部向上抬起，向后转动10°～30°，在深度60～70mm处可以检测到PCA的血流信号，通常ICA分叉处与PCA之间有一段无信号区。PCA经PcoA分为P1段和P2段，发出PcoA之前称PCA-P1，之后称PCA-P2。PCA的P1段血流方向朝向探头为正向血流频谱，而P2段血流方向背离探头为负相血流频谱。所以经颞窗检测到的PCA血流信号可为正向或负向血流信号。正常情况下，PCA的血流速度同MCA比较明显慢。检出PCA后压迫同侧CCA后血流速度不变或增高，可帮助证实所检血管为PCA。若行压颈试验时PCA血流速度增高（图3-16），则可以初步判定PcoA发育良好，若行压颈试验PCA血流速度无变化，说明存在PcoA不发育或缺如。当然若PCA存在发育变异的情况，如由ICA参与供血，则压颈试验也可以引起PCA血流速度的下降。
图3-16 在后交通动脉存在的情况下，压迫同侧CCA，PCA血流速度增高
.. 椎动脉（VA）及基底动脉（BA）
TCD可经枕窗或枕旁窗检测VA颅内段和BA。通常受检者取坐位检测（重症或行动不便者可选择侧卧位），以2MHz探头放置在枕骨粗隆下及旁开处，向前下方朝向枕骨大孔或对准鼻梁，选择深度范围55～80mm，通过调整检测角度，首先可以分别获得左右侧呈负向血流频谱的VA血流信号（图3-17）及正向的PICA血流频谱，相对于VA，PICA检出率略低些。当检出一侧VA后，探头保持位置不变或略向中央移动及倾斜，最好以连续的VA血流信号为基准，逐渐增加检测深度，在深度增加至80～110mm范围可以获得负向的相对VA流速略微升高的BA血流信号（图3-18）。在检测VA和BA时，要尽量检查全长，而不能只取一点，特别是在进行BA检测时探测深度应尽量加深，一直检测到BA血流信号消失或被前循环血流信号替代，避免漏掉狭窄节段。有时可在枕窗探查到低流速/低搏动的静脉血流。
图3-17 正常VA的血流频谱
图3-18 正常BA的血流频谱
在进行VA检测时，还应注意区分双侧VA，不能混淆，并应注意以下几点：①尽量减小取样容积，这可使超声束的取样范围缩小，更易聚焦于其中一条VA；②适当调节检测深度，检测VA时当深度加至70mm以上时有可能检测至对侧VA；③注意探头探测角度，过于向对侧倾斜的超声探测角度容易检测出对侧的VA血流信号并与同侧混淆；④当一侧VA闭塞时，更容易将存在的另一侧VA血流信号记录成双侧的VA血流信号。
.. 眼动脉（OA）及颈内动脉虹吸段（siphon carotid artery，SCA）
TCD经眼窗可检测OA和SCA血流信号。检查时受检者通常取仰卧位，嘱受检者轻轻合上双眼，眼球向下眼睑方向转动，涂抹足量超声耦合剂于闭合的眼睑上，然后轻轻的垂直放置2MHz探头，探测方向朝正下方或略向内偏斜。当探测深度在40～55mm时，可检测出一朝向探头，较低流速且搏动性较高呈高阻力型的血流信号，即为OA（图3-19）。继续增加探测深度至55～65mm可出现朝向探头或背离探头或双向的颅内动脉血流频谱特点的血流信号，即为SCA，压迫同侧CCA血流速度立即下降即可证实。在颞窗探测失败的情况下，还可以通过一侧眼窗来探查对侧前循环颅内动脉的血流信号。方法是将探头位置略向眼眶外眦部移动，并将探测角度向对侧倾斜，加深深度至70～85mm，可以检测到对侧ACA和ICA分叉部及部分节段的MCA，此时还需要做颈动脉敲击或压迫试验来帮助鉴别是否为对侧前循环的血管。
图3-19 正常OA的血流频谱
TCD常规检测颅内动脉深度、血流方向及速度的正常值范围见表3-1。
表3-1 TCD常规检测颅内动脉深度、血流方向及速度的正常值范围
1. 若要得出正确的TCD诊断结论，需要在检测过程中对颅内外血管进行全面的检测，遇到颞窗透声不良时应尽可能利用对侧颞窗或眼窗检测以尽可能多的获得颅内血管的血流动力学参数。
2. 经颞窗检测时探头应避免太向前或太向后或过于倾斜的成角。不要盲目记录首次获得的血流信号。要尽可能寻找流速较高、频窗清楚、频谱形态良好及声频信号清晰的血流信号，遇到信号较差、包络线不清楚有可能影响到流速测量时，应采用人工或手动测量模式，以尽可能地获得准确的血流速度。
3. 在检测过程中深度的增加应是渐进的，并应尽量避免由于检测深度的改变而丢失信号，如果可能，在同一声窗上沿着受检动脉边增加探测深度，边轻轻的变换探头角度进行探查。如果血流信号丢失造成探测困难，应将探测深度重新减回到起始探测深度，再行检测。
4. 在检测过程中，应常规使用CCA压迫试验、颞浅动脉压迫试验和其他动脉的震颤压迫试验等辅助手段来帮助判断所检动脉的准确与否及侧支循环的开放情况。在行CCA压迫试验时，应注意压迫颈动脉的位置，尽量接近CCA的近端，避免压迫颈动脉球部，避免压迫和刺激气管，压颈的动作应轻柔而有效，避免因压迫位置不佳和动作粗暴引起患者的不良反应。压颈试验有引起卒中并发症的报道，但发生率极低。
5. 如果某侧的颞窗透声差、缺失或不可用时，可通过对侧颞窗探查该侧的MCA/ACA信号。没有图像引导时，穿越中线的检查难度很大。可以通过测量患者的头颅直径来判断中线的深度。大多数成年人的中线位置在70～80mm深度处。一旦检测深度超越了中线，血管方向的识别就要颠倒过来：对侧A1段ACA是朝向探头的（75～85mm），而其他血管均背向探头，包括M1段MCA（85～105mm）、TICA （80～85mm）、P1/P2段PCA（75～83mm）。经颞窗在中线深度可以探及朝向探头方向的BA终点和P1段PCA的起始部的血流信号。
6. 经眼窗检测血管时TCD仪超声波的发射功率应控制在5%～10%，一般不要超过20%，耦合剂要充分涂布在探头和检测部位上。注意用力不要过大，时间不要过长，以免探头对患者的眼球压力过大引起患者不适或不良反应，尽可能避免对患者眼球带来损害。
7. 对于儿童患者，由于其头围较成年人明显小，所以应减小起始探测深度。
8. TCD检测时没有探查到血流信号，并不一定代表受检动脉闭塞，需重复检测信号缺失的动脉段。
9. 在血管的血流信号可以较为清楚检出的前提下，TCD仪的探头输出功率和增益不要设置得过高，以延长探头和仪器的使用寿命。如果信号弱，可增加取样容积，降低屏幕扫描速度，加大增益，获得“增强”的信号并使用人工测量。
总之，TCD检测过程中血管识别的准确性和血流速度检测结果的可靠性都取决于操作者的熟练程度和技术水平。只有通过对血管解剖的深入学习，总结检查手法的体验，才能获取足够的操作经验。
颈总动脉压迫试验，简称为压颈试验。操作方法是在行颅内血管检测时以一手的示指和中指沿胸锁乳突肌内侧缘触摸在CCA搏动最明显的部位，以示指略微固定住CCA，同时以中指向下压住CCA，将其按压在颈椎的横突上，阻断其血流，同时观察颅内血流的变化。在做压颈试验时根据需要可分别行同侧压颈试验和对侧压颈试验，即行一侧颅内动脉检测时可以分别压迫同侧CCA和对侧CCA以观察颅内血流变化。行压颈试验时要注意按压CCA的部位尽量靠近其近心端，避免刺激颈动脉球部，以免引起心率、血压等变化；此外，静止按压CCA的时间不宜过长，通常1～3个心动周期即可，动作要轻柔，避免过于粗暴；还要注意按压部位不要过于靠近中线，以免刺激气管引起患者剧烈的刺激性干咳。在行压颈试验时还可以采用间断阻断和放开血流的震颤压迫方法以观察其对远端血流的振动效果。
进行CCA压迫试验的目的主要是：①判断所检测大脑中动脉的血流是来自同侧还是对侧颈内动脉系统；②判断颅外段颈动脉是否存在闭塞；③判断侧支循环是否开放，一侧颈内动脉严重狭窄或闭塞后，前、后交通侧支循环是否开放的判断，特别是对于判断前交通动脉是否开放具有重要意义；④根据压迫CCA阻断血流及解除压迫时脑血流的变化特征初步评价脑血管的自动调节能力。
（李宏 赵洪芹）