Duplex hemodynamic severe carotid stenosis / near-occlusion pattern

00Overview

看到 carotid duplex 上疑似 severe internal carotid artery (ICA) stenosis 或 near-occlusion 時，真正要完成的任務不是背一組 velocity cutoff，而是快速回答幾個會直接改變臨床路徑的問題：這條 ICA 還是 patent 嗎？是「一般的高級別狹窄」還是已經進入 near-occlusion？distal ICA 有沒有 collapse？現在看到的高或低 velocity，究竟反映真實病灶，還是被 contralateral occlusion、低 cardiac output、tortuosity、calcified plaque shadowing 所扭曲？

這個主題的本質是 hemodynamic pattern recognition。一般 70-99% stenosis 常表現為 focal jet、aliasing、spectral broadening 與明顯升高的 peak systolic velocity (PSV) / end-diastolic velocity (EDV)；但 near-occlusion 是另一個層次，它是「極重度狹窄合併遠端 ICA 口徑變小、流量下降」的形態與血流現象，因此 velocity 可以很高、也可以不高，甚至接近無流。這正是 board exam 與臨床最容易翻車的地方。

最常見的錯誤有三個。第一，只看一個高 PSV 就直接下 severe stenosis，完全沒有看 distal ICA 是否已經變細。第二，看到 flow 很低或 color 幾乎沒有，就直接報 total occlusion，漏掉 near-occlusion with full collapse 的 trickle flow。第三，把檢查當成單純「分級」而不是「分流」工具，忘記在症狀性病人、急性神經學缺損、疑 dissection、或超音波受限時，真正該做的是儘快升級到 CTA 或 contrast-enhanced MRA (CE-MRA)。

01Critical concepts

• Severe but patent ICA stenosis 仍可用 velocity criteria 支撐分級。依 IAC 2023 modified criteria，若 plaque 與 lumen narrowing 明確，PSV > 230 cm/s、ICA/CCA PSV ratio > 4.0、EDV > 100 cm/s 最支持 >70% stenosis 而尚未 near-occlusion。
• Near-occlusion 不是單靠 velocity 診斷的病名。它的核心是極重度狹窄後方的 distal ICA 變小，可能是 without full collapse，也可能是 threadlike full collapse；其 velocity 可高、可低、可 undetectable。
• 判斷 near-occlusion 時，distal ICA 一定要被主動檢查。要比較 ipsilateral distal ICA 與 contralateral distal ICA、ipsilateral ECA 的口徑與 flow appearance，而不是只盯著 bulb 處的最高速噴流。
• 當檢查受 heavy calcification、acoustic shadowing、tandem lesions、poor angle correction、very slow flow 影響時，duplex 對 near-occlusion 與 total occlusion 的區分能力有限；這種情況要在報告中承認不確定性，並建議 CTA/CE-MRA。
• 在急性 TIA / stroke triage 中，carotid duplex 常不是第一個決策性檢查。ACR 對新發固定神經學缺損的流程更偏向 brain imaging 加 CTA/MRA；duplex 在 asymptomatic screening、bruit workup、或已知 carotid disease surveillance 的角色更穩定。

01正常 anatomy / 常用 modality

Key anatomy to anchor

• CCA bulb 與 proximal ICA 是 atherosclerotic plaque 最常見的位置，也是大多數 velocity criteria 的發力點。真正的狹窄等級不能只看 plaque 多厚，還要看 residual lumen 與 distal runoff。
• Distal cervical ICA 是 near-occlusion 判讀的關鍵參考段。NASCET 類思維裡，遠端正常 ICA 是比較基準；若遠端本身已因極重度狹窄而縮小，就不能再把病灶當成一般 severe stenosis。
• ECA 是重要比較對象。當 distal ICA 看起來 unusually small，與 ipsilateral ECA 相比是否更細，有助於支持 distal collapse；但前提是先正確分出 ICA 與 ECA。
• Contralateral carotid system 不能略過。另一側若已有 high-grade stenosis 或 occlusion，會改變流量分配，讓本側 velocity 假性升高，造成 overgrading。

Core modalities

• Grayscale US：看 plaque 位置、表面、calcification、殘餘 lumen、以及是否有 long-segment tapered narrowing。near-occlusion 的起點常在 bulb，但關鍵線索在遠端 ICA 變細。
• Color Doppler：看 aliasing、jet、post-stenotic turbulence，以及是否只剩微弱 trickle flow。懷疑 near-occlusion 或 pseudo-occlusion 時，color scale 要下調，必要時加 power Doppler。
• Spectral Doppler：在 CCA、bulb、proximal/mid/distal ICA 都取樣。除了記錄最高 PSV / EDV，也要看 distal waveform 是否低流量、damped、或 unexpectedly normal-low。
• CTA / CE-MRA：當 near-occlusion、occlusion、dissection、或 tandem disease 無法可靠區分時，是最重要的 confirmatory imaging。CTA 對 distal ICA caliber 與 intracranial tandem occlusion 的整體評估特別有價值。
• DSA：不是常規第一線，但在 noninvasive imaging 仍不一致、且治療決策高度依賴精確腔徑判斷時可作為最後釐清工具。

02常見 pattern 分類

Hemodynamically severe but patent ICA stenosis

• Definition：在 carotid bulb / proximal ICA 可見明顯 plaque 與 residual lumen，color 有 aliasing，spectral waveform 有顯著 spectral broadening，且局部 PSV、EDV、ICA/CCA ratio 符合高級別 stenosis。distal ICA 仍維持正常或接近正常口徑，並非 collapse。
• Why it matters：這是最典型、最可操作的「可分級 severe stenosis」型態，通常對應 atherosclerotic >70% stenosis，也最接近傳統 revascularization literature 的對象。
• What it points toward：最常指向 symptomatic 或 asymptomatic 的 atherosclerotic ICA bulb stenosis，尚未進入 near-occlusion。這時 velocity criteria 最有用，但仍要放在 plaque 與 lumen narrowing 的脈絡裡解讀。
• Common trap：把任何高 velocity 都當成 severe stenosis。若 sample 放在 tortuous bend、角度校正失真、或對側 occlusion 造成代償性高流，本來就可能出現假性高 PSV。

Near-occlusion without full collapse

• Definition：病灶處極度狹窄，但 distal ICA 並非 threadlike，而是比預期小、比對側細，卻還保有一定口徑。bulb 處可仍見高速度 jet，但遠端 ICA 的 caliber 與 flow volume 已下降。
• Why it matters：這是最容易被誤當成一般 severe stenosis 的 near-occlusion 亞型。因為它不一定呈現「幾乎沒流」的戲劇化外觀，所以若不主動看 distal ICA，很容易錯分。
• What it points toward：指向 ICA near-occlusion without full collapse，多半仍由 atherosclerotic plaque 引起，但其 hemodynamic behavior 與 conventional 70-99% stenosis 不同，治療文獻也不應直接套用。
• Common trap：只看到 PSV > 230 cm/s 就報 70-99% stenosis。near-occlusion without full collapse 可以有高 velocity，但真正決定診斷的是 distal artery reduction，而不是最高速本身。

Near-occlusion with full collapse / trickle-flow pattern

• Definition：病灶遠端的 ICA 呈現明顯 threadlike collapse，color signal 極弱或斷續，spectral Doppler 可能只抓到低速、低量、甚至近乎無法量測的 flow。局部病灶本身常伴隨極重度 plaque 與狹小 residual lumen。
• Why it matters：這是最容易和 total occlusion 混淆的型態。若把它直接報成 occlusion，可能讓後續 CTA、血管外科討論、或 stroke etiologic workup 走到錯的路。
• What it points toward：最支持 near-occlusion with full collapse，也就是傳統上最「細線狀」的 near-occlusion。若臨床急性症狀明顯，也必須同時想到 tandem intracranial thrombus 或 acute plaque thrombosis。
• Common trap：看到 color 幾乎沒有就停止。這時反而該降低 PRF、加 power Doppler、改變切面、追 distal ICA，必要時明確寫出「cannot distinguish trickle flow from occlusion; CTA recommended」。

Apparent occlusion / pseudo-occlusion pattern

• Definition：在 proximal ICA 幾乎看不到明確 patent lumen 或可重現的 Doppler signal，灰階可能被 dense calcification 或 echogenic thrombus 主導，看似 total occlusion，但整體檢查仍存在不確定性。
• Why it matters：真正的 total occlusion 與 near-occlusion / pseudo-occlusion 的後續路徑差很多。前者通常不是 endarterectomy 題目；後者則仍可能是需要 cross-sectional confirmation 的重度可治療病灶。
• What it points toward：可能是 complete ICA occlusion，也可能是 near-occlusion with collapse、distal tandem occlusion 造成的 pseudo-occlusion、或純粹技術受限。單靠「沒有 color」不能自動完成鑑別。
• Common trap：把所有 no-flow ICA 都寫成 occluded。calcified plaque acoustic shadowing 與非常低速 flow，是 duplex 最常見的 false occlusion 來源。

Indirect low-flow or distorted-waveform pattern

• Definition：病灶不一定出現典型超高速 jet，反而表現為 distal ICA 低流量、damped waveform、CCA/ICA 波形不對稱，或本側高速度與對側 occlusion、低 cardiac output、近端 CCA disease 同時存在。
• Why it matters：這個 pattern 提醒你 severe carotid disease 不能只靠「越快越嚴重」來理解。真正的 hemodynamics 受 inflow、outflow、collateral、心臟功能與 tandem lesions 共同影響。
• What it points toward：可指向 near-occlusion、proximal inflow limitation、contralateral occlusion 代償、intracranial outflow obstruction、或 systemic low-output state。這些都會讓單一 velocity threshold 失靈。
• Common trap：只報一個數字，不整合整條 carotid tree。對於波形被扭曲的檢查，最危險的是給出看似精確、實則錯誤的百分比分級。

03Top common diagnoses

• Atherosclerotic severe ICA stenosis (>70%, not near-occlusion)：最典型的 board-style diagnosis。病灶多在 bulb / proximal ICA，伴 focal plaque、high PSV、post-stenotic turbulence，遠端 ICA 仍保持正常 caliber。
• ICA near-occlusion without full collapse：常被低估或誤歸類到一般 severe stenosis。重點是 distal ICA 口徑已縮小，但尚未呈現 threadlike collapse。
• ICA near-occlusion with full collapse：最危險的超音波誤判區。常只剩 trickle flow，velocity 不一定高，若沒看 distal segment 很容易被報成 total occlusion。
• Complete ICA occlusion：真正完全 occluded 時，patent lumen 與可重現 flow 都不存在，但要先排除 slow-flow near-occlusion 與 calcification-related false occlusion。
• Carotid dissection or long-segment nonatherosclerotic narrowing：年輕、 neck pain、Horner syndrome、或無典型 bulb plaque 時要提高警覺。這種病灶不是傳統 atherosclerotic velocity criteria 的主場。
• Tandem disease：包括 proximal ICA severe stenosis 合併 intracranial large-vessel occlusion，或合併 contralateral carotid occlusion。它會讓 velocity 與 waveform 出現表面矛盾，卻正是最需要整合判讀的情境。

04Cannot-miss diagnosis / emergency

05高頻 mimics 與 discriminators

Conventional severe stenosis vs near-occlusion without full collapse

• Why they get confused：兩者都可能有明顯 plaque、局部高 velocity jet、ICA/CCA ratio 升高，看起來都像「很嚴重的 bulb stenosis」。
• Most useful discriminators：真正的關鍵不在最高 PSV，而在 distal ICA caliber。若遠端 ICA 比對側明顯小、比同側 ECA 還不成比例地細，且 flow volume 下降，就要優先想 near-occlusion。
• Common trap：只把 near-occlusion 當作「更嚴重的 95% stenosis」。一旦懷疑 near-occlusion，報告應直接用這個詞，而不是只寫數值分級。

Near-occlusion with full collapse vs total occlusion

• Why they get confused：兩者都可能幾乎沒有 color signal，灰階又常被 dense plaque 或 thrombus 遮蔽，視覺上很像「一條關掉的 ICA」。
• Most useful discriminators：降低 scale、使用 power Doppler、改變入射角、追 distal ICA 是否仍可抓到微弱 flow；若仍不確定，CTA/CE-MRA 是最實際的分辨工具。near-occlusion 通常還有某種程度的 trickle flow 與 threadlike distal lumen。
• Common trap：把技術性 no-flow 當成真正 occlusion。沒有可重現 flow 並不等於已證明 total occlusion，尤其在 heavily calcified bulb。

Atherosclerotic severe stenosis vs carotid dissection

• Why they get confused：兩者都能造成狹窄與 flow acceleration，也都可能在症狀性病人出現 ipsilateral ischemic event。
• Most useful discriminators：atherosclerotic disease 通常集中在 bulb / proximal ICA，伴 plaque、calcification、表面 irregularity；dissection 更常是 long tapered narrowing、假腔/壁內血腫、遠離 bulb、或臨床伴 neck pain/Horner syndrome。
• Common trap：在年輕病人看到狹窄就套用 carotid plaque velocity criteria。非粥樣硬化病變若硬套百分比分級，結論通常會失真。

True stenotic jet vs tortuosity / kinking

• Why they get confused：tortuous ICA 在彎曲處也可出現局部 velocity 增加與 color aliasing，外觀看起來像 focal stenosis。
• Most useful discriminators：回到 grayscale 看有沒有真實 plaque 與 lumen narrowing；在不同切面重複取樣；確認 angle correction 沿血流方向而不是沿血管外觀亂放。tortuosity 通常缺乏明確 plaque 與持續性的 post-stenotic turbulence。
• Common trap：把彎曲血管的高速度直接拿去套 stenosis threshold，特別是在 distal ICA 高位段最容易發生。

Severe stenosis vs falsely altered velocity from systemic or contralateral flow effects

• Why they get confused：contralateral ICA occlusion、high cardiac output、aortic valve disease、或低 cardiac output 都會改變測得的 PSV / EDV，讓病灶看起來比實際更嚴重或更輕。
• Most useful discriminators：整合雙側 CCA、ICA、ECA 波形，注意是否存在全局性高流或低流；必要時把 plaque morphology、residual lumen、與 cross-sectional imaging 放回決策中心，而不是只信一組速度。
• Common trap：在 hemodynamics 明顯失真的病人仍堅持給出精確百分比，卻不說明這些條件限制。

06Next step / protocol / appropriateness

標準 carotid duplex 的 workflow 應該像在做血流生理解剖，而不是只在找最高速。先以 grayscale 確認 plaque、calcification、residual lumen 與病灶長度，再以 color 尋找 aliasing 與 slow-flow channel，最後在 CCA、bulb、proximal/mid/distal ICA 連續取 spectral samples。Angle correction 盡量維持 <=60 degrees，而 near-occlusion 懷疑時一定要補 distal ICA 的形態與低流訊號搜尋。

分級時，可把 IAC 2023 modified criteria 當作 severe-but-patent stenosis 的骨架：若 plaque 與 lumen narrowing 明確，PSV 180-230 cm/s、ICA/CCA ratio 2.0-4.0、EDV 40-100 cm/s 支持 50-69% stenosis；PSV > 230 cm/s、ratio > 4.0、EDV > 100 cm/s 支持 >70% stenosis。但一旦出現 distal ICA reduction / collapse，就不要再把 near-occlusion 當作一般 velocity 分級題。

以下情況應主動升級到 CTA 或 CE-MRA：

• 懷疑 near-occlusion、pseudo-occlusion、或 total occlusion but not certain。
• Heavy calcification 造成 acoustic shadow，無法確認 residual lumen。
• Duplex 結果和臨床不合，例如症狀很強但 velocity 不高，或看起來只有 moderate stenosis 卻遠端 flow 明顯異常。
• 疑 carotid dissection、free-floating thrombus、tandem intracranial occlusion、或需要術前完整 road map。 ACR Appropriateness Criteria 的臨床意義很簡單：duplex US 很適合 asymptomatic bruit、已知 carotid stenosis surveillance、或穩定病人的 first-pass neck vessel evaluation；但在新發固定神經學缺損與超急性 stroke triage，CTA/MRA 與 brain imaging 更能直接影響當下處置。 也就是說，duplex 是 excellent vascular lab tool，但不是所有 symptomatic carotid 問題的第一站。 對 near-occlusion 的管理語氣也要保守而精確。依 ESVS 2023，symptomatic near-occlusion 尤其是 distal vessel collapse，不應直接套用一般 high-grade stenosis 的 revascularization 邏輯；若病人在 best medical therapy 下仍反覆 carotid-territory symptoms，才進入 multidisciplinary revascularization discussion。影像報告的責任，是先把 near-occlusion 正確叫出來，而不是替臨床做過度簡化的「95% stenosis」標籤。

07Pitfalls / normal variants

• 只看最高 PSV，不看 distal ICA：這是 near-occlusion 最經典的漏診方式。board 上很多題目真正要考的是 distal collapse，而不是速度背誦。
• Contralateral ICA occlusion 造成 ipsilateral overgrading：對側關掉後，本側代償流量增加，PSV 可明顯升高；若不整合雙側資訊，很容易把 severe stenosis 誇大。
• Low cardiac output 或近端 inflow disease 造成 undergrading：真正很嚴重的狹窄，速度卻不一定高。當灰階 plaque 很重、但 velocity 不如預期時，不要急著降級，先想 hemodynamic suppression。
• Heavy calcification acoustic shadowing：殘餘細小 lumen 與 trickle flow 會被鈣化遮住。這種檢查最該做的是誠實承認限制，而不是武斷宣告 occlusion。
• Tortuosity / kinking 假性升速：高位 ICA 或彎曲處尤其常見。沒有真實 plaque 與 residual lumen narrowing，就不該把速度直接等同 stenosis。
• ECA 被當成 ICA：若沒留意 branch pattern、high-resistance waveform、或 temporal tap，整份檢查都會失真。近 occlusion 時尤其要避免把小而高阻力的 ECA 認錯成 collapsed ICA。
• Congenital small ICA / chronic hypoplasia：有些病人本來 distal ICA 就偏小，若沒有明確 bulb plaque 與 hemodynamic transition，不要草率標成 near-occlusion。
• Restenosis、radiation vasculopathy、dissection 套用原生 atherosclerotic criteria：這些情境的 morphology 與 hemodynamics 不同，傳統 velocity threshold 只能作為輔助。
• 把 acute symptomatic carotid disease 當成單純門診追蹤題：若症狀與檢查高度吻合，卻只安排數月後追蹤 duplex，等於把真正需要即時 CTA/MRA 的病人延後處理。