- 全身动脉粥样硬化疾病多学科诊治
- 原标 杨晶 郑华等
- 10753字
- 2020-08-28 08:31:23
第八章 辅助检查
第一节 血管实验室检查
血管实验室检查技术在血管医学实践中具有多种经济、合理的应用价值。血管检测分为体格检查和双功能超声检查两部分。体格检查包括节段血压测量、脉搏容积记录、持续波多普勒超声和体积描记术。这些检查需要的仪器主要有血压计、多普勒超声设备和体积描记记录设备。双功能超声将灰阶和多普勒光谱成像及彩色成像结合起来,应用于大部分血管实验室检查。超声设备应安装专门用于血管检查的软件和探头,颈部血管超声用5~12MHz探头,腹部超声用2.25~3.5MHz探头。
一、肢体压力测量和脉搏容积记录
肢体节段收缩压测量和脉搏容积记录对于外周动脉疾病(PAD)的诊断和进一步评价动脉阻塞的严重程度具有重要意义,使用节段肢体血压计(脉搏波容积记录)可评价节段血压。这些检测手段主要用于下肢测量,也可用于上肢。在检测过程中,测量使用的套囊应该与患者肢体直径匹配。进行检测之前,患者应平卧位休息至少10分钟。目前市场上有能够自动测量和记录血压及脉搏波的仪器,持续波多普勒超声仪器探头一般使用4~8MHz检查动脉血流信号。测量时,套囊快速充气直至超过患者的收缩压,然后缓慢放气至探头检测到血流信号。当血流信号出现时,套囊所显示的压力代表套囊下方动脉节段的收缩压。例如,套囊在大腿处时,探头放置在踝部的胫后动脉,所测得的压力代表套囊下方股浅动脉和股深动脉以及侧支动脉的压力,而不是胫后动脉压。从踝部检测到的多普勒血流信号可用于肢体测量,检测时多普勒超声探头靠近充气套囊,虽然操作不便但其精确性提高。
血压测量套囊的常用位置有双上肢肘前窝上方、大腿上部、大腿下部膝盖上方、胫骨结节下方和踝关节。通常,足部血压需要通过踝水平检测胫后动脉和胫前动脉来评估,双侧上肢血压由肱动脉决定。如果双侧上肢血压之差>20mmHg,提示血压较低的一侧上肢存在动脉狭窄。将胫部信号作为血流指示器,分别测量大腿上部、大腿下部、小腿和脚踝水平的血压。下肢末梢血压的评估应该从脚踝水平开始逐渐移向近端。静息状态检查血压正常的患者需要行踏车运动试验以发现外周血管疾病。如果怀疑有踝部末梢病变,可用适合于足趾的套囊测量血压来判断足部或末梢动脉是否堵塞。
(一)动脉节段多普勒压力测量
下肢压力与上臂压力相比较。踝部压力可用来计算每次肢体踝-臂指数(ankle-brachial indices,ABI),分别用双侧下肢踝部的血压与双上肢中动脉压较高一侧的血压相比而得。ABI正常值为1.0~1.3。正常人及通过动脉造影术确诊的PAD患者的比较研究发现,ABI<0.97对诊断PAD的特异性为99%,敏感性为94%。在一般人群中,将ABI临界值定为0.97可能使严重病变的特异性减低,因此许多实验室使用ABI<0.90作为诊断PAD的标准。不同水平的动脉压力之间也可进行比较。从一个水平到下一个水平的压力阶差为20mmHg或更多,则被认为有显著性差异,提示在这两个水平之间可能存在动脉狭窄。在健康人群中,套囊测得的下肢血压一般比上肢血压>30mmHg左右。下肢与上肢血压比值为1.1或更高被认为是正常的,而<0.9提示下肢动脉近端狭窄。当大腿上部压力低于上臂血压时,提示动脉狭窄的位置可能位于主动脉或同侧髂动脉、股动脉或邻近股浅动脉。如果仅有一侧大腿上部血压低于上臂血压,则提示同侧髂股动脉狭窄。
由于发生严重钙化的血管不能被压缩,此时无法测得其收缩压。如果测得的ABI≥1.3时提示存在血管钙化,则此时的ABI指标不可靠。血管钙化存在时不能判断是否存在显著的血压梯度,此时进行趾-臂指数(toe brachial index,TBI)检查有利于协助诊断。TBI是脚趾的收缩压力与上臂收缩压的比值,测量时,将套囊缚于足趾上,一般选择第一足趾,同时通过光学体积描记术记录脉搏波形。套囊充气至超过收缩压后放气,波形重现时记录到的压力为收缩压。TBI的正常范围是0.60±0.17。
(二)脉搏容积记录
用于检测节段血压的套囊可与体积描记设备相连,用作记录肢体随着每次脉搏搏动发生的体积变化以及脉搏体积变化。脉搏体积波形可用于评估发生钙化部位的动脉血流,因为这种方法不依赖于套囊对钙化动脉的阻断。每只套囊依次被充气至预先设定的压力值,一般>65mmHg。在每一个心动周期,肢体体积发生的变化会引起相应套囊的压力变化。脉搏体积记录(pulse volume recording,PVR)要求校正套囊内的气体量。
每一侧肢体都要记录脉搏体积波形,PVR分析以波形形状、信号和峰值的评估为基础。正常的脉搏体积波形的结构与动脉压力波形类似,有一个尖锐的上升支和一个有明显切迹的下降支。狭窄会引起明显的血流动力学障碍,表现为PVR图形延迟相的改变。血管病变比较严重时,得到的波形斜率和振幅均减少。外周血管病变的严重性可通过分析上升支斜率和脉搏体积振幅来评估。
使用光学体积描记法记录反射的红外线也可得到脉搏波形,信号与皮下血流循环的红细胞数量成比例,不测量体积变化。波形形状的分析方法与脉搏体积记录类似。
二、经皮血氧饱和度检测
经皮测氧法可通过检测氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的吸光度来了解血液氧合状态。血氧饱和度仪使用两个光频来鉴别氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白,红色光频率为600~750nm,红外频率为800~1050nm。脱氧的血液吸收更多红色光,而氧合的血液吸收更多红外光,血氧饱和度仪有发射极和接收器。红光和红外光发射后穿过半透明结构,如人体指端或者耳垂,通过比较光电探测器接收到的红光和红外光比值从而得出血液的氧合状态。如果持续监测血氧饱和度,氧合的血液随着每次心脏跳动到达检测区域,就会形成氧合曲线的峰值。氧分压的正常值为50~75mmHg。在胸前放置一个探头作为标准,以保证氧分压为50~75mmHg;另外一个探头放置在要检测的肢体部位。依次将探头放置于肢体的近端和远端,从而得到检测数据。肢体的正常值与胸前测得值大致相同。经皮血氧饱和度检测常用于决定截肢的平面,>20mmHg对于康复的预测准确度达80%。这项检查不受血管钙化的影响。
运动试验诊断外周动脉疾病:运动试验可作为PAD诊断的辅助生理学检查,它是一种功能学检查,能够决定间歇性跛行患者行走的距离。而且,有助于判断患者下肢症状是否与PAD相关。此项检查适用于有不典型跛行的患者或者有间歇性跛行病史但静息ABI正常的患者。为确诊PAD而行本检查的禁忌证包括:下肢静息痛、轻微运动即出现气短等不适或有不稳定心绞痛。不能进行踏车运动的患者也无法行本检查。
在进行平板运动试验前要求患者空腹12小时。平板运动试验的速度为2英里/小时(约3.22千米/小时),倾斜度为12%。分级运动试验增加斜度和(或)每2~3分钟加速1次。Gardner方案是最常用的评估运动能力的分级运动试验诊断标准。起始速度为2英里/小时,倾斜度为0,每2分钟增加2%,能够得到更宽的测量范围,常用于决定临床试验终点,如评价治疗后行走时间的改变。其他运动试验标准如Bruce方案,因为其加速和倾斜度的增加速度快而不常用于评估跛行患者的运动能力。
患者出现腿部不适、胸痛或者其他症状而无法继续运动时,平板运动试验结束。然后患者立即平卧,从有症状一侧的下肢开始测量踝部血压,然后测量双上臂血压得出上臂血压最高值。每1~2分钟重复测量上述血压,直到恢复至基础水平。运动试验中记录的数据应当包括踝部血压、患者能够行走的时间、血压恢复基础水平所需的时间、症状出现的位置和性质以及无法继续进行试验的原因。ABI在运动后减少20%以上可诊断PAD。在一些病变严重的患者,踝部血压恢复正常的时间延长(如,1分钟为轻度病变;10分钟为严重病变)。
三、超声的原理
(一)超声图像产生
超声波转换器或称为探头,向所检查的组织发射不连续的声束(脉冲)。遇到组织后,部分脉冲反射回探头,返回的脉冲取决于组织的密度和体积。组织深度通过计算脉冲从发射到返回的时间而得。因此,通过整合返回的脉冲数量和返回所需的时间信息,一个灰阶图像就产生了。探头频率越高,声波返回所需时间越短。高频探头对浅表组织的成像效果优于低频探头,但是由于发射脉冲在返回过程中的衰减,高频探头不能显示组织深部的图像。
技术的发展增加了血管探头的带宽,有助于从基本频率中分析谐波。谐波代表了所有的发射频率。因为超声应用中组织压缩并扩大,基波可能被扭曲,损害了图像的质量。然而,扭曲过程中产生了原始频率的谐波,可以被探头检测。通过检测基本频率和谐波,可以减少伪像如斑纹噪声和混响,产生清晰的图像。
1.血流的检测
在动脉竖直节段中正常血流是层流。如果将血流考虑为不同环状层面的流体,中央的血流流速高,边缘近管壁流速低。心动周期中,脉搏搏动使血液以不同的流速持续流动,收缩期流速最快,舒张期流速最慢。层流遇到正常的血管分叉或者异常的血管改变,如动脉粥样斑块时会受到影响,这些受影响的血流称为湍流,引起比层流更多的压力衰减。
血管超声检查中最重要的内容是测量血流速度。管壁异常可引起流速改变,因此流速检测可评估血管的狭窄情况。正常血管中血流流速与血管近端及远端压力差成正比。血管半径是影响和限制血流量的重要因素,血流量由半径的4次方决定。举例来说,血管半径减少50%,则血流量的减少将>90%。因此,血流符合泊肃叶定律(Poiseuille's law),后者是决定管道中黏性液体流动的一个定律。因为血液黏滞系数、血管长度和血管内压力保持相对稳定,影响血流的最重要因素即为血管层流的大小。
血管超声利用多普勒频移现象可以检测血流速度,多普勒频率可以增大或减小,取决于血流的方向。决定频率变化大小的变量有声波的速度、移动物体的速度以及声束和移动物体之间的夹角。
2.伪像
尽管超声成像是可信的,但偶尔也会产生伪像。高密度的物体,如血管壁钙质沉积,使得声波几乎不能穿透,故无法获得深处组织的图像(声影)。但无回声区(液性区)后方组织的回声是增强的。组织界面可以产生多重声波反射,产生附加图像。脉冲波的折射可以使图像上显示的位置与实际位置错位,以及在较大结构的边缘产生侧方声影。反射性强的界面可以产生镜面伪像,因为反射组织改变了声波返回时间。镜面两侧图像到反射界面或组织的距离是相等的。
3.灰阶(B-型)成像
超声成像一般采用回波系统。根据发射脉冲和反射回波之间的时间差可以判断组织界面的位置。每个反射回波在屏幕上显示为亮度不同的灰点,点的亮度取决于反射声波的强度。在一个平面内有序地转换各个方向的声波,合并相关信号,一个二维图像就产生了。图像可以很快更新,能够实时显示灰阶图像。声束要与检查对象表面垂直,才能得到最明亮的B型图像。颈部、肢体和内脏的血管走行及探头表面是平行的,因此很容易检测到。高频探头用于显示接近表面的血管,低频率探头用于观察深处血管。应用谐波技术能更清楚地显示血管壁的详细情况。使用频率较宽的探头有助于基本频率和谐波的分析。
4.多普勒频谱分析
检测速度时要使多普勒声束与血流保持60°夹角。在实践中,测量时的取样角度是60°。虽然0°时频移最大,但是由于血管与身体表面平行使得0°无法达到。声束与血流方向的夹角<60°或>60°都会影响测量,如夹角减小一些,所测流速会降低10%,而夹角大一些,所测流速会增大25%。因此,取样框要与血管内壁平行放置,实际应用时保持管壁与声束夹角为30°~60°。正常外周动脉多普勒频谱波形窄而尖锐。所有血细胞在心动周期中都以相同的速度移动。根据舒张期血流情况,波形也分为高阻和低阻,高阻时舒张期血流少,流速降低快;低阻时舒张期血流连续,流速降低慢。下游的阻力血管广泛扩张或者是邻近低阻血管时阻力就低。外周动脉波形是高阻型,颈内动脉是低阻型。正常高阻波形是典型的三相波,第一相为心室收缩时高速正向血流。本章下述部分将介绍不同动脉节段收缩期峰值流速(peak systolic velocity,PSV)的正常范围。
由于主动脉瓣关闭前左心室压力低于主动脉压力,所以波形第二相代表舒张早期反向血流,而波形第三相代表的是血管壁回弹时形成的小的正向血流。动脉分叉处和狭窄部位的血流一般不是均一或层流,而是形成湍流。在这些部位,频谱多普勒的波形提示血细胞以不同的速度移动。与之前狭窄、清晰的波形不同,此处频谱明显增宽,并且频谱波形部分或者全部充满。在动脉粥样硬化的血管中,由于血管失去顺应性或弹性,波形的第三相舒张波消失。
5.彩色多普勒
彩色多普勒是指利用多普勒效应反射声波中包含的频移信息,在整个成像场中计算血流速度实时形成的图像。多普勒频移数据来自于每个成像点,这些信息可以叠加在灰阶像图上,得到解剖结构和血流信号的实时整合图像。当检测到运动对象时,就显示出一种彩色信号,通常为蓝色或红色,红色代表频移朝向探头,血流方向朝向探头;蓝色表示频移背向探头,血流方向背向探头。颜色可以被操作者任意改变,但大多数人将动脉血流显示为红色,静脉血流显示为蓝色。随着多普勒频移的增加,显示的色彩和强度将随之改变,血流速度越快,颜色的去饱和程度越高,流速最高时接近白色。脉冲重复频率(流速)决定了色彩饱和度和血管腔充盈度。脉冲重复频率(探头每秒发出的脉冲频率)在正常血管中是调整好的,层流表现为均一颜色。颜色会随心动周期而发生变化。流速增加和动脉狭窄处血流紊乱会产生高流速射血和颜色模式的突变。在动脉狭窄处,流速超过Nyquist极限时(即多普勒频移超过脉冲重复频率的一半)会产生图形失真,看似是血流方向上突然出现反射,提示有高流速血流喷射,需要进行脉搏波的多普勒分析来确定。余辉是一种仅代表前向血流的持续信号,与正常动脉中的色彩改变形成对比。舒张早期血液回流减少时,彩色余辉与多普勒频谱的单相波形相对应,提示严重狭窄。狭窄后区域的色彩是嵌合式的,提示湍流。周围软组织彩色播散也提示血流湍流。彩色伪像与血液紊乱有关,与高流速的血液喷射同时发生。彩色播散在动静脉瘘插管术后评价中具有重要意义。
6.动脉狭窄的评估
动脉狭窄处的超声特征为收缩期流速增高、舒张末期流速增高、彩色图形失真、彩色播散、波形增宽、狭窄后的血流为湍流。动脉完全阻塞时会听到“砰”的声音。多普勒流速测量是评价狭窄严重程度的主要方法。流速稳定时,血管横截面积减小则流速增加。在动脉狭窄后方,血流更加紊乱时,其波形明显变宽变广,狭窄后波形减小、上升期延迟。如狭窄处后方未发现湍流,则应考虑角度不对或血管扭曲。能量(或振幅)多普勒是一种补充成像手段,主要表现反射多普勒信号的总强度或振幅。与传统彩色血流成像相比,能量多普勒检测的血流信号敏感度高3~5倍。使之能够检测的动力范围扩大,即使是次全阻塞动脉中极低流速的血流也能被检测到。造影剂的使用可以协助鉴别颈动脉和肾动脉的动脉闭塞与高度狭窄,尤其是多支肾动脉存在时。
(二)颈动脉多普勒超声
标准的颈部双功能超声除检查颈动脉外,还包括椎动脉、锁骨下动脉和头肱动脉的检查。该项检查的适应证有杂音、短暂脑缺血发作、一过性黑矇、脑卒中和血运重建后的复查。首先在横切位及纵切位进行颅外颈动脉灰度测量,检查者扫描该区域时应包括从锁骨到下颌角的范围,并且从前侧位和后侧位两个角度来观察。颈总动脉(CCA)一般位于颈内静脉中间,其分叉一般靠近环状软骨。颈内动脉(ICA)位于后侧位,其起始部内径宽于位于前内侧的颈外动脉(ECA)。
颈动脉狭窄常常是局限的,而且血流状态在很短的距离内即可恢复正常。因此,脉搏波取样容积应沿着血管长度走行进行系统检查;而彩色多普勒则通过改变取样容积的位置来评价检测区域内异常血流。标准的流速测量应分别记录颈总动脉近段、中段和远段血流。颈总动脉频谱波形是颈内动脉及颈外动脉的总和,其收缩期血流比颈外动脉稍大,而比颈内动脉小。动脉粥样硬化最常发生的位置是颈内动脉的起始处,而纤维肌肉结构不良则多发于远段。使用频谱多普勒,取样容积包括整个颈内动脉,至少要分别记录颈内动脉的近段、中段和远段的血管收缩峰值流速(PSV)和舒张末流速(EDV)。椎动脉位于颈动脉后方,椎动脉和椎静脉走行于棘突之间。椎动脉走行深入到颅内,频谱多普勒只能取样到浅表易探及的部位。
颈内动脉和颈外动脉的鉴别在检查中很重要。颈外动脉一般较细,位置靠前内侧,舒张期血流小于颈内动脉,而且颈外动脉颈部一般有分支,颈内动脉则没有。直接观察这两支血管的频谱波形对于鉴别很重要。间歇叩抚颞动脉的耳前分支可以观察其近端血管的流速波形并找到最大流速部位,在ECA的波形舒张期可清晰地观察到间歇叩抚的信号,而在ICA的波形中则没有。
频谱波形的意义基于以下指标,如峰值流速、舒张末期流速、形状和频谱的宽度。目前存在许多诊断标准,每种都有其优点和缺点。颈内动脉狭窄的收缩峰值标准为:>230cm/s提示狭窄>70%,>125cm/s提示狭窄>50%。舒张末期流速的标准为:>140cm/s提示狭窄>80%。颈内动脉收缩峰值流速与颈总动脉中段流速的比值对于鉴别低心输出量或重度主动脉瓣狭窄导致的血流动力学改变是否引起狭窄非常有用。至少,流速的诊断标准应该能够鉴别<50%的狭窄、50%~69%的狭窄和>70%的狭窄。在每个实验室中选择何种诊断标准,需要回顾已经发表的参数和选择适合实验室中应用的指标。各血管实验室必须选择合适的标准,如血管造影术对比来确定其狭窄诊断标准。
波形分析的指标有上升的评估、舒张期血流、血流的方向、与对侧血管的对比。如果颈内动脉完全阻塞,可表现为同侧颈总动脉舒张期血流严重减少或消失。波峰延迟提示近段狭窄,例如,头臂干动脉的重度狭窄将引起右侧颈总动脉波幅降低。颈总动脉的颈部节段收缩期流速增高提示动脉狭窄,增高1倍提示至少50%的狭窄,增高2倍提示至少75%的狭窄。
波形分析在椎动脉的评估中尤为重要,因为椎动脉的骨内部分不能直接用超声检测,而椎动脉狭窄的流速诊断标准目前尚未制定。一般认为流速>125cm/s和波幅降低是椎动脉狭窄的两个征象。在椎静脉中发现血流而在椎动脉中未发现可确定为椎动脉血流缺失。椎动脉内血液倒流提示锁骨下盗血(即椎动脉循环中的血流流入锁骨下循环)。通过与颈动脉内的血流方向比较,可确定椎动脉内血流是否倒流。典型的血液倒流表现为波形的收缩段减低,因为倒流血液流入的是高阻的锁骨下动脉。如果血流朝向头部,而舒张期波形明显降低或者倒置,可以在上臂运动后或者用血压计套囊给同侧上肢加压至超过其收缩压,然后放气后重新检测血流来判断锁骨下动脉盗血。上述措施能够增加锁骨下动脉床的血液需求,如果存在锁骨下动脉狭窄则椎动脉内血液会完全倒流。临床中,大多数锁骨下动脉狭窄患者无症状。
锁骨下动脉的评估应当尽量接近其起始处。超声探头可沿锁骨横行放置,改变角度得到锁骨下扫描平面。彩色多普勒检查可用来发现非层流血流,同时获得全血管的多普勒频谱。收缩峰值增高1倍提示狭窄≥50%。
1.斑块和动脉壁特征
灰阶显像可用于评价颈动脉斑块和动脉壁特征。在超声检查中,动脉内膜增厚和凸出于血管腔内是动脉粥样硬化斑块的证据,检查中可发现斑块表面和回波的性质。溃疡指斑块内血流的外溢;无回声斑块是指回声低于周围肌肉组织的斑块,通常在出现异常血流信号时首先被发现。斑块的体积宜于在横截面图三维重建时进行测量。
另外一个能够判断斑块性质和活动性的技术是造影剂增强超声,可发现溃疡和炎症,黏附于炎症血管壁的活化白细胞可以结合脂质微气泡外壳,而脂质微气泡可被超声检查发现。造影剂也可用于检查无回声斑块的斑块-血管腔界面。斑块的厚度在纵向成像时可能被高估或者低估,因此最好在横切面成像时测量。超声还可用于评价颈动脉壁血肿和夹层。动脉夹层可起源于颈内动脉或向颈总动脉分叉处延伸。真腔和假腔之间有瓣膜隔开,瓣膜在灰度图像中可发现,但一般需要彩色多普勒或造影剂进一步确定。在受累面波形降支中常可见震颤。动脉夹层的近段和远段以及真腔内的血流速度都应进行评估。
2.颈动脉内中膜厚度
对于有症状的脑血管疾病患者和无临床症状而体检发现有颈动脉杂音的患者,常规进行颈动脉超声检查,以判断颈动脉是否有阻塞性动脉粥样硬化。最近的一些流行病学研究中,超声检查还用以发现非阻塞性动脉斑块和测量内-中膜厚度(intimal-medial thickness,IMT)。IMT指从血管腔内膜表面到血管中-外膜边界之间的距离。一般测量颈内动脉、颈总动脉、颈内动脉和颈总动脉交界处以及颈动脉球部的内-中膜厚度,选用CCA远侧血管壁进行IMT测量可重复性最好。一般选用纵切位,并且使用半自动边缘探测软件进行测量。不同年龄、不同性别在收缩期和舒张期所测得的值不同。IMT异常的阈值范围尚未确定,需要大规模人群的研究调查来确定此值,用于评估IMT。目前的研究发现其与心血管疾病的发病率和死亡率具有相关性。美国国家成人胆固醇教育计划成人治疗组Ⅲ的方针指出,由斑块造成的颈动脉50%的狭窄作为冠状动脉性心脏病的等危症。
(三)腹主动脉评估
腹部超声检查可用来诊断和了解腹主动脉瘤走行。常选择配备低频探头(如2.5MHz)的超声设备,测量动脉瘤的大小、形状、位置(肾上方或者下方)以及与其他动脉分支结构的距离。进行检查前要求患者空腹,因为肠内积气会影响图像的清晰度。检查时患者保持仰卧位,超声探头放置于剑突下。主动脉位于人体正中线稍偏左侧。腹主动脉从膈到分叉部可用以下3个声像图的视野来评估:矢面(A-P径)、横面(A-P径和横径)和冠状面(纵向内径和横径)。直径的测量应包括从外壁到外壁的距离。如果过度的肠内积气阻碍了主动脉的成像,则让患者保持俯卧位,经由两侧腹的冠状面可以观察到主动脉。如果向足端移动超声探头,腹腔干的分支依次是肝总动脉和脾动脉。肠系膜上动脉起始于腹腔干末端大约1cm处。右肾动脉从主动脉发出后走行于下腔静脉下方;左肾动脉横跨主动脉,一般晚于静脉被发现。肠系膜下动脉是主动脉分支为髂动脉之前的最后一个分支。频谱多普勒超声检查腹腔和肠系膜血管时可见到餐后患者的频谱表现为低阻波形,而空腹患者则表现为高阻波形。相反,正常肾动脉呈低阻波形。
腹主动脉瘤定义为直径至少为周围正常动脉节段的1.5倍,或远端主动脉直径>3.0cm。正常腹主动脉的直径为1.4~3.0cm。腹主动脉瘤的形状可被描述为囊状、纺锤状或圆筒状。多数腹主动脉瘤为纺锤状,多位于肾动脉下方,包括一侧或双侧髂动脉。在动脉瘤壁上还可观察到动脉粥样硬化斑块、内壁血栓形成和动脉夹层。
超声波评估也常用于腹主动脉瘤腔内移植修补术后的评价,从横截面和纵截面两个方向进行移植体内血流评估。在移植体外、动脉瘤内探测到血流信号可诊断为内漏。移植体内的动脉夹层、假性动脉瘤和血栓是可被超声检查发现的其他潜在并发症。
(四)肾动脉多普勒超声检查
肾动脉粥样硬化导致血管狭窄被认为是引起高血压的因素之一,而且可能会导致肾衰竭。肾动脉多普勒超声检查包括主动脉、肾动脉和肾实质频谱多普勒分析,以及B型模式测量肾的尺寸。
检查时患者处于平卧位,在纵截面上观察主动脉。腹腔动脉和肠系膜上动脉(SMA)起源于主动脉的前方、肾动脉的近端。探查主动脉内收缩期流速峰值时使用的多普勒角度为60°。将探头转向横截面定位肾动脉,多普勒光标沿主动脉到肾动脉流入孔缓慢移动,通常右侧肾动脉最容易被发现,其从右侧肾门发出,左侧卧位可用于右侧肾动脉的检查。观察左侧肾动脉的最好体位是右侧卧位,向后外侧放置探头。为了不漏过动脉狭窄,需从两个方向观察肾动脉。肾的长径可在卧位时测量。
检测时需使用彩色和频谱多普勒观察肾动脉的全长,在进行肾动脉节段和肾门血流的评估时应设置一个低的速度范围和低管壁滤波器。正常肾动脉的波形低阻,肾动脉-主动脉收缩期的峰值流速比>3.5,且肾动脉狭窄处血流速度>180cm/s提示肾动脉狭窄>60%;舒张末期流速>150cm/s提示狭窄>80%。收缩期低血流、狭窄后湍流和彩色马赛克样图案均为肾动脉次全闭塞的表现。肾动脉内无血流信号而实质内低多普勒流速支持肾动脉闭塞的诊断。除此之外,同侧肾一半明显缩小,长度<9cm。总体来说,与肾动脉造影术相比,多普勒超声检查对于肾动脉狭窄诊断的敏感性是98%,而特异性是98%。
阻力指数的测量常用来评估肾实质疾病。频谱多普勒波形检测应在双侧肾的至少3个区域内获得。严重肾动脉狭窄患者,其肾实质病变严重时,舒张末期流速通常是低的。阻力指数>0.70提示严重肾实质病变,而且预示治疗效果不理想。
(五)外周动脉超声检查
患者出现间歇性跛行、肢体疼痛或者溃疡等症状时,肢体超声检查可以协助外周动脉疾病的诊断。超声检查还可用于下肢血运重建后的复查以及PAD治疗方案的选择,检查目的是了解四肢动脉的狭窄部位和严重程度。这项研究根据个体的实际情况实施,可以局限于动脉节段,也可进行下肢动脉全长的检查或上肢动脉的评估。
彩色多普勒最初用来检查动脉节段或旁路移植术中血流状态是否正常,正常情况下的血流为层流,而湍流和图形失真现象则出现在有病变的动脉。彩色多普勒发现异常血流状态时,脉冲(频谱)多普勒将被用来评价狭窄的严重程度。脉冲多普勒信号经过动脉节段来获得,收缩峰值流速(PSV)和波形分析是确定病变大小和位置的主要参数。在血管损伤的部位及其近端和远端的血管PSV都应被测量。动脉瘤样扩张是异常彩色血流的另外一个病因,流速在动脉瘤的位置随直径增加而减少。浅表股动脉和腘动脉都是动脉瘤的好发部位。
外周动脉狭窄根据脉冲波多普勒检查中层流直径减少的比例分为轻度(0~19%)、中度(20%~49%)和重度(50%或者更多)。轻度狭窄的动脉其频谱稍增宽,PSV轻度升高;中度狭窄的动脉其频谱宽度增加,PSV明显增高但不到邻近动脉的两倍;重度狭窄的动脉频谱显著增加,并且表现为单相波形,无舒张期正常的血液逆流,整个心跳周期中均为前向流动,而且,PSV值是其近端动脉所测得流速的两倍。当一段动脉节段内无血流信号时,说明该段动脉闭塞。如果无侧支血管,在动脉闭塞处近端的波形表现为高阻抗型;如果有侧支血管形成,其近端表现为前向舒张期血流。再生的末梢动脉具有特征性狭窄后波形,表现为延迟的细小波形。识别这种波形具有重要意义,因其表示近端有高度血管损伤存在。
多普勒双功能超声检查对于诊断PAD具有高准确性。在有症状的主髂动脉和股腘动脉病变患者进行的双功能超声评价和血管造影结果之间的对比研究显示,双功能超声识别外周动脉狭窄的敏感性(82%)和特异性(92%)都很高。运用彩色多普勒和脉冲多普勒技术可提高敏感性(87%~88%)和特异性(95%~99%)。在外周动脉疾病的评价中,狭窄处与近端动脉血流的PSV比值优于单纯PSV绝对值测量,因为在正常人和异常患者中测得的PSV绝对值范围很宽。PSV比值与动脉狭窄的相关性高于PSV绝对值。PSV比值为2和7时,所代表的动脉狭窄程度分别为≥50%和≥90%。当动脉狭窄连续存在时,双功能超声对于狭窄严重程度评估的精确性可能存在不一致。
血运重建后肢体动脉超声检査:血运重建后进行血管超声检查可发现重建部位是否存在再狭窄,其中的概念类似于移植物监控(如早期检查有助于确定是否需要进行再干预治疗以确保血管持续畅通)。血管重建后以及患者出院后1个月、3个月、6个月和1年应进行双功能超声检查;在血管干预部位及其近心端和远心端分别进行彩色多普勒和脉冲波多普勒检查。与本身的血管检查类似,对重建血管进行波形分析能够对其狭窄进行分类。PSV升高1倍提示有影响血流动力学的显著狭窄存在。连续监测所测得的血流速度增加和波形由三相变为单相提示血管狭窄进展,应密切随访并考虑血运重建。
移植物监测对于保持外周动脉旁路移植血管的通畅非常有用。术后1个月内移植失败常由技术原因引起;1个月至2年内的失败常由动脉内膜增生引起;2年后则很可能是动脉粥样硬化性疾病的自然进展。腹股沟下静脉旁路移植术后5年血管通畅率为60%~85%;超声监测发现狭窄后进行外科干预,5年通畅率增加至82%~93%。与之相反,尚无证据证实节段压力测量对预测旁路移植血管的血栓形成预测有意义。为了早期发现旁路移植血管的异常病变,移植物监测规程要求在术后第一年内的1个月、3个月和6个月,以及之后每12个月进行双功能超声检查。在行超声检查前应该先明确旁路移植的类型和位置。检查时患者平卧位,扫描技术与自身血管检查类似。检查时先进行整个旁路移植血管的彩色多普勒超声检查。通过彩色脉冲重复频率定位动脉狭窄或动静脉瘘,其表现为图像失真、余辉或彩色闪烁伪像。根据彩色多普勒的表现,脉冲多普勒可用于检测PSV。超声取样时依次检查近端自身动脉、近段连接血管、整个移植血管、远端连接血管、远端自身动脉以及全部血流异常区。在复查时均需对上述一系列检查项目进行对比。
脉冲多普勒用于测量移植血管内PSV比值的方法与自身血管检查类似。当移植血管直径不匹配或湍流近端有连续两个动脉损伤时,则选择远端动脉节段(而不是近端)作为比值位点。流速比值2倍以上提示明显的移植血管狭窄(直径缩小>50%),其敏感性为95%,特异性为100%。根据PSV值将静脉移植损伤分为:①轻微损伤(<20%),PSV比值≤1.4,PSV<125cm/s;②中度狭窄(20%~50%),PSV比值为1.5~2.4,PSV为125~180cm/s;③重度狭窄(50%~75%),PSV比值为2.5~4,PSV>180cm/s; ④高度狭窄(>75%),PSV比值>4,PSV>300cm/s。损伤分级达重度或高度时应考虑进行干预治疗。若移植血管内脉冲多普勒检查发现低流速,提示近端或远端狭窄。桥血管直径大或动脉供血不足可导致低流速血流。功能正常的移植血管内流速<45cm/s提示发生移植血管功能衰竭的可能性大。另外,在复查中发现PSV的显著增高或降低也是令人担忧的检查结果。
1.假性动脉瘤
假性动脉瘤指包裹性动脉破裂。一个穿透所有动脉壁层结构的裂口造成血液外溢,而被周围结缔组织包裹。为动脉造影而行动脉穿刺的患者,如果在通路位置突然感到疼痛,或在通路位置出现搏动性包块或听诊有杂音,都应该考虑假性动脉瘤的可能。
在穿刺部位进行超声检查,频谱波形采集点应包括动脉穿刺部位的近端和远端以及股静脉靠近穿刺部位的近端和远端。彩色多普勒评估应重点观察血管外血液的聚集处,最常见的位置是穿刺动脉的前方,而向后方的裂口并不常见。在穿刺动脉和假性动脉瘤囊之间的连结颈,在多普勒波形检查中常表现为“往返”模式,是假性动脉瘤的特异性表现。这种波形产生的原因是收缩期血液从动脉裂口流入包裹囊中,舒张期时流回动脉。除连结颈的“往返”波形外,在假性动脉瘤起始处的近端动脉与远端动脉相比表现为低阻抗波形。
治疗假性动脉瘤有很多方法,包括继续观察、外科修补、人工按压、超声引导下按压或局部注射凝血酶。超声指导下进行按压时,通过超声观察假性动脉瘤的连接颈,直到此部位的血流信号消失。按压需20分钟或更长时间,以保证假性动脉瘤囊内血栓形成。据报道,按压法的成功率为60%~80%。超声引导下的凝血酶注射最适于连接颈长而窄的假性动脉瘤,注射凝血酶的禁忌证为对凝血酶过敏、皮肤感染、同侧有动静脉瘘或四肢局部缺血的患者。注射时首先进行消毒,使用三向注射器。针头刺入囊内,然后轻轻回抽注射器,在腔内可见针头且回抽时有血。然后将三向阀门调至凝血酶的位置开通,注入0.1~0.2ml凝血酶。双功能超声检查应包括有明确假性动脉瘤内血栓形成和动脉起点未阻塞的画面。注射凝血酶的并发症包括由于血栓进入动脉造成的肢体缺血和过敏反应。
2.动静脉瘘
动静脉瘘常继发于外伤,包括导管介入或为透析而专门造成。双功能超声的检查结果包括湍流和搏动性静脉血流。湍流可能导致静脉附近的彩色“杂音”,是由周围软组织的振动产生的。瘘管近端动脉血流表现为低阻抗样,而不是外周动脉的典型高阻抗波形;瘘管远端动脉血流表现为高阻抗波形;静脉连接部的血流波形类似于动脉波形。而实际的动静脉连接可能太小而不能在导管介入术后的动静脉瘘中见到。
评估透析瘘管时,从动脉流入端和静脉流出端获得的多普勒频谱有特定的标准。记录整个瘘管系统和移植物的收缩峰值速度。动脉支血流为高流速,可获得持续前向的低阻波形;静脉支内为速度稍低的血流;连接处血流的正常收缩峰值是300cm/s。静脉流出端扩张,其血流正常的收缩峰值>180cm/s。收缩峰值流速<150cm/s提示有瘘管失败的风险。瘘管可能造成动脉从远端循环盗血,如果怀疑其存在,应分别在按压动静脉瘘前、后评估远端血流的方向。