第一章
多模态脑功能监测

第一节
脑血流监测

一、概述

脑血流是颅内容积的重要组成部分，与颅内压力和颅脑代谢密切相关，脑血流的改变和脑血流的自动调节能力改变是重症神经患者继发性脑损伤常见的病理生理机制之一，与重症神经患者的预后密切相关，因此脑血流监测在重症神经患者的管理中具有重要的临床意义。脑血流的监测包括无创监测和有创监测，无创监测包括经颅多普勒超声（transcranial Doppler sonography，TCD）、计算机体层成像（computed tomography，CT）灌注成像、磁共振灌注成像、正电子发射体层成像（positron emission tomography，PET）等，有创监测包括激光多普勒和热弥散等。对于神经系统危急重症患者，转运风险高，影像学检查可作为床旁检查的补充，不适合连续动态观察，因此本节主要讲述床旁无创的脑血流监测方法——TCD。TCD是利用低频探头的多普勒技术探测颅内血流动力学的方法，它能根据不同的监测部位、频谱形态、血流方向及血流状态、声频并结合压颈试验综合识别监测血管，并判断有无病变发生。

二、脑血流监测操作规范流程

（一）适应证

1.原发性中枢神经系统疾病，包括有明确的缺血性或出血性脑血管疾病、血管畸形、脑外伤、癫痫、颅内感染等。

2.原因不明的意识障碍。

3.有脑血管病相关症状，如头痛、头晕、眩晕、晕厥，一侧肢体麻木、无力，一过性眼前发黑等。

4.有脑血管疾病高危因素的人群，如高血压、糖尿病、高血脂等。

5.神经内外科治疗后随访。

6.动脉血管支架成形术、机械动脉取栓术、颈动脉内膜剥脱术等，术前、术中和术后的血管评估。

7.血管痉挛和高颅压的动态监测。

8.脑微栓子监测。

9.脑死亡的监测。

10.脑血管调节功能的监测。

（二）禁忌证

无明显的禁忌证。

（三）操作前准备

1.患者准备

检查前向患者做好解释工作，消除患者的恐惧感，嘱其取仰卧位，平静呼吸，身体放松。

2.物品（器械）准备

（1）TCD相关设备正常，探头、显示器、消毒纸巾。

（2）图像采集系统及图文报告系统操作正常。

3.操作者准备

（1）核对患者信息，包括姓名、性别、年龄、主诉。

（2）了解患者的简要病史及其他头部影像学资料。

（四）操作步骤

1.基本参数

（1）深度：

是指被检血管（取样容积）与探头（距离头皮）之间的距离，是识别颅内血管非常重要的参数。

（2）血流方向：

指被监测血管内血液流动方向相对于探头发射声波的方向。朝向探头为正向血流（位于基线以上），远离探头为负向血流（位于基线以下），是识别颅内血管非常重要的参数。

（3）包络线：

包围在血流频谱最外围的一条清晰光滑的白色曲线，代表该心动周期某一时刻的最快血流速度。

（4）增益：

频谱信号显示在屏幕的强弱程度，即亮暗程度。

（5）取样容积：

是指脉冲超声波在某一深度时所能监测到的范围，一般取样容积范围为10~15mm。

（6）功率：

是指仪器输出的超声波能量的大小，增大发射功率可以增强超声波的穿透力，更容易获得血流信号，但是功率不能无限增大，原则是在血流频谱基本显示清楚的前提下，最好使用较低的输出功率，有利于延长仪器和探头的使用寿命。

（7）基线：

即零位线，代表此处的血流速度为零，通过调整基线可以使血流频谱完整、适当地显示在屏幕上。

（8）刻度尺：

表示所能监测的最大的血流速度范围，单位一般为cm/s，通过调整刻度尺的比例可以缩小或放大血流速度的显示方式，使血流频谱信号尽可能清楚完整地显示。

2.监测部位及监测动脉参数

（1）颞窗：

被检查者取仰卧位或坐位，检查者位于被检查者头端或身后，颞窗位于颧弓上缘，眼眶外侧缘到耳屏前方的区域，一般在耳前1~5cm颞骨鳞部范围内，又可将此区划分前、中、后3个监测区域，称颞前、颞中和颞后窗，一般中青年在前中窗，老年人在后窗。前、中、后3个声窗中，通常后窗是监测大脑半球动脉的最佳选择，易于声波穿透颅骨及多普勒探头监测角度的调整，通过颞窗分别监测大脑中动脉（middle cerebral artery，MCA）、大脑前动脉（anterior cerebral artery，ACA）、大脑后动脉（posterior cerebral artery，PCA）和颈内动脉末段（terminal internal carotid artery，TICA）（若有可能）。

（2）动脉监测鉴别

1）MCA：

经颞窗监测，取样容积深度为30~60mm，主干M1段位于40~60mm，血流方向朝向探头，正向频谱。压迫同侧颈总动脉（common carotid artery，CCA），血流速度明显减慢但血流信号不消失。对于MCA的监测要求在主干信号的基础上逐渐减低深度连续探测到30~40mm的MCA远端M2分支水平，要注意血流信号的连续性。

2）TICA：

沿MCA主干连续加深监测深度在60~70mm，调整声束角度，使ACA负向血流信号接近消失；获得单纯的正向血流频谱为TICA。压迫同侧的CCA时，血流消失并出现短暂尖小的负向血流信号即可确定TICA。当进一步向下调整探查角度时，可以获得颈内动脉虹吸部的血流频谱，经同侧CCA压迫试验与同侧的PCA相鉴别。

（3）正常脑动脉功能的评价：

TCD对脑动脉功能监测评价主要通过以下几个方面完成。

1）取样深度：

双侧半球同名动脉监测取样深度基本对称。

2）血流速度：

通常血流速度的计量单位是cm/s，包括峰值流速（peak velocity或systolic velocity，Vp或Vs）、平均血流速度（mean velocity，Vm）、舒张末期流速（end of diastolic velocity，Vd）。

3）血流方向：

朝向探头的血流为正向，频谱位于基线上方；背离探头的血流为负向，频谱位于基线下方；当多普勒取样容积位于血管的分支处或血管走行弯曲时，可以监测到双向血流频谱。

4）血管搏动指数（pulsatility index，PI）和血管阻力指数（resistance index，RI）：

是评价颅内动脉弹性、血管阻力及脑血流灌注状态的指标， PI =（ Vp - Vd ）/Vm， RI =（ Vp - Vd ）/ Vp ；常规TCD监测结果分析以 PI 更准确，正常颅内动脉的 PI 为0.65~1.10。

5）颈动脉压迫试验：

压迫颈动脉的位置，应在锁骨上窝水平颈总动脉的近段、甲状软骨水平下方、气管旁、胸锁乳头肌内侧，注意不要在甲状软骨水平，避免压迫颈动脉球部，引起不良反应。通过颈动脉压迫试验可鉴别所检查的动脉和颅内动脉侧支循环功能状态。

6）血流频谱形态分析：

TCD正常血流频谱周边显示为明亮色彩（如红色或粉黄色），中间接近基线水平为相对低流速状态，显示为蓝绿色或相对周边色减低形成“频窗”特征（频窗形成的原理为血流在血管内是层流）。正常TCD频谱特征为收缩期S ₁ 峰（心脏收缩后形成收缩峰）、S ₂ 峰（血液进入大动脉后出现的血管搏动波）及心脏舒张早期形成的波峰D峰（主动脉瓣关闭形成的峰）。

3.拍照留图

如脑血流监测无明显异常，每条血管需要留取一张图片即可。如监测血管血流信号异常，如频谱形态改变、音频改变、血流方向或血流状态改变，对该血管需要每间隔5mm留取一张图片。颈动脉压迫试验有异常的血管也需要留图。

（五）并发症及处理

1.感染

由于TCD是无创监测，无严重的并发症，主要为监测设备消毒不严格容易造成患者交叉感染，故监测前后需要对设备进行规范消毒，监测者注意手卫生。

2.压疮

长时间监测容易导致监测部位出现压疮，需要注意监测部位的皮肤护理。

（六）操作注意事项

1.在学习脑血流操作监测前，需要学习TCD操作的相关理论和知识，包括TCD检查的适应证、禁忌证等；掌握脑血管解剖结构和脑血流动力学的知识；熟悉神经科常见的疾病及对脑血管结构和脑血流动力学的影响。

2.操作前后注意设备的消毒，避免交叉感染；操作过程中应尽量轻柔，以免造成被检查者不适，影响监测结果。

3.在操作过程中发现异常血流信号，需要双侧同名血管对比，对血管进行全长段监测，必要时结合其他影像学结果进行综合判断。

4.颈动脉压迫试验是判断监测血管和分析监测结果的重要方法。

（七）相关知识

目前临床进行TCD主要有传统的TCD机器和可视化的TCD机器2种类型。

1.传统的TCD机器

需要专门的TCD机器，在神经内科和神经外科等科室较常见。

通过该机器仅可得到超声波形，结合头架可实现连续动态监测，结合其他软件和手段可实现脑血流调节功能的监测。

2.可视化的TCD机器

即经颅彩色多普勒超声（transcranial color Doppler ultrasound，TCCD），可利用床旁便携式超声机。

床旁超声设备心脏探头的经颅模式探测颅内血流，二维超声可见颅内血管显像，在多普勒模式下可得到超声波形，在有便携式超声机的急危重症科室较常用。由于超声设备的可视化，相比TCD来说，初学者对TCCD更容易学习和掌握。

三、脑血流监测操作规范核查表

脑血流监测操作规范的等级评分见表1-1-1，共分为5个等级，分别为优秀、良好、一般、差和很差。评分标准如下。

5分：优秀。操作过程清晰流畅，颞窗能准确定位，能迅速显示脑血流信号频谱图，能找到最大的血流深度，能辨别所显示的血管名称；人文关怀到位，有操作前交流、操作中安慰及一些注意事项的交代。

4分：良好。介于5分与3分之间。

3分：一般。操作过程基本熟练，显示的脑血流信号不稳定，信号容易丢失，操作3次后才能达到最大的血流速度，血管的辨别不熟练；有部分操作前交流、操作中安慰及注意事项的交代。

2分：差。介于3分与1分之间。

1分：很差。多次操作均未能显示血流信号，操作粗暴，无人文关怀。

四、常见操作错误及分析

1.操作时难以找到颅内的血流信号，可能是因为检查者未找到合适声窗的位置，也可能是被检查者声窗不佳。10%~20%的正常人无声窗，也可能是因为患者颅内无血流经过（脑死亡），需要结合其他声窗或其他检查结果进行综合判断。

2.操作时未找到被检查者的最大血流，由于血流速度受超声波方向和颅内血管夹角的影响，操作时需要动作轻柔、缓慢，记录最大血流速度。

五、目前常用训练方法简介

（一）模型训练

由于TCD操作无创、方便、简单，目前训练可以找正常成人。对于初学者需要找声窗比较好的模特进行操作手法的训练。TCD的学习曲线较长，需要反复不断地训练基本操作手法和波形的解读。

（二）虚拟训练

借助模拟训练器培训，可以让学员很好地感受超声探头的操作要点、超声波方向与血管走行对波形的影响，还可以帮助学员学习常见的异常波形特点。

（三）其他

自己作为模特，进行TCD操作训练。

六、相关知识测试题

1.有创的脑血流监测包括

A.经颅多普勒超声

B.激光多普勒

C.CT灌注成像

D.磁共振灌注成像

E.正电子发射体层成像

2.患者，男，16岁。因“突发一过性剧烈头痛”就诊。以下TCD能辅助诊断的疾病是

A.动静脉畸形

B.动脉瘤

C.颅内肿瘤

D.脑积水

E.脑出血

3.TCD和TCCD比较，TCCD的优点是

A.血流频谱监测

B.血流方向监测

C.可视化

D.连续动态监测

E.脑血流调节功能监测

4.下列选项中， 不属于 大脑基底动脉环（Willis环）组成的是

A.前交通动脉和双侧后交通动脉

B.双侧大脑前动脉始段

C.双侧大脑中动脉

D.双侧两侧颈内动脉末段

E.双侧大脑后动脉

5.患者，男，30岁。因“严重颅脑外伤”入院。TCD监测 不能 间接得到的信息有

A.颅内压力

B.血管痉挛

C.脑死亡

D.脑缺血

E.颅内血肿的大小

答案： 1.B　2.A　3.C　4.C　5.E

（艾美林）

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［1］刘娟.经颅多普勒超声对重型颅脑创伤去骨瓣减压术患者脑血流动力学的监测效果.实用医技杂志，2020, 27 (6): 711-713.

［2］王钊，吴华，陈金龙，等.TCD脑血流微栓子信号监测在急性缺血性卒中的应用价值.影像研究与医学应用，2019，17 (3): 227-228.

［3］张丽娜，艾宇航.超声与颅内压监测和脑血流动力学评估.中国实用内科杂志，2017，37 (8): 686-689. AJv3FClzeh+tOrFxA8K3mxbjBJT6hJtO9PbfWw57euUYZuqL7F/oWykzY2EvagbI