血流量測(cè)量在彩超上曾經(jīng)是一個(gè)犄角旮旯的雞肋功能，現(xiàn)如今隨著超聲在血透血管通路領(lǐng)域中的應(yīng)用不斷普及，變得越來(lái)越剛需。雖然在工業(yè)管路上利用超聲做流體的流量測(cè)量非常普遍，但在人體內(nèi)部血管的血流量測(cè)量方面卻始終未受重視，這是有其自身的原因的，與工業(yè)管道相比，人體內(nèi)的血管埋在皮膚下不可見(jiàn)，管徑從大到小變化很大（比如AVF術(shù)前管徑有不足2mm的，而有些AVF成熟后超過(guò)5mm），而且一般富有彈性，這都給流量測(cè)量帶來(lái)很大的不確定性，從而導(dǎo)致測(cè)量的準(zhǔn)確性和重復(fù)性受操作者的影響就很大。本文將流量測(cè)量的影響因素做簡(jiǎn)單的分析，從這些因素出發(fā)指導(dǎo)實(shí)踐操作，從而提高流量測(cè)量的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。

血流量估計(jì)的公式：

血流量 = 時(shí)間平均流速 X 橫截面積 X 60，單位：ml/min

公式很簡(jiǎn)單，無(wú)非就是單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)血管橫截面的流體體積，需要估計(jì)橫截面積和平均流速兩個(gè)變量。

上述公式中的橫截面積基于血管是剛性圓管的假設(shè)，橫截面積=1/4*π*d*d，d為血管管徑（直徑）。而實(shí)際人體血管由于是彈性的，很容易被擠壓變形（尤其是靜脈），所以在做管徑測(cè)量或流速測(cè)量的時(shí)候都要確保盡量不要把血管擠壓變形了。在縱切面的時(shí)候由于沒(méi)有參考，許多時(shí)候可能不自覺(jué)地就用力了，所以管徑測(cè)量一般也建議在橫切面完成。在橫切面不受外力擠壓的情況下，血管一般是一個(gè)近似的圓形，但在擠壓狀態(tài)下往往就是一個(gè)橫著的橢圓了。在血管自然狀態(tài)下留下一個(gè)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的管徑測(cè)量值，可以作為后續(xù)縱切面測(cè)量時(shí)候的參考。

除了避免對(duì)血管的擠壓外，還得注意測(cè)量血管橫切面時(shí)盡量讓血管垂直于超聲成像的切面，血管在皮下，怎么判斷是否垂直了呢？當(dāng)探頭成像切面與血管不垂直的時(shí)候（并且未對(duì)血管形成擠壓），所獲得橫切面圖像也會(huì)是一個(gè)橢圓，與擠壓形成的橢圓不同的是這時(shí)候的橢圓是豎立著的橢圓。當(dāng)探頭傾斜角度越大、橢圓形越明顯，同時(shí)由于傾斜導(dǎo)致超聲入射的許多能量被反射到別的方向，只有少量的回波被探頭接收到，導(dǎo)致圖像的亮度也變暗了。因此，通過(guò)圖像亮度最強(qiáng)的角度來(lái)判斷是否探頭垂直血管了也是一個(gè)不錯(cuò)的方法。

避免擠壓血管變形和盡量讓探頭垂直于血管，只要我們多加練習(xí)就很容易實(shí)現(xiàn)血管橫切面下管徑的準(zhǔn)確測(cè)量了。但是每次測(cè)量的結(jié)果依然會(huì)有一定的差異，這大概率是因?yàn)檠懿皇卿摴埽鴷?huì)隨著心動(dòng)周期內(nèi)血壓的變化而擴(kuò)張或收縮。如下圖是頸動(dòng)脈搏動(dòng)在B超和M超模式下的結(jié)果，在M超下測(cè)量收縮期和舒張期的管徑大概可以相差近10%，管徑差10%，則截面積可以相差近20%。血透通路由于需要大流量，血管的搏動(dòng)比正常人更明顯。因此這部分的測(cè)量誤差或者說(shuō)測(cè)量的可重復(fù)性只能忍受，也沒(méi)有特別好的建議，有時(shí)間就多測(cè)量幾次，選取一個(gè)平均值吧。

由于在橫切面下無(wú)法知道血管的具體走形或與探頭切面的夾角，但在血管的縱切面，可以觀察到血管的走形，并測(cè)量出血管走形方向與多普勒掃描線的夾角，因此血管內(nèi)血流的平均流速估計(jì)只能在縱切面掃查下進(jìn)行。血管縱切面的掃查對(duì)大部分初學(xué)者來(lái)說(shuō)都是一件有挑戰(zhàn)的工作。就像大廚切柱狀蔬菜的時(shí)候，比刀法也一般都是在橫切面上比，不信的拿根蘆筍在縱切面上切薄片試試看?？v向切蘆筍的時(shí)候，要想把蘆筍分成均勻的兩半，那就得把刀仔仔細(xì)細(xì)地放到頂端，而且還得確保刀的平面能夠剛好穿過(guò)軸心，否則的話刀一使勁，蘆筍就該往一邊滾動(dòng)了。

血管縱切面的超聲掃查也是一樣的，要想測(cè)量縱切面的管徑就得讓超聲切面經(jīng)過(guò)血管的軸心，只有在這時(shí)，超聲垂直入射到血管的前壁和后壁。只要探頭稍有偏側(cè)，則入射的超聲就有部分被反射到別的方向，導(dǎo)致探頭接收到的回波變?nèi)?，再加上?shí)際掃查的超聲聲束切片（聲透鏡聚焦）是有厚度的，就有所謂的“部分容積效應(yīng)”，讓不同位置、不同深度的管壁回波混雜在一起，導(dǎo)致圖像變得模糊，管壁顯示不光滑。因此，通過(guò)觀察掃查出來(lái)的血管縱切面的圖像，管壁顯示是否光滑、清晰、明亮，即可判斷是否掃查獲得理想的縱切面了。如果掃查的是動(dòng)脈的話，在理想的縱切面上甚至能夠清晰地觀察到內(nèi)中膜。在獲得理想的縱切面二維圖像后再進(jìn)行管徑測(cè)量就相對(duì)準(zhǔn)確了，而且這也是后續(xù)的多普勒血流成像所必需的。

多普勒血流成像一般又分為二維彩色血流成像和固定取樣門(mén)位置的脈沖波多普勒（PWD）頻譜成像。我們可以利用彩色血流成像從動(dòng)脈到吻合口，再?gòu)奈呛峡诘届o脈進(jìn)行連續(xù)的縱切面掃查，通過(guò)彩色血流的速度圖，可以快速發(fā)現(xiàn)狹窄、閉塞等異常血管段。但是對(duì)于血流量測(cè)量來(lái)說(shuō)，就要避開(kāi)這些血管段異常的位置，尤其是吻合口和狹窄段，也就是說(shuō)理想的血流量測(cè)量位置是相對(duì)平直的血管段。這是因?yàn)橹挥性谧銐蜷L(zhǎng)的平直血管段，血液流體才能趨向穩(wěn)定的層流，而在狹窄或血管瘤等異常位置，則血流狀態(tài)會(huì)發(fā)生突變，從而產(chǎn)生渦流或者湍流。如下圖顯示的正常頸動(dòng)脈和狹窄頸動(dòng)脈的彩色血流圖，層流狀態(tài)下的血流表現(xiàn)為血管中心流速高、靠近管壁流速降低，而在狹窄血管段（尤其是狹窄下游）則血流狀態(tài)發(fā)生異常，血細(xì)胞的流動(dòng)方向雜亂無(wú)章，從而彩色血流圖像上出現(xiàn)了紅藍(lán)雜亂相間的現(xiàn)象。

正常血透通路不同血管段位置的PWD頻譜圖有不同的特征，如下圖示意所示（圖片來(lái)自：華斌的超聲世界）。A為入路動(dòng)脈，譜圖光滑（表示血管內(nèi)流動(dòng)的為層流），且呈現(xiàn)二相低阻現(xiàn)象（提示下游阻力?。?；E為吻合口下游的動(dòng)脈，由于下游阻力大，因此頻譜呈現(xiàn)為三相高阻現(xiàn)象，但頻譜還是光滑的；B為吻合口位置，血流主流方向需要180度大轉(zhuǎn)彎，而且流速又很大，血流狀態(tài)復(fù)雜，出現(xiàn)了明顯的湍流，在頻譜圖上就表現(xiàn)為很多毛刺現(xiàn)象（頻譜展寬）；血流到吻合口下游的靜脈C的位置，由于還是靠近吻合口，雖然湍流毛刺現(xiàn)象減弱，但依然還是能看到毛刺；直到靜脈遠(yuǎn)離吻合口的D位置，頻譜圖恢復(fù)光滑狀態(tài)，且由于下游阻力小，頻譜圖也是呈現(xiàn)二相低阻現(xiàn)象?？梢?jiàn)，從理論上來(lái)說(shuō)，上游動(dòng)脈A位置和下游靜脈D位置都比較適合進(jìn)行血流量的測(cè)量，但考慮到靜脈管壁較薄，容易壓塌陷，因此多建議還是在動(dòng)脈A位置測(cè)量流量。

多普勒測(cè)流速作為一項(xiàng)公知技術(shù)，我們大部分時(shí)候只需要記住多普勒頻移公式：

結(jié)合示意圖，我們可以將多普勒公式理解為：

1. 運(yùn)動(dòng)速度矢量可以正交分解為垂直于和平行于超聲掃描方向的兩個(gè)分量；

2. 其中垂直分量不產(chǎn)生多普勒效應(yīng)（cos90°=0）；

3. 當(dāng)夾角θ越接近0，多普勒頻移Fd就越大。

彩超系統(tǒng)能夠通過(guò)計(jì)算獲得多普勒頻移Fd的值，當(dāng)流速方向與超聲掃描方向的夾角θ已知的情況下，就可以通過(guò)以下公式計(jì)算出流速了：

從這個(gè)公式可以看出，聲速c和發(fā)射頻率F0都是固定的，不以你我的意志而改變，剩下的就是多普勒頻移Fd不僅僅與流速v有關(guān)，還有跟夾角θ有關(guān)，v是我們要求解的值，而θ則是一個(gè)給我們帶來(lái)困擾的因子。血流速度方向和超聲掃描的方向在人體內(nèi)部本來(lái)是不可知的，但通過(guò)二維的B型成像，我們可以在二維圖像上看到血管壁的走形，從而可以估計(jì)出血流方向和超聲掃描方向之間的這個(gè)夾角。許多教科書(shū)或培訓(xùn)里都會(huì)說(shuō)，對(duì)于外周血管多普勒檢查，這個(gè)夾角應(yīng)該設(shè)置為60°左右。那是該怎么設(shè)置呢？是要像下圖這樣直接把這個(gè)角度（Angle）在機(jī)器上固定成60°嗎？

顯然這是錯(cuò)誤的，明明血管的走形和多普勒掃描線的夾角是小于60°的，應(yīng)該是將多普勒取樣門(mén)中間的線段旋轉(zhuǎn)到與血管壁走形方向平行的角度。完全靠估計(jì)調(diào)節(jié)的這個(gè)角度，調(diào)節(jié)的步長(zhǎng)一般是1°，如果角度估計(jì)的誤差相差1度，對(duì)應(yīng)的血流速度估計(jì)的誤差是不是也是固定呢？我們可以看一下角度分別是79°/80°和59°/60°的這兩組流速/流量測(cè)量情況。

從79°調(diào)節(jié)成80°后，流量從533提高到586，提高了接近10%；而從59°調(diào)節(jié)成60°后，流量從317提高到327，提高了接近3%。所以雖然都是1°的差別，但產(chǎn)生的流速/流量的估計(jì)偏差可以從60度附近的3%變?yōu)?0度附近的10%，這也就是為什么在流速/流量估計(jì)的時(shí)候建議夾角θ越小越好的原因。

大部分外周血管走形基本跟皮膚平行，所以為了獲得這個(gè)夾角θ=60°左右也不是件特別容易的事。一般的彩超設(shè)備可以讓多普勒超聲的掃描線電子偏轉(zhuǎn)20°，只有一些特別高端的機(jī)器提供直接偏轉(zhuǎn)30°的功能。那多余的10°從哪里獲??？運(yùn)氣好能夠找到天生傾斜的血管，但許多時(shí)候只能靠自己后天彌補(bǔ)了，那就是多在皮膚表面放一些耦合劑，然后讓探頭與皮膚直接成一個(gè)傾斜角。這樣就讓血管在超聲圖像上呈現(xiàn)出了一個(gè)傾斜的角度了。

現(xiàn)在再來(lái)說(shuō)說(shuō)“時(shí)間平均流速”。動(dòng)脈中的血流速度在一個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)不是恒定的，所以我們需要將整個(gè)心動(dòng)周期的流速求均值從而獲得時(shí)間的平均值。此外血流速度在整個(gè)血管腔內(nèi)空間上也不是恒定值，在平直的血管內(nèi)，一般流速分布呈現(xiàn)圓環(huán)狀，而且越靠近血管軸心的圓環(huán)流速越大，靠近血管壁的流速越低。因此“時(shí)間平均流速”不僅要在時(shí)間上求平均，還得在空間上求平均。時(shí)間平均往往通過(guò)選擇多個(gè)連續(xù)的心動(dòng)周期的流速值求均值。但空間上求平均在原理上需要讓多普勒掃描的超聲均勻覆蓋整個(gè)超聲的血管截面（這時(shí)候我們經(jīng)常詛咒的切片厚度引起的部分容積效應(yīng)反成了利好了），空間上的平均流速就對(duì)應(yīng)頻譜上的“平均流速曲線”，對(duì)這根曲線的時(shí)間平均獲得的時(shí)間平均流速一般標(biāo)記為T(mén)AMEAN。超聲掃描的切片厚度我們無(wú)法控制，但PWD掃描的取樣門(mén)寬度一般建議盡量大到接近覆蓋整個(gè)血管腔。高頻線陣往往切片厚度薄，對(duì)于管徑較大的血管使得超聲束只能覆蓋血管中心附近的管腔（如下圖右圖橫切面所示），因此容易導(dǎo)致空間平均流速估計(jì)值偏高，這屬于系統(tǒng)性的誤差，無(wú)法通過(guò)操作避免。

另外多普勒頻譜圖的包絡(luò)曲線對(duì)應(yīng)“最大流速曲線“，也就是對(duì)應(yīng)檢測(cè)到的取樣容積內(nèi)最大流速隨時(shí)間的變化曲線，最大流速值一般對(duì)應(yīng)的就是血管軸中心的位置的流速。對(duì)最大流速曲線求時(shí)間平均值一般標(biāo)記為T(mén)AMAX。當(dāng)血管內(nèi)為恒定流速的層流的時(shí)候，血流速度的剖面呈現(xiàn)為一個(gè)拋物面，拋物面的最大值剛好是平均值的2倍；當(dāng)血管內(nèi)流速是脈動(dòng)血流時(shí)，流速剖面則不是恒定的拋物面。因此一些彩超系統(tǒng)就將TAMAX乘以一個(gè)0.5~1之間的校準(zhǔn)系數(shù)作為時(shí)間平均流速的估計(jì)值，當(dāng)然也有很多設(shè)備是直接用TAMAX用于流量的計(jì)算的。在臨床應(yīng)用之前最好能夠自己先對(duì)同一個(gè)血流分別用TAMEAN和TAMAX計(jì)算一下流量值，看看兩者之間相差多少。利用TAMAX估計(jì)流量的方法的好處是只要多普勒取樣容積能夠覆蓋血管的軸心，對(duì)是否均勻覆蓋整個(gè)血管腔沒(méi)有太多要求，所以相對(duì)來(lái)說(shuō)重復(fù)性會(huì)比較容易保證。

理論說(shuō)多了容易犯迷糊，所以還是來(lái)打個(gè)樣吧。

首先選擇一段平直的血管，找到這段血管的理想縱切面，這時(shí)候整個(gè)血管段的血管壁顯示都清晰、光滑，動(dòng)脈管壁的內(nèi)中膜也能清晰可辨。為了讓多普勒夾角θ能夠盡量小，血管在圖像上顯示的是傾斜的（左低右高），血管傾斜的角度大約為10°。多普勒掃描線偏轉(zhuǎn)了20°，調(diào)整取樣門(mén)中心的線段角度，使得該線段與血管壁走形平行，剛好獲得了夾角60°。多普勒取樣門(mén)的寬度增大到盡量覆蓋整個(gè)血管腔。測(cè)量管徑的光標(biāo)緊貼血管內(nèi)膜位置，縱切面管徑測(cè)量的結(jié)果盡量與前面橫切面下測(cè)量的管徑值保持一致。在下面的多普勒頻譜圖上選擇連續(xù)的若干個(gè)心動(dòng)周期，求時(shí)間平均流速，然后就能根據(jù)流量計(jì)算公式給出流量值FR了。在上圖的頻譜圖上綠色的包絡(luò)就是“最大流速曲線”，譜圖中間的紅色曲線就是“平均流速曲線”，從圖中可見(jiàn)平均流速曲線舒張期基本上是最大流速曲線的1/2，收縮期則稍大于1/2，分別對(duì)他們求時(shí)間平均就得到了TAMAX和TAMEAN。上圖中的FR是根據(jù)0.6*TAMAX作為時(shí)間平均流速V的估計(jì)值。

為了更好地說(shuō)明TAMEAN和TAMAX的差別，我們對(duì)同一根血管用不同的取樣門(mén)大?。?mm Vs 1mm）進(jìn)行測(cè)試，兩個(gè)取樣門(mén)都能覆蓋血管軸心位置，利用TAMAX進(jìn)行流量估計(jì)的時(shí)候乘以0.6校準(zhǔn)系數(shù)作為時(shí)間平均流速的估計(jì)值。上圖左側(cè)頻譜圖為取樣門(mén)5mm，右側(cè)為取樣門(mén)1mm。可見(jiàn)取樣門(mén)越寬，能夠覆蓋血管腔越多，包含的低速血流分量也越多，頻譜就越寬，平均流速曲線接近最大流速曲線的一半；當(dāng)取樣門(mén)小的時(shí)候則僅能包含血管軸心附近較高的流速，頻譜也顯得越窄，平均流速曲線則明顯大于最大流速曲線的一半。從估計(jì)出的流量值中也可以看出，利用TAMEAN方法估計(jì)的FR結(jié)果兩者差異很大，但利用TAMAX方法估計(jì)的結(jié)果則相當(dāng)（取樣門(mén)小的時(shí)候TAMAX估計(jì)值偏大的問(wèn)題超綱了，這里暫不解釋?zhuān)?/p>

綜上所述，流量估計(jì)要想準(zhǔn)確可重復(fù)，還需要注意背后蘊(yùn)含的種種門(mén)道，實(shí)踐中幾點(diǎn)建議供參考：

1. 避開(kāi)吻合口、狹窄段、彎曲血管段，盡量找平直的血管段；優(yōu)選上游動(dòng)脈，次選下游遠(yuǎn)離吻合口靜脈；

2. 血管橫切面提前測(cè)量管徑，并作為縱切面管徑測(cè)量的參考依據(jù)。如果縱切面測(cè)量管徑明顯小于橫切面管徑值，首先考慮沒(méi)有找到管徑最大的切面，重新在二維實(shí)時(shí)圖像下調(diào)整探頭切面位置；如果縱切面圖像清晰，但管徑稍小于橫切面測(cè)量值，則可以手動(dòng)將縱切面管徑值調(diào)整為與橫切面測(cè)量值一致。

3. 如果沒(méi)有校正系數(shù)調(diào)節(jié)的TAMAX測(cè)量值不妨腦補(bǔ)乘以系數(shù)0.6。

4. PWD取樣容積盡量覆蓋血管腔。

5. PWD校正角θ盡量小，但前提是不要擠壓血管，以及表示血管走形的線段與血管壁平行，切忌不管三七二十一硬給調(diào)成60°！

最后打個(gè)小廣告，給智影超聲用戶散發(fā)懶人福利，進(jìn)入彩色血流模式后，找到合適的血管位置后，一路點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)，什么取樣門(mén)位置、取樣門(mén)大小、掃描線偏轉(zhuǎn)、校正角度、流速檔位、基線檔位、管徑測(cè)量、心動(dòng)周期選擇等等等，統(tǒng)統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整，真正實(shí)現(xiàn)了流量測(cè)量立等可取。一直被模仿，從未被超越！哈哈哈！