下肢动脉多普勒分析

在健康个体中，所有受检者均进行了UPA、OBA和SCA的定位。在血管损伤的情况下，1.7%的受检者UPA未获得血流信号，2.6%的受检者OBA未获得血流信号，3.7%的受检者SCA未获得血流信号，其中96%的受检者是由于研究区域血管阻塞所致，这已由血管造影数据证实。1.8%的健康个体未获得PBA或PBA（ATS）等动脉的信号；在患者中，小腿动脉的定位频率随病变的发生率而急剧下降。

正常情况下，动脉信号短促且由三部分组成。初始声音响亮且频率高，后续两个声音音量较小且音调较低。狭窄区域上方血流信号声音特征的变化与狭窄区域血流速度的增加以及随之而来的湍流有关。随着狭窄程度的增加，多普勒信号的特征会发生变化：频率降低，持续时间增加，三部分结构消失。在闭塞的情况下，变化与严重狭窄的情况相同，但变化更为明显，信号音调更低，并持续整个心动周期。

多普勒血流信号的听诊分析是超声检查的初始阶段，凭借一定的经验，它能够很好地定位血管并区分正常和病理性血流信号。当使用不带记录装置的超声听诊器时，这种方法尤为重要。

下肢动脉血流速度多普勒曲线的评价

以模拟速度曲线（多普勒图）形式记录多普勒血流信号，可以对研究血管中的血流速度进行定性和定量分析。

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多普勒血流速度曲线的定性分析

正常的外周动脉血流曲线与听诊信号一样，由三部分组成：

1. 由于直接血流导致收缩期出现最大偏差；
2. 由于外周阻力高，导致动脉回流，引起舒张早期血流逆向；
3. 由于动脉壁的弹性，血流向前流动，引起舒张晚期的偏差。

随着狭窄病变的进展，脉搏波形发生改变，由主干型转变为侧支型，波形紊乱的主要表现为逆向血流成分消失、速度峰值变钝、脉搏波速度上升和下降时间延长。

通常情况下，所有曲线均具有以下特征：陡峭的上升和下降，第一部分尖锐的峰值以及明显的逆流波。如果发生SFA闭塞，则从SCA水平检测多普勒图的变形；如果发生OPA闭塞，则在所有位置记录曲线的侧支类型。

下肢动脉血流速度多普勒曲线的定量及半定量分析

通过分析模拟血流速度曲线和实时多普勒血流信号的频谱图数据，可以对多普勒图进行定量评估。定量评估时，要分析多普勒图的幅度和时间参数；半定量评估时，要分析其计算出的指标。然而，由于存在改变多普勒速度曲线形状的因素，多普勒图的解释和定量评估存在一些问题。因此，曲线的幅度取决于传感器的位置及其相对于血流轴的倾斜角度、超声波穿透组织的深度、传感器与主要狭窄区域的距离、增益设置、背景干扰、静脉噪声叠加等。如果超声波束部分与血管相交（而不是沿着整个轴线），尤其是当它以接近 90 ^e的角度指向血管轴线时，就会得到错误的结果。在这方面，一些研究人员提出了一种（更为可取的）半定量多普勒图评估方法——计算表征波形和代表相对指标（例如脉动指数、倾倒因子）的比率，其值不受上述因素的影响。然而，一些作者批评了这种方法，更倾向于基于频谱分析数据对血流信号进行定量评估；其他研究人员认为，无创评估血管损伤的可靠性仅与双功能扫描有关，在双功能扫描中，血流信号的测定和分析是在血管系统的可视化部分进行的。

同时，在多种情况下，评估血管损伤的唯一可能且具有诊断意义的非侵入性方法是分析多普勒图的形状和定量评估：当测量 SVD 的可能性有限时，当无法将袖带应用于靠近传感器的位置时，当袖带应用部位与手术伤口重合时，当评估髂动脉的状况时，以及当在由于动脉壁钙化或硬化而无法压缩的血管中确定错误的高 SVD 时，尽管存在动脉疾病。根据 J. Yao 等人的恰当表达，记录外周动脉的脉搏波可以识别肢体缺血，类似于使用心电图诊断心肌缺血。

多普勒血流信号的频谱分析

当研究区域靠近传感器位置并且可以沿其长度检查血管时，多普勒血流信号的频谱分析已在连续波多普勒系统用于评估颈动脉盆地颅外部分闭塞性病变的工作中得到广泛应用。

由于外周动脉的血流定位仅限于最靠近体表的某些点，且主要病变部位与检查点的距离各不相同，因此降低了频谱分析在评估外周病变方面的价值。因此，根据数据，记录距离主要病变部位 1 cm 以外的多普勒频谱信号在诊断上意义不大，并且与在狭窄部位近端记录的多普勒信号几乎没有区别。对于不同位置的髂动脉单灶性狭窄 50% 的股总动脉血流多普勒信号频谱，频谱分析数据与狭窄程度之间没有相关性：频谱增宽 (SB)——表征湍流曲线的主要狭窄指标——差异很大——从 19% 到 69%。如果我们回顾一下湍流发生的示意图，就会明白为什么在相同的狭窄程度下 SB 值范围如此之广。在血管中，血流是层流的。狭窄期间横截面积的减小会导致流速增加。当血管变窄后急剧扩张时，会观察到“流动分离”，壁面运动减慢，出现逆流，并形成湍流。之后，流动再次呈现层流特性。因此，血管变窄后立即获得的、频谱扩展69%的频谱是本例中唯一具有诊断意义的频谱。

收缩期最大多普勒频移（决定血流速度）随血管狭窄程度增加而增大，随血管闭塞程度减小而减小。血管阻力指数随血管从狭窄到闭塞的转变而下降，频谱增宽增大。脉动指数随血管从正常到闭塞的转变而变化最大。

对多普勒血流信号频谱分析数据与模拟速度曲线进行比较评估，结果表明闭塞性疾病最敏感的征象为：逆向血流波减少或消失、A/D 比值增加（主要由于减速期延长）、IP _GK减少以及 DF<1。因此，所有髂动脉闭塞且狭窄程度>75% 的患者 OBA 均未出现逆向血流。然而，对于 SFA 闭塞，我们观察到 14% 的患者小腿动脉出现逆向血流，4.3% 的患者腘动脉出现逆向血流。M. Hirai 和 W. Schoop 也描述了类似的观察结果。最具指示性且因此应用最广泛的闭塞性疾病指数是 Goessling-King 搏动指数 - IP _{GK 。正常人和单节段近端病变中 IPGK}的变化表现为_远端IP 值的增加；正常人群的IP _ecoBA值最高，平均为8.45±3.71，个体差异在5.6-17.2之间。闭塞时IP _GK显著降低，狭窄时则急剧下降。我们注意到，SFA闭塞时IP _{ecoBA较正常人群有所下降，而腿部动脉病变较远端则不影响该指标。所得数据与其他作者的研究结果一致，他们证明了IPGK}对近端和远端病变均具有依赖性：

对于SFA或腿部动脉的孤立性病变，相应水平的IP _GK下降也具有高度可靠性。对于多节段病变，IP _GK的动态变化对于主要远端病变的诊断至关重要。

下肢节段收缩压

血管系统中两点之间要发生血流，必须存在压力差（压力梯度）。同时，随着动脉脉搏波向下肢外周移动，收缩压会升高。这种升高是由于外周阻力相对较高区域的波反射以及中央动脉和外周动脉壁顺应性的差异所致。因此，在踝部测得的收缩压通常高于在手臂处测得的收缩压。在这种情况下，为了维持远端血流，舒张压和平均压必须逐渐降低。同时，生理学研究表明，在闭塞性疾病中，只有在存在严重近端狭窄的情况下，下肢舒张压才会显著下降，而最高收缩压在疾病较轻程度时也会下降。因此，测定最高收缩压是诊断动脉狭窄的一种更灵敏的非侵入性方法。

1950年T. Winsor首次提出对下肢闭塞性疾病进行节段收缩压测量，1967年R. Ware和C. Laenger首次描述了用多普勒方法无创测量节段收缩压。该方法需要使用一个充气袖带，将其紧紧地套在被检查的肢体节段周围，只要有可能使用袖带，就可以使用。减压过程中，肢体远端相对于袖带恢复血流时的袖带压力（由多普勒图记录），即为袖带水平的收缩压，或称节段收缩压。获得准确结果的必要条件是足够的袖带减压速度、重复测量（最多三次）以及合适的袖带长度和宽度。

国外学者特别关注用于测量节段收缩压的袖带尺寸。美国心脏协会对此问题进行了长期而广泛的讨论，最终制定了建议：充气袖带的宽度应为被检查节段周长的40%或大于被检查肢体区域直径的20%，袖带长度应为其宽度的2倍。

要进行多级测压，需要 10 个袖带：6 个手臂袖带和 4 个大腿袖带。手臂袖带戴在双臂上，以确定肱动脉和膝关节下方和脚踝上方双侧小腿的压力，大腿袖带戴在大腿上三分之一和下三分之一处。根据来自血管系统远端部分的信号，在下肢所有四个水平测量收缩压：ZBBA - 位于脚踝处或 ATS - 位于第一个趾间间隙。将空气泵入位于肢体周围的袖带中，使其水平超过收缩压 15-20 毫米汞柱。多普勒传感器放置在袖带远端动脉的上方。然后，从袖带中缓慢释放空气，直到多普勒血流信号恢复。袖带远端记录点血流恢复时的压力即为其水平的收缩压。首先，使用肱动脉信号确定肩部上肢的压力。在正常情况下，即上肢供血动脉没有病变的情况下，通常会检测到相当于 10-15 毫米汞柱的中度血压不对称。在这种情况下，较高的血压被认为是全身压力。然后，使用来自血管系统远端部分（如前所述，位于踝部的 ZBBA 或位于第一个趾间间隙的 ATS）的信号，从下袖带开始，在下肢的所有四个水平测量节段收缩压。如果没有来自 ATS 的信号，这可能与其发育的解剖变异有关，例如，对于分散型，SBA 可能位于踝关节上方。如果两条动脉均有血流信号，则测量所有四个水平上节段收缩压值较高的那一条动脉的压力，并在胫骨的两个水平上测量第二条动脉的节段收缩压，以排除可能的动脉损伤。建议按照从远端袖带到近端袖带的顺序进行测量，否则远端袖带的压力测量将在闭塞后反应性充血的情况下进行。

为了排除个体差异对节段收缩压曲线的影响，T. Winsor 于 1950 年提出了压力指数（PI），该指数是根据体循环压力值计算每个袖带水平的压力指数。压力指数是在特定水平测得的压力与在肩部测得的体循环压力的比值（在俄罗斯文献中，该压力指数也称为踝部压力指数（API），但更确切地说，后者仅反映踝部（静脉袖带）压力与体循环压力的比值）。通常，根据每个肢体各水平的节段收缩压绝对值和压力指数，可以形成完整的节段收缩压曲线。

正常情况下，大腿上三分之一处测得的节段收缩压可能超过肱压 30-40 毫米汞柱，这是因为需要向袖带提供过大的压力来压缩大腿肌肉。

压力指数超过1.2表示APS未出现显著的血流动力学损伤。如果PI ₁在0.8-1.2之间，则APS很可能存在狭窄。如果PI ₁小于0.8，则APS可能存在闭塞。

如果大腿上1/3处肢体节段收缩压差等于或大于20毫米汞柱，则提示压力较低侧腹股沟皱襞上方存在闭塞性疾病。同时，大腿上1/3处的压力降低可能伴有SFA和GBA的联合病变。在这种情况下，采用OBA节段收缩压压缩测量法，并结合OBA血流多普勒图分析，有助于发现疾病是否已扩散至APS。

正常情况下，采用四袖带测量技术，相邻两个袖带之间的节段收缩压梯度不应超过20-30毫米汞柱。超过30毫米汞柱的梯度提示存在明显的狭窄过程，而如果发生闭塞，则等于或超过40毫米汞柱。

当怀疑指动脉或足底弓闭塞时，通常会测量下肢指压。正常情况下，手指收缩压约为肱动脉压的80-90%。指/肱动脉压力指数低于0.6被认为是病理性的，低于0.15（或绝对压力值小于20毫米汞柱）通常发生在静息疼痛的患者中。指压测量原理与下肢其他部位相同，专用指套尺寸应为2.5 x 10厘米，或大于被检查手指直径的1.2倍。

由于难以定位足部指动脉，尤其是指套应用处远端的指动脉，临床实践中很少使用超声多普勒测量指压。健康个体也存在指动脉定位问题，但对于因血流减少、远端血管闭塞、角化过度等原因导致动脉循环失代偿的患者，使用超声多普勒定位远端血管会变得困难。因此，通常使用光电容积描记法来测量指压。

尽管在确定动脉闭塞性疾病方面的非侵入性诊断技术取得了进展，但准确确定损伤程度仍然存在困难。

最困难的问题是APS病变的精确定位和定量评估，尤其是合并SFA病变时。国外临床研究表明，应用多普勒技术诊断此类合并病变的成功率仅为71%-78%。B. Brener等研究表明，55%经血管造影证实的主髂动脉段病变患者，其大腿上1/3处（第一袖套）的SDS正常；31%的SFA闭塞但无髂动脉病变的患者，其第一袖套的SDS高于全身SDS。

股总动脉动脉压的压缩测量

在血管外科实践中，当决定选择所需的重建水平时，必须评估股总动脉和髂动脉的状况，主要基于血压这样的重要血流动力学参数。但是，即使是在大腿上最近端应用的袖带也会反映出股总动脉远端部分及其主要分支近端部分的压力。在这方面，我们使用了测量股总动脉压缩动脉压 (CAD) 的技术，如下图所示。在初步触诊股总动脉的脉搏或定位股总动脉的血流信号后，将尺寸为 5.0 x 9.0 厘米的儿童袖带气室应用于腹股沟韧带下股动脉投影的部位。在气室中产生 10 毫米汞柱的压力，挡住刻度盘，以便在袖带和测量系统之间形成闭合回路。研究过程中，使用ZBBA或ATS持续定位血流信号。研究人员用手掌逐渐按压股袖带，直至血流信号消失（当手掌按压无效时，可使用与袖带大小相等的致密塑料板，将其放置在气室上，以确保其均匀受压）。血流信号出现时的压力（减压后）等于股袖带内的压力。

J. Colt 首次描述了测量 OBA 中 CAD 压力的方法；该方法在研究中得到了进一步发展。该方法在一组健康个体中进行测试：15 名年龄在 26 至 54 岁之间（平均年龄 38.6 岁），无心血管病变体征的受试者接受了检查。将 OBA 中的 CAD 值与体循环动脉压（肱动脉压）进行比较，此时 CAD 指数为 1.14 ± 0.18（波动范围为 1.0-1.24）。

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超声多普勒检查对下肢缺血程度的评估

腹主动脉及其分支闭塞性疾病的下肢缺血综合征的严重程度是由于周围循环功能不全引起的，取决于闭塞或狭窄的部位、多级病变的存在、远端血管床的通畅程度和侧支循环的发育程度。

R. Fontaine 首先提出了对肢体血管疾病严重程度的临床描述，他确定了 3 个阶段：间歇性跛行（I）、静息疼痛（II）和肢体坏疽或溃疡（III）。后来，通过根据步行距离对间歇性跛行患者进行细分，扩展了此等级。该原则构成了 1979 年 A.V. Pokrovsky 开发的分类的基础，该分类至今仍在使用。根据此分类，疾病的 I 期 - 下肢疼痛 - 发生在步行超过 1000 米后；IIA - 距离 200-1000 米；IIB - 距离 25-200 米；III - 距离少于 25 米或静息疼痛；IV - 出现肢体坏疽或溃疡。

下肢缺血表现的程度是由下肢血管系统损伤的严重程度和阶段在外周水平的血流动力学效应总和决定的，因此远端区域血流动力学的变化可以作为评估下肢缺血程度的标准。

一项针对相同缺血程度的单节段和多节段闭塞患者分别进行的局部血流动力学研究表明，这些患者组之间的局部血流动力学参数并无明显差异。毫无疑问，血栓闭塞性病变的结构会影响慢性动脉供血不足的病程和持续时间。然而，疾病的分期取决于局部循环的功能状态。

临床实践中，评估下肢缺血程度最常用的方法是根据超声多普勒图主要参数（踝关节水平的ASD和ID，LSC）的大小与多普勒图形态进行比较。同时，通过测定踝关节闭塞后静脉压（POVD）并计算动静脉指数（AVI），比较动脉和静脉压力参数也很有帮助，AVI的计算公式为：AVI = POVD / ASD x 100%。

确定 POVD 的方法与 SSD 相同：当踝部静脉袖带中的压缩压力降低时，第一个脉搏跳动与 SSD 相对应，随着压力进一步降低，记录到低频静脉噪声，其出现的时刻反映了 POVD 的值。

将超声数据与基于激光多普勒和经皮氧分压监测结果的腿部皮肤微循环研究结果进行比较，_结果表明，部分IV期患者局部血流动力学指标与II期相符，且营养性溃疡是由于血液循环受损导致_皮肤完整性受损而发生的，并非真正的缺血性溃疡。因此，在存在溃疡坏死性病变的情况下评估下肢缺血程度是一项极其复杂的任务，需要基于宏观和微观血流动力学状态研究的综合方法。

在缺血II期，POVD和AVI的增加与节段性收缩压下降的背景下，是可靠的表现。这是由于动脉血从小动脉直接排入小静脉，绕过了毛细血管床。动静脉分流血流的益处在于，它能够促进闭塞水平以下主要动脉的血流速度增加，从而防止其阻塞。

随着缺血程度加重，动脉血流减少，导致足底静脉血流（PODV）值下降。然而，反映分流血流状态的动脉血流指数（AVI）值几乎没有变化，组织缺氧加剧是由于足部软组织血液循环减少，而第二种代偿机制——微循环扩张和血管收缩反应抑制——的衰竭加剧。

通过测量 POVD 和 AVI，我们可以了解下肢慢性缺血的发展过程以及循环代偿机制的形成，包括动静脉分流血流和微循环系统的血管舒张。

基于非侵入性诊断数据评估缺血程度时，必须考虑疾病的病因。因此，糖尿病（以及闭塞性动脉内膜炎、血栓性脉管炎）的血流动力学参数可能与动脉粥样硬化的血流动力学参数有显著差异，尤其是在糖尿病初期，这种情况与足部动脉病变为主，小腿动脉至踝部水平的血管长期保持通畅有关。糖尿病患者的踝部DI参数将与正常值相符或超过正常值，踝部和足背水平的多普勒图变化不显著，与足趾缺血性病变的严重程度不符。在这些情况下，研究微循环的方法，例如激光多普勒血流仪和经皮监测O ₂和CO ₂分压，具有诊断意义。

下肢动脉病变患者的检查算法

院前筛查有助于区分阻塞性外周动脉疾病与神经骨科疾病。动脉疾病的确诊决定了需要对外周动脉进行全方位的无创检查，以确定病变的部位和范围、血流动力学紊乱的程度以及病变的类型。如果需要手术治疗，则需要进行主动脉造影检查，以确定手术重建的可能性和所需的重建量。

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下肢动脉疾病超声无创诊断方法的误区与不足

与任何其他仪器诊断方法一样，外周动脉超声多普勒检查也存在诊断误差的可能性，包括客观误差和主观误差。主观误差包括研究人员的资质和经验、计算的准确性以及对该方法所有条件的细致观察。客观原因多种多样，需要特别考虑。

• 无法沿血管长度进行检查——这只能在固定点进行，从而无法对病变进行准确的局部诊断。双重扫描只能部分解决这个问题，因为下肢血管系统的某些部分，例如腘动脉中段1/3、腘动脉三叉区以及小腿动脉近端部分，由于这些区域血管位置较深且肌肉发达，大多数受试者仍然无法进行可视化。
• 测量下肢血压的错误。
  • 对于肥胖患者，由于大腿皮下脂肪和肌肉过多，需要用高压给股袖带充气才能完全压缩动脉，导致测得的节段性收缩压出现假性升高；在这种情况下，肱动脉和股动脉的压力差异可达50%-60%，而直接在同一节段穿刺测压则不会发现显著差异。因此，对于这类患者，建议测量小腿的压力。
  • 对于患有糖尿病或慢性肾功能衰竭的患者，血管壁可能充满钙盐而变得无法压缩，因此对这类患者测量节段收缩压就失去了意义。
  • 通常，小腿上三分之一处的压力可能会增加，明显超过大腿下三分之一处的压力，并且与该区域骨骼形成发育的特殊性以及需要在压缩袖带中产生增加的压力有关。
• 使用超声多普勒测量足部指压存在困难，因为很少能确定指压袖带远端指动脉的位置。光电容积描记法通常用于此类目的。
• 最近，已有研究表明踝节段收缩压与肱动脉（体循环）压力之间存在非线性依赖关系：当体循环压力低于100毫米汞柱或高于200毫米汞柱时，踝节段收缩压低于正常值（最高可达25%）；当体循环压力在100-200毫米汞柱范围内时，踝节段收缩压等于或高于肱动脉压力。因此，在低血压和高血压的情况下，压力指数可能小于1。

• 5. 解读多普勒波形时，为了避免错误，应注意：正常情况下，10-11% 的病例中腘动脉可能没有回流血流成分，4% 的病例中胫后动脉没有回流血流成分，8% 的病例中足背动脉没有回流血流成分。所有健康个体的髂动脉和股总动脉均保留了多普勒图的第三部分，而 22% 的病例中腘动脉没有回流血流成分，4% 的病例中胫后动脉没有回流血流成分，10% 的病例中足背动脉没有回流血流成分。正常情况下，2-3% 的病例中，由于小腿动脉发育的解剖特征（结构分散），其位置也可能不明确。
• 6. 补偿性侧支循环的发展特点可以纠正动脉供血不足，这可能是造成假阳性和假阴性诊断错误的原因。
  • A.髂股区侧支血管发达，BFV高，伴有髂动脉闭塞，可能是误诊的原因。
  • 对这些错误的分析表明，它们是基于髂股区发达的侧支循环。同步心电图记录的使用可能有助于诊断复杂的髂动脉病变。
  • B. 腿部动脉盆腔内发达的侧支循环是导致腿部动脉状态评估出现假阳性，以及误判髂主动脉和股腘动脉重建手术指征的常见原因。这一点至关重要，因为手术治疗的效果取决于流出道的状态，而流出道的功能是由腿部动脉承担的。术前对肢体远端血管床的错误诊断，导致手术仅限于通过术中血管造影进行血管修复。
  • B. 侧支循环失代偿，尤其是在多节段病变中，使下肢动脉病变的诊断更加复杂。多位研究人员指出，15%-17%的患者在腹主动脉和髂动脉闭塞并伴有严重的侧支循环功能不全时，难以评估腿部动脉的状况。对于需要再次手术的患者来说，这个问题更加严重。由于血管重建外科的广泛发展，这类患者的数量逐年增加，而再次手术常常会导致代偿性侧支循环通路的损伤。
• 7. 使用超声多普勒时，由于缺乏关于主动脉和侧支血管容积血流的信息，诊断APS闭塞中的SFA病变十分困难。在这种情况下，使用脉动指数和倾倒因子定量分析多普勒图仅对73%的患者具有灵敏度。将体积描记法技术纳入非侵入性诊断综合方法中，例如体积节段性脉搏描记法（有时称为“体积节段性体积描记法”），该技术已被列为国外领先诊所血管学实验室的必修检查方法，但我国专家却不该忽视，该技术可将此类病变的诊断灵敏度提高至97%。
• 8. 超声多普勒仅能确定血流动力学显著（>75%）的病变，这种能力在现代条件下已不再足够，因为随着对狭窄病变进行温和且保留血管的血管成形术治疗的出现，已经为预防性治疗创造了条件，这种治疗在疾病发展的早期阶段更为有效。

因此，将双重扫描方法引入临床的需求将大大增加，从而可以在早期发现疾病，确定血管损伤的类型和性质，并在大多数没有初步血管造影的患者中确定选择一种或另一种治疗方法的指征。

• 超声多普勒检查在诊断GBA损伤（即使存在血流动力学改变）方面的能力有限，大多数患者仅能推测GBA损伤，或偶然在血管造影中发现。因此，只有借助超声多普勒扫描才能成功地对GBA损伤及其血流动力学功能不全的程度进行非侵入性诊断。

总而言之，应当指出，将超声多普勒方法引入下肢缺血的临床诊断，本质上具有无价的革命性意义，尽管我们不应忽视该方法的局限性和不足。进一步提高超声诊断的重要性，既需要使用完整的超声方法体系，也需要将其与其他非侵入性血管疾病诊断方法相结合，同时要考虑到每位患者的临床表现和病因，并广泛使用采用最新三维血管扫描技术的新一代超声设备。

然而，由于动脉病变常合并下肢静脉疾病，对下肢血管病变诊断能力的评估可能不够全面。因此，如果不评估其广泛的静脉系统的解剖和功能状态，腿部病变的超声诊断就不完整。

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