经颅多普勒超声（Transcranial Doppler, TCD）是一种无创、动态评估脑血流动力学的重要工具，能够反映脑血管的充血和痉挛状态。TCD通过探测颅内大动脉的血流速度，评估脑血流的动力学变化。以下是TCD反映脑血管充血和痉挛的机制及临床应用。
1. 脑血管充血的TCD表现
脑血管充血通常发生在脑血流量增加的情况下，例如高二氧化碳血症（CO₂潴留）、高代谢状态、脑血管扩张药物的应用等。TCD通过检测颅内动脉的血流速度来反映脑血流量的变化，主要指标包括平均血流速度（Mean Flow Velocity, MFV）和搏动指数（Pulsatility Index, PI）。
a) 平均血流速度（MFV）升高
当脑血管扩张或充血时，动脉管径增大，导致血流量增加。TCD可以监测到血流速度的升高，尤其是在大脑中动脉（MCA）中最为明显。典型表现为：
MFV升高：正常情况下，MCA的平均血流速度约为50-80 cm/s。当脑血管充血时，MFV会明显升高。严重充血状态下，MFV可能超过正常上限。
b) 搏动指数（PI）降低
搏动指数是评估血管阻力的重要参数，由TCD通过以下公式计算：
其中，
在脑血管扩张或充血时，由于外周阻力下降，PI通常会降低。正常情况下，PI值为0.6-1.1，充血状态下可能降至0.5或更低。
c) 临床应用
高碳酸血症：CO₂潴留可导致脑血管扩张和充血，TCD会显示出MFV显著升高、PI下降。
颅内压降低：颅内压（ICP）降低时，也会使脑血流增加，表现为血流速度增加。
药物反应：在使用脑血管扩张药物（如硝酸甘油、尼莫地平等）后，TCD可能会记录到脑血流速度的升高和搏动指数的下降。
2. 脑血管痉挛的TCD表现
脑血管痉挛是指脑血管收缩导致的血管管腔狭窄，常见于蛛网膜下腔出血（SAH）后的并发症。TCD在监测脑血管痉挛方面具有极高的敏感性和特异性，主要通过测定血流速度和搏动指数变化来判断痉挛的程度。
a) 血流速度显著升高
血管痉挛导致血管腔狭窄，血流通过狭窄区域时速度显著增加，类似于管径缩小时流体动力学中的Bernoulli原理。TCD可以检测到大脑中动脉（MCA）、前动脉（ACA）和椎基底动脉（VBA）等颅内动脉的血流速度升高。
MCA血流速度升高：在脑血管痉挛时，MCA的平均血流速度通常超过120 cm/s，严重痉挛时可超过200 cm/s。TCD可以通过检测MCA血流速度的逐步升高来监测痉挛的进展。
VASOGRADE分类：TCD用于SAH后脑血管痉挛的分级，根据MCA的血流速度可以分为：
正常：< 120 cm/s
轻度痉挛：120-200 cm/s
重度痉挛：> 200 cm/s
b) 搏动指数升高
与脑血管充血相反，脑血管痉挛时血管阻力增加，表现为搏动指数升高。痉挛时，PI可能上升至1.2以上，反映了脑血管阻力的增加和脑灌注的减少。
c) 脑血流量比值（Lindegaard Ratio）
为了进一步区分局部痉挛与全身性高血压引起的血流速度升高，TCD使用Lindegaard Ratio，即大脑中动脉与颈内动脉的血流速度比值（MCA/ICA比值）来辅助判断。该比值通常用于SAH后脑血管痉挛的评估：
正常：< 3
轻度痉挛：3-6
重度痉挛：> 6
d) 临床应用
蛛网膜下腔出血（SAH）：TCD广泛应用于SAH患者，帮助早期发现脑血管痉挛。由于痉挛通常在SAH后3-14天内发生，TCD的动态监测可用于指导治疗决策，例如提前使用抗痉挛药物（如尼莫地平）或介入治疗。
颅脑创伤：颅脑创伤患者可能继发脑血管痉挛，TCD可以实时评估痉挛情况并指导治疗。
3. 总结
经颅多普勒超声（TCD）是一种重要的无创手段，能够通过监测颅内动脉的血流速度和搏动指数，反映脑血管的充血和痉挛状态。脑血管充血时，血流速度升高且搏动指数降低；而脑血管痉挛时，血流速度显著升高且搏动指数升高。TCD在临床上广泛用于监测蛛网膜下腔出血、颅脑创伤等病人的脑血管状态，为病情评估和治疗提供重要参考。
