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血流量测量在彩超上曾经是一个犄角旮旯的鸡肋功能，现如今随着超声在血透血管通路领域中的应用不断普及，变得越来越刚需。虽然在工业管路上利用超声做流体的流量测量非常普遍，但在人体内部血管的血流量测量方面却始终未受重视，这是有其自身的原因的，与工业管道相比，人体内的血管埋在皮肤下不可见，管径从大到小变化很大（比如AVF术前管径有不足2mm的，而有些AVF成熟后超过5mm），而且一般富有弹性，这都给流量测量带来很大的不确定性，从而导致测量的准确性和重复性受操作者的影响就很大。本文将流量测量的影响因素做简单的分析，从这些因素出发指导实践操作，从而提高流量测量的准确性和可重复性。 血流量估计的公式： 血流量 = 时间平均流速 X 横截面积 X 60，单位：ml/min 公式很简单，无非就是单位时间内流过血管横截面的流体体积，需要估计横截面积和平均流速两个变量。 上述公式中的横截面积基于血管是刚性圆管的假设，横截面积=1/4*π*d*d，d为血管管径（直径）。而实际人体血管由于是弹性的，很容易被挤压变形（尤其是静脉），所以在做管径测量或流速测量的时候都要确保尽量不要把血管挤压变形了。在纵切面的时候由于没有参考，许多时候可能不自觉地就用力了，所以管径测量一般也建议在横切面完成。在横切面不受外力挤压的情况下，血管一般是一个近似的圆形，但在挤压状态下往往就是一个横着的椭圆了。在血管自然状态下留下一个相对标准的管径测量值，可以作为后续纵切面测量时候的参考。 除了避免对血管的挤压外，还得注意测量血管横切面时尽量让血管垂直于超声成像的切面，血管在皮下，怎么判断是否垂直了呢？当探头成像切面与血管不垂直的时候（并且未对血管形成挤压），所获得横切面图像也会是一个椭圆，与挤压形成的椭圆不同的是这时候的椭圆是竖立着的椭圆。当探头倾斜角度越大、椭圆形越明显，同时由于倾斜导致超声入射的许多能量被反射到别的方向，只有少量的回波被探头接收到，导致图像的亮度也变暗了。因此，通过图像亮度最强的角度来判断是否探头垂直血管了也是一个不错的方法。 避免挤压血管变形和尽量让探头垂直于血管，只要我们多加练习就很容易实现血管横切面下管径的准确测量了。但是每次测量的结果依然会有一定的差异，这大概率是因为血管不是钢管，而会随着心动周期内血压的变化而扩张或收缩。如下图是颈动脉搏动在B超和M超模式下的结果，在M超下测量收缩期和舒张期的管径大概可以相差近10%，管径差10%，则截面积可以相差近20%。血透通路由于需要大流量，血管的搏动比正常人更明显。因此这部分的测量误差或者说测量的可重复性只能忍受，也没有特别好的建议，有时间就多测量几次，选取一个平均值吧。 由于在横切面下无法知道血管的具体走形或与探头切面的夹角，但在血管的纵切面，可以观察到血管的走形，并测量出血管走形方向与多普勒扫描线的夹角，因此血管内血流的平均流速估计只能在纵切面扫查下进行。血管纵切面的扫查对大部分初学者来说都是一件有挑战的工作。就像大厨切柱状蔬菜的时候，比刀法也一般都是在横切面上比，不信的拿根芦笋在纵切面上切薄片试试看。纵向切芦笋的时候，要想把芦笋分成均匀的两半，那就得把刀仔仔细细地放到顶端，而且还得确保刀的平面能够刚好穿过轴心，否则的话刀一使劲，芦笋就该往一边滚动了。 血管纵切面的超声扫查也是一样的，要想测量纵切面的管径就得让超声切面经过血管的轴心，只有在这时，超声垂直入射到血管的前壁和后壁。只要探头稍有偏侧，则入射的超声就有部分被反射到别的方向，导致探头接收到的回波变弱，再加上实际扫查的超声声束切片（声透镜聚焦）是有厚度的，就有所谓的“部分容积效应”，让不同位置、不同深度的管壁回波混杂在一起，导致图像变得模糊，管壁显示不光滑。因此，通过观察扫查出来的血管纵切面的图像，管壁显示是否光滑、清晰、明亮，即可判断是否扫查获得理想的纵切面了。如果扫查的是动脉的话，在理想的纵切面上甚至能够清晰地观察到内中膜。在获得理想的纵切面二维图像后再进行管径测量就相对准确了，而且这也是后续的多普勒血流成像所必需的。 多普勒血流成像一般又分为二维彩色血流成像和固定取样门位置的脉冲波多普勒（PWD）频谱成像。我们可以利用彩色血流成像从动脉到吻合口，再从吻合口到静脉进行连续的纵切面扫查，通过彩色血流的速度图，可以快速发现狭窄、闭塞等异常血管段。但是对于血流量测量来说，就要避开这些血管段异常的位置，尤其是吻合口和狭窄段，也就是说理想的血流量测量位置是相对平直的血管段。这是因为只有在足够长的平直血管段，血液流体才能趋向稳定的层流，而在狭窄或血管瘤等异常位置，则血流状态会发生突变，从而产生涡流或者湍流。如下图显示的正常颈动脉和狭窄颈动脉的彩色血流图，层流状态下的血流表现为血管中心流速高、靠近管壁流速降低，而在狭窄血管段（尤其是狭窄下游）则血流状态发生异常，血细胞的流动方向杂乱无章，从而彩色血流图像上出现了红蓝杂乱相间的现象。 正常血透通路不同血管段位置的PWD频谱图有不同的特征，如下图示意所示（图片来自：华斌的超声世界）。A为入路动脉，谱图光滑（表示血管内流动的为层流），且呈现二相低阻现象（提示下游阻力小）；E为吻合口下游的动脉，由于下游阻力大，因此频谱呈现为三相高阻现象，但频谱还是光滑的；B为吻合口位置，血流主流方向需要180度大转弯，而且流速又很大，血流状态复杂，出现了明显的湍流，在频谱图上就表现为很多毛刺现象（频谱展宽）；血流到吻合口下游的静脉C的位置，由于还是靠近吻合口，虽然湍流毛刺现象减弱，但依然还是能看到毛刺；直到静脉远离吻合口的D位置，频谱图恢复光滑状态，且由于下游阻力小，频谱图也是呈现二相低阻现象。可见，从理论上来说，上游动脉A位置和下游静脉D位置都比较适合进行血流量的测量，但考虑到静脉管壁较薄，容易压塌陷，因此多建议还是在动脉A位置测量流量。 多普勒测流速作为一项公知技术，我们大部分时候只需要记住多普勒频移公式： 结合示意图，我们可以将多普勒公式理解为：
彩超系统能够通过计算获得多普勒频移Fd的值，当流速方向与超声扫描方向的夹角θ已知的情况下，就可以通过以下公式计算出流速了： 从这个公式可以看出，声速c和发射频率F0都是固定的，不以你我的意志而改变，剩下的就是多普勒频移Fd不仅仅与流速v有关，还有跟夹角θ有关，v是我们要求解的值，而θ则是一个给我们带来困扰的因子。血流速度方向和超声扫描的方向在人体内部本来是不可知的，但通过二维的B型成像，我们可以在二维图像上看到血管壁的走形，从而可以估计出血流方向和超声扫描方向之间的这个夹角。许多教科书或培训里都会说，对于外周血管多普勒检查，这个夹角应该设置为60°左右。那是该怎么设置呢？是要像下图这样直接把这个角度（Angle）在机器上固定成60°吗？
显然这是错误的，明明血管的走形和多普勒扫描线的夹角是小于60°的，应该是将多普勒取样门中间的线段旋转到与血管壁走形方向平行的角度。完全靠估计调节的这个角度，调节的步长一般是1°，如果角度估计的误差相差1度，对应的血流速度估计的误差是不是也是固定呢？我们可以看一下角度分别是79°/80°和59°/60°的这两组流速/流量测量情况。
从79°调节成80°后，流量从533提高到586，提高了接近10%；而从59°调节成60°后，流量从317提高到327，提高了接近3%。所以虽然都是1°的差别，但产生的流速/流量的估计偏差可以从60度附近的3%变为80度附近的10%，这也就是为什么在流速/流量估计的时候建议夹角θ越小越好的原因。 大部分外周血管走形基本跟皮肤平行，所以为了获得这个夹角θ=60°左右也不是件特别容易的事。一般的彩超设备可以让多普勒超声的扫描线电子偏转20°，只有一些特别高端的机器提供直接偏转30°的功能。那多余的10°从哪里获取？运气好能够找到天生倾斜的血管，但许多时候只能靠自己后天弥补了，那就是多在皮肤表面放一些耦合剂，然后让探头与皮肤直接成一个倾斜角。这样就让血管在超声图像上呈现出了一个倾斜的角度了。
现在再来说说“时间平均流速”。动脉中的血流速度在一个心动周期内不是恒定的，所以我们需要将整个心动周期的流速求均值从而获得时间的平均值。此外血流速度在整个血管腔内空间上也不是恒定值，在平直的血管内，一般流速分布呈现圆环状，而且越靠近血管轴心的圆环流速越大，靠近血管壁的流速越低。因此“时间平均流速”不仅要在时间上求平均，还得在空间上求平均。时间平均往往通过选择多个连续的心动周期的流速值求均值。但空间上求平均在原理上需要让多普勒扫描的超声均匀覆盖整个超声的血管截面（这时候我们经常诅咒的切片厚度引起的部分容积效应反成了利好了），空间上的平均流速就对应频谱上的“平均流速曲线”，对这根曲线的时间平均获得的时间平均流速一般标记为TAMEAN。超声扫描的切片厚度我们无法控制，但PWD扫描的取样门宽度一般建议尽量大到接近覆盖整个血管腔。高频线阵往往切片厚度薄，对于管径较大的血管使得超声束只能覆盖血管中心附近的管腔（如下图右图横切面所示），因此容易导致空间平均流速估计值偏高，这属于系统性的误差，无法通过操作避免。
另外多普勒频谱图的包络曲线对应“最大流速曲线“，也就是对应检测到的取样容积内最大流速随时间的变化曲线，最大流速值一般对应的就是血管轴中心的位置的流速。对最大流速曲线求时间平均值一般标记为TAMAX。当血管内为恒定流速的层流的时候，血流速度的剖面呈现为一个抛物面，抛物面的最大值刚好是平均值的2倍；当血管内流速是脉动血流时，流速剖面则不是恒定的抛物面。因此一些彩超系统就将TAMAX乘以一个0.5~1之间的校准系数作为时间平均流速的估计值，当然也有很多设备是直接用TAMAX用于流量的计算的。在临床应用之前最好能够自己先对同一个血流分别用TAMEAN和TAMAX计算一下流量值，看看两者之间相差多少。利用TAMAX估计流量的方法的好处是只要多普勒取样容积能够覆盖血管的轴心，对是否均匀覆盖整个血管腔没有太多要求，所以相对来说重复性会比较容易保证。 理论说多了容易犯迷糊，所以还是来打个样吧。
首先选择一段平直的血管，找到这段血管的理想纵切面，这时候整个血管段的血管壁显示都清晰、光滑，动脉管壁的内中膜也能清晰可辨。为了让多普勒夹角θ能够尽量小，血管在图像上显示的是倾斜的（左低右高），血管倾斜的角度大约为10°。多普勒扫描线偏转了20°，调整取样门中心的线段角度，使得该线段与血管壁走形平行，刚好获得了夹角60°。多普勒取样门的宽度增大到尽量覆盖整个血管腔。测量管径的光标紧贴血管内膜位置，纵切面管径测量的结果尽量与前面横切面下测量的管径值保持一致。在下面的多普勒频谱图上选择连续的若干个心动周期，求时间平均流速，然后就能根据流量计算公式给出流量值FR了。在上图的频谱图上绿色的包络就是“最大流速曲线”，谱图中间的红色曲线就是“平均流速曲线”，从图中可见平均流速曲线舒张期基本上是最大流速曲线的1/2，收缩期则稍大于1/2，分别对他们求时间平均就得到了TAMAX和TAMEAN。上图中的FR是根据0.6*TAMAX作为时间平均流速V的估计值。
为了更好地说明TAMEAN和TAMAX的差别，我们对同一根血管用不同的取样门大小（5mm Vs 1mm）进行测试，两个取样门都能覆盖血管轴心位置，利用TAMAX进行流量估计的时候乘以0.6校准系数作为时间平均流速的估计值。上图左侧频谱图为取样门5mm，右侧为取样门1mm。可见取样门越宽，能够覆盖血管腔越多，包含的低速血流分量也越多，频谱就越宽，平均流速曲线接近最大流速曲线的一半；当取样门小的时候则仅能包含血管轴心附近较高的流速，频谱也显得越窄，平均流速曲线则明显大于最大流速曲线的一半。从估计出的流量值中也可以看出，利用TAMEAN方法估计的FR结果两者差异很大，但利用TAMAX方法估计的结果则相当（取样门小的时候TAMAX估计值偏大的问题超纲了，这里暂不解释）。 综上所述，流量估计要想准确可重复，还需要注意背后蕴含的种种门道，实践中几点建议供参考：
最后打个小广告，给智影超声用户散发懒人福利，进入彩色血流模式后，找到合适的血管位置后，一路点点点，什么取样门位置、取样门大小、扫描线偏转、校正角度、流速档位、基线档位、管径测量、心动周期选择等等等，统统自动调整，真正实现了流量测量立等可取。一直被模仿，从未被超越！哈哈哈！
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