實時經顱超聲血管造影顯示腦動脈的初步研究

魏章洪 馮 程 徐金鋒 羅 慧 劉慧玉

暨南大學第二臨床醫學院深圳市人民醫院，廣東深圳 518020

經顱多普勒作為一種無創性檢查，已廣泛地應用于臨床，其操作簡便、重復性好，可以對病人進行連續、長期的動態觀察，更重要的是它可以提供其他影像學技術所測不到的重要血液動力學資料。但是經顱多普勒不能顯示二維圖像，不能顯示顱內血管的走行及內部結構，因此經顱多普勒檢查具有一定的盲目性。本研究通過靜脈注射超聲造影劑，采用諧波造影技術，經顱骨對腦動脈進行掃查，旨在探討諧波造影技術顯示腦動脈的情況。

1 臨床資料

選擇2010年4月—2012年12月來該院就診，因各種原因需要進行腦動脈磁共振血管成像（MRA）檢查的患者32例，男19例，女13例，年齡37～68歲，平均（53±14）歲。所有患者均知情并簽署知情同意書，接受經顱超聲諧波造影檢查。除外患有以下疾病者：①已知有右向左分流的心臟病患者；②重度肺動脈高壓患者（肺動脈壓＞90 mmHg）；③未控制的系統高血壓患者；④成人呼吸窘迫綜合癥患者；⑤妊娠及哺乳婦女；⑥近期急性冠脈綜合癥或臨床不穩定性缺血性心肌病的病人。所有患者均在一周內分別進行腦動脈磁共振血管成像及經顱超聲諧波造影。

2 儀器與方法

（1）儀器與造影劑。采用Philips IU22型超聲診斷儀，S5-1探頭，配備能量脈沖反向諧波成像（PPI）功能。造影劑采用Bracco公司SonoVue粉劑（59 mg）與配套注射用水（5.0 mL生理鹽水）混合后搖蕩30 s，即得到白色、乳狀的微泡混懸液。造影時每次使用的造影劑劑量為2.4 mL，注射前，振蕩使微泡混勻分散后，抽吸至注射器中立即經肘部淺靜脈2S內快速注入，隨即再注入5 mL生理鹽水沖洗。

（2）檢查方法。①二維超聲及造影機械指數的確定。由于每位受檢者的顳窗透聲性不同，所以每次檢查都必須客觀地評價受檢者顳窗的透聲性，以選擇合適的造影機械指數以獲得最佳的檢查效果。我們將對側的顱骨、第三腦室和腦干這三個解剖標志作為參照物，對每位受檢者的顳窗透聲性進行評分。通過評分，正常組受檢者中顳窗透聲性較好的有10例，中等的有15例，較差的有7例。

根據患者顳窗透聲性的不同，造影時采用的機械指數也不同。透聲性較好的患者采用較低的機械指數，較差的患者采用較高的機械指數。患者平臥位，選擇“TCD”程序，默認機械指數為1.4，將探頭置于一側顴骨上方、眼眶外側緣至耳前區域，在前、中、后窗探查，找出最佳位置，顯示標準的顱腦橫斷面的中腦結構。調節機械指數至剛剛可以顯示這三個標志，此時的機械指數作為造影時的機械指數。用同樣的方法確定另一側的機械指數。通過此種方法，我們在造影時采用的機械指數為0.36～0.94。

②超聲造影。確定探頭位置和造影時的機械指數后，啟動造影程序，經肘部淺靜脈團注入2.4 mL造影劑（2S內完成），隨后用5 mL的鹽水沖洗。注入造影劑同時啟動計時器，一側腦動脈的顯示情況要實時觀察，造影過程一般觀察4～6 min。并采取同樣的方法對另一側的腦動脈進行造影。造影全過程均以動態視頻的形式存貯在儀器的硬盤中。

③MRA檢查。磁共振血管成像檢查采用場強1.5T超導磁共振儀，采用三維時間飛馳法（3D TOF）技術獲得三維血管圖像。

（3）觀察內容及分析方法。通過雙側顳窗分別對雙側腦動脈分別進行經顱超聲諧波造影，觀察兩側各段腦動脈的顯示情況，包括大腦中動脈（MCA）M1、M2、M3段、大腦前動脈（ACA）A1、A2段和大腦后動脈（PCA）P1、P2、P3段。

與MRA結果進行對照，計算經顱超聲血管造影顯示腦動脈的顯示率。

3 結果

32例受檢者進行經顱超聲血管造影后，僅1例因聲窗差，腦動脈及大腦動脈環顯示不清，其余31例受檢者的腦動脈和大腦動脈環均能顯示（圖1）。MRA檢查后32例受檢者均能顯示正常的腦動脈和大腦動脈環。大腦前動脈、大腦中動脈和大腦后動脈各節段的經顱超聲血管造影與MRA的比較結果見表1。

4 討論

Bogdahn等[1]于1990年首先對經過完整的成人顳骨的超聲腦組織顯像進行了描述。他使用相控陣探頭經過顳窗掃查，腦組織的灰階圖像可以顯示出來，從而能夠識別腦實質、腦室系統和腦血管。彩色多普勒模式可以在腦組織黑白圖像上顯示大腦動脈環的結構。多普勒模式與傳統的經顱多普勒一樣還可以半定量地分析血流，還可以利用彩色血流圖可視地對目標血管進行追蹤。但是，對所有的經顱超聲血管顯像技術來說，顱骨對超聲波強烈的衰減作用就是最大的限制。要克服這些限制獲得可接受圖像，在目前的技術條件下，就必須使用較低的基礎頻率（1.0～2.0MHz）和較高的機械指數（MI1.1～2.0）以獲得足夠的信號。

超聲造影劑可以提高顱內血管的彩色血流或能量多普勒的信噪比。在研究超聲造影的初期階段，學者們要增強顱內血管的多普勒信號一般通過使用超聲造影劑來完成，在彩色或能力多普勒模式下可以增強顱內血管的顯示效果。Bogdahn等[2]對10例病人分別進行傳統的經顱多普勒檢查及超聲增強后的多普勒檢查，研究證實通過靜脈注射超聲造影劑可以增強大腦動脈環、大腦前動脈、大腦中動脈、大腦后動脈、椎-基底動脈及其分支的顯示，并能顯示部分顱內的靜脈。在隨后的研究中證實，使用超聲造影增強技術，能大大提高經顱多普勒檢查的可信度[3]。

雖然超聲造影劑的使用提高了傳統的經顱多普勒檢查的成功率和可信度，但是這種診斷價值仍然受到超聲造影劑特有的偽像的限制，Forsberg等[4]1994年首先描述了這種主要發生在靜脈團注超聲造影劑后早期的偽像。彩色和能量多普勒技術，能夠很敏感地探測到血流，但接收的聲信號的空間分辨率卻相對較差。在編碼后強烈的聲信號顯示為熒屏上的彩色圖像，可能表現為“溢出”到血管的解剖輪廓之外，特別是在靜脈團注微泡超聲造影劑后的早期。在超聲儀的熒屏上超聲造影增強表現為過分放大彩色或能量多普勒信號。為得最佳圖像需要調節儀器的操作者有一定的經驗和技巧，盡量使“溢出”現象減少。慢速靜脈注射的方法是克服超聲造影劑特有的如“溢出”之類的偽像的方法之一，此種方法比靜脈團注的方法產生的偽像較少一些[5-6]。

圖1 經顱超聲血管造影圖像（經右側顳窗掃查）

（注）R-ACA=右側大腦前動脈，R-MCA=右側大腦中動脈，R-PCA=右側大腦后動脈，L-ACA=左側大腦前動脈，L-MCA=左側大腦中動脈，L-PCA=左側大腦后動脈，BA=基底動脈

表1 經顱超聲諧波造影對腦動脈顯示率

隨著新一代超聲造影劑如聲諾維（SonoVue）的出現及新的超聲造影技術如二次諧波顯像（SHI）、脈沖反向諧波成像（PIHI）等的發展，超聲造影的應用已經不局限于增強多普勒信號。超聲造影劑微泡在超聲波的作用下，產生強烈的振動，從而產生強烈的諧波信號。諧波可以從基波中分離出來以形成圖像。二次諧波顯像主要由超聲散射中的非線性二次諧振信號組成，由于聲學造影劑微氣泡的非線性效應強于組織幾十倍乃至上百倍，可以產生很強的二次諧波信號，故二次諧波顯像可以分離造影劑信號和組織信號，造影效果鮮明。脈沖反向諧波成像采用基波抵消技術，使回波信號中的諧波信號“純化”，從而使聲學造影圖像的質量得到改善。此種技術可以使顱內血管的邊界清楚地顯示，而不會出現在彩色和能量多普勒模式下的“溢出”現象。

本研究采用諧波造影技術顯示正常人腦動脈，所有患者在造影過程中均未出現“溢出”現象。通過與MRA的對比顯示，經顱超聲血管造影技術對正常人的腦動脈有較高的顯示率，尤其是大腦中動脈的M1和M2段、大腦后動脈的P1和P2段，顯示率達96%，與國外文獻報道相似[7]。在7例透聲窗較差的受檢著中，僅1例不能清楚顯示顱內動脈和大腦動脈環。因為諧波造影技術能夠清楚地顯示血管的邊界，不會出現“溢出”現象，所以經顱超聲血管造影與數字減影血管造影（DSA）的顱內血管的圖像相似。即使是對經顱超聲認識不多的臨床醫生也能解讀這種直觀形象的圖像。H?lscher等[8]將經顱超聲血管造影的24人的視頻資料讓一個經驗豐富的超聲醫師和對經顱超聲認識不多的兩個內科醫師分別進行解讀，對視頻資料三位醫師的解讀結果無統計學差異。將在后期撰寫報道經顱超聲造影對腦血管疾病的診斷研究。

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