脑动脉狭窄公式的解读.ppt

脑动脉狭窄公式的解读 白求恩国际和平医院神经内科冯连元 脑动脉狭窄是脑卒中的重要危险因素 如何评估脑动脉狭窄 是确定治疗和评估脑血管状态的依据 有关评估动脉狭窄计算方法较多 对学习者容易产生误解 现就有关脑动脉狭窄的公式作一评价与解读 以方便使用者的理解与运用 计算狭窄的公式主要是利用脑动脉狭窄的影像学方法进行诊断评估 这些方法获得的数据可取自形态学或血流动力学 如果从血管形态学来说 可分直接法 DSA 与间接法 MRA和CTA 两种 若从血流动力学来说 主要为间接法 多普勒超声 直接法 实际上是测量获取狭窄处数据 不同点只是参照血管部位不同间接法 实际上是通过物理学现象计算出来 不是实际测量出的 但具有相当于实际测量的意义 DSA 经颅多普勒超声 TCD MCA 而若从有创与否角度 可将其再分为有创性 如DSA 和无创性 如超声 MRA CTA等 两大类 其中超声检查技术还可分为颅脑动脉多普勒超声 如经颅多普勒 TCD 和经颅彩色双功能超声检查 TCCD 与颈动脉超声检查技术 如高分辨力B超成像 彩色多普勒血流成像 CDFI 功率多普勒成像 powerDopplerimaging 混合成像 compoundimaging 四维彩色多普勒血流成像 4D CDFI 等多种 利用这些工具对动脉脉狭窄程度的计算公式主要采用形态学指标 内径减少百分比和面积狭窄百分比 或血流动力学指标 多普勒频谱 进行 现分别介绍 共涉及到形态学评估一个基本面积公式 1 S1 S2 100 四个颈动脉狭窄公式 1 A C 100 一个颅内动脉狭窄公式 1 Dstenosis Dnormal x100 TCD方面3个公式STIs 1 Pi1 Vm1 EM EMSFSTI2 1 2 2 vm vm0 vms pi pi0 pis 一 测定解剖学动脉狭窄公式 狭窄率 1 S1 S2 100 其中S1是狭窄残腔最明显处的面积 S2是整个管腔的面积 尽管这个方法在临床上不实用 确是测量狭窄的金标准方法 其须将标本用福尔马林固定 然后对横截面切片 对残余管腔计算 见图1 图1 上图为模似图 S1为残余管腔 S2为血管原始管腔 二 颅内动脉狭窄公式 狭窄率 1 Dstenosis Dnormal x100 直径 Dstenosis代表动脉狭窄最重度部位的直径 Dnormal代表近端动脉直径 可用于大脑中动脉 椎动脉 基底动脉 首选为其近端动脉最宽且无弯曲部分的直径 若近端有病变 次选远端动脉最宽且无弯曲部分的直径 若整个颅内血管有病变 则最后可选平行的且无弯曲的最远端供血动脉动脉直径 如大脑中动脉选鞍上颈动脉 基底动脉选主要供血的椎动脉 椎动脉则选取颅外椎动脉直径 1 见图2 图2 左图指颈动脉虹吸部 右图示基底动脉 颈动脉造影的目的是测量颈动脉的狭窄程度 方法有多种 一是测量颈内动脉最小残余直径 MRD 或用MRD除以颈内动脉远端的直径 即狭窄度 MRD 远端动脉直径 100 这种方法为多数学者及权威性研究资料所采用 如NASCET和ACAS等 并称为NASCET法 另一方法是测量颈总动脉直径 1 2 为颈动脉中风指数 在临床也被广泛采用 三 北美无症状性颈内动脉内膜切除试验法 NASCET 2 狭窄率 1 A C 100 其中C ICA的远端正常管径或如下图狭窄率 1 d n 100 图3 示四种颈动脉狭窄的计算方法图解 四 欧洲颈动脉外科试验法 ECST 3 狭窄率 1 A C 100 其中C 想象中估计正常管径或如下图狭窄率 1 d e 100 图3 示四种颈动脉狭窄的计算方法图解 有人研究表明 ECST 0 54NASCET 46或ECST 0 6NASCET 40 两种方法比较有一些区别 在NASCET和ECST中均采用测量最大狭窄处的血管内径值为A 但用于评价狭窄程度的分母不一样 NASCET用的是无病变部分的ICA内径值为B 而ECST采用的是病变受损处经估计处理的正常时血管内径值作为分母B NASCET测量法重复性较高 但是由于ICA存在狭窄后狭窄的可能 此时ICA值 即B值 偏小 结果使D值变小 ECST测量法由于B值是一个人为的估计值 因此可重复性较前者差 所以 同一病人用这两种方法测出狭窄程度的结果不同 NASCET结论是狭窄程度在50 以上 采用外科手术 CEA 的治疗的受益优势明显 而ECST的结论为狭窄程度在80 以上 如前者70 相当于后者84 面积法的90 五 颈总动脉法 CC 4 狭窄率 1 A C 100 其中C 实际测得CCA管径 图3 示四种颈动脉狭窄的计算方法图解 六 颈内动脉狭窄指数法 CSI 5 狭窄率 1 A C 100 其中C 1 2xCCA直径 近端CCA直径注意以上有关注释表明 主要在参照点不同 见图3 图3 示四种颈动脉狭窄的计算方法图解 有人对NASET ECST和CC三种方法地比较 结果发现CC法更为接近实际 特别是50 至90 6 七 超声计算 也是仿造DSA的方法进行计算 7 8 狭窄度 D1 DS D1x100 1 DS D1 x100 其中D1为狭窄近端正常动脉内径或彩色血流宽度 Ds为狭窄处残留管腔内径或彩色血流宽度 动脉狭窄程度可采用形态学指标 内径减少百分比和面积狭窄百分比 或血流动力学指标 多普勒频谱 来估测 形态学指标 内径减少百分比或面积狭窄百分比是在二维图像或彩色血流显像图上进行测量来完成的 见图4 图4 示内径减少百分比的计算方法图解 内径减少百分比的计算公式为 内径减少 D1 DS D1x100 内径减少 D2 DS D2x100 内径减少 D3 DS D3x100 式中 DS为狭窄处残留管腔内径或彩色血流宽度 D1为狭窄近端正常动脉的管径内径或彩色血流宽度 D2为狭窄处原血管内径 D3为狭窄远端正常动脉的管腔内径或彩色血流宽度 面积狭窄百分比的计算方法与内径减少百分比类似 式中DS是固定的 D1 D2 D3可根据具体情况而采用 一般采用狭窄前正常动脉的管腔内径 其受狭窄的影响相对较小 在颈动脉狭窄 有时获取有效的狭窄前或狭窄后正常动脉的内径有困难 如颈内动脉起始部狭窄 就不能获取狭窄前正常动脉的内径 又如颈总动脉近分叉处狭窄不能获取狭窄后正常动脉内径 7 八 经颅多普勒超声检查 TCD TCD主要根据血流速度 频谱形态和血管杂音的经验法分级进行评价 一 经验法1 经典三条法 9 1 Meanflowvelocity 80cm secanddifference 30 comparedtocontrol 2 Ifdifferencebetweenvelocitiesis 30 observeturbulencesigns 3 Ifvelocityinbothsidesis 80cm sec observe30 differenceandturbulencesigns 2 VikenL Babikian法 10 1 MCA收缩期血流速度 Vs 大于150cm s 2 平均血流速度 Vm 大于80cm s 3 我们根据高山等 11 的临床研究经验 修改的经验公式法如下 中度狭窄 0 50 VS 140 211 100 重度狭窄 0 70 VS 180 476 100 极度狭窄 0 96 VS 300 6633 100 也可为了与狭窄指数表达一致 经验公式改为 中度狭窄 0 50 VS 140 2 11 0 01 重度狭窄 0 70 VS 180 4 76 0 01 极度狭窄 0 96 VS 300 66 33 0 01 二 Lindegaard指数 LDGI LDGI Vmca cos 1 Vica cos 2 其中Vmca为狭窄或痉挛的大脑中动脉 MCA 的Vm Vica为狭窄MCA同侧颈内动脉 ICA 颅外段的Vm 因为 cos 1 cos 2 所以 LDGI Vmca Vica 12 三 多普勒频率换算的狭窄指数公式 1 Arbeiue等1984提出 STI 0 9 1 F0 FM 13 F0是狭窄远端的血流平均频率 FM是狭窄段的血流平均频率 0 9是常数 将频率用血流速换算 得 STI 0 9 1 Vm VP Vm为非狭窄处血流速度 VP为狭窄处最高血流 0 9为常数 2 吴纲狭窄指数STI 1 Pi1 Vm1 EM 四 狭窄指数区间 15 这是冯连元于2007年提出的一个概念 目的是克服狭窄指数的一些理论与实践上不足 STIs 1 Pi1 Vm1 EM EMS 五 标化狭窄指数 16 这是冯连元在狭窄指数区间之后提出另一个更为方便的一个狭窄评价参数 与狭窄指数区间的区别是在处理时预先已考虑到正常参考范围 FSTI2 1 2 2 vm vm0 vms pi pi0 pis 狭窄指数区间 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 1 0 9 8 7 6 5 4 STI狭窄指数均数 STIs狭窄指数低限 STIs狭窄指数高限 TEST1标化狭窄指数 ST37经验狭窄率 N STI狭窄指数区间均 数 STIs狭窄指数区间低 限 STIs狭窄指数区间高 限 VM平均血流再度 PI搏动指数 STI狭窄指 数区间均数 STIs狭窄指 数区间低限 STIs狭窄指 数区间高限 VM平均 血流速度 PI搏动指 数 Correlationissignificantatthe0 01level 2 tailed 从上可以看出 无论从形态上还是从血流上来评价 测定狭窄的基本公式可以写为 狭窄率 1 A C 100 或狭窄率 C A C 100 公式中A是血管狭窄处直径或面积 C是正常血管处的直径或面积 当C A时 则狭窄率等于0 说明是血管完全正常 当A 0时 则狭窄率为100 表明血管完全闭塞 当A C A 0时 则狭窄率介于 0 和 100 之间 以上公式均可从这个基本公式导出 其中对TCD的计算 也可看出有某些相近的地方 甚至其它血管以外的狭窄计算也是相近算法 关于通过脑动脉狭窄测量的一个新公式推导 白求恩国际和平医院冯连元 已知目前测定动脉狭窄金标准的方法是解剖学狭窄面积公式 狭窄率 1 S1 S2 100 其中S1是狭窄残腔最明显处的面积 S2是整个管腔的面积 这个方法在临床上并不实用 须将标本用福尔马林固定 然后对横截面切片 对残余管腔计算 而目前主要用于颈动脉狭窄主要4种 NASCET 狭窄率 1 A C 100 其中C ICA的远端正常管径 ECST 狭窄率 1 A C 100 其中C 想象中估计正常管径 CC 狭窄率 1 A C 100 其中C 实际测得CCA管径 CSI 狭窄率 1 A C 100 其中C 1 2xCCA直径 近端ICA直径 及一个用于颅内动脉狭窄的一个公式 狭窄率 1 Dstenosis Dnormal x100 这些均采用的是直径法 远不及面积法 且从理论上和实际应用上均有一定缺陷和不足 能否使用狭窄的直径比值转换成面积法用于临床呢 如能 则是非常有实际意义和可解决临床与以往计算的不符的问题 为此我们假定 狭窄的动脉为一圆椎体 其狭窄处的截面可视为一圆面积 参照处同样也可视为一圆面积 狭窄率 1 S1 S2 100 1 R1 R2 2 100 若将直径代入公式 R1 DS 2 R2 DN 2 1 R1 R2 2 100 1 DS 2 DN 2 2 100 1 DS DN 2 100 举例 NASCET 1 DS DN 100 1 5 9 100 45 ECST 1 DS DN 100 1 5 10 100 50 CC 1 DS DN 100 1 5 11 100 55 NASCETS 1 DS DN 2 100 1 5 9 2 100 70 ECSTS 1 DS DN 100 1 5 10 2 100 75 CCS 1 DS DN 100 1 5 11 2 100 80 参考文献 1 OwenB Samuels GreggJ Joseph MichaelJ Lynn HarrietA Smith andMarcI ChimowitzAStandardizedMethodforMeasuringIntracranialArterialStenosisAmJNeuroradiol21 643 646 2 NorthAmericanSymptomaticCarotidEndarterectomyTrialCollaborators Beneficialeffectofcarotidendarterectomyinsymptomaticpatientswithhigh gradecarotidstenosis NewEnglJMed1991 325 445 53 3 EuropeanCarotidSurgeryTrialists CollaborativeGroup MRCEuropeanCarotidSurgeryTrial interimresultsforsymptomaticpatientswithsevere 70 99 orwithmild 0 29 carotidstenosis Lancet1991 337 1235 43 4 胡滨 胡兵 评价颅外颈动脉狭窄的影像学比较研究 J 上海医学影像 2006 15 1 27229 5 BladinCF AlexandrovAV MurphyJ etal Carotidstenosisindex anewmethodofmeasuringinternalcarotidarterystenosis Stroke 1995 26 230 234 6 Rothwell P M Gibson R J Slattery J Warlow C P Prognosticvalueandreproducibilityofmeasurementsofcarotidstenosis Acomparisonofthreemethodson1001angiograms EuropeanCarotidSurgeryTrialists CollaborativeGroup Stroke 1994 25 12 2440 4 7 李建初 血管疾病的彩色多普勒观察与分析中国超声医学杂志2000 16 3 210 213 8 JoannaM Wardlaw SteffLewisCarotidstenosismeasurementoncolourDopplerultrasound AgreementofECST NASCETandCCAmethodsappliedtoultrasoundwithintra arterialangiographicstenosismeasurementEuropeanJournalofRadiology56 2005 205 211 10 VikenLBabikian TranscranialDopplerUltrasonography1st Philadephia USA Mosby 1993 93 11 高山 黄家星 经颅多普勒超声 TCD 的诊断技术与临床应用 北京中国协和医科大学出版社2004 12 LindegaardKF NornesH BakkeSJ etal Cerebralvasospasmdiagnosismeansofangiographyandbloodvelocitymeasurements ActaNeurochir1989 100 12 24 13 徐绍彦 华杨主编 经颅多普勒在神经外科的应用 第一版 北京 北京医科大学中国协和医科大学联合出版社 1993 44 94 14 吴钢 陆兵勋 许国英等 经颅多普勒狭窄指数数理推导的合理性与应用中的若干问题 中华神经科杂志2005 38 6 381 284 15 冯连元 经颅多普勒超声狭窄指数区间与大脑中动脉狭窄第十届全军神经内科学会汇编 16 冯连元 经颅多普勒超声标化狭窄指数与大脑中动脉狭窄第九届全全国神经病学汇编20079 例1陈元明 左侧大脑中动脉血流速度明显增快 72 7 左侧大脑中动脉血流阻力减少 22 6 左大脑中动脉血流速度增快 左大脑中动脉血管阻力降低 左侧大脑中动脉重度狭窄可能性大 70 4 其狭窄指数区间 0 69 0 68 其标准狭窄指数 0 79 其侧差 27 伴涡流 请结合临床 可选择行MRA CTA或DSA检查 左侧大脑中动脉血流速度明显增快 68 7 左大脑中动脉血流速度增快 左侧大脑中动脉重度狭窄可能性大 70 4 其狭窄指数区间 0 62 0 61 其标准狭窄指数 0 77 其侧差 26 伴涡流 请结合临床 可选择行MRA CTA或DSA检查 左侧大脑中动脉血流速度增快 56 5 左大脑中动脉血流速度增快 左侧大脑中动脉重度狭窄可能性大 70 2 其狭窄指数区间 0 56 0 55 其标准狭窄指数 0 74 其侧差 27 伴涡流 请结合临床 可选择行MRA CTA或DSA检查