腦動脈狹窄公式的解讀

1、腦動脈狹窄公式的解讀,白求恩國際和平醫(yī)院神經內科 馮連元,,腦動脈狹窄　是腦卒中的重要危險因素。如何評估腦動脈狹窄，是確定治療和評估腦血管狀態(tài)的依據。　　有關評估動脈狹窄計算方法較多,對學習者容易產生誤解,現就有關腦動脈狹窄的公式作一評價與解讀,以方便使用者的理解與運用。,,,,計算狹窄的公式主要是利用腦動脈狹窄的影像學方法進行診斷評估，這些方法獲得的數據可取自形態(tài)學　或血流動力學。,,如果從血管形態(tài)學來說:可分

2、直接法(DSA)　與間接法(MRA和CTA)　兩種，若從血流動力學來說，主要為間接法（多普勒超聲）。,,直接法：實際上是測量獲取狹窄處數據，不同點只是參照血管部位不同間接法：實際上是通過物理學現象計算出來，不是實際測量出的，但具有相當于實際測量的意義。,DSA,,,經顱多普勒超聲（TCD）：MCA,,而若從有創(chuàng)與否角度,可將其再分為有創(chuàng)性（如DSA）　　和無創(chuàng)性（如超聲、MRA、CTA等）兩大類。,,,,,,其中超

3、聲檢查技術還可分為顱腦動脈多普勒超聲,如經顱多普勒(TCD)和經顱彩色雙功能超聲檢查(TCCD),與頸動脈超聲檢查技術,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(power Doppler imaging)、混合成像(compound imaging)、四維彩色多普勒血流成像(4D-CDFI)等多種。,,利用這些工具對動脈脈狹窄程度的計算公式主要采用形態(tài)學指標(內徑減少百分比和面積狹窄百分比)或血流動

4、力學指標(多普勒頻譜)進行，現分別介紹。,,共涉及到形態(tài)學評估一個基本面積公式(1-S1/S2)×100%四個頸動脈狹窄公式(1-A/C) ×100%一個顱內動脈狹窄公式(1 - (Dstenosis/Dnormal)) x 100%,,,,TCD方面3個公式STIs =1 -(Pi1÷Vm1 )ⅹEM±EMS FSTI2=1-2/(2+(vm - vm0) / vms - (pi

5、 - pi0 ) / pis),一、測定解剖學動脈狹窄公式,狹窄率=(1-S1/S2)×100%，其中S1是狹窄殘腔最明顯處的面積，S2是整個管腔的面積。盡管這個方法在臨床上不實用，確是測量狹窄的金標準方法，其須將標本用福爾馬林固定，然后對橫截面切片，對殘余管腔計算。見圖1：,,圖1：上圖為模似圖。S1為殘余管腔，S2為血管原始管腔。,,二、顱內動脈狹窄公式,狹窄率= (1 - (Dstenosis/Dnormal))

6、x 100%（直徑）Dstenosis代表動脈狹窄最重度部位的直徑, Dnormal代表近端動脈直徑，可用于大腦中動脈、椎動脈、基底動脈。。,,首選為其近端動脈最寬且無彎曲部分的直徑，若近端有病變，次選遠端動脈最寬且無彎曲部分的直徑，若整個顱內血管有病變，則最后可選平行的且無彎曲的最遠端供血動脈動脈直徑。如大腦中動脈選鞍上頸動脈，基底動脈選主要供血的椎動脈，椎動脈則選取顱外椎動脈直徑[1]。見圖2,,圖2：左圖指頸動脈虹

7、吸部，右圖示基底動脈,,,頸動脈造影的目的是測量頸動脈的狹窄程度。方法有多種。一是測量頸內動脈最小殘余直徑(MRD) ;或用MRD除以頸內動脈遠端的直徑,即狹窄度= MRD/ 遠端動脈直徑×100 %。這種方法為多數學者及權威性研究資料所采用,如NASCET和ACAS 等,并稱為NASCET法。另一方法是測量頸總動脈直徑×1.2 ,為頸動脈中風指數,在臨床也被廣泛采用 。。,三、北美無癥狀性頸內動脈內膜切除試

8、驗法（NASCET）[2],狹窄率=(1-A/C) ×100% 其中C=ICA的遠端正常管徑 或如下圖狹窄率=(1-d/n) ×100%,,圖3：示四種頸動脈狹窄的計算方法圖解,,四、歐洲頸動脈外科試驗法（ECST）[3],狹窄率=(1-A/C) ×100% 其中C=想象中估計正常管徑或如下圖狹窄率=(1-d/e) ×100%,,圖3：示四種頸動脈狹窄的計算方法圖解,,,有人研究表明:

9、ECST = 0.54 NASCET+46或ECST = 0.6 NASCET+40 ,兩種方法比較有一些區(qū)別,在NASCET和ECST中均采用測量最大狹窄處的血管內徑值為A ,但用于評價狹窄程度的分母不一樣,NASCET用的是無病變部分的ICA內徑值為B ,而ECST采用的是病變受損處經估計處理的正常時血管內徑值作為分母B。,,NASCET測量法重復性較高,但是由于ICA 存在狹窄后狹窄的可能,此時ICA值(即B值) 偏小,結果使D

10、值變小。ECST測量法由于B值是一個人為的估計值,因此可重復性較前者差。,,所以,同一病人用這兩種方法測出狹窄程度的結果不同。NASCET結論是狹窄程度在50 %以上,采用外科手術(CEA)的治療的受益優(yōu)勢明顯,而ECST 的結論為狹窄程度在80 %以上。如前者70%相當于后者84%,面積法的90%。,,,五、頸總動脈法（CC）[4],狹窄率=(1-A/C) ×100% 其中C=實際測得CCA管徑,,圖3：示四種頸

11、動脈狹窄的計算方法圖解,,,,,六、頸內動脈狹窄指數法（CSI）[5],狹窄率=(1-A/C) ×100% 其中C=1.2 x CCA直徑=近端CCA直徑注意以上有關注釋表明，主要在參照點不同，見圖3。,,圖3：示四種頸動脈狹窄的計算方法圖解,,,有人對NASET，ECST和CC三種方法地比較，結果發(fā)現CC法更為接近實際，特別是50%至 90%[6]。,七、超聲計算，也是仿造DSA的方法進行計算[7,8]。,狹窄度

12、（%）=(D1-DS) / D1 x 100%=（1-DS / D1）x 100%，其中D1為狹窄近端正常動脈內徑或彩色血流寬度，Ds為狹窄處殘留管腔內徑或彩色血流寬度。動脈狹窄程度可采用形態(tài)學指標(內徑減少百分比和面積狹窄百分比)或血流動力學指標(多普勒頻譜)來估測。,,形態(tài)學指標：內徑減少百分比或面積狹窄百分比是在二維圖像或彩色血流顯像圖上進行測量來完成的。見圖4：,,圖4：示內徑減少百分比的計算方法圖解,,內徑減少百分比的計算

13、公式為：內徑減少: (D1-DS) / D1 x 100%內徑減少: (D2-DS) / D2 x 100%內徑減少: (D3-DS) / D3 x 100%式中：DS為狹窄處殘留管腔內徑或彩色血流寬度；D1為狹窄近端正常動脈的管徑內徑或彩色血流寬度；D2為狹窄處原血管內徑；D3為狹窄遠端正常動脈的管腔內徑或彩色血流寬度。,,面積狹窄百分比的計算方法與內徑減少百分比類似。式中DS是固定的，D1、D2、D3可根據具體情況而采用。

14、一般采用狹窄前正常動脈的管腔內徑，其受狹窄的影響相對較小。 在頸動脈狹窄，有時獲取有效的狹窄前或狹窄后正常動脈的內徑有困難。如頸內動脈起始部狹窄，就不能獲取狹窄前正常動脈的內徑；又如頸總動脈近分叉處狹窄不能獲取狹窄后正常動脈內徑[7]。,八、經顱多普勒超聲檢查（TCD）,TCD主要根據血流速度、頻譜形態(tài)和血管雜音的經驗法分級進行評價。,,（一）經驗法1．經典三條法[9]：1) Mean flow velocity > 80c

15、m/sec and difference > 30% compared to control;2) If difference between velocities is < 30%, observe turbulence signs;3) If velocity in both sides is < 80cm/sec, observe 30% difference and turbulence signs;,,2

16、．Viken L ·Babikian法[10]：1)MCA 收縮期血流速度(V s) 大于150cm/s, 2)平均血流速度(Vm ) 大于80cm/s,,,,,,,,,,,,,,,,3．我們根據高山等[11]的臨床研究經驗，修改的經驗公式法如下：中度狹窄：[0.50+(VS-140)/211]ⅹ100%，重度狹窄：[0.70+(VS-180)/476]ⅹ100%，極度狹窄：[0.96+(VS-300)/6633]ⅹ

17、100%也可為了與狹窄指數表達一致,經驗公式改為：中度狹窄：0.50+[(VS-140)/2.11]ⅹ0.01，重度狹窄：0.70+[(VS-180)/4.76] ⅹ0.01 ，極度狹窄：0.96+[(VS-300)/66.33] ⅹ0.01 。,,（二）L indegaard 指數(LDG I) : LDG I= Vmca·cosθ1 /Vica·cosθ 2 ，其中Vmca為狹窄或痙攣的大腦中動脈(MC

18、A ) 的Vm ,Vica 為狹窄MCA 同側頸內動脈( ICA ) 顱外段的Vm],因為,cosθ1≈ cosθ2 , 所以, LDG I= Vm ca/V ica [12],,（三）多普勒頻率換算的狹窄指數公式:1.A rbeiue 等1984提出: ST I= 0.9 (1- F0/FM )[13],F0是狹窄遠端的血流平均頻率, FM 是狹窄段的血流平均頻率, 0.9 是常數, 將頻率用血流速換算, 得: ST I= 0.9(

19、1- Vm/VP) , Vm 為非狹窄處血流速度, V P 為狹窄處最高血流, 0.9 為常數。,,2.吳綱狹窄指數STI =1 -(Pi1÷Vm1 )ⅹEM,,,,,（四）狹窄指數區(qū)間[15]，這是馮連元于2007年提出的一個概念，目的是克服狹窄指數的一些理論與實踐上不足。 STIs =1 -(Pi1÷Vm1 )ⅹEM±EMS,,（五）標化狹窄指數[16]，這是馮連元在狹窄指數區(qū)間之后提出另一個更為

20、方便的一個狹窄評價參數。 與狹窄指數區(qū)間的區(qū)別是在處理時預先已考慮到正常參考范圍。 FSTI2=1-2/(2+(vm - vm0) / vms - (pi - pi0 ) / pis),,,,,,,,,,,,,,狹窄指數區(qū)間,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 狹窄指數均數 ),STIs狹

21、窄指數低限,STIs狹窄指數高限,TEST1標化狹窄指數,ST37經驗狹窄率,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,N,,,STI 狹窄指數區(qū)間均,數,,STIs 狹窄指數區(qū)間低,限,,STIs 狹窄指數區(qū)間高,限,,VM平均血流再度,,PI搏動指數,,STI 狹窄指,數區(qū)間均數,,STIs 狹窄指,數區(qū)間低限,,STIs 狹窄指,數區(qū)間高

22、限,,VM平均,血流速度,,PI搏動指,數,,,,,,,,,,,,,,,Correlation is significant at the 0.01 level (2-tailed).,**.,,,,,,,,,,,,,,,,從上可以看出，無論從形態(tài)上還是從血流上來評價，測定狹窄的基本公式可以寫為:狹窄率=(1-A/C) ×100%，或狹窄率=（C-A）/C×100%。,,公式中A是血管狹窄處直徑或面積，C是正常血管處

23、的直徑或面積。當C=A時，則狹窄率等于0，說明是血管完全正常，當A=0時，則狹窄率為100%，表明血管完全閉塞，當A＜C，A>0時，則狹窄率介于>0%和<100%之間。以上公式均可從這個基本公式導出。其中對TCD的計算，也可看出有某些相近的地方，甚至其它血管以外的狹窄計算也是相近算法。,關于通過腦動脈狹窄測量的一個新公式推導,白求恩國際和平醫(yī)院　馮連元,,已知目前測定動脈狹窄金標準的方法是解剖學狹窄面積公式,狹窄率=(

24、1-S1/S2)×100%，其中S1是狹窄殘腔最明顯處的面積，S2是整個管腔的面積。這個方法在臨床上并不實用，須將標本用福爾馬林固定，然后對橫截面切片，對殘余管腔計算。,,而目前主要用于頸動脈狹窄主要4種,NASCET(狹窄率=(1-A/C) ×100% 其中C=ICA的遠端正常管徑),ECST(狹窄率=(1-A/C) ×100% 其中C=想象中估計正常管徑),CC(狹窄率=(1-A/C) ×

25、;100% 其中C=實際測得CCA管徑).CSI(狹窄率=(1-A/C) ×100% 其中C=1.2 x CCA直徑=近端ICA直徑)及一個用于顱內動脈狹窄的一個公式(狹窄率= (1 - (Dstenosis/Dnormal)) x 100%,,,這些均采用的是直徑法,遠不及面積法，且從理論上和實際應用上均有一定缺陷和不足,能否使用狹窄的直徑比值轉換成面積法用于臨床呢?如能，則是非常有實際意義和可解決臨床與以往計算

26、的不符的問題。,,為此我們假定,狹窄的動脈為一圓椎體,其狹窄處的截面可視為一圓面積.參照處同樣也可視為一圓面積。,,狹窄率=(1-S1/S2)×100% =(1-(R1/R2 )2)×100%.若將直徑代入公式.,R1=DS/2.R2=DN/2, (1-(R1/R2 )2)×100%=(1-( DS/2/ DN/2)2)×100%=(1-( DS/ DN)2)×100%,,舉

27、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

28、)100%=70%ECSTS=(1-( DS/ DN))×100%=(1-( 5/ 10) 2)100%=75% CCS=(1-( DS/ DN))×100%=(1-( 5/ 11) 2)100%=80%,參考文獻,[1]Owen B. Samuels, Gregg J. Joseph, Michael J. Lynn, Harriet A. Smith, and Marc I. ChimowitzA St

29、andardized Method for Measuring Intracranial Arterial Stenosis Am J Neuroradiol 21:643–646,[2] North American Symptomatic Carotid Endarterectomy Trial Collaborators. Beneficial effect of carotid endarterectomy in sympto

30、matic patients with high-grade carotid stenosis. New Engl J Med 1991;325:445–53.,,[3] European Carotid Surgery Trialists’ Collaborative Group. MRC European Carotid Surgery Trial: interim results for symptomatic patients

31、with severe (70–99%) or with mild (0–29%) carotid stenosis. Lancet 1991;337:1235–43.[4]胡濱,胡兵. 評價顱外頸動脈狹窄的影像學比較研究[J ] . 上海醫(yī)學影像,2006 ,15 (1) :27229.,,[5] Bladin CF, Alexandrov AV, Murphy J, et al. Carotid stenosis index: a

32、 new method of measuring internal carotid artery stenosis.Stroke, 1995,26:230-234.[6] Rothwell,-P-M; Gibson,-R-J; Slattery,-J; Warlow,-C-P: Prognostic value and reproducibility of measurements of carotid stenosis. A com

33、parison of three methods on 1001 angiograms. European Carotid Surgery Trialists' Collaborative Group. Stroke. 1994 ; 25(12): 2440-4,,[7]李建初:血管疾病的彩色多普勒觀察與分析 中國超聲醫(yī)學雜志2000,16(3):210-213[8] Joanna M. Wardlaw, Steff Lewi

34、s Carotid stenosis measurement on colour Doppler ultrasound: Agreement of ECST, NASCET and CCA methods applied to ultrasound with intra-arterial angiographic stenosis measurementEuropean Journal of Radiology 56 (2005) 20

35、5–211,,[10]V iken L Babik ian. T ranscranial Doppler Ultrasonography 1st ,Philadeph ia, , U SA , Mosby , 1993 , 93[11]高山，黃家星：經顱多普勒超聲(TCD)的診斷技術與臨床應用。北京 中國協和醫(yī)科大學出版社 2004[12]L indegaard K F, No rnes H, Bakke SJ. et al. Ce

36、rebral vaso spasm diagno sis means of angiography and blood velocity measurements.A cta N euroch ir 1989, 100: 12～ 24,,[13] 徐紹彥, 華楊主編. 經顱多普勒在神經外科的應用. 第一版, 北京,北京醫(yī)科大學中國協和醫(yī)科大學聯合出版社, 1993, 44, 94[14].吳鋼，陸兵勛，許國英等: 經顱多普勒狹窄指數數

37、理推導的合理性與應用中的若干問題. 中華神經科雜志2005，38(6): 381-284[15]馮連元：經顱多普勒超聲狹窄指數區(qū)間與大腦中動脈狹窄 第十屆全軍神經內科學會匯編[16]馮連元：經顱多普勒超聲標化狹窄指數與大腦中動脈狹窄 第九屆全全國神經病學匯編　2007　9,例1陳元明,,,,,,,,,,,,,,,,左側大腦中動脈血流速度明顯增快 (↑↑72.7%); 左側大腦中動脈血流阻力減少(↓22.6%); 左大腦中動

38、脈血流速度增快; 左大腦中動脈血管阻力降低; 左側大腦中動脈重度狹窄可能性大 (70.4%),其狹窄指數區(qū)間(0.69--0.68).其標準狹窄指數(0.79),其側差(27%.伴渦流）: 請結合臨床，可選擇行MRA、CTA或DSA檢查.,,,,,,,,左側大腦中動脈血流速度明顯增快 (↑↑68.7%); 左大腦中動脈血流速度增快; 左側大腦中動脈重度狹窄可能性大 (70.4%),其狹窄指數區(qū)間(0.62--0.61).其標準