劉微麗, 吳徐峰, 鄭慶斌, 孟麗君, 馮亞平,姜雪川, 李玉呈, 袁文杰

(1. 揚(yáng)州大學(xué)附屬醫(yī)院 重癥醫(yī)學(xué)科, 江蘇 揚(yáng)州, 225009;2. 江蘇省鹽城市第一人民醫(yī)院 重癥醫(yī)學(xué)科, 江蘇 鹽城, 224006)

重型顱腦損傷后繼發(fā)性腦損傷是造成高病死率及高致殘率的關(guān)鍵因素，缺血性損傷是其重要機(jī)制之一，而腦血流監(jiān)測(cè)是臨床治療的重要依據(jù)。目前，腦血流監(jiān)測(cè)方法主要包括CT血管造影(CTA)、數(shù)字減影血管造影(DSA)、磁共振血管造影(MRA)、熱擴(kuò)散血流量測(cè)量(TDF)和激光多普勒(LDF)、近紅外光譜(NIRS)等[1]。對(duì)于ICU患者而言，每項(xiàng)監(jiān)測(cè)技術(shù)存在一定局限性，即使有恰當(dāng)?shù)哪X灌注壓，也無(wú)法確保正常的腦血流量，因此床旁腦血流量監(jiān)測(cè)成為神經(jīng)重癥醫(yī)生一直關(guān)注的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。目前，顱內(nèi)血管半徑隨著動(dòng)脈壓的變化而變化，所以超聲檢查難以獲得較準(zhǔn)確的顱內(nèi)血管半徑[2]。文獻(xiàn)[3]報(bào)道，基于向量速度計(jì)算血流量無(wú)需血管角度校正，且可以減少誤差。本研究采用超聲技術(shù)并基于血流向量比較多種頸動(dòng)脈血流量評(píng)估方法，尋找其中穩(wěn)定性較好的方法，現(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集40例就診患者(年齡20～60歲)的臨床資料，其中明確有頸動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的6例。根據(jù)是否有斑塊將患者分為斑塊組6例和非斑塊組34例。同時(shí)，選取體檢健康志愿者15例，年齡20～40歲。健康者納入標(biāo)準(zhǔn): ① 測(cè)量部位清晰，探頭能與皮膚完全接觸者; ② 無(wú)貧血、心律失常、甲亢、糖尿病及高血壓病等可能引起血流動(dòng)力學(xué)變化的疾病，無(wú)不良生活習(xí)慣，無(wú)椎動(dòng)脈、鎖骨下動(dòng)脈及頸動(dòng)脈狹窄病變或粥樣硬化斑塊者; ③ 測(cè)量過(guò)程中血壓無(wú)明顯變化者; ④ 對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟知曉，同意加入實(shí)驗(yàn)者?；颊呒{入標(biāo)準(zhǔn): ① 測(cè)量部位清晰，無(wú)深靜脈置管，探頭能與皮膚完全接觸者; ② 測(cè)量前2 h及測(cè)量過(guò)程中未使用鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痛及血管活性藥物者; ③ 血流動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定，且測(cè)量過(guò)程中未發(fā)生引起血壓變化疾病者; ④ 患者或患者家屬對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟知曉，同意加入實(shí)驗(yàn)。

1.2 儀器與方法

所有受檢者均用8～12 MHz超聲探頭進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)設(shè)備為SIEMENS公司生產(chǎn)的ACUSON P500。檢查前受檢者需要移除影響頸部檢查的物品，并平臥于床上，床頭抬高30 °, 安靜休息10 min, 等呼吸及心率相對(duì)平穩(wěn)后進(jìn)行檢測(cè)，檢查過(guò)程中受檢者保持安靜狀態(tài)。先檢查右側(cè)，再檢查左側(cè)，檢查一側(cè)頸總動(dòng)脈時(shí)囑受檢者頭偏向?qū)?cè)約10°。頸總動(dòng)脈測(cè)量點(diǎn)的選擇: 測(cè)量點(diǎn)平環(huán)狀軟骨，且在頸總動(dòng)脈分段前完成檢測(cè)。為了避免偏倚，由5名經(jīng)過(guò)超聲檢查培訓(xùn)的重癥醫(yī)學(xué)科醫(yī)生完成數(shù)據(jù)采集過(guò)程，確保數(shù)據(jù)無(wú)遺漏。

各種方法的操作步驟及計(jì)算血流量的依據(jù)如下。最大血流速度近似法:Vol=Vmax×血管面積(S), 即默認(rèn)最大血流速度(Vmax)與平均血流速度相等。流速均值近似法:Vol= 0.5×Vmax×S, 即默認(rèn)最大血流速度(Vmax)的一半與平均血流速度相等。Vmax位于血管中心線，進(jìn)行血管測(cè)量時(shí)采用縱軸血管測(cè)量血流速度，橫軸血管測(cè)血管面積，通過(guò)以上公式評(píng)估血流量。采用環(huán)形近似法(圖1、圖2)對(duì)血管血流速度進(jìn)行測(cè)量時(shí)，縱軸血管測(cè)血管直徑(D)、垂直血管橫軸測(cè)量血管橫截面積(S)(圖1)。探頭傾斜30 °～60 °后(圖3)測(cè)量長(zhǎng)徑(D1)及a、b、c、d、o共5點(diǎn)的血流速度Va、Vb、Vc、Vd、Vo, 其中D/D1即為超聲波入射角度正弦值sinθ, 通過(guò)sinθ可計(jì)算出超聲入射角度余弦值cosθ。最終得到血流量計(jì)算公式:Vol=S×Vo/(9×cosθ)+1.5×S×Vb/(9×cosθ)+1.5×S×Vc/(9×cosθ)+2.5×S×Va/(9×cosθ)+2.5×S×Vd/(9×cosθ), 記為公式1。

三角函數(shù)單切面測(cè)量法: 與三角函數(shù)雙切面測(cè)量法相同，但需采用圖3A中探頭2所示的方向，得到圖3C切面圖，測(cè)得最大血管內(nèi)徑，記作D1, 即斜徑; 測(cè)量橫徑，記作D2; 采用公式2和公式3計(jì)算得出結(jié)果。

橫切固定角度測(cè)量法: 本研究中使用的超聲檢查的默認(rèn)測(cè)量多普勒角為45°。將三角函數(shù)單切面測(cè)量法相同的步驟所測(cè)得到的數(shù)據(jù)應(yīng)用到下面公式中，最大流速近似法:Vol=Vo×S1/Cos 45°, 流速均值近似法:Vol= 0.5×Vo×S1/Cos 45°。

縱切測(cè)量法: 先明確頸總動(dòng)脈位置，后將探頭旋轉(zhuǎn)至縱切面，顯示出測(cè)量時(shí)的頸總動(dòng)脈的長(zhǎng)軸圖像，調(diào)整聲束通過(guò)血管中軸線，調(diào)整聲束角度，使其與血流方向平行，再測(cè)量血流速度V1,V1為該點(diǎn)3～4個(gè)心動(dòng)周期的平均血流速度，此時(shí)的血流量公式如下。最大流速近似法:Vol=V1×S1, 流速均值近似法:Vol=0.5×V1×S1, 見(jiàn)圖4A。

改良環(huán)形近似法: 采用三角函數(shù)單切面測(cè)量法相同的操作步驟算出血管橫截面積，記為S1, 然后在D1線上取5個(gè)平均點(diǎn)(如圖1), 記作a、b、o、c、d, 將通過(guò)脈沖多普勒超聲檢查測(cè)量的圖2中各點(diǎn)血流速度記作Va、Vb、Vo,Vc、Vd(Va指測(cè)量血管最上方血流,Vo指測(cè)量血管中心血流,Vd指測(cè)量血管最下方血流,Vb、Vc分別為Va與Vo、Vd與Vo中間血流)。速度均為各點(diǎn)3～4個(gè)心動(dòng)周期的平均血流速度，此時(shí)的血流量公式為公式1。整個(gè)過(guò)程中, 5位重癥醫(yī)學(xué)科醫(yī)師檢測(cè)部位為同一位置，受檢者血壓無(wú)明顯變化, 10 min內(nèi)完成全部方法的5次測(cè)量，見(jiàn)圖4B～4F。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

應(yīng)用SPSS 25.0軟件對(duì)所采集數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。穩(wěn)定性指標(biāo)用變異系數(shù)(CV)、百分?jǐn)?shù)衡量法表示，符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn),P<0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 三角函數(shù)雙切面測(cè)量法與縱切測(cè)量法的比較

三角函數(shù)雙切面測(cè)量法穩(wěn)定性?xún)?yōu)于縱切測(cè)量法，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05), 見(jiàn)表1。

表1 三角函數(shù)雙切面測(cè)量法與縱切測(cè)量法的比較結(jié)果

2.2 三角函數(shù)雙切面測(cè)量法與橫切固定角度測(cè)量法比較

三角函數(shù)雙切面測(cè)量法穩(wěn)定性?xún)?yōu)于橫切固定角度測(cè)量法，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05), 見(jiàn)表2。

表2 三角函數(shù)雙切面測(cè)量法與橫切固定角度測(cè)量法比較結(jié)果

2.3 三角函數(shù)單切面測(cè)量法與三角函數(shù)雙切面測(cè)量法的比較

三角函數(shù)單切面測(cè)量法穩(wěn)定性?xún)?yōu)于三角函數(shù)雙切面測(cè)量法，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05), 見(jiàn)表3。

表3 三角函數(shù)單切面測(cè)量法與三角函數(shù)雙切面測(cè)量法的比較結(jié)果

2.4 最大血流速度近似法與流速均值近似法的比較

最大血流速度近似法的穩(wěn)定性與流速均值近似法比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(變異系數(shù): 0.201、0.201,P>0.05; 百分?jǐn)?shù)衡量法: 0.568、0.568,P>0.05)。

2.5 改良環(huán)形近似法與最大血流速度近似法的比較

改良環(huán)形近似法的穩(wěn)定性與最大血流速度近似法比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05), 見(jiàn)表4。但斑塊組分析結(jié)果顯示，前者的穩(wěn)定性?xún)?yōu)于后者，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05), 見(jiàn)表5。

表4 改良環(huán)形近似法與最大血流速度近似法的比較結(jié)果

表5 斑塊組改良環(huán)形近似法與最大血流速度近似法的比較結(jié)果

2.6 改良環(huán)形近似法中速度的分析比較

改良環(huán)形近似法實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)Va、Vb、Vo,Vc、Vd分析發(fā)現(xiàn)，血管中心速度并不全是最大速度，其中有97次最大血流速度是由2個(gè)及以上位置測(cè)量得出。

3 討 論

1989年，國(guó)內(nèi)首次利用多普勒超聲技術(shù)觀察椎動(dòng)脈的二維超聲顯像與多普勒超聲血流量[4], 從此很多學(xué)者開(kāi)始利用多普勒超聲對(duì)頸動(dòng)脈進(jìn)行測(cè)量，但大多數(shù)文章中提及的頸動(dòng)脈血流量測(cè)量方法為縱切測(cè)量法[5-6], 計(jì)算方法為流速均值近似法[7], 尚無(wú)文獻(xiàn)支持哪種方法更接近于真實(shí)血流量或更適用于臨床。此外，先前的測(cè)量方法中，不同的操作者行相同的操作得到的結(jié)果相差很大，說(shuō)明測(cè)量方法的穩(wěn)定性較差[8]。本研究的橫切固定角度測(cè)量法比縱切測(cè)量法有更好的穩(wěn)定性，主要原因?yàn)檠鞣较蚺c超聲方向夾角過(guò)大。本研究得到的夾角多大于80 °, 因?yàn)闇y(cè)量時(shí)需要測(cè)量者將角度調(diào)整至與血流速度完全平行，當(dāng)夾角大于80 °時(shí)，測(cè)量誤差相差1 °就可能會(huì)造成大于10%的誤差。采用橫切固定角度評(píng)估法測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)，速度的校正角度是固定值。本研究要求操作者以與皮膚45°角為超聲入射方向，并最終以45 °作為超聲與血流方向的夾角進(jìn)行矯正。當(dāng)夾角為45 °左右時(shí)，每相差5 °就會(huì)導(dǎo)致10%的速度誤差。因而，與縱切測(cè)量法相比，橫切固定角度測(cè)量法是將超聲檢查的默認(rèn)測(cè)量多普勒角為45°作為默認(rèn)角，可減少因角度誤差造成的測(cè)量速度誤差，但仍存在較大誤差。文獻(xiàn)[3]報(bào)道，基于向量速度計(jì)算血流量可以減少誤差。故本研究為進(jìn)一步減少誤差，基于向量速度引入三角函數(shù)來(lái)計(jì)算所需血流量的相關(guān)數(shù)據(jù)，并命名為三角函數(shù)單、雙切面測(cè)量法。本研究結(jié)果表明，三角函數(shù)單切面測(cè)量法穩(wěn)定性?xún)?yōu)于三角函數(shù)雙切面測(cè)量法，原因可能為三角函數(shù)雙切面測(cè)量法需要在超聲顯示的2個(gè)圖像上測(cè)量血管內(nèi)徑，但實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，脈搏周期血管內(nèi)徑會(huì)發(fā)生一定變化，不同血壓條件下血管半徑不同，不同時(shí)點(diǎn)、不同切面測(cè)量直徑和斜徑會(huì)導(dǎo)致θ測(cè)量誤差較大。對(duì)于三角函數(shù)單切面測(cè)量法而言，動(dòng)脈接近正圓，通過(guò)斜切血管得到的橢圓橫徑可視作血管直徑D, 這樣在一個(gè)切面上測(cè)量D1及D2可保證在同點(diǎn)上獲取θ的相關(guān)信息。

采用血流速度計(jì)算血流量的常用方法之一是假設(shè)法[9], 假設(shè)理想狀態(tài)下血流以層流分布，流速呈拋物線分布，最大流速位于血管中心線。本研究中的最大流速近似法和流速均值近似法計(jì)算得到的血流量分別為(531.70±176.89) mL/min和(265.85±88.45) mL/min, 血流量穩(wěn)定性較差，與研究[6-7]得出的測(cè)量結(jié)果相似，主要原因是頸總動(dòng)脈血流因血管走行、血管管徑的變化及血液黏滯度等問(wèn)題，在臨床上其血流量檢測(cè)較體外模擬實(shí)驗(yàn)更復(fù)雜[10]。此外，最大流速不一定全部位于血管中心線，本研究發(fā)現(xiàn)，血流速度位于血中心線的占比為44%, 可能也是測(cè)量結(jié)果不穩(wěn)定的因素之一。另外一種方法計(jì)算血流量的常用方法是環(huán)形近似法，其主要從血管平面取點(diǎn)，測(cè)量出各個(gè)點(diǎn)的瞬時(shí)流速，再測(cè)量每個(gè)點(diǎn)的橫截面積，將所有點(diǎn)的血流量相加得到總血管血流量，并且取點(diǎn)數(shù)量越多，測(cè)得的血流量越穩(wěn)定。考慮到取樣框的取樣范圍，本研究將所得截面直徑以截面圓點(diǎn)為中點(diǎn)，分為6等份(圖1)，并將直徑的1/6作為取樣框的大小。對(duì)于血管條件良好且無(wú)明顯頸動(dòng)脈斑塊的患者而言，血管內(nèi)的血流主要為層流，改良環(huán)形近似法無(wú)明顯優(yōu)勢(shì)(P>0.05), 反而增大了測(cè)量難度; 對(duì)于存在動(dòng)脈斑塊的患者而言，改良環(huán)形近似法則可顯著提高血流量測(cè)量的穩(wěn)定性，原因可能是血管斑塊導(dǎo)致血流為非層流，血流方向可能與管壁不平行，可能會(huì)出現(xiàn)渦流、返流和二次流等復(fù)雜流動(dòng)形態(tài)[11]。

本研究還存在許多不足之處: 只分析了血流速度及血流量測(cè)量的穩(wěn)定性，缺少與真實(shí)血流量的比較; 樣本量較小，需進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量，減少誤差; 在改良環(huán)形近似法的比較中，因缺乏軟件未與環(huán)形近似法進(jìn)行比較; 在三角函數(shù)單雙切面測(cè)量法中，運(yùn)用沿橢圓形長(zhǎng)軸5個(gè)等分點(diǎn)測(cè)得血流速度，然后運(yùn)用三角函數(shù)得到垂直血管平面5個(gè)點(diǎn)的血流速度，其與真實(shí)平面5個(gè)點(diǎn)的測(cè)量速度可能并不相等。

綜上所述，三角函數(shù)單切面測(cè)量法可測(cè)得較為穩(wěn)定的血流速度，對(duì)于頸動(dòng)脈斑塊患者，改良環(huán)形近似法可獲得較穩(wěn)定的血流量，但評(píng)估穩(wěn)定性有待進(jìn)一步提高。