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【多普勒及产品原理】
【多普勒原理】
1842年奥地利学者克约斯琴.约翰.多普勒首次描述了一种物理学效应，因此被命名为多普勒效应。这个效应的主要原理是：两个物体相向或背向运动会产生频率变化，这种频率变化就是多普勒效应。也就是说当接收器迎向波源运动时，接收频率大于发射频率时即会产生多普勒效应。
【TCD原理】
利用2MHz的低发射频率与脉冲多普勒技术结合,通过颅骨特定的声窗, 获得颅底主要动脉生理及病理的血流动力学参数的无创性脑血管检测方法。
TCD技术与DSA、CT、MRI不同，它可以提供这些影像学检查所不能得到的重要的血流动力学资料。它们之间只能互补，不能取代。TCD在医学上的应用是对医疗诊断技术的重大贡献。它的无创伤、方便、直观已被临床广泛应用，促进了脑血管病的研究进展。
【TCD的检测生物学原理】
人脑的血液供应系统由颈内动脉系和椎一基底动脉系组成。
①以小脑幕为界，幕上脑组织基本为颈内动脉系供应，幕下基本为椎—基底动脉系供应。
②以顶枕裂为界，大脑半球前部2／3和部分间脑为颈内动脉系供血，椎一基底动脉系供应大脑半球后l／3以及部分间脑、脑干、小脑。颈内动脉系和椎基底动脉在颅底构成Willis环。正常情况下，左右两侧动脉压力相等，前后交通动脉不开放，颈内动脉系和椎基底动脉系不会在Willis环内发生混流。当某一血管发生阻塞，动脉环内的血液会重新分配发挥代偿作用。
【TCD的应用范围】
①诊断方面：
ⅰ颈动脉狭窄、闭塞后Willis环侧支循环建立的情况，为患者的进一步治疗提供脑血流动力学的客观依据。
ⅱ颅内血管痉挛、狭窄、闭塞，脑血管畸形，锁骨下动脉盗血，颅内高压和脑死亡。
②机能评价：评价Willis环脑血流自动调节能力，为实施脑血管搭桥术及手术时机的选择提供有关术前的脑血流动力学的客观依据。
③危重病人和手术病人的脑血流监测：
ⅰ对蛛网膜下腔出血的病人进行长时间脑血流监测，观察脑血管痉挛的发生、发展过程，评价痉挛的程度。
ⅱ监测颅内压升高、脑血流异常及脑死亡的血流动态变化。
ⅲ在脑、颈部以及心脏手术、心脏及颈动脉介入性检查和治疗过程中进行监测，以发现脑血流的低灌注或过度灌注现象；
ⅳ检测出空气或动脉硬化斑块脱落形成的微栓子。
④病理生理的研究：
ⅰ 观察不同生理条件下脑血流的变化，了解氧及二氧化碳分压、血压改变对脑血流的影响；
ⅱ 观察各种心、脑血管病变、血液流体异常对脑血流动力学的影响及各种脑血管药物的效；
ⅲ 利用TCD技术进行脑血管病的流行病学调查，作为脑血管病人长期随访的无创性检测手段。
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【各种血管影像检测的评价对比】:
血管检测的金标准－与投射角度及读片水平有关－不要滥用。
【TCD与其他方法检查比较】
TCD：是一种对脑循环进行血液动力学观察的检查方法，与CT， 磁共振（MR）等成像技术不同，后者仅是影像的诊断，两者不能替代只能互补。
脑电图、脑电地形图：属神经电生理检查，主要是检测脑功能变化，像癫痫、脑炎、器质性精神病等，对脑血管疾病没有特异性。
脑血流图仅是电位差改变不能定位，现已基本淘汰。
DSA（血管造影）：费用大，有一定危险性、且不能提供发生在10秒-30秒以内的脑血流变化。
【经颅多普勒检查的优点】
1. ＴＣＤ为无创伤性的检查，其他仪器或多或少会对人体产生伤害；
2. 检查较全面，可综合反映颅内、外大部分血管分支的血流情况；
3. 检查收费标准高而成本低。以江苏为例，一次颅内检查收费一百，四肢检查单肢30元，耗材只有打印纸、耦合剂等便宜耗材；平均一次检查成本不足一元;
4. 提供实时动态的血流动力学资料，这方面无其他仪器可替代；
5. 检测能重复，可靠性强；
6. 危重病员可长期动态监护。
【经颅多普勒检查的局限性】
1. 对操作医生的要求较高，需要经过专业培训或有一定的临床基础的医生才能做出正确的诊断；
2. 由于颅骨钙化使超声波严重衰减，某些血管或某些老年人不能获得信号；灵敏度的仪器或有经验的操作医生检出率相对要高;
3. 对小血管及其分支的识别方法不准确或有待提高；
【彩色经颅多普勒的发射方式】
1、多普勒的发射方式有两种：
a.脉冲波（PW）探头：2兆低频探头、穿透力强可穿过颅骨。
b.连续波（CW）探头：4兆，中高频探头，穿透力低但分辨率高。
2、特点：
a.脉冲（PW）探头：有深度选择，可辨别血管，定位病变血管适用于颅内血管探测。
b.连续（CW）探头：一用于血流速较高的血管检测，适用于颈部、外周血管。
【经颅多普勒的操作方法】
操作方法
按照特定的窗口（声窗）进行检测：
颅内段：
A)颞窗（2兆探头）
a.大脑中动（MCA)
b.大脑前动脉（ACA)
c.大脑后动脉（PCA）
B)眶窗（2兆探头降低能量检测）
a.颈内动脉虹吸段(ICA)
b.眼动脉（OA)
C)枕窗（2兆探头）
a.基底动脉（BA)
b.椎动脉（VA)
c.小脑后下动脉（PINC)
颅外段：
A)颈部（4兆探头）
a.颈内动脉（ICA)
b.颈外动脉（ECA)
c.颈总动脉（CCA)
B)全身外周血管（8兆探头）
【TCD的功能介绍】:
1.正确显示血流频谱形态，检测颅内颅外主要动脉血管的血流速度，包括：收缩峰血流速度Vp,舒张末期血流速度Vd,平均血流速度Vm;
2.计算出搏动指数PI，阻力指数RI，收缩峰速度与舒张末期速度比值S/D;
3.通过血流频谱图和血流速度，医生可以进行临床诊断；
【脑彩超仪器新功能】
1.多深度检测
计算机运行速度加快，为TCD仪在同一时刻实时探测多个深度或不同血管的频谱创造了条件。
多深度是指PW探头通过一次发射，完成同一条血管上多个不同深度处血管内血流信号的采集、处理和显示，通常有双深度和四深度。
多深度检测是一项十分有价值的功能，尤其在栓子监测中鉴别栓子伪差和诊断脑血管狭窄具有重大意义
2.双通道检测
双通道检测有时又叫多通道检测，是利用两个PW探头同时对大脑双侧血管进行检测或监护，同时显示双侧血管的频谱图像，可同时保存两侧血管的血流频谱图像，进行比较分析。
双通道检测主要用于判别血管的血流对称性和对危重病人进行监护及脑死亡的判断。可以另外配置监护头套进行自动监护。
3.M-波检测
通过PW探头的一次发射，同时接收显示被测血管几十毫米长度范围内的一组多普勒信号，并以M模方式显示，间隔为2mm-5mm不等，当检测到血流方向朝向探头的信号时，显示一条红色信号，当检测到血流方向背离探头信号时，显示一条蓝色信号。操作者可将检测到的红色或蓝色信号对应的深度的频谱图像调出来进行回放。微栓子在M模上呈现出一定斜度的高能量轨迹，对辨别伪栓子有重要作用。M模能帮助操作者方便地定位血管深度和判别血流方向，即使当前深度屏幕上不显示血流频谱（未找到血管），但根据M模轨迹，能很方便地知道血管所在位置的深度。
4.脑血管栓子检测
栓子检测对研究缺血性脑血管病和脑动脉粥样硬化等疾病具有重大意义。当栓子经过超声束时，由于其与血流之间存在密度差别，会在TCD频谱上出现栓子的频谱（同时伴有异常血流声）。栓子通过血管具有一定的规律：
1）短时程，一般<300ms;2）相对强度增强；3)单方向；4）尖锐的哨声。
多深度和M波有利于微栓子的辨别，有些TCD仪上有图像放大功能，也有利于判别栓子信号的真伪。
5.血管自动搜索
血管定位技术是TCD操作人员（尤其是初学者）难以掌握的重要技术，要获得清晰的血流频谱信号除需要TCD探头有较好的灵敏度外，必须把探头置于头部合适的窗口，微调探头的正确方向并调整到合适的探测深度，初学者由于技术不够娴熟往往难以协调。南京科进公司研发的搜索雷达功能，当操作者选定一条血管后，只要将探头置于合适的位置，保持一定的方向，TCD仪将会在一定深度范围内自动搜索对应的血管信号，并以曲线显示不同深度对应的信号强度，操作者很直观的看到信号强弱点分布，当点击信号强点的曲线时，立即显示该深度上对应的血流频谱图。
6.USB-TCD技术
USB-TCD技术是近年来发展起来的一种新型TCD技术，它把TCD仪与计算机硬件分离开来，数据通过USB线进行连接交换。TCD仪的技术进步一直依赖于计算机技术的发展，TCD硬件与计算机的接口有ISA接口、并口、IDE接口、PCI接口、USB接口及网络接口等，目前PCI接口是应用最多且最成熟的接口技术，USB是TCD硬件接口的一种，它的好处是从计算机中独立出来，使TCD仪成为移动设备。USB-TCD（盒子）不能单独工作，必须依赖一台完整的电脑（如笔记本电脑）运行软件，相对成本较高。大医院可以将移动USB-TCD作为因定台车式TCD的补充，拿到病房或移动到其他地方进行检查。
7.网络实时动态传输
TCD仪器应用的另一项新技术是通过网络实时传送检测过程，在网络的另一端，利用TCD-View软件，可以实时观看到TCD仪对病人检测的全过程，可以可读取TCD仪中存贮的报告图像并进行电影回放。这一功能为专家远程会诊提供了可能性，标志着现代TCD仪的发展方向。
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