腦動(dòng)脈狹窄公式的解讀-馮連元

腦動(dòng)脈狹窄公式的解讀

白求恩國(guó)際和平醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科馮連元腦動(dòng)脈狹窄是腦卒中的重要危險(xiǎn)因素。如何評(píng)估腦動(dòng)脈狹窄，是確定治療和評(píng)估腦血管狀態(tài)的依據(jù)。有關(guān)評(píng)估動(dòng)脈狹窄計(jì)算方法較多,對(duì)學(xué)習(xí)者容易產(chǎn)生誤解,現(xiàn)就有關(guān)腦動(dòng)脈狹窄的公式作一評(píng)價(jià)與解讀,以方便使用者的理解與運(yùn)用。

計(jì)算狹窄的公式主要是利用腦動(dòng)脈狹窄的影像學(xué)方法進(jìn)行診斷評(píng)估，這些方法獲得的數(shù)據(jù)可取自形態(tài)學(xué)或血流動(dòng)力學(xué)。

如果從血管形態(tài)學(xué)來(lái)說(shuō):可分直接法(DSA)與間接法(MRA和CTA)兩種，若從血流動(dòng)力學(xué)來(lái)說(shuō)，主要為間接法（多普勒超聲）。直接法：實(shí)際上是測(cè)量獲取狹窄處數(shù)據(jù)，不同點(diǎn)只是參照血管部位不同間接法：實(shí)際上是通過(guò)物理學(xué)現(xiàn)象計(jì)算出來(lái)，不是實(shí)際測(cè)量出的，但具有相當(dāng)于實(shí)際測(cè)量的意義。DSA經(jīng)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(wú)創(chuàng)性（如超聲、MRA、CTA等）兩大類。

其中超聲檢查技術(shù)還可分為顱腦動(dòng)脈多普勒超聲,如經(jīng)顱多普勒(TCD)和經(jīng)顱彩色雙功能超聲檢查(TCCD),與頸動(dòng)脈超聲檢查技術(shù),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)、四維彩色多普勒血流成像(4D-CDFI)等多種。

利用這些工具對(duì)動(dòng)脈脈狹窄程度的計(jì)算公式主要采用形態(tài)學(xué)指標(biāo)(內(nèi)徑減少百分比和面積狹窄百分比)或血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)(多普勒頻譜)進(jìn)行，現(xiàn)分別介紹。共涉及到形態(tài)學(xué)評(píng)估一個(gè)基本面積公式(1-S1/S2)×100%四個(gè)頸動(dòng)脈狹窄公式(1-A/C)×100%一個(gè)顱內(nèi)動(dòng)脈狹窄公式(1-(Dstenosis/Dnormal))x100%TCD方面3個(gè)公式STIs=1-(Pi1÷Vm1)ⅹEM±EMS

FSTI2=1-2/(2+(vm-vm0)/vms-(pi-pi0)/pis)一、測(cè)定解剖學(xué)動(dòng)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(gè)管腔的面積。盡管這個(gè)方法在臨床上不實(shí)用，確是測(cè)量狹窄的金標(biāo)準(zhǔn)方法，其須將標(biāo)本用福爾馬林固定，然后對(duì)橫截面切片，對(duì)殘余管腔計(jì)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(nèi)動(dòng)脈狹窄公式

狹窄率=(1-(Dstenosis/Dnormal))x100%（直徑）Dstenosis代表動(dòng)脈狹窄最重度部位的直徑,Dnormal代表近端動(dòng)脈直徑，可用于大腦中動(dòng)脈、椎動(dòng)脈、基底動(dòng)脈。。

首選為其近端動(dòng)脈最寬且無(wú)彎曲部分的直徑，若近端有病變，次選遠(yuǎn)端動(dòng)脈最寬且無(wú)彎曲部分的直徑，若整個(gè)顱內(nèi)血管有病變，則最后可選平行的且無(wú)彎曲的最遠(yuǎn)端供血?jiǎng)用}動(dòng)脈直徑。如大腦中動(dòng)脈選鞍上頸動(dòng)脈，基底動(dòng)脈選主要供血的椎動(dòng)脈，椎動(dòng)脈則選取顱外椎動(dòng)脈直徑[1]。見圖2圖2：左圖指頸動(dòng)脈虹吸部，右圖示基底動(dòng)脈

頸動(dòng)脈造影的目的是測(cè)量頸動(dòng)脈的狹窄程度。方法有多種。一是測(cè)量頸內(nèi)動(dòng)脈最小殘余直徑(MRD);或用MRD除以頸內(nèi)動(dòng)脈遠(yuǎn)端的直徑,即狹窄度=MRD/遠(yuǎn)端動(dòng)脈直徑×100%。這種方法為多數(shù)學(xué)者及權(quán)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(cè)量頸總動(dòng)脈直徑×1.2,為頸動(dòng)脈中風(fēng)指數(shù),在臨床也被廣泛采用

。。三、北美無(wú)癥狀性頸內(nèi)動(dòng)脈內(nèi)膜切除試驗(yàn)法（NASCET）[2]

狹窄率=(1-A/C)×100%其中C=ICA的遠(yuǎn)端正常管徑

或如下圖狹窄率=(1-d/n)×100%圖3：示四種頸動(dòng)脈狹窄的計(jì)算方法圖解四、歐洲頸動(dòng)脈外科試驗(yàn)法（ECST）[3]

狹窄率=(1-A/C)×100%其中C=想象中估計(jì)正常管徑或如下圖狹窄率=(1-d/e)×100%圖3：示四種頸動(dòng)脈狹窄的計(jì)算方法圖解有人研究表明:ECST=0.54NASCET+46或ECST=0.6NASCET+40,兩種方法比較有一些區(qū)別,在NASCET和ECST中均采用測(cè)量最大狹窄處的血管內(nèi)徑值為A,但用于評(píng)價(jià)狹窄程度的分母不一樣,NASCET用的是無(wú)病變部分的ICA內(nèi)徑值為B,而ECST采用的是病變受損處經(jīng)估計(jì)處理的正常時(shí)血管內(nèi)徑值作為分母B。NASCET測(cè)量法重復(fù)性較高,但是由于ICA存在狹窄后狹窄的可能,此時(shí)ICA值(即B值)偏小,結(jié)果使D值變小。ECST測(cè)量法由于B值是一個(gè)人為的估計(jì)值,因此可重復(fù)性較前者差。所以,同一病人用這兩種方法測(cè)出狹窄程度的結(jié)果不同。NASCET結(jié)論是狹窄程度在50%以上,采用外科手術(shù)(CEA)的治療的受益優(yōu)勢(shì)明顯,而ECST的結(jié)論為狹窄程度在80%以上。如前者70%相當(dāng)于后者84%,面積法的90%。五、頸總動(dòng)脈法（CC）[4]

狹窄率=(1-A/C)×100%

其中C=實(shí)際測(cè)得CCA管徑圖3：示四種頸動(dòng)脈狹窄的計(jì)算方法圖解六、頸內(nèi)動(dòng)脈狹窄指數(shù)法（CSI）[5]

狹窄率=(1-A/C)×100%

其中C=1.2xCCA直徑=近端CCA直徑注意以上有關(guān)注釋表明，主要在參照點(diǎn)不同，見圖3。圖3：示四種頸動(dòng)脈狹窄的計(jì)算方法圖解有人對(duì)NASET，ECST和CC三種方法地比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)CC法更為接近實(shí)際，特別是50%至90%[6]。

七、超聲計(jì)算，也是仿造DSA的方法進(jìn)行計(jì)算[7,8]。

狹窄度（%）=(D1-DS)/D1x100%=（1-DS/D1）x100%，其中D1為狹窄近端正常動(dòng)脈內(nèi)徑或彩色血流寬度，Ds為狹窄處殘留管腔內(nèi)徑或彩色血流寬度。動(dòng)脈狹窄程度可采用形態(tài)學(xué)指標(biāo)(內(nèi)徑減少百分比和面積狹窄百分比)或血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)(多普勒頻譜)來(lái)估測(cè)。形態(tài)學(xué)指標(biāo)：內(nèi)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(jìn)行測(cè)量來(lái)完成的。見圖4：圖4：示內(nèi)徑減少百分比的計(jì)算方法圖解內(nèi)徑減少百分比的計(jì)算公式為：內(nèi)徑減少:(D1-DS)/D1x100%內(nèi)徑減少:(D2-DS)/D2x100%內(nèi)徑減少:(D3-DS)/D3x100%式中：DS為狹窄處殘留管腔內(nèi)徑或彩色血流寬度；D1為狹窄近端正常動(dòng)脈的管徑內(nèi)徑或彩色血流寬度；D2為狹窄處原血管內(nèi)徑；D3為狹窄遠(yuǎn)端正常動(dòng)脈的管腔內(nèi)徑或彩色血流寬度。面積狹窄百分比的計(jì)算方法與內(nèi)徑減少百分比類似。式中DS是固定的，D1、D2、D3可根據(jù)具體情況而采用。一般采用狹窄前正常動(dòng)脈的管腔內(nèi)徑，其受狹窄的影響相對(duì)較小。

在頸動(dòng)脈狹窄，有時(shí)獲取有效的狹窄前或狹窄后正常動(dòng)脈的內(nèi)徑有困難。如頸內(nèi)動(dòng)脈起始部狹窄，就不能獲取狹窄前正常動(dòng)脈的內(nèi)徑；又如頸總動(dòng)脈近分叉處狹窄不能獲取狹窄后正常動(dòng)脈內(nèi)徑[7]。八、經(jīng)顱多普勒超聲檢查（TCD）

TCD主要根據(jù)血流速度、頻譜形態(tài)和血管雜音的經(jīng)驗(yàn)法分級(jí)進(jìn)行評(píng)價(jià)。（一）經(jīng)驗(yàn)法1．經(jīng)典三條法[9]：1)Meanflowvelocity>80cm/secanddifference>30%comparedtocontrol;2)Ifdifferencebetweenvelocitiesis<30%,observeturbulencesigns;3)Ifvelocityinbothsidesis<80cm/sec,observe30%differenceandturbulencesigns;2．VikenL·Babikian法[10]：1)MCA收縮期血流速度(Vs)大于150cm/s,2)平均血流速度(Vm)大于80cm/s3．我們根據(jù)高山等[11]的臨床研究經(jīng)驗(yàn)，修改的經(jīng)驗(yàn)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]ⅹ100%也可為了與狹窄指數(shù)表達(dá)一致,經(jīng)驗(yàn)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）Lindegaard指數(shù)(LDGI):LDGI=Vmca·cosθ1/Vica·cosθ2

，其中Vmca為狹窄或痙攣的大腦中動(dòng)脈(MCA)的Vm,Vica為狹窄MCA同側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈(ICA)顱外段的Vm],因?yàn)?cosθ1≈cosθ2,所以,LDGI=Vmca/Vica[12]（三）多普勒頻率換算的狹窄指數(shù)公式:1.Arbeiue等1984提出:STI=0.9(1-F0/FM)[13],F0是狹窄遠(yuǎn)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(shù),將頻率用血流速換算,得:STI=0.9(1-Vm/VP),Vm為非狹窄處血流速度,VP為狹窄處最高血流,0.9為常數(shù)。2.吳綱狹窄指數(shù)STI=1-(Pi1÷Vm1)ⅹEM（四）狹窄指數(shù)區(qū)間[15]，這是馮連元于2007年提出的一個(gè)概念，目的是克服狹窄指數(shù)的一些理論與實(shí)踐上不足。

STIs=1-(Pi1÷Vm1)ⅹEM±EMS（五）標(biāo)化狹窄指數(shù)[16]，這是馮連元在狹窄指數(shù)區(qū)間之后提出另一個(gè)更為方便的一個(gè)狹窄評(píng)價(jià)參數(shù)。

與狹窄指數(shù)區(qū)間的區(qū)別是在處理時(shí)預(yù)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(shù)區(qū)間20191817161514131211109876543211.0.9.8.7.6.5.4STI狹窄指數(shù)均數(shù))STIs狹窄指數(shù)低限STIs狹窄指數(shù)高限TEST1標(biāo)化狹窄指數(shù)ST37經(jīng)驗(yàn)狹窄率Correlations1.0001.000**1.000**.667**-.756**..000.000.001.00020202020201.000**1.0001.000**.667**-.756**.000..000.001.00020202020201.000**1.000**1.000.667**-.756**.000.000..001.0002020202020.667**.667**.667**1.000-.041.001.001.001..8642020202020-.756**-.756**-.756**-.0411.000.000.000.000.864.2020202020PearsonCorrelationSig.(2-tailed)NPearsonCorrelationSig.(2-tailed)NPearsonCorrelationSig.(2-tailed)NPearsonCorrelationSig.(2-tailed)NPearsonCorrelationSig.(2-tailed)NSTI狹窄指數(shù)區(qū)間均數(shù)STIs狹窄指數(shù)區(qū)間低限STIs狹窄指數(shù)區(qū)間高限VM平均血流再度PI搏動(dòng)指數(shù)STI狹窄指數(shù)區(qū)間均數(shù)STIs狹窄指數(shù)區(qū)間低限STIs狹窄指數(shù)區(qū)間高限VM平均血流速度PI搏動(dòng)指數(shù)Correlationissignificantatthe0.01level(2-tailed).**.從上可以看出，無(wú)論從形態(tài)上還是從血流上來(lái)評(píng)價(jià)，測(cè)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是正常血管處的直徑或面積。當(dāng)C=A時(shí)，則狹窄率等于0，說(shuō)明是血管完全正常，當(dāng)A=0時(shí)，則狹窄率為100%，表明血管完全閉塞，當(dāng)A＜C，A>0時(shí)，則狹窄率介于>0%和<100%之間。以上公式均可從這個(gè)基本公式導(dǎo)出。其中對(duì)TCD的計(jì)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(jì)算也是相近算法。關(guān)于通過(guò)腦動(dòng)脈狹窄測(cè)量的一個(gè)新公式推導(dǎo)

白求恩國(guó)際和平醫(yī)院馮連元

已知目前測(cè)定動(dòng)脈狹窄金標(biāo)準(zhǔn)的方法是解剖學(xué)狹窄面積公式,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(gè)管腔的面積。這個(gè)方法在臨床上并不實(shí)用，須將標(biāo)本用福爾馬林固定，然后對(duì)橫截面切片，對(duì)殘余管腔計(jì)算。

而目前主要用于頸動(dòng)脈狹窄主要4種,NASCET(狹窄率=(1-A/C)×100%其中C=ICA的遠(yuǎn)端正常管徑),ECST(狹窄率=(1-A/C)×100%其中C=想象中估計(jì)正常管徑),CC(狹窄率=(1-A/C)×100%其中C=實(shí)際測(cè)得CCA管徑).CSI(狹窄率=(1-A/C)×100%其中C=1.2xCCA直徑=近端ICA直徑)及一個(gè)用于顱內(nèi)動(dòng)脈狹窄的一個(gè)公式(狹窄率=(1-(Dstenosis/Dnormal))x100%,這些均采用的是直徑法,遠(yuǎn)不及面積法，且從理論上和實(shí)際應(yīng)用上均有一定缺陷和不足,能否使用狹窄的直徑比值轉(zhuǎn)換成面積法用于臨床呢?如能，則是非常有實(shí)際意義和可解決臨床與以往計(jì)算的不符的問(wèn)題。為此我們假定,狹窄的動(dòng)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%參考文獻(xiàn)[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]胡濱,胡兵.評(píng)價(jià)顱外頸動(dòng)脈狹窄的影像學(xué)比較研究[J].上海醫(yī)學(xué)影像,2006,15(1):27229.[5]

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