当今社会，人类因脑血管病所致的残疾乃至死亡的事件越来越普遍，脑血管病从病因学划分可分为出血性和缺血性，其中缺血性更为常见，所占比重达到了70%～80%[1]。大脑中动脉(middle cerebral artery，MCA)是颅内最易被检测到且较为粗大的一支大动脉，其在颅内的血液供应中发挥着重要的作用，而且是颅内大动脉中发病率最高的一支[2-3]。因此，在脑卒中的预防和治疗中，能够尽早发现MCA狭窄并及时给予相应的治疗是非常必要的。经颅彩色多普勒超声(transcranial color-coded sonography，TCCS)是采用一种特殊的彩色编码技术，将彩色多普勒、二维灰阶图像及频普多普勒结合在一起，在清晰显示彩色血管的同时又能准确定位并测量其血流频谱，丰富血管信息的同时极大地提高了诊断的准确性。TCCS能够校正超声束与血流之间的夹角，从而测得更加接近于真实值的血流速度值，而且价格较数字减影血管造影(digital subtraction angiography，DSA)、CT血管显像(computed tomography angiography,CTA)等其他检查低廉。本研究以CTA为诊断狭窄的标准，应用TCCS得出区分MCA正常与狭窄、不同狭窄等级的最佳流速截点，同时找到其他TCCS诊断狭窄的有用指标，旨在为制定出适合中国华北地区人群的诊断标准提供更多的信息，以更好地应用于临床。
1 资 料 与 方 法
1.1一般资料 选择2016年1月—2017年6月在河北省保定市第一中心医院就诊行TCCS检查、结果提示MCA狭窄并于同期行CTA检查的患者127例，男性89例，女性38例，年龄30～83岁，平均(56.1±12.1)岁。共检查254条血管，依据CTA为确诊的方法，MCA被划分为正常组(137条)，狭窄组(117条，其中轻度狭窄56条、中度狭窄33条、重度狭窄28条)。对照组为整个研究受检患者中被CTA确诊为正常的血管。
1.2排除标准 ①患者颞窗透声不佳(一侧或双侧)；②颈内动脉重度狭窄或闭塞(一侧或双侧)；③经CTA证实为双侧MCA狭窄、一侧MCA极重度狭窄或闭塞以及一侧多发狭窄或狭窄节段较长者；④心律不齐；⑤TCCS与CTA检查时间相差>7 d。
1.3方法
1.3.1TCCS 应用飞利浦iU22超声诊断仪，S5-1探头、TCD条件，调节取样容积均为4 mm。颞窗检查：先后嘱患者左、右侧卧位，先将探头放于耳廓前上方的颞骨区域，为找到良好的声窗，在颞骨前、中、后三窗间反复滑动探头，以清晰显示脑实质的中线结构和中脑结构(近似于“心形”)为标准(图1)，之后启用彩色多普勒(CDFI)功能，调节取样框的位置、大小，同时调整彩色标尺、彩色增益到适宜水平[4]，使颅底Willis环的主要血管特别是MCA清晰显示(图2)。此时MCA、大脑后动脉(posterior cerebral artery，PCA)交通前段正常应显示为红色，大脑前动脉(anterior cerebral artery，ACA)交通前、后段及PCA交通后段正常应显示为蓝色。正常MCA的血流频谱形态近似为一直角三角形，在一个完整的心动周期中顺序出现S1峰(收缩早期)、S2峰(重搏波)及D峰(舒张早期)，构成了“三峰两谷”频谱(图3)。完成上述操作后即可清晰显示MCA及其分支血管，观察MCA的形态、走行、方向及有无血流束变细甚至中断。随后启用频谱多普勒(PWD)功能，尽量使取样线与彩色血流束平行，或调整取样角度，应<60 °，在MCA上顺序、逐点采集血流频谱，特别是血流束局限性变细处，冻结图像之后记录彩色血流束、声频和频谱形态的改变，手动测量收缩期峰值流速(peak systolic velocity,PSV)、舒张末期流速(end-diastolic velocity，EDV)，计算机根据PSV、EDV自动计算出平均流速(mean flow velocity，MFV)，之后存盘，检查结束。以经颅多普勒诊断MCA狭窄标准[5]进行分组，其标准以PSV、MFV 为分级指标：轻度狭窄PSV≥140 cm/s、MFV≥90 cm/s；中度狭窄PSV 180～220 cm/s、MFV120～140 cm/s；重度狭窄PSV≥220 cm/s、MFV≥140 cm/s。
所有的TCCS检查全部由工作5年以上有丰富经验的超声医师进行。
1.3.2CTA 应用飞利浦Brilliance 128排256层螺旋CT设备，取仰卧位，扫描范围自主动脉弓至颅顶，使用双筒高压注射器，碘海醇35 g/100 mL造影剂，肘静脉注射，速率4.5 mL/s，由软件人工智能触发扫描。主要扫描参数：管电压120 kV，管电流200 mA，扫描层厚0.625 mm，螺距0.95。在专用工作站上行多层面重建(multi-planner reconstruction,MPR)及三维CTA重建。利用飞利浦工作站，由CTA测定MCA管腔狭窄程度：r=(1-N/D)×100% ，r为狭窄率，N为横断面最狭窄部位直径，D为远端正常血管直径，根据北美有症状颈动脉内膜剥脱术试验(NASCET)狭窄分级方法，将入组患者分成4组: 无狭窄、轻度狭窄(狭窄率<30%)、中度狭窄(狭窄率30%～69%)、重度狭窄(狭窄率70%～99%)[6](图4)。TCCS和CTA检查均在7 d以内完成。
1.4统计学方法 应用SPSS 19.0和MedCalc统计软件处理数据。计量资料比较分别采用t检验、F检验和SNK-q检验；敏感度、特异度、准确度、阳性预测值和阴性预测值采用ROC曲线下面积计算，找出正常与狭窄、轻度狭窄与中度狭窄、中度狭窄与重度狭窄的最佳截点；一致性检验采用Kappa检验。P<0.05为差异有统计学意义。
2 结 果
正常组与各狭窄组TCCS彩色血流束、频谱形态及声频出现相应的改变。正常MCA彩色图像显示血管边缘光滑均匀红色，无明显局限性变细及五彩血流，绝大多数血管表现为频窗存在、声频柔和、清晰的层流血流频谱。伴随着MCA狭窄及狭窄程度的加重，彩色图像显示MCA局限性变细或中断，呈现较亮红色血流束或五彩血流束。轻度狭窄组TCCS频谱部分仍为正常的层流状态，部分声频粗糙伴有病理性涡流42.9%(24条)；中度狭窄组大部分表现异常，其中54.5%(18条)伴有病理性涡流，15.2%(5条)病理性涡流和湍流同时出现，声频粗糙，伴随低强度杂音；重度狭窄组中78.6%(22条)伴有病理性涡流，57.1%(16条)同时伴有病理性涡流和湍流，10.7%(3条)表现为频谱上限显示不清，17.9%(5条)表现为短弧线，声频粗糙，杂音响亮(图5，6)。
狭窄组PSV、EDV、MFV均高于正常组，差异均有统计学意义(P<0.05)。见表1。
Table1Comparison of flow velocity between normalgroup and narrow group
不同狭窄组PSV、EDV、MFV均高于正常组，即随着狭窄程度加重，流速逐渐提高，差异有统计学意义(P<0.05)，见表2。
ROC曲线下，正常与狭窄的阳性界值最佳截点分别为PSV 143 cm/s、EDV 65 cm/s、MFV 86 cm/s，其敏感度、特异度、准确度、阳性预测值和阴性预测值95%CI见表3；轻度狭窄与中度狭窄的阳性界值最佳截点分别为PSV 174 cm/s、EDV 73 cm/s、MFV 109 cm/s，其敏感度、特异度、准确度、阳性预测值和阴性预测值95%CI见表4；中度与重度狭窄的阳性界值最佳截点分别为PSV 227 cm/s、EDV 116 cm/s、MFV 147cm/s，其敏感度、特异度、准确度、阳性预测值和阴性预测值95%CI见表5 。
一致性检验，分别以PSV、EDV和MFV作为评估MCA狭窄的标准， 与CTA的一致性进行检验。CTA结果与PSV的一致性最高(Kappa值=0.805，一致性好)，CTA结果与MFV的一致性次之(Kappa值=0.695，一致性较好)，CTA结果与EDV一致性再次之(Kappa值=0.599，一致性较好)，见表6～8。
Table2Comparison of blood flow velocity betweennormal and narrow subgroups
*P<0.05与正常组比较 #P<0.05与轻度狭窄组比较 △P<0.05与中度狭窄组比较(SNK-q检验)
表3 正常与狭窄血流各流速最佳分界值
Table3Velocity optimal boundary value of normal and narrow blood flow
表4 轻度狭窄与中度狭窄血流各流速最佳分界值
Table4The optimal boundary value of flow velocity of mild stenosis and moderate stenosis
表5 中度狭窄与重度狭窄血流各流速最佳分界值
Table5The optimal boundary value of moderate and severe stenosis flow rate
表6 PSV与CTA各血流速度组一致性比较
Table6Comparison of PSV-CTA in differentblood flow velocity groups(血管数)
Kappa值=0.805
表7 MFV与CTA各血流速度组一致性比较
Table7Comparison of MFV-CTA in differentblood flow velocity groups(血管数)
Kappa值=0.695
表8 EDV与CTA各血流速度组一致性比较
Table8Comparison of EDV-CTA in differentblood flow velocity groups(血管数)
Kappa值=0.599
3 讨 论
缺血性脑卒中的常见原因是颅内大动脉和颅外颈动脉狭窄或闭塞，颅外颈动脉狭窄以欧美人多见，颅内大动脉狭窄多见于亚洲人，MCA是颅内最易被检测到且较为粗大的一支大动脉，其在颅内的血液供应中发挥着重要的作用，而且是颅内大动脉中发病率最高的一支。因此，在脑卒中的预防和治疗中，能够尽早发现MCA狭窄并及时给予相应的治疗是非常必要的。DSA虽然是一种有创性检查且费用比较高，但是其仍为确诊MCA狭窄的金标准；CTA是通过高速注入造影剂，当造影剂的浓度在靶血管内达到峰值时，进行快速螺旋容积扫描，采集薄层轴位原始图像，后利用计算机进行原始数据的分析，最终形成血管的重建。以DSA为确诊标准，CTA能够很好地诊断颅内动脉狭窄及闭塞，其与DSA的诊断符合率较高，敏感度可达80%～98%，特异度达71%～100%[7-8]，目前已被广泛应用于临床。故本研究选择相对价廉、准确度较高的CTA确诊MCA的狭窄。TCCS的最大优势是使颅底主要动脉的结构得以直观、实时、动态显示，不易与其他血管混淆。而且TCCS的价格低廉、操作简单、无创的优点是DSA、CTA所不具备的。TCCS可以作为一种脑血管病的筛查工具。
MCA正常在彩色多普勒表现为血流束粗细均匀、边缘平滑、血流束色彩均匀一致，PWD频谱表现为频窗存在、规律层流状态，声音柔和、清晰。MCA狭窄在彩色多普勒表现为狭窄处彩色血流束变细、色彩明亮、五彩镶嵌或色彩翻转，甚至中断，PWD表现为狭窄处的血流速度异常增高。因为超声束穿透颅骨后明显衰减，二维灰阶图像的分辨率下降，以致血管壁的结构不能清晰显示，所以TCCS诊断MCA狭窄还要结合PWD的改变。轻度狭窄时血流速度略升高，频谱形态基本正常；中重度狭窄时血流速度明显升高，频窗充填，频谱形态呈现病理性涡流、湍流，甚至出现短弧线，伴有响亮的杂音。
当血管狭窄时，彩色血流束局限性略变细，色彩略变亮，同时TCCS频谱也会出现变化，血流速度略高于正常，正常的“频窗”被出现在基线两侧的病理性涡流充填，并伴有音调较低的粗糙杂音。随着血管狭窄程度的进一步加重，彩色血流束局限性明显变细，呈现五彩血流束，同时血流速度明显高于正常，出现与高流速同向的湍流频谱，同时伴有音调较低的粗糙杂音。当血管狭窄达到重度时，彩色血流束进一步变细甚至中断，血流速度进一步异常升高，甚至上限无法显示，靠近基线的两侧出现短弧线样频谱改变，伴有高调、机械样杂音，有时可出现乐性鸥鸣音。本研究显示，伴随着狭窄程度的逐渐加重，彩色血流束变细、频窗充填伴涡流、湍流频谱、乐性杂音等异常表现也会相应出现。血流束明显变细、呈五彩血流多出现在中度狭窄时，其中54.5%出现病理性涡流，15.2%病理性涡流和湍流同时出现；当重度狭窄时几乎所有的彩色血流束明显变细甚至中断，呈现五彩血流束，有78.6%频谱形态出现病理性涡流，57.1%同时伴有病理性涡流和湍流，10.7%的频谱上界显示不清，17.9%出现短弧线样改变。因此，在测量血流速度的同时参考彩色血流束变细、频窗充填伴涡流、湍流频谱及乐性杂音等异常表现，有助于狭窄程度的划分，特别是对中重度狭窄的诊断。
本研究将一侧或双侧颈内动脉重度狭窄或闭塞的患者排除，以剔除对研究结果的影响，为了排除对侧MCA狭窄对研究可能造成的影响，只选取了单侧MCA狭窄的患者。结果显示TCCS能很好地区分正常与狭窄以及不同狭窄程度的MCA，即正常与狭窄以及不同程度狭窄组之间的流速差异均有统计学意义(P<0.05)。这与相关的研究结果有所不同[9]。与实验设计时排除影响因素有关，如只选择单侧MCA狭窄的患者等。当PSV=143 cm/s时具有很高的敏感度和特异度，可以作为诊断MCA狭窄的最佳血流速度截点；同时PSV=174 cm/s、227 cm/s可以分别作为诊断MCA轻、中度狭窄和中、重度狭窄的最佳血流速度截点。血流速度受多种因素的影响，性别、年龄、生活地域、机体生理功能状态的不同均会影响血流速度的高低[10]。不同的检查医师及其所用的不同TCCS机型也会对检测到的血流速度产生一定的影响。本研究得出的最佳血流速度截点与国内外相关学者的研究基本一致。此外，在性别、年龄、仪器等相关因素差异不大的情况下，颅内血管病变的程度也会因不同生活环境、不同种族的差异而不同。Gao等[11]、Hao等[12]在中国香港地区人群中进行了相关研究。本研究是在中国华北地区开展的。因此，今后还需要在中国不同地区进行研究，以证实颅内血管病变是否在中国不同区域的人群中存在差异。当MCA极重度狭窄或慢性闭塞时，其血流速度可以基本正常，往往此时同侧的ACA和(或)PCA代偿性血流速度增快，造成同侧血流速度次序的改变[13]，故本研究从一开始就将MCA极重度狭窄或慢性闭塞的患者除外。以后还需进一步研究TCCS对MCA极重度狭窄或慢性闭塞的诊断。
国内外研究中，关于TCCS评估MCA狭窄的报道不是很多，且所应用的指标多以PSV为主[1]。由于本研究应用TCCS对狭窄处精准定位，进行角度校正后测量其血流速度值，并对PSV、EDV和MFV 3种血流速度进行对比，发现3种血流速度均能很好地评估不同程度的MCA狭窄，其中PSV的曲线下面积最大，且敏感度和特异度较之EDV、MFV均衡，同时从与CTA一致性比较中得出PSV的一致性最好、MFV次之、EDV再次之。分析原因：MFV是PSV和EDV的平均值，PSV与EDV平均后得出了一致性弱于PSV的MFV，但MFV的一致性又优于EDV，由此说明PSV与CTA的一致性最好，故PSV的诊断价值更高。
TCCS是一种无创、准确、价廉的检查方法，它能很好评估颅内血管的狭窄，现已普遍用于临床，可对怀疑脑血管病的患者进行早期检查[14]。DSA毕竟是一种有创、昂贵的检查，不能广泛应用于每一位患者，由于TCCS、CTA均具有较高的准确性，特别是二者联合应用时准确性更高，这样就减少了DSA的应用，在降低检查风险、减轻经济负担的同时又保障了检查的准确性，但DSA毕竟是目前诊断脑动脉狭窄的金标准，当其他检查不能明确诊断或诊断结果存在差异时，可以最终通过DSA检查明确诊断。
本研究的样本量为127例患者，254条MCA，最终经CTA确诊为正常137条，狭窄117条，其中轻度狭窄56条、中度狭窄33条、重度狭窄28条，由于样本量较小且各狭窄组的样本数量不均衡，可能对确定正常与狭窄及不同程度狭窄的分界值产生影响，今后还需较大样本的研究。本研究以CTA作为确诊标准，虽然CTA 可比较准确地评价血管狭窄，但是其图像处理可能导致部分血管信息丢失，对较小的钙化斑块容易造成漏诊，从而影响对血管狭窄的诊断效力[15]，故需要以DSA检查为确诊血管的标准，确定最佳流速分界值。 (本文图见封三)
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