動靜脈內瘺血流量測定-取樣容積和角度θ

上回討論了動靜脈內瘺血流量測定的位置，接下來我們談談測定的一些具體技巧。

首先需要理解下超聲脈衝多普勒計算流量的基本演算法原理。

如下圖所示，計算血流量需要兩大參數——平均速度Tmean和血管面積，而面積一般由測量血管直徑後計算得（血管截面是圓形的前提下）

平均速度怎麼得到呢？實際上，我的理解是，這個平均速度T mean的獲得要經過兩次計算過程

第一步，是對於某一個時間點，計算各個血流質點速度的平均值。在下圖中，對於時間點A而言，要對該時間點上獲得的所有血流質點（頻譜落在黃線上的所有的點）的速度進行平均，當然這一平均並不是簡單的（最高速度+最低速度）/2，而應該是先將不同速度質點多少的分布進行類似微積分的求和，然後再進行的平均。這個演算法一般超聲儀器的程序可以完成，如下圖藍線和黃線交叉的紅點就是時間A點所有質點的平均速度t。

第二步，是對一個完整心動周期內的各個時間點的平均速度t進行微積分，再計算得這個心動周期內的平均速度T。一般來說，人的心律較為勻齊，而且每分鐘的心動周期一般60-100次，多餘出現的不完整心動周期所佔的時間很短，所以一般一個心動周期的平均速度T就很接近於一分鐘的平均速度Tmean。

需要注意的是，如果患者心律勻齊，取一個心動周期基本符合要求，但如果是心律不齊，則需要多取幾個心動周期進行計算以減小誤差，如下圖中，僅選擇一個心動周期是不夠的。選擇心動周期的數目是可以機器自動識別，也可以手動選擇，就比如上圖中的兩條藍色豎虛線的位置，左右調整就可以選擇測量的時間周期。

理解以上原理，主要是幫助我們去思考如何提高血流量測量的準確度。有幾個要點。

• 取樣容積的大小

上圖中那個類似「=」的小框框就是所謂的取樣容積，也就是說落在這個框里的信號才會被採集，一般認為取樣容積的大小為血管直徑的50-70%，也就是大概2/3左右。

以前我自己做超聲時，取樣容積就是這麼設定的，但是，最近和專業的超聲儀工程師交流後，同時又查閱了一些資料後，看法有所改變，也就是說在測血流量時的取樣容設定有一點特別。

血流並不是我們想像的一樣，所有質點同步行進、速度一致，湍流自不必說，即使是層流，流速也是不一致的。如下圖，中間快，旁邊慢。

這就提醒我們，測量速度的時候不能只顧「中流砥柱」，而要「兼容並蓄」，換句話說，就是取樣容積要儘可能包括整個血管腔，而不是只涵蓋中間部分。

下圖中，取樣容積很小，血流頻譜的寬度較小，結果容易偏高。

下圖中的取樣容積基本包括整個血管腔，頻譜較寬，涵蓋了貼壁的低速血流，說計算得平均速度較為準確。

• 多普勒角度θ

如下圖所示，這就是多普勒角度θ。

理論上，多普勒聲束與血流完全同向時，測量的精度最好，這時的θ角為0度，然而，這種角度似乎只有血管內探頭才可能實現。

體表探頭與血管總是存在角度，直接測得的速度需要經過三角函數的矯正才能得到血流速度，而這個角度大於60度後，矯正的誤差會很大，所以要求θ角應當小於60°。換句話說，就是探頭要儘可能避免與血管垂直。而且這個角度越小，誤差越小。

由於肢體血管大都與體表較為平行，有時獲得良好的角度比不容易，有以下兩點可以參考。

1.選擇血管傾斜的部分進行測量。

下圖中，血管斜角較大，θ角為46°

大多數肱動脈從肘部到橈尺分叉這一段有一個自然的斜角，可以利用這個天然角度。

2.利用耦合劑幫助探頭傾斜，人為形成角度。這種作法的另一個好處在於可以避免對血管的壓迫，減小對直徑測定的影響。

3.還有的探頭在在設計時就製作成斜向發射的形狀，相當於將上圖的耦合劑換成固態導聲材料。

最後，設定角度時，還有一點要強調的，就是取樣容積中的短線必須與血管壁平行。

下圖中短線的角度設定是不合適的。

總體的體會是，細節決定精度。

（版權所有，嚴禁盜用）

推薦閱讀：