多普勒超声检测动脉栓子的实验研究
作者：倪秀石 朱文辉 孙剑涛
单位：(210008 南京大学医学院附属鼓楼医院)
关键词：多普勒超声；气泡栓子；固体栓子；高强度短暂信号
江苏医药000514 【摘要】 目的 为了观察多普勒超声检测动脉气泡及固体栓子的可能性。方法 采用2MHz脉冲波多普勒探头在兔腹主动脉检测由左肾动脉输入的气泡栓子和兔全血凝块栓子。结果 不管是气泡栓子还是全血凝块栓子在多普勒频谱图上均产生相似的高强度短暂信号。结论 多普勒超声能够检测动脉血流中气泡和固体栓子，但不能区分是气泡栓子还是固体栓子。
An experimental study on detection of arterial emboli using Doppler ultrasound
NI Xiushi，ZHU Wenhui，SUN Jiantao.
, 百拇医药
(Department of Neurology，Gulou Hospital of Nanjing University Medical College，Nanjing， 210008)
【Abstract】 Objective This study was designed to test the ability of Doppler ultrasound to detect arterial air and solid emboli.Methods A pulsed 2 MHz Doppler probe was used to detect the air and clotted whole blood emboli which were introduced into the rabbit aorta via the left renal artery.Results Both the air and the emboli induced similar high intensity transient signals(HITS)in Doppler spectrum.Conclusion Doppler ultrasound can detect the arterial air and solid emboli，but can not distinguish air from solid emboli based on HITS of Doppler spectrum.
, 百拇医药
【Key words】 Doppler ultrasound Air embolus Solid embolus High intensity transient signal
脑动脉栓塞是脑卒中的一个重要原因。潜在的栓子来源临床上可见于房颤病人的附壁血栓脱落、颈动脉粥样硬化斑块脱落、颈动脉内膜剥脱术及体外循环手术病人的气泡栓子等。经颅多普勒超声(TCD)可以检测脑动脉血流速度、方向等变化，近年来也被用于检测脑动脉血流中的微栓子[1]。本研究通过动物模型检验多普勒超声检测动脉气泡及固体栓子的能力，为TCD微栓子检测的临床应用提供实验依据。
材料和方法
一、动物模型
体重3.0kg的新西兰大白兔1只，仰卧位，固定四肢。采用氯胺酮麻醉，先静脉注射氯胺酮4.5mg，继以0.1%的氯胺酮静滴维持。腹部正中线切开，暴露腹主动脉及左肾动脉。在左肾动脉远端切一横切口，插入直径为2.0mm的输液细管，直至左肾动脉与腹主动脉交叉处，缝线缝合加固。生理盐水通过此输液管缓慢滴入，以维持管道通畅。
, 百拇医药
二、气泡栓子的制备
采用美国BECTON-DICKINSON公司40U胰岛素注射器抽吸空气1ml，以0.2ml/min的速度向输液管推注进入兔腹主动脉，产生138个气泡栓子，气泡直径约2.4mm。
三、全血凝块栓子的制备
取兔自身静脉血1ml，在37℃凝固24h，凝固的全血凝块用刀片切割成微粒，取直径<1.5mm的全血凝块微粒50个加入生理盐水10ml中，以1ml/min的速度缓慢推注输入兔腹主动脉。
四、多普勒栓子检测
采用X4-TCD仪2MHz脉冲多普勒探头检测兔腹主动脉血流，兔腹主动脉直径约3.0mm，多普勒超声取样容积8.0mm，取样深度12.0～14.0mm，探头与腹主动脉的夹角为45°。在输入气泡和固体栓子期间连续记录、储存多普勒频谱图以便脱机分析。
, 百拇医药
结果
138个气泡栓子和50个固体栓子在多普勒频谱图上均产生可辨认的高强度短暂信号(HITS)，有时HITS呈密集型出现。仅仅根据多普勒频谱图上的HITS不能区分是气泡栓还是固体栓子。
讨论
多普勒频谱信号包含二个重要参数—频移和振幅。多普勒频移已被广泛用于检测血流的速度和方向。振幅反映多普勒超声反射强度，理论上可用于检测血流中流动的栓子。由于栓子与周围红细胞相比具有不同的声阻抗，较多的超声波在栓子/血液界面被反射，在多普勒频谱图上产生一个可分辨的HITS。HITS的振幅取决于栓子的大小和声阻抗。如栓子的声阻抗和血液相似，超声容易从血液穿透栓子；如声阻抗不同，较多的超声波在栓子/血液界面被反射[2]。
本研究采用的兔腹主动脉直径为3.0mm，与人大脑中动脉起始段直径2.4～4.6mm相似[3]。经左肾动脉输入的直径约2.4mm的气泡栓子和直径<1.5mm的固体栓子均能顺利通过兔腹主动脉被多普勒超声探头检测。上述栓子的大小不是多普勒超声检测栓子的最小极限，由于技术的限制，我们没有能够制备更细小的栓子。Russell等[4]报道，多普勒超声能够可靠检测直径0.4mm的全血凝块栓子和直径0.3mm的气泡栓子。极微小的栓子物质可使多普勒信号普遍增强，而不产生单个栓子信号[5]。
, 百拇医药
鉴别栓子信号与伪差信号是多普勒栓子检测的前提。不能仅仅根据HITS即判断为栓子。典型的栓子信号持续时间很短(0.01～0.1s)，但可以呈密集型出现，振幅比背景信号高3～60dB，单向性，常常在多普勒包络线范围之内，随机出现在心动周期的任一点，听起来是和谐的声音。而伪差信号的超声能集中在频谱的低频区域，并扩展至多普勒频谱范围之外，双向性，和探头的移动、电干扰等相吻合，听起来象噪音，没有栓子信号的和谐音调[6]。
仅仅根据多普勒信号不能准确判断栓子的大小和性质，这是因为栓子物质的大小和反射性各不相同，即一个较小的高反射性栓子物质(如气泡栓子)和一个较大的低反射性栓子物质(如全血凝块栓子)可以产生相似的HITS。
本研究表明，多普勒超声能够可靠检测动脉血流中气泡及固体栓子。TCD栓子检测可为脑栓塞的诊断和治疗提供客观量化指标[7]。
本课题由江苏省科委自然基金资助(基金编号：Bk95131311)
, http://www.100md.com
参考文献
1，Spencer MP，Thomas GI，Nicholls SC，et al.Detection of middle cerebral emboli during carotid endarterectomy using transcranial Doppler ultrasonography.Stroke，1990，21：415-423.
2，Russell D.The detection of cerebral emboli using Doppler ultrasound.In：Newell DW and Aaslid R，ed.Transcranial Doppler.New York：Raven Press，1992，207-213.
3，Gibo H，Carver CC，Rhoton AL，et al.Microsurgical anatomy of the middle cerebral artery.J Neurosurg，1981，54：151-169.
, 百拇医药
4，Russell D，Madden KP，Clark WM，et al.Detection of arterial emboli using Doppler ultrasound in rabbits.Stroke，1991，22：253-258.
5，Ries F，Kaal K，Schultheiss R，et al.Air microbubbles as a contrast medium in transcranial Doppler sonography.J Neuroimag，1991，1：173-178.
6，Consensus Committee of the 9th International Cerebral Hemodynamic Symposium.Basic identification criteria of Doppler microembolic signals.Stroke，1995，26：1123.
7，Babikian VL，Wijman CA，Hyde C，et al.Cerebral microembolism and early recurrent cerebral or retinal ischemic events.Stroke，1997，28：1314-1318.
(收稿：1999-06-11 修回：1999-10-10), 百拇医药
单位：(210008 南京大学医学院附属鼓楼医院)
关键词：多普勒超声；气泡栓子；固体栓子；高强度短暂信号
江苏医药000514 【摘要】 目的 为了观察多普勒超声检测动脉气泡及固体栓子的可能性。方法 采用2MHz脉冲波多普勒探头在兔腹主动脉检测由左肾动脉输入的气泡栓子和兔全血凝块栓子。结果 不管是气泡栓子还是全血凝块栓子在多普勒频谱图上均产生相似的高强度短暂信号。结论 多普勒超声能够检测动脉血流中气泡和固体栓子，但不能区分是气泡栓子还是固体栓子。
An experimental study on detection of arterial emboli using Doppler ultrasound
NI Xiushi，ZHU Wenhui，SUN Jiantao.
, 百拇医药
(Department of Neurology，Gulou Hospital of Nanjing University Medical College，Nanjing， 210008)
【Abstract】 Objective This study was designed to test the ability of Doppler ultrasound to detect arterial air and solid emboli.Methods A pulsed 2 MHz Doppler probe was used to detect the air and clotted whole blood emboli which were introduced into the rabbit aorta via the left renal artery.Results Both the air and the emboli induced similar high intensity transient signals(HITS)in Doppler spectrum.Conclusion Doppler ultrasound can detect the arterial air and solid emboli，but can not distinguish air from solid emboli based on HITS of Doppler spectrum.
, 百拇医药
【Key words】 Doppler ultrasound Air embolus Solid embolus High intensity transient signal
脑动脉栓塞是脑卒中的一个重要原因。潜在的栓子来源临床上可见于房颤病人的附壁血栓脱落、颈动脉粥样硬化斑块脱落、颈动脉内膜剥脱术及体外循环手术病人的气泡栓子等。经颅多普勒超声(TCD)可以检测脑动脉血流速度、方向等变化，近年来也被用于检测脑动脉血流中的微栓子[1]。本研究通过动物模型检验多普勒超声检测动脉气泡及固体栓子的能力，为TCD微栓子检测的临床应用提供实验依据。
材料和方法
一、动物模型
体重3.0kg的新西兰大白兔1只，仰卧位，固定四肢。采用氯胺酮麻醉，先静脉注射氯胺酮4.5mg，继以0.1%的氯胺酮静滴维持。腹部正中线切开，暴露腹主动脉及左肾动脉。在左肾动脉远端切一横切口，插入直径为2.0mm的输液细管，直至左肾动脉与腹主动脉交叉处，缝线缝合加固。生理盐水通过此输液管缓慢滴入，以维持管道通畅。
, 百拇医药
二、气泡栓子的制备
采用美国BECTON-DICKINSON公司40U胰岛素注射器抽吸空气1ml，以0.2ml/min的速度向输液管推注进入兔腹主动脉，产生138个气泡栓子，气泡直径约2.4mm。
三、全血凝块栓子的制备
取兔自身静脉血1ml，在37℃凝固24h，凝固的全血凝块用刀片切割成微粒，取直径<1.5mm的全血凝块微粒50个加入生理盐水10ml中，以1ml/min的速度缓慢推注输入兔腹主动脉。
四、多普勒栓子检测
采用X4-TCD仪2MHz脉冲多普勒探头检测兔腹主动脉血流，兔腹主动脉直径约3.0mm，多普勒超声取样容积8.0mm，取样深度12.0～14.0mm，探头与腹主动脉的夹角为45°。在输入气泡和固体栓子期间连续记录、储存多普勒频谱图以便脱机分析。
, 百拇医药
结果
138个气泡栓子和50个固体栓子在多普勒频谱图上均产生可辨认的高强度短暂信号(HITS)，有时HITS呈密集型出现。仅仅根据多普勒频谱图上的HITS不能区分是气泡栓还是固体栓子。
讨论
多普勒频谱信号包含二个重要参数—频移和振幅。多普勒频移已被广泛用于检测血流的速度和方向。振幅反映多普勒超声反射强度，理论上可用于检测血流中流动的栓子。由于栓子与周围红细胞相比具有不同的声阻抗，较多的超声波在栓子/血液界面被反射，在多普勒频谱图上产生一个可分辨的HITS。HITS的振幅取决于栓子的大小和声阻抗。如栓子的声阻抗和血液相似，超声容易从血液穿透栓子；如声阻抗不同，较多的超声波在栓子/血液界面被反射[2]。
本研究采用的兔腹主动脉直径为3.0mm，与人大脑中动脉起始段直径2.4～4.6mm相似[3]。经左肾动脉输入的直径约2.4mm的气泡栓子和直径<1.5mm的固体栓子均能顺利通过兔腹主动脉被多普勒超声探头检测。上述栓子的大小不是多普勒超声检测栓子的最小极限，由于技术的限制，我们没有能够制备更细小的栓子。Russell等[4]报道，多普勒超声能够可靠检测直径0.4mm的全血凝块栓子和直径0.3mm的气泡栓子。极微小的栓子物质可使多普勒信号普遍增强，而不产生单个栓子信号[5]。
, 百拇医药
鉴别栓子信号与伪差信号是多普勒栓子检测的前提。不能仅仅根据HITS即判断为栓子。典型的栓子信号持续时间很短(0.01～0.1s)，但可以呈密集型出现，振幅比背景信号高3～60dB，单向性，常常在多普勒包络线范围之内，随机出现在心动周期的任一点，听起来是和谐的声音。而伪差信号的超声能集中在频谱的低频区域，并扩展至多普勒频谱范围之外，双向性，和探头的移动、电干扰等相吻合，听起来象噪音，没有栓子信号的和谐音调[6]。
仅仅根据多普勒信号不能准确判断栓子的大小和性质，这是因为栓子物质的大小和反射性各不相同，即一个较小的高反射性栓子物质(如气泡栓子)和一个较大的低反射性栓子物质(如全血凝块栓子)可以产生相似的HITS。
本研究表明，多普勒超声能够可靠检测动脉血流中气泡及固体栓子。TCD栓子检测可为脑栓塞的诊断和治疗提供客观量化指标[7]。
本课题由江苏省科委自然基金资助(基金编号：Bk95131311)
, http://www.100md.com
参考文献
1，Spencer MP，Thomas GI，Nicholls SC，et al.Detection of middle cerebral emboli during carotid endarterectomy using transcranial Doppler ultrasonography.Stroke，1990，21：415-423.
2，Russell D.The detection of cerebral emboli using Doppler ultrasound.In：Newell DW and Aaslid R，ed.Transcranial Doppler.New York：Raven Press，1992，207-213.
3，Gibo H，Carver CC，Rhoton AL，et al.Microsurgical anatomy of the middle cerebral artery.J Neurosurg，1981，54：151-169.
, 百拇医药
4，Russell D，Madden KP，Clark WM，et al.Detection of arterial emboli using Doppler ultrasound in rabbits.Stroke，1991，22：253-258.
5，Ries F，Kaal K，Schultheiss R，et al.Air microbubbles as a contrast medium in transcranial Doppler sonography.J Neuroimag，1991，1：173-178.
6，Consensus Committee of the 9th International Cerebral Hemodynamic Symposium.Basic identification criteria of Doppler microembolic signals.Stroke，1995，26：1123.
7，Babikian VL，Wijman CA，Hyde C，et al.Cerebral microembolism and early recurrent cerebral or retinal ischemic events.Stroke，1997，28：1314-1318.
(收稿：1999-06-11 修回：1999-10-10), 百拇医药