TCD/TCCD与DSA在评估颈动脉狭窄侧支开放中的互补关系研究

The complementary relationship of TCD/TCCD and DSA in assessing collateral opening in carotid artery stenosis

摘要

目的 探讨颈内动脉重度狭窄或闭塞时，经颅多普勒（Transcranial doppler，TCD）/经颅彩色多普勒（Transcranial color-coded duplex sonography，TCCD）和数字减影血管造影（Digital subtraction angiography，DSA）评估侧支开放情况的优劣势和互补关系。 方法 回顾性分析63例颈内动脉重度狭窄（≥70%）或闭塞患者的DSA和TCD/TCCD检查报告，以DSA为金标准，分析TCD/TCCD检测前交通动脉（Anterior communicating artery，ACoA）、后交通动脉（Posterior communicating artery，PCoA）及大脑后动脉（Posterior cerebral artery，PCA）和大脑中动脉（Middle cerebral artery，MCA）软脑膜吻合支开放的敏感性和准确度，并分析评估眼动脉（Ophthalmic artery，OA）开放时2项检查的区别。 结果 TCD/TCCD和DSA在检测ACoA开放时的一致性检验Kappa值为1（P＜0.001）；检测PCoA开放时的一致性检验Kappa值为0.888（P＜0.001）；检测OA开放时的一致性检验Kappa值为0.653（P＜0.001）；检测PCA和MCA软脑膜吻合支开放时的一致性检验Kappa值为0.777（P＜0.05）。检测OA开放，TCD/TCCD较DSA更为敏感和高效；检测软脑膜吻合支开放，TCD/TCCD显著不如DSA。 结论 颈内动脉重度狭窄或闭塞时，TCD/TCCD可以辅助DSA评估侧支开放，可以进行推广。

Abstract

Objective : To explore the advantages， disadvantages and complementary relationship between transcranial doppler （TCD）/transcranial color doppler （TCCD） and digital subtraction angiography （DSA） in assessing collateral opening in cases of severe stenosis or occlusion of the internal carotid artery. Methods The DSA and TCD/TCCD examination reports of 63 patients with severe stenosis （≥70%） or occlusion of the internal carotid artery were analyzed. Using DSA as the gold standard， the sensitivity and accuracy of TCD/TCCD in detecting the opening of the leptomeningeal anastomosis branch of the anterior communicating artery （ACoA）， the posterior communicating artery （PCoA）， the soft meningeal anastomotic branches between posterior cerebral artery （PCA） and middle cerebral artery （MCA） were analyzed； and the differences between two tests for the opening of the ophthalmic artery （OA） were analysed. Results The Kappa value for the consistency test between TCD/TCCD and DSA in detecting ACoA opening was 1 （P＜0.001）； TCD/TCCD and DSA were consistent in detecting the opening of anterior and posterior communicating arteries； for PCoA opening， the Kappa value was 0.888 （P＜0.001）； for OA opening， it was 0.653 （P＜0.001）； and for the soft meningeal anastomotic branches between PCA and MCA， the Kappa value was 0.777 （P＜0.05）. TCD/TCCD was more sensitive and efficient than DSA in detecting OA opening， but significantly inferior to DSA in detecting the opening of the soft meningeal anastomotic branches. Conclusion In cases of severe stenosis or occlusion of the internal carotid artery， TCD/TCCD can assist DSA in evaluating collateral opening and has the potential for wider application.

关键词

经颅多普勒/经颅彩色多普勒 / 数字减影血管造影 / 颈内动脉重度狭窄或闭塞 / 侧支循环 / 互补关系

Key words

Transcranial doppler/transcranial color-coded duplex sonography / Digital subtraction angiography / Severe stenosis or occlusion of the internal carotid artery / Collateral circulation / Complementary relationship

颈内动脉重度狭窄或闭塞在脑血管疾病中占比较大，决定其临床表现和预后的因素除了血管狭窄病变部位、程度和进展速度外，侧支循环开放与否以及代偿程度也是至关重要的。侧支循环是供血血管发生严重狭窄或闭塞时，动脉系统之间形成压力梯度，动脉之间的吻合支或新生血管形成吻合支进行代偿，使缺血的脑组织得到灌注代偿^［1-3］。临床通常把数字减影血管造影（Digital subtraction angiography，DSA）作为诊断颈内动脉重度狭窄或闭塞及评估侧支循环的金标准，但DSA存在一定比例的不确定性。经颅多普勒（Transcranial doppler，TCD）/经颅彩色多普勒（Transcranial color-coded duplex sonography，TCCD）可以实时、无创检查颅内Willis环主干血管的血流动力学参数、判断血流方向和速度，以了解侧支循环建立与否及类型^［4］，可以作为DSA的有效补充，尤其是在常规筛查、随访和评判疗效中有着重要作用，但存在探测角度等问题且严重受限于操作者技术水平。本研究探讨TCD/TCCD与DSA在评估颈内动脉重度狭窄/闭塞时各种侧支开放的各自优劣势及互补关系，分析TCD/TCCD对DSA的辅助作用。

1 资料与方法

1.1　研究对象

回顾性分析赣南医科大学第一附属医院神经内科2022年10月到2024年6月同时接受了DSA和TCD/TCCD检查的单侧颈内动脉重度狭窄或闭塞的住院患者63例，其中女13例、男50例，年龄47~83岁。纳入标准：单侧颈内动脉重度狭窄达70%以上，无禁忌证，接受并配合我院DSA和TCD/TCCD检查并且资料完整的病例。排除标准：颞窗超声穿透不良导致TCD/TCCD有部分血管未检出者；单侧或双侧大脑前动脉（Anterior cerebral artery，ACA）发育不良或重度狭窄影响TCD/TCCD判断前交通动脉（Anterior communicating artery，ACoA）是否开放者，颞浅动脉-大脑中动脉搭桥术后者；合并颅脑损伤、颅内肿瘤等其他颅内重大疾病者；合并心、肺功能衰竭者；检查依从性较差者；临床资料不全者。

1.2　仪器与方法

⑴TCD采用深圳德力凯公司的EMS-9UA型血流检测仪，选用1.6 MHz脉冲多普勒探头及4MHz连续多普勒探头，或者德国DWLDoppler Box型血流检测仪，选用2 MHz脉冲多普勒探头及4 MHz连续多普勒探头，检测双侧颈总动脉（Common carotid artery，CCA）及颈内动脉（Internal carotid artery，ICA）颅外段、颈外动脉（External carotid artery，ECA）、双侧大脑中动脉（Middle cerebral artery，MCA）的M1段、双侧ACA的A1段、双侧大脑后动脉（Posterior cerebral artery，PCA）的P1和P2段、双侧颈内动脉虹吸段、双侧眼动脉（Ophthalmic artery，OA）、双侧椎动脉及基底动脉，必要时采用Canon APL10 500 TUS-A500超声诊断仪，选择相控阵探头进行TCCD检查，测量并记录收缩峰血流速度、舒张末期血流速度、平均血流速度及搏动指数、阻力指数。操作流程及侧支循环评估方法遵照《中国脑卒中血管超声检查指导规范》^［5］，由2名高年资医师共同完成。

⑵DSA检查：使用德国西门子DSA机，患者局麻基础上于右侧股动脉使用改良Seldinger技术穿刺，穿刺成功后置入5F动脉鞘管；使用碘海醇或碘克沙醇注射液作为对比剂均可；先使用猪尾导管行主动脉弓造影，15 mL·s^-1注射速度共计总量20 mL高压600 PSI注射，再使用单弯管或SIM2管分别行双侧CCA、双侧椎动脉造影，使用6 mL·s^-1注射速度共计总量8 mL高压200 PSI注射，必要时分别超选ICA、ECA造影，对可疑血管进行多角度造影，必要时3D旋转造影。

1.3　TCD/TCCD判断侧支循环开放的标准^［5-7］

⑴ACoA开放：患侧MCA、ACA流速与搏动指数降低，患侧ACA血流方向逆转；健侧ACA血流方向正常，血流速度加快；压迫健侧CCA时患侧MCA、ACA流速均减弱。

⑵后交通动脉（Posterior communicating artery，PCoA）开放：患侧PCA的P1段血流速度较对侧增快20%，且快于同侧MCA，搏动指数值高于同侧MCA、ACA，但低于对侧PCA；基底动脉及至少一条椎动脉血流速度增快：①当ACoA未开放时，分别压双侧CCA，患侧MCA流速均不变或者压患侧CCA，患侧MCA流速下降但不到基线，同时患侧PCA的P1段流速加快；②当ACoA开放时，同时压双侧CCA，患侧MCA流速下降但不到基线，同时患侧PCA的P1段流速加快。

⑶颈外动脉到颈内动脉侧支开放：患侧OA血流方向逆转或呈双向，频谱低搏动，呈“颅内化”改变，患侧滑车上动脉方向逆转，血流速度加快，频谱“颅内化”，同时压迫同侧颞浅动脉和面动脉，滑车上动脉流速下降，如果伴随同侧ECA重度狭窄或闭塞，则压迫对侧颞浅动脉和面动脉，滑车上动脉流速下降。

⑷PCA与MCA间软脑膜吻合支开放：患侧PCA P1和P2段血流速度较对侧加快≥30%，压迫健侧或患侧CCA，或同时压双侧CCA时血流速度加快。

1.4　观察指标

以DSA检测Willis环主干血管的结果为金标准，分别应用TCD、TCCD单独检查或联合检测相应指标，分析TCD、TCCD检查的准确率；以DSA检测结果为金标准，采用四格表法计算TCD、TCCD单独检查或联合检测的敏感度、特异度、阳性与阴性预测值，灵敏度=真阳性/（真阳性+假阴性）×100％，特异度=真阴性/（真阴性+假阳性）×100％；观察符合率（总符合率）=（真阳性+真阴性）/总例数×100%。

1.5　统计学处理

数据使用SPSS 27.0进行分析，计数资料以n（%）表示，采用配对卡方检验及Kappa一致性检验进行差异性和一致性分析检验。检验水准α=0.05。

2 结果

DSA与TCD/TCCD的一致性检验见表1；DSA及TCD/TCCD对侧支循环开放检出率比较见表2。

⑴TCD/TCCD的ACoA开放检出率为68.3%（43/63），DSA的ACoA开放检出率为68.3%（43/63），两者符合率为100%，以DSA为金标准，TCD/TCCD检测ACoA开放的灵敏度为100%，特异度为100%，一致性检验Kappa值为1（P＜0.001）。

⑵TCD/TCCD的PCoA开放检出率为49.2％（31/63），DSA的PCoA开放检出率为50.8%（32/63），两者符合率为88.8%，以DSA为金标准，TCD/TCCD检测PCoA开放的灵敏度为87.5%，特异度为90.3%，一致性检验Kappa值为0.888（P＜0.001）。

⑶TCD/TCCD的PCA与MCA间软脑膜血管吻合支开放检出率为20.1％（13/63），DSA的PCA与MCA间软脑膜血管吻合支开放检出率为25.4％（16/63），DSA检出率高于TCD/TCCD检出率（P＞0.05），以DSA为金标准，TCD/TCCD检测软脑膜吻合支开放的灵敏度为75.0%，特异度为97.9%，一致性检验Kappa值为0.777（P＜0.05）。

⑷TCD/TCCD的OA开放检出率为66.7％（42/63），DSA的OA开放检出率为49.2％（31/63），TCD/TCCD检出率高于DSA，以DSA为金标准，TCD/TCCD检测OA开放的灵敏度为100%，特异度为65.6%，一致性检验Kappa值为0.653（P＜0.001）。

3 讨论

缺血性卒中侧支循环评估与干预中国专家共识中指出^［8］，颈内动脉重度狭窄或闭塞时，侧支循环通过三级途径建立：第一级为ACoA、PCoA血流代偿；第二级为眼动脉、软脑膜吻合支、脉络膜吻合支等相对较小的侧支与侧支之间的吻合；第三级为新生血管。及时有效的侧支循环建立可保护缺血半暗带细胞，缩小梗死核心区域范围，降低神经功能缺损程度，能延长溶栓取栓治疗时间窗。因此，充分了解侧支通路发育情况和代偿能力，尤其是一级侧支通路，对治疗方案的选择有重要指导作用。颈内动脉重度狭窄或闭塞患者需要明确侧支循环开放已经得到广泛认可^［9-10］。

⑴TCD/TCCD与DSA在检测ACoA和PCoA开放方面一致性较高，但DSA可能因推注参数影响或近端狭窄而误判。对于颞窗穿透良好者，TCCD联合压颈试验检测ACoA开放准确率极高，本研究中与DSA一致。然而，当患侧A1段存在发育不良或重度狭窄/闭塞时，TCD/TCCD难以鉴别健侧ACA是否代偿患侧A2段，也无法区分是双侧A2共干还是健侧经ACoA供血患侧A2段，此时DSA具有绝对优势。

TCD/TCCD探查PCA-P2段常因走行角度受限。当PCA-MCA软脑膜吻合支或脉络膜前动脉开放时，易被误判为PCoA开放。本研究中，TCD/TCCD受颞窗及操作者技术限制，出现3例PCoA假阳性及4例假阴性。此时DSA可修正TCD/TCCD误判。

综上，笔者认为，检查ACoA和PCoA是否开放时，DSA和TCD/TCCD联合检查可以提高准确性。

⑵TCD检测颈外动脉-OA-颈内动脉通路开放的敏感性高于DSA。DSA因是否超选、造影剂参数及远端低血流量影响显影，常难以检出该低动力侧支，常需复杂操作并增加风险。故DSA不必强求此通路显示率，TCD对其评价具有独特价值及更高性价比^［11］。

⑶TCD/TCCD评估PCA-MCA软脑膜吻合支开放的敏感性和准确性低于DSA。本研究4例DSA证实的软脑膜吻合支代偿被TCD/TCCD漏诊。笔者认为可引入CCA压迫试验辅助诊断：压迫参与供血的CCA后，若MCA频谱降至基线且PCA流速加快，则提示该吻合支开放（但PCoA开放时此法无效）。尽管如此，DSA在直观显示血流方向及代偿范围上仍具绝对优势。

另外，TCD/TCCD可通过监测患侧大脑中动脉（MCA）血流参数（尤其平均流速）半定量评估侧支代偿程度：若其流速接近健侧水平，提示代偿良好；显著降低则提示代偿不足（需排除患侧MCA自身狭窄）^［12］。治疗后对比治疗前MCA血流动力学变化，是评估疗效及过度灌注风险的有效监测指标。DSA联合TCD/TCCD对颈内动脉重度狭窄或闭塞时侧支循环评估准确率优于单独使用DSA，TCD/TCCD对DSA有辅助作用。DSA是诊断脑血管疾病的金标准，但有创、操作复杂、风险高、价格昂贵、患者较难接受且设备普及率低。相反，TCD/TCCD具备简便快捷、经济、安全无创、可重复的优势，可实时动态评估，在治疗前进行TCD/TCCD检查，留下干预前数据，治疗后定期复查以对比。

参考文献

[1] IMADUDDIN S M， LAROVERE K L， KUSSMAN B D， et al. A time-frequency approach for cerebral embolic load monitoring［J］. IEEE Trans Biomed Eng， 2020，67（4）：1007-1018.

[2] ESTEPP J H， CONG Z， AGODOA I， et al. What drives transcranial Doppler velocity improvement in paediatric sickle cell anaemia： analysis from the sickle cell clinical research and intervention program （SCCRIP） longitudinal cohort study［J］. Br J Haematol， 2021，194（2）：463-468.

[3] SHAHRIPOUR R B， REZA AZARPAZHOOH M， AKHUANZADA H， et al. Transcranial Doppler to evaluate postreperfusion therapy following acute ischemic stroke： a literature review［J］. J Neuroimaging， 2021，31（5）：849-857.

[4] MALHOTRA K， GOYAL N， TSIVGOULIS G. Internal carotid artery occlusion： pathophysiology， diagnosis， and management［J］. Curr Atheroscler Rep， 2017，19（10）：41.

[5] 华扬，惠品晶，邢瑛琦.中国脑卒中血管超声检查指导规范［J/OL］.中华医学超声杂志（电子版），2015，12（8）：599-610.

[6] KIM Y S， MEYER J S， GARAMI Z， et al. Flow diversion in transcranial doppler ultrasound is associated with better improvement in patients with acute middle cerebral artery occlusion［J］. Cerebrovasc Dis， 2006，21（1/2）：74-78.

[7] 宋彬彬，李丽，宁金丽，等.改良TCD颈总动脉压迫试验诊断侧支循环通路开放与存在的价值［J］.中国实用神经疾病杂志，2022，25（6）：752-758.

[8] 中国卒中学会脑血流与代谢分会.缺血性卒中脑侧支循环评估与干预中国指南（2017）［J］.中华内科杂志，2017，56（6）：460-471.

[9] DHARMASAROJA P A， URANSILP N， WATCHARAKORN A， et al. Accuracy of carotid duplex criteria in diagnosis of significant carotid stenosis in Asian patients［J］. J Stroke Cerebrovasc Dis， 2018，27（3）：778-782.

[10] NETUKA D， BELŠÁN T， BROULÍKOVÁ K， et al. Detection of carotid artery stenosis using histological specimens： a comparison of CT angiography， magnetic resonance angiography， digital subtraction angiography and Doppler ultrasonography［J］. Acta Neurochir， 2016，158（8）：1505-1514.

[11] TATEMICHI T K， CHAMORRO A， PETTY G W， et al. Hemodynamic role of ophthalmic artery collateral in internal carotid artery occlusion［J］. Neurology， 1990，40（3 Pt 1）：461-464.

[12] CONNOLLY F， RÖHL J E， LOPEZ-PRIETO J， et al. Pattern of activated pathways and quality of collateral status in patients with symptomatic internal carotid artery occlusion［J］. Cerebrovasc Dis， 2019，48（3/4/5/6）：244-250.