经颅多普勒超声在缺血性脑卒中早期诊断中的应用价值

武杨，武庚，王烨，白云龙，隋鑫，赵文杰，刘玺芳，郭艳芹，尹昌浩

(1.牡丹江医学院附属红旗医院，黑龙江 牡丹江 157011；2.牡丹江医学院临床技能中心，黑龙江 牡丹江 157011；3.佳木斯大学临床医学院，黑龙江 佳木斯 154002)

0 引言

脑卒中具有发病率高、致残率高、死亡率高和复发率高的“四高”特点，已成为中国第一致死病因，其中缺血性脑卒中为最常见类型，占所有卒中患者的85%[1]。随着老年化现象严重，缺血性脑卒中(Cerebral Ischemic Stroke，CIS)发病率呈现明显上升趋势，严重威胁人们生命健康和生活质量[2]，脑卒中发生后尚无有效的根治方法，因此早发现、早预防、早诊断对该疾病就显得尤为重要[3]。研究表明，约1/3-1/2 的缺血性脑卒中病人伴有颅内动脉粥样硬化性狭窄，其中 66.7%-73.3%的颅内动脉病变属于大脑中动脉(Middle Cerebral Artery stenosis，MCAS)狭窄或闭塞[4]。目前数字减影血管造影(Digital Subtract Angiography，DSA)是诊断颅内动脉狭窄的金标准，但因其有创伤性、费用昂贵等缺点不宜作为常规检查项目。经颅多普勒超声(Transcranial Doppler，TCD)、磁共振血管成像、计算机断层扫描血管造影亦是临床常用的颅内病变辅助影像学检查手段，均存在优点及局限性，要么有创伤、有辐射，要么价格昂贵，尤其是在疾病早期的筛查阶段，临床需要寻找更适合、更易让患者接受的方法。TCD 通过检测颅底动脉的血流方向、血流速度、频谱形态、音频特点、PI 及相邻血管的血流速度代偿性改变等较能准确地反映脑动脉的狭窄、侧枝循环以及闭塞后再通情况，可实时监测脑血流动力学变化、脑血流储备能力，价格低廉且无创伤、可重复、操作简单、可床旁进行等优点在缺血性脑卒中患者早期诊断中发挥着不可替代的作用，病人易接受，临床应用广泛。即便如此，TCD 作为颅内血管检查的首选筛查工具，其准确性仍存在争议。因此，本研究以黑龙江省牡丹江市及周边地区人群为研究对象，纳入单侧MCA 供血区脑卒中病人入组，血管狭窄以DSA 为金标准，对比研究急性脑卒中颅内动脉的检测结果，探讨经颅多普勒超声在MCA 供血区缺血性脑卒中急性期血管状态和脑卒中早期诊断中的应用价值，为临床工作提供更符合实际的诊断依据。

1 资料与方法

1.1 研究对象

1.1.1 纳入标准

①全部病例均符合《中国急性缺血性脑卒中诊治指南2014》中关于急性缺血性脑卒中的诊断标准[5]，并经头部CT或MRI 检查证实为大脑中动脉供血区梗死；

②均为首次发病且24 小时内入院的患者；

③所有病人均于发病72 小时内完成头部TCD、MRA、CTA 和DSA 检查；

④住院天数不少于14 天者；

⑤病例资料完整者。

1.1.2 排除标准

①合并其他动脉病变的患者；

② 排除严重心、肺、肝、肾及血液系统疾病患者；

③DSA 检查提示颈内动脉狭窄＞50%(一侧或双侧)；

④ 颞窗穿透不良者。

本次研究已经获得医院的伦理委员会评审通过。

1.2 仪器及检测方法

1.2.1 仪器

TCD 检查采用中国德利凯EMS-9 经颅多普勒超声；DSA采用荷兰飞利浦公司生产的 Allura Xper FD20 数字减影血管造影机；MRA 为飞利浦3.0T 超导MR 仪；CTA 采用美国GE公司生产的64 排128 层 Light Speed 螺旋CT 机。

1.2.2 TCD 检测方法

用2MHz 探头从颞窗检测双侧大脑中、前、后动脉(MCA、ACA、PCA)、颈内动脉终末段(TICA)，眼窗检测眼动脉(OA)、颈内动脉虹吸部(SCA) 以及用4MHz 探头在内眦部检测滑车上动脉(StrA) 的血流速度及搏动指数(PI) 值，必要时辅助颈总动脉压迫试验、对光试验、颞浅动脉和面动脉震颤压迫试验。TCD 诊断标准采用《颅脑与颈动脉超声诊断模板与图谱》[6]，根据患者平均血流速度(Vm)、收缩峰值(Vs)等情况进行判定，MCA 狭窄程度诊断标准：①轻度狭窄：100cm/s ≤Vm ＜120cm/s，160cm/s ≤Vs＜200cm/s，PVS different value)狭窄侧Vs-健侧Vs)＜70cm/s，频窗填充，有涡流；②中度狭窄：120cm/s ≤Vm＜180cm/s，200cm/s ≤Vs＜280cm/s，70cm/s≤PVS different value＜120cm/s，同时伴有涡流、湍流；③重度狭窄：Vm ≥180cm/s，Vs ≥ 280cm/s，PVS different value ≥120cm/s，或无论Vs 多少，如果频谱出现上界包络不清或远段低流速低搏动改变；未达到上述标准则为无狭窄。

1.3 方法

1.3.1 研究步骤

患者行TCD、MRA 与CTA 检查，对比分析TCD 与CTA、TCD 与MRA 检查结果的一致率；以DSA 为标准，分析TCD诊断MCA 病变的敏感度与特异度，及在缺血性脑卒中早期诊断中的应用价值。

1.3.2 观察指标

辅助检查指标：TCD 检测结果中MCA 的收缩期峰值、均值、舒张期峰值、阻力指数、频谱形态。

1.4 统计方法

数据处理应用SPSS 17.0 统计软件，计量资料进行单因素t检验。采用Kappa 值分析TCD 与DSA 检测结果的一致性(K＜0.40，表示一致性差；0.40 ≤K＜0.75，一致性中等；K ≥0.75，有高度一致性)。P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 TCD 与DSA 的一致率

共有218 例患者入组，其中男166 例，女52 例；平均年龄55.8±9.7 岁。436 条血管经DSA 检查证实异常的MCA 为246条，TCD 检测异常的MCA 为236 条，以DSA 为参考标准，TCD与DSA 检查的一致率(准确度)为93.12%，TCD 的灵敏度、特异度、准确率、阳性预测值、阴性预测值分别为91.13%、94.74%、93.12%、95.76%、90.00%；如表2.1 所示，TCD 与DSA 在MCA 的检测中所得结论差异无显著性(K=0.861，P＞0.05)，如表1 所示。

表1 TCD 与DSA 一致性评价

2.1.1 TCD 判断MCA 不同程度狭窄或闭塞与DSA 的一致率

DSA 证实MCA 正常190 条，轻度狭窄86 条，中度狭窄54 条，重度狭窄66 条，闭塞40 条。TCD 与DSA 诊断一致的血管有397 条，诊断符合率为91.51%(399/436)，TCD 诊断MCA 狭窄或闭塞的敏感性为91.13%，特异性为94.74%。以DSA 作为评估MCA 狭窄的金标准，TCD 测得MCA 狭窄程度和DSA 测得的结果具有很好的一致性(K=0.882，P＞0.05)，如表2 所示。

表2 TCD 诊断不同程度狭窄或闭塞与DSA 比较

2.1.2 TCD 判断MCA 不同程度狭窄或闭塞的血流动力学特征

轻度狭窄组，血流速度较正常值高，频谱形态为频窗填充，声频粗糙，伴病理性涡流。中度狭窄组，血流速度较正常组明显增快，出现病理性涡流及湍流信号。重度狭窄组，血流速度较正常组更加明显升高，血流频谱均紊乱，上界包络不清，伴病理性涡流和湍流，远段呈低流速低搏动血流信号改变。闭塞组，血流速度和对侧大脑中动脉相比明显减慢，较同侧大脑前动脉和大脑后动脉流速减低，显示为低流速低搏动的血流频谱。观察双侧大脑中动脉的血流频谱图，采集双侧大脑中动脉平均峰值流速(Vm)、收缩峰值(Vs)及搏动指数(PI)等原始数据(图1)。

图1 不同程度狭窄患者的TCD A:轻度狭窄的MCA 频谱图;B:中度狭窄的MCA 频谱图;C:重度的MCA 频谱图;D:闭塞的MCA 频谱图

将DSA 检查证实异常的246 条MCA 按狭窄或闭塞情况分为轻度、中度、重度狭窄及闭塞组，分别为病变血管86 条、54 条、66 条和40 条。与对照组相比，轻度、中度、重度及闭塞组患者的PSV、EDV、MFV 比较差异均有统计学意义；与对照组相比，重度狭窄组、闭塞组的PI 比较差异均有统计学意义(P＜0.05)，如表3 所示。

表3 不同程度狭窄或闭塞血流动力学参数比较

2.2 TCD 与CTA 的一致率

对入组的218 例患者同时进行了CTA 检查，共检查MCA436 条，TCD 检查发现异常MCA236 条，CTA 检查发现异常MCA240 条，TCD 与CTA 诊断一致的血管有412 条，诊断符合率为94.50%(412/436)，一致性良好。如表4 所示，TCD与CTA 在MCA 的检测中所得结论差异无显著性(P＞0.05)。

表4 TCD 与CTA 一致性评价

2.3 TCD 与MRA 的一致率

对入组的218 例患者同时进行了CTA 检查，共检查MCA436 条，TCD 检查发现异常MCA236 条，CTA 检查发现异常MCA238 条，TCD 与MRA 诊断一致的血管有414 条，诊断符合率为94.95%(414/436)，一致性良好。如表5 所示，TCD 与MRA 在MCA 的检测中所得结果差异无显著性(P＞0.05)。

表5 TCD 与MRA 一致性评价

3 讨论

缺血性脑卒中(Cerebral Ischemic Stroke，CIS)是指由于脑部供血动脉狭窄或闭塞，脑供血不足引起的脑组织坏死的疾病总称，一旦复发会导致病人已经存在的神经功能障碍加重，甚至导致死亡[7]。颅内动脉狭窄是CIS 的最常见原因[8]。临床研究证实颅内外血管狭窄分布有种族差异，欧美白种人颅外血管狭窄多见，而亚洲人以颅内血管狭窄多见[9]。国人颅内血管狭窄的发生率又以大脑中动脉最高[10]，所以在我国检测大脑中动脉病变对于预防脑卒中更重要。MCA 狭窄是脑卒中的重要诱因之一，在疾病发生、发展中发挥重要作用，其狭窄程度是卒中独立的危险因素[11]，也是复发的独立危险因素[12]。加强对MCA 狭窄的准确诊断，对预防及降低缺血性卒中的发生率具有重要意义。

目前临床上颅内血管病变的影像学检测方法主要包括经颅彩色多普勒超声、数字减影血管造影、计算机断层扫描血管造影、磁共振血管成像及一些新兴的影像学技术如多模式CT、高分辨率MRI 等，每种影像学评估方法均有各自的优点及局限性。经颅彩色多普勒超声检测技术，是利用超声多普勒效应来检测颅内脑底动脉环(Willis 环)上各主要动脉的血流动力学以及各血流生理参数的无创性检查方法，通过检测颅底动脉的血流方向、血流速度、频谱形态、音频特点、PI 及相邻血管的血流速度代偿性改变等较能准确地反映脑动脉的狭窄、痉挛、缺血等病理状态，同时无创性地检出颅内Willis环及其分支血流速度和血流方向，可评价脑血管闭塞和狭窄的程度、范围、部位、侧枝循环以及闭塞后再通情况，使其获得了临床的广泛应用[13]。

本研究结果显示，与DSA 检查结果比较，TCD 诊断MCA狭窄的灵敏度、特异度、准确率、阳性预测值、阴性预测值分别为91.13%、94.74%、93.12%、95.76%、90.00%，K=0.861，提示一致性良好；TCD 与CTA 诊断一致的血管有412 条，诊断符合率为94.50%，一致性良好；TCD 与MRA 诊断一致的血管有414 条，诊断符合率为94.95%，一致性良好。DSA 证实MCA正常190 条，轻度狭窄86 条，中度狭窄54 条，重度狭窄66条，闭塞40 条，TCD 与DSA 诊断一致的血管有397 条，诊断符合率为91.51%(399/436)，TCD 诊断MCA 狭窄或闭塞的敏感性为91.13%，特异性为94.74%，TCD 测得MCA 狭窄程度和DSA 测得的结果具有很好的一致性。TCD 主要依靠狭窄段血流速度、频谱形态、PI 以及相邻血管的血流速度代偿性改变来判断血管狭窄程度，血流速度可作为体现管腔直径的最直接敏感性标准[14]，且TCD 能够对颅内外各动脉血液流速以及频谱形态甚至搏动指数系列变化进行直观监测，具有较高移动性和实时性，能够较为准确地反映出血管狭窄情况[15]。本研究将DSA 检查证实异常的246 条MCA 按狭窄或闭塞情况分为轻度、中度、重度狭窄及闭塞组，四组病人与对照组的PSV、EDV、MFV 比较差异有统计学意义；重度狭窄组和闭塞组PI 值与对照组比较差异有统计学意义。与文献报道一致，Pereira BJ 等人[16]亦报道，TCD 可为急性脑卒中患者颅内动脉狭窄诊断提供可靠的血流动力学信息，诊断价值可靠。亦有报道认为TCD 能够为缺血性脑卒中患者颅内动脉狭窄诊断发挥更可靠的提示作用[17]。表明TCD 对MCA 狭窄或闭塞的检测具有较高的临床诊断价值，可作为评判MCA 供血区缺血性脑卒中患者血管状态的首选筛查工具和该疾病早期诊断的首选检查及预后跟踪手段。

DSA 是临床诊断CIS 颅内动脉狭窄公认的“金标准”，但其系有创伤检查，具一定风险，且对设备、技术要求高，价格昂贵，患者的依从性较差，临床普及度不高。因此，DSA 在临床常常不能作为首选及常规血管检查方法。CTA 能无创、清晰地显现三维颅内的血管系统，明确血管狭窄程度，但它不能识别复杂的血流动力学变化，需注射造影剂，部分患者可能会出现造影剂过敏，并且有一定的电离辐射[18]。MRA 对急性缺血性脑血管病的诊断和指导治疗获得了很大进展，能较准确显示颅内大血管及其分支，因为无创、无辐射等特点广泛应用于临床，但由于技术的限制，会对血管狭窄有夸大作用，并像所有MR 序列一样，受到运动伪影的影响。在诊断血管是否狭窄或狭窄程度时易出现高假阳性率或过高评估现象[19]。动态TCD 监测可以显示脑血管的血流动力学改变，这些变化对于单纯的MRA 是无法实现的[20]。正因如此，TCD 被推荐为卒中病房必备的设施之一[21]。TCD 因其可实时检测脑血流动力学变化、脑血流储备能力、无创伤、可重复、操作简单、可床旁进行等优点在缺血性脑卒中患者早期诊断中发挥着不可替代的作用，使其获得了临床的广泛应用，成为目前缺血性脑卒中患者早期诊断及预后、复发风险评估的首选及常规的方法。但TCD 不能直观地显示血管形态、过分依赖操作者的主观性和操作技能，另外，还有10%-15%的患者缺乏有效的颞窗，故TCD 可以作为缺血性脑卒中早期诊断的首选工具，必要时联合CTA 或MRA 检查可以互补不足，从血流动力学、形态学等多方面早期发现并快速、准确、综合评估MCA 供血区缺血性脑卒中病变的程度和范围，为患者选择个体化的治疗方案提供客观依据，对于缺血性脑卒中的早期诊断及降低其发生率具有重要意义；与本研究结果一致，既往研究将 MRA、CTA、TCD 与DSA 进行比较，结果发现在大多数患者联合无创检查可能优于DSA[22-25]。TCD 的无创、便捷、廉价等优点还可以作为该疾病随访的工具，来追踪血管狭窄的进展情况，有着广泛的应用前景。