眼血流的彩色多普勒成像

1、    眼血流的彩色多普勒成像        超聲多普勒成像是利用多普勒效應(yīng)探測運動的臟器反射回的超聲頻率變化以及測定血流速的一種方法。近年,隨著雙功能和彩色多普勒的發(fā)展,使臨床上各器官血管性疾病的診斷在原有基礎(chǔ)上又前進了一步,和以往的血管造影相比,它是一種無創(chuàng)的新技術(shù),為研究血流動力學(xué)提供了新的方法。80年代末90年代初多普勒彩色血液顯像開始在眼科應(yīng)用1。雙功能電腦超聲技術(shù)的發(fā)展及高頻超聲血管探頭的出現(xiàn),可用以觀測眼眶及眼球的微細血管。它不僅能根據(jù)血流色彩分辨動脈、靜脈,觀

2、測血流方向、血流速度、提供血流時間和空間信息,而且能揭示活體眼部血流的生理及病變動力學(xué)情況,較形態(tài)描述為主的檢查方法更為直接和準確,對臨床診斷眼底血管病變,評價療效以及研究某些疾病所致的眼動靜脈 血流變化起到了重要的作用。 1彩色多普勒成像(color Doppler imaging,CDI)的基本原理多普勒效應(yīng)發(fā)生的基本條件是聲源和接受器發(fā)生相對運動,此時接收到的信號頻率與聲源頻率有差別,這種效應(yīng)稱為多普勒效應(yīng)2。當發(fā)射超聲波目標向著聲源運動時,反射波的波長壓縮,頻率增加;如目標背離聲源運動時,反射的波長則變長,頻率減少。即接受到的頻率與發(fā)射的頻率之間有頻率移動即頻移。頻移的大小與運動速度成

3、正比,與介質(zhì)中的聲速成反比。與聲速軸線與目標之間的夾角余弦成正比。由此可以計算出血流速度,搏動指數(shù)及阻力指數(shù)等,從而定量地分析血流動力學(xué)變化。2CDI的基本原理與檢查技術(shù)檢查時,患者取平臥位,眼瞼閉合,眼瞼表面涂少量耦合劑,超聲探頭輕觸患者上瞼。探頭發(fā)射的超聲波遇到血管內(nèi)的血流時,被血細胞反射,產(chǎn)生多普勒頻移,可在灰色象背景上產(chǎn)生彩色血流特征。檢查時,通常將流向探頭的血流定為紅色, 將背向探頭的血流定為藍色。因此, 眼眶內(nèi)的血流紅色代表動脈血流,藍色代表靜脈血流。采用最小取樣容積 ( acuson 128 為 1.5mm × 1.5mm, siements 為 1.2mm ×

4、; 1.2mm)指向某一血管,測得此處的血流速度波形3，4。血流的頻移信號經(jīng)計算機處理后以灰階頻譜的方式在二維象上顯示出來。頻譜上橫坐標代表血流,持續(xù)時間以s為單位?？v坐標代表速度(或頻率)大小,以m/s或cm/s為單位。動脈由于受心臟泵血的影響,表現(xiàn)出的波形分為收縮期峰和舒張期末。收縮期峰速度(peak systolic velocity,PSV)指在心動周期內(nèi)達收縮峰頻率和峰速的位置,為最大流速;舒張期末速度(end diastloic velocity.EDV)指將要進入下一個收縮期的舒張期最末點。但這兩種速度值不能說明波形的形狀。為此,采用另外兩種指標:阻力指數(shù)(resistance

5、index,RI)及搏動指數(shù)(pulse index,PI)5,6,阻力指數(shù)及搏動指數(shù)用百分數(shù)或小數(shù)表示。0 表示無阻力或無搏動,100%或1表示最高阻力或最大的搏動性。血流速度用多普勒方程計算:,式中V代表血流速度,Df代表被血細胞反射回來的超聲波多普勒頻移,C代表超聲波在組織中的傳播頻率,F0代表超聲探頭的發(fā)射頻率,A代表超聲束與血流方向的入射角。多普勒頻移與入射角有關(guān),當超聲束與血流方向平行時,所測多普勒頻移最大;當超聲速與血流方向不一致時,多普勒頻移變小;當超聲束與血流方向垂直時,無多普勒頻移。多普勒頻移越大,表示血流速度越大。所以,超聲探頭所發(fā)出的超聲波束與血流方向所成的入射角A,從

6、根本上影響通過多普勒方程 所計算的血流速度。當A大于450時,將引起大的偏差。供應(yīng)眼球及眼附屬器的血管,一般都是前后走向,因此入射角較小,而且如果血管成像有一定長度,在用多普勒方程計算血流速度時,可利用角度矯正來校正計算的偏差。但角度矯正只限于線形掃描的二維平面,通常是水平面的。但在垂直面,如果有一個較大的A角,則可能發(fā)生不可預(yù)見的偏差。因此,在眼眶血流的研究中,阻力指數(shù)較單純的速度值更具有參考意義。任何血管上取樣門的偏差將會使平均速度值出現(xiàn)偏差,但只要中央血流在取樣門內(nèi),峰值速度出現(xiàn)偏差的機會就較小。眼與眼眶血管的定位:顯示視神經(jīng)的B型超聲象作為探測眶血管的標志,利用解剖位置探測眶內(nèi)各血管。

7、眼動脈由頸動脈發(fā)出后,在視神經(jīng)的下方行于視神經(jīng)硬膜下間隙或硬膜鞘內(nèi),通過視神經(jīng)管后,穿出硬膜鞘入眶7。在眶后部位于視神經(jīng)上方或下方,后前行位于鼻側(cè)偏上,視網(wǎng)膜中央動脈和中央靜脈位于視神經(jīng)內(nèi),在篩板后約10mm,動、靜脈緊密相鄰,動脈在鼻側(cè),靜脈在顳側(cè),與前后子午線約成150角。睫狀后動脈干開始在球后1020mm處,隨后形成多條分支圍繞在球后視神經(jīng)周圍,可在視神經(jīng)的鼻側(cè)和顳側(cè)檢測,距眼球較近時,要仔細分辨,勿與脈絡(luò)膜混淆。3正常人眼血流的CDI特征眼動脈:眼動脈血流速度的波形與頸動脈相似,主要區(qū)別是最大收縮期速度不同,眼動脈呈典型的三峰雙切跡狀。其速度值隨個體、年齡、系統(tǒng)血壓、是否吸煙以及可能隨

8、被檢者的體位而變化8。不同的研究者,利用不同型號的儀器,對不同的抽樣樣本進行測量,其值也不盡一致。1995年Willam Son用Acuson-128型彩色多普勒超聲成像儀測量正常人眼動脈,結(jié) 果 是: PSV = 35.0 ± 10.11cm/s, EDV = 9.76 ± 2.91cm/s10。眼動脈為眶內(nèi)的最大動脈,血流速度較快。在眼球后部,其彎曲程度較大并有許多分支會影響測量的結(jié)果,理想的結(jié)果可能是在視神經(jīng)鼻側(cè)血管較直的部位,但此處的流速用來評價眼球的血流已不甚恰當,因為在此之前供應(yīng)眼球的睫狀后動脈及視網(wǎng)膜中央動脈已從眼動脈分了出來。視網(wǎng)膜中央動脈及靜脈:視網(wǎng)膜中央

9、動脈為眼動脈的分支,其波形較眼動脈低平,根據(jù)Willamson用Acuson-128型彩超儀測量,視網(wǎng)膜中央動脈:PSV=10.20±2.8cm/s,EDV=3.1±1.1cm/s,R=69.3%;靜脈最大流速:Vmax=5.7±1.4cm/s,最小流速Vmin=3.8±0.8cm/s,搏動指數(shù)P=33%。視網(wǎng)膜中央動脈及中央靜脈通過視神經(jīng)中央,行程直,最易檢查。其血流受系統(tǒng)血壓及體位的影響較小,受眼內(nèi)壓的影響較大11。睫狀后動脈:睫狀后動脈亦為眼動脈的分支,其血流速度波形與視網(wǎng)膜中央動脈相似。Wiliamson用Acuson-100型彩超儀測量,其值為

10、PSV=12.3±4.2cm/s,EDV=4.9±2.0cm/s,R= 60%9;睫狀后動脈可在球后視神經(jīng)周圍及篩板處的視神經(jīng)內(nèi)側(cè)測到,這些血管多而且數(shù)量有變異,所以多不能準確地進行角度矯正。所測參數(shù)精確度差,而且此處血流受眼壓影響明顯,所以檢查時應(yīng)使施加在眼球上的壓力減到最小。4眼球血管性疾病的CDI特征4.1視網(wǎng)膜中央動脈阻塞在急性發(fā)作期,CDI顯示視網(wǎng)膜中央動脈血流消失,視神經(jīng)周圍可見正常的睫狀后動脈血流。眼動脈血流阻力指數(shù)可有增高。視網(wǎng)膜中央動脈血流可在1周內(nèi)恢復(fù),3周后恢復(fù)正常11。由動脈痙攣引起的一過性阻塞,血流恢復(fù)很快。4.2視網(wǎng)膜中央靜脈阻塞CDI顯示視網(wǎng)膜

11、中央靜脈血流速度降低或消失。靜脈搏動指數(shù)降低,視網(wǎng)膜中央動脈血流速度也下降且阻力指數(shù)升高。由于視網(wǎng)膜中央靜脈血流受阻塞的程度不同,或分為缺血型和非缺血型2種,它們的CDI表現(xiàn)也不盡相同,缺血型患眼CDI顯示中央靜脈血流消失或Vmin小于3.0 cm/s,非缺血型患眼CDI顯示中央靜脈血流Vmin大于30cm/s12，13。4.3青光眼青光眼視功能損害的機理中血管因素學(xué)說占有一定的位置。青光眼視功能損害是視神經(jīng)組織消失、變性和萎縮所致。這些變化又是由高眼壓壓迫視乳頭血管使血流減緩,逐步造成視神經(jīng)營養(yǎng)不良所致,視乳頭萎縮其中一個因素是血供因素。視乳頭表層為視神經(jīng)最內(nèi)層,主要由視網(wǎng)膜中央動脈的返支供應(yīng),整個眼球除了視網(wǎng)膜內(nèi)層及部分視神經(jīng)由視網(wǎng)膜中央動脈供應(yīng)外,其他部分由睫狀后動脈供應(yīng)。王守鏡14認為,青光眼患者,測量其視網(wǎng)膜中央動脈的頻譜形態(tài)改變最為敏感,其血流速度較正常者慢。傅寧華等15測量結(jié)果表明,眼動脈、視網(wǎng)膜中央動脈和睫狀后動脈 的PI、RI值在青光眼組與正常組之間差異無顯著性。因此,CDI測量青光眼球后眼部小動脈的臨床價值需要進一步探討。4.4前部缺血性視神經(jīng)病變急性發(fā)病期睫狀后動脈血流消失,視網(wǎng)膜中央動脈血流正常,眼動脈血流阻力指數(shù)增高,睫狀后動脈血流可在1周內(nèi)恢復(fù),3周后恢復(fù)正常。5結(jié)束語彩色多普勒超聲