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1、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
2、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(power Doppler imaging)、混合成像(compound imaging)、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
3、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)x 100%,TCD方面3个公式STIs=1-(Pi1Vm1)EMEMS FSTI2=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
4、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)x 100%（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
5、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
6、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=0.54 NASCET+46或ECST=0.6 NASCET+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。
7、,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=1.2 x CCA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
8、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)/D1 x 100%=（1-DS/D1）x 100%，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)/D1 x 100%内径减少:(D2
9、-DS)/D2 x 100%内径减少:(D3-DS)/D3 x 100%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（T
10、CD）,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)Mean flow velocity 80cm/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;,2Viken L Babikian法10：1)MCA 收缩期
11、血流速度(V s)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)/211100%，重度狭窄：0.70+(VS-180)/476100%，极度狭窄：0.96+(VS-300)/6633100%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)/2.110.01，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）L indegaard 指数(LDG I):LDG I=Vmcacos1/V
12、icacos 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,cos1 cos2,所以,LDG I=Vm ca/V ica 12,（三）多普勒频率换算的狭窄指数公式:1.A rbeiue 等1984提出:ST I=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:ST I=0.9(1-Vm/VP),Vm 为非狭窄处血流速度,V P 为狭窄处最高血流,0.9 为常数。,2.吴纲狭窄指数STI=1-(Pi1Vm1)EM,（四）狭窄指数区间15，
13、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-(Pi1Vm1)EMEMS,（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,
14、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,Correlation is significant at the 0.01 level(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）/C100%。,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，
15、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AC，A0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(
16、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=1.2 x CCA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)x 100%,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
17、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)10
18、0%=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,1Owen B.Samuels,Gregg J.Joseph,Michael J.Lynn,Harriet A.Smith,and Marc I.ChimowitzA Standardized Method for Measuring Intracranial Arterial Stenosis Am J Neuroradiol 21:643646,2 North American Symptomatic Carot
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20、ts with severe(7099%)or with mild(029%)carotid stenosis.Lancet 1991;337:123543.4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 Bladin CF,Alexandrov AV,Murphy J,et al.Carotid stenosis index:a new method of measuring internal carotid artery stenosis.Stroke,1995,26:230-234.6 Rothwell,-P-M;Gibson,-
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24、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):381-28415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.,
