專利名稱：人腦血管血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)的正常值及檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)檢測(cè)方法，具體涉及一種人腦血管血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)的正常值及檢測(cè)方法。
中風(fēng)具有高死亡率、高復(fù)發(fā)率和高致殘率的特點(diǎn)，它嚴(yán)重危害著人類的健康和生命。據(jù)報(bào)告(1986年)，我國(guó)有中風(fēng)患者約300萬(wàn)，每年新發(fā)生中風(fēng)132萬(wàn)，每年因中風(fēng)死亡97萬(wàn)。上海是中風(fēng)高發(fā)區(qū)，預(yù)計(jì)1998年新發(fā)中風(fēng)患者達(dá)3萬(wàn)人以上，根據(jù)長(zhǎng)海醫(yī)院的統(tǒng)計(jì)，一個(gè)中風(fēng)病人急診期的月住院費(fèi)用約一萬(wàn)元人民幣，據(jù)此計(jì)算，上海每年因中風(fēng)造成的直接損失超過(guò)3億元人民幣?？上攵?，全國(guó)的損失有多大。中風(fēng)的威脅如此之大，關(guān)鍵是及早預(yù)防。為此，我們進(jìn)行了中風(fēng)監(jiān)測(cè)和預(yù)防的研究。我們的研究證實(shí)中風(fēng)實(shí)際上同其他疾病一樣，也是由平日各種病理?yè)p害不斷累積形成，它的發(fā)生最終是通過(guò)各種中風(fēng)危險(xiǎn)因素對(duì)腦血管的損害所導(dǎo)致的。如果能盡早發(fā)現(xiàn)這些危險(xiǎn)因素并對(duì)其危險(xiǎn)性進(jìn)行評(píng)估，及時(shí)采取相應(yīng)有效的措施，切斷疾病發(fā)生、發(fā)展的病理基礎(chǔ)，那么就有可能防止中風(fēng)的發(fā)生。
我們的研究表明，腦血管病血液動(dòng)力學(xué)的某些指標(biāo)是腦血管功能的直接反映，而中風(fēng)又是腦血管功能低下或損傷的結(jié)果，中風(fēng)高危個(gè)體的篩選可依據(jù)腦血管血液動(dòng)力學(xué)檢測(cè)結(jié)果。依據(jù)中風(fēng)危險(xiǎn)因素(老年、高血壓、心臟病、糖尿病、中風(fēng)家族史、高血壓家族史)在40歲以上中選取中風(fēng)易患人群，再通過(guò)測(cè)量其個(gè)體的腦血管血液動(dòng)力學(xué)狀態(tài)并根據(jù)其指標(biāo)積分值確定中風(fēng)干預(yù)對(duì)象。
本發(fā)明的目的在于通過(guò)檢測(cè)腦血管功能的改變程度來(lái)反映腦血管的受捐情況，檢測(cè)人腦血管血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)的正常值。
本發(fā)明提供了一種人腦血管血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)的正常值及檢測(cè)方法。
本發(fā)明采用腦血管血液動(dòng)力學(xué)分析模型及脈搏波在腦動(dòng)脈系統(tǒng)中的傳播和反射規(guī)律分析而提出利用頸總動(dòng)脈處用超聲多普勒探頭測(cè)量流速及其壓力脈博信息計(jì)算血管血液動(dòng)力學(xué)指標(biāo)的方法和研制的腦血管功能檢測(cè)儀。
腦血管血液流動(dòng)力學(xué)參數(shù)分運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)(流速、流量等)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)(壓力、阻抗等)兩種，因較多的檢測(cè)集中在后者，常通稱為腦血管血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)?，F(xiàn)有的腦血管血液動(dòng)力學(xué)分析儀大多可檢測(cè)和分析計(jì)算出下列腦血管血液動(dòng)力學(xué)指標(biāo)①頸總動(dòng)脈血流速度的最大值Vmax、最小值Vmin、平均值Vmean②頸總動(dòng)脈的平均血流量Qmean③腦血管外周阻力Rv
④腦血管特性阻抗Zcv⑤腦血管脈搏波波速WV⑥腦血管擴(kuò)張度指標(biāo)DI⑦臨界壓CP⑧舒張壓與臨界壓差DP⑨動(dòng)態(tài)阻力DR以上所檢測(cè)指標(biāo)按血液動(dòng)力學(xué)和生理學(xué)含義可分為以下幾類①反映腦血管床供血狀態(tài)的指標(biāo)平均血流量QmeanQmean是表示單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)頸動(dòng)脈檢測(cè)點(diǎn)橫截面的血液體積。它主要反映該側(cè)頸動(dòng)脈系統(tǒng)血管床的供血狀況。如果檢測(cè)出血流量偏低，表示該側(cè)腦供血不足；如果檢測(cè)出血流量偏高，表示該側(cè)腦供血過(guò)度，或者是由于其它血管床供血不足，靠這一側(cè)頸動(dòng)脈來(lái)補(bǔ)償。
影響腦血流量的因素較多，不僅腦血管疾病對(duì)它有影響，而且全身系統(tǒng)的其他一些疾病如心臟病、高血壓等對(duì)它也會(huì)有一定的影響。②反映腦血管血流狀況的指標(biāo)頸總動(dòng)脈血流速度最大值Vmax、最小值Vmin、和平均值Vmean血流速度是反映血液在血管中流動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)指標(biāo)，和血流量一樣，不僅腦血管疾病會(huì)導(dǎo)致血流速度的異常改變，而且心血管系統(tǒng)的一些疾病也會(huì)對(duì)它產(chǎn)生影響。一般說(shuō)，平均血流速度Vmean偏低，往往提示該側(cè)腦血管床供血不足，如果病人左右兩側(cè)流速同時(shí)減小，而腦血管的其它動(dòng)力學(xué)指標(biāo)都正常，那么，影響血流速度降低的因素可能主要是其它系統(tǒng)的病變，如冠心病或其它心血管疾病，此類病人需要作進(jìn)一步檢查明確診斷；如果病人血流速度的改變是左右兩側(cè)嚴(yán)重不對(duì)稱，那么往往提示患者腦血管動(dòng)力學(xué)狀態(tài)有異常改變，具體病因需進(jìn)一步根據(jù)動(dòng)力學(xué)指標(biāo)的變異情況來(lái)判斷。
平均血流速度偏高，往往提示該側(cè)腦血管床供血過(guò)度，或者該側(cè)頸動(dòng)脈嚴(yán)重狹窄。對(duì)血流速度偏高的病人，在排除頸動(dòng)脈嚴(yán)重狹窄后，應(yīng)考慮顱內(nèi)血液循環(huán)異常，如Willis環(huán)的一些交通支異常開放等。臨床實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，許多椎—基底動(dòng)脈供血不足的病人往往具有這種特征。
血流速度最大值Vmax和年齡關(guān)系非常大。對(duì)于正常人，隨著年齡的增加，Vmax將顯著降低。這一生理性的改變，反映了人體循環(huán)系統(tǒng)隨年齡的增加逐漸衰老。因此，它也可作為判斷人體心腦血管循環(huán)系統(tǒng)衰老程度的一個(gè)定量指標(biāo)。
血流速度最小值Vmin的顯著減小，往往提示該側(cè)腦血管床有痙攣或梗塞等微循環(huán)障礙，尤其是對(duì)于Vmin小于4cm/s的病人，需要特別注意，對(duì)這類病人，即使CT檢查結(jié)果呈陰性，有條件時(shí)仍應(yīng)進(jìn)行MRI檢查，進(jìn)一步查明病因，無(wú)條件時(shí)可作為中風(fēng)高危病人，或血管嚴(yán)重痙攣病人進(jìn)行預(yù)防性治療，在治療過(guò)程中應(yīng)進(jìn)行隨訪跟蹤，觀察血液動(dòng)力學(xué)狀態(tài)的變化情況，不斷調(diào)整治療方案，直至動(dòng)力學(xué)參數(shù)基本恢復(fù)正常。③反映腦動(dòng)脈彈性狀況的指標(biāo)腦動(dòng)脈脈搏波波速WV、腦血管特性阻抗Zcv、和擴(kuò)張度指標(biāo)DIWV是壓力脈搏波沿血管壁傳播的平均速度；Zcv是脈博波在血管床中沿一個(gè)方向傳播時(shí)所遇到的阻抗；擴(kuò)張度指標(biāo)DI是量度腦血管可擴(kuò)張度的參量。這三個(gè)指標(biāo)和動(dòng)脈管壁的整體彈性狀況相關(guān)，而和血流速度幾乎無(wú)關(guān)。動(dòng)脈總體彈性越好，脈搏波波速越低，特性阻抗也越小，擴(kuò)張度指標(biāo)則越大；脈搏波波速越高，或特性阻抗越大，或擴(kuò)張度指標(biāo)越小，則說(shuō)明被檢測(cè)動(dòng)脈管壁的整體彈性越差。因此，WV、Zcv和DI可以作為反映被檢測(cè)血管彈性特性的定量指標(biāo)，它們的變化和血管硬化或血管痙攣程度有密切的關(guān)系。④反映腦血管微循環(huán)狀態(tài)的指標(biāo)血管外周阻力Rv外周阻力是反映小血管和毛細(xì)血管通暢程度的定量指標(biāo)。小血管梗塞、管腔變窄或血管痙李都將導(dǎo)致血管外周阻力Rv異常升高。
對(duì)大多數(shù)腦血管病人來(lái)說(shuō)，在發(fā)病前期和發(fā)病的急性期，其動(dòng)力學(xué)狀態(tài)都有顯著的異常改變，而病人的代償功能往往還沒(méi)有建立，因此這時(shí)動(dòng)力學(xué)參數(shù)的異常變化對(duì)腦血管疾病的診斷(特別是早期診斷)非常有用。對(duì)腦梗塞病人，由于小血管管腔變窄、阻塞，外周阻力將異常升高；對(duì)腦出血病人，特別是蛛網(wǎng)膜下腔出血病人，由于小血管痙攣，外周阻力也往往會(huì)異常升高。但是值得注意的是，對(duì)單側(cè)腦出血病人，病側(cè)外周阻力往往會(huì)顯著高于健側(cè)；而對(duì)腦梗塞病人，往往雙側(cè)指標(biāo)都會(huì)有異常升高，特別是在發(fā)病前期。⑤反映調(diào)節(jié)腦血流難易程度的指標(biāo)動(dòng)態(tài)阻力DR由于腦血管的自身調(diào)節(jié)功能，在正常情況下，隨著平均血壓的波動(dòng)，平均血流量將維持在一個(gè)基本恒定的范圍之內(nèi)。但在一個(gè)心動(dòng)周期之內(nèi)，由于心臟的間歇性射血，血壓在不斷地變化著，隨著血壓的升高或降低，血流速度也將隨之變化，動(dòng)態(tài)阻力DR即為描寫血流速度隨血壓變化的難易程度的指標(biāo)。動(dòng)態(tài)阻力DR越大，表示在同樣的壓力變化時(shí)血流速度變化得越??；動(dòng)態(tài)阻力DR越小，則表示在同樣的壓力變化時(shí)血流速度變化得越大。⑥反映顱內(nèi)血管閉鎖狀態(tài)的指標(biāo)臨界壓CP及舒張壓與臨界壓之差DP臨界壓CP是維持血液在血管中運(yùn)動(dòng)所需的最小壓力，DP是舒張壓與臨界壓之差。導(dǎo)致臨界壓CP異常升高的原因很多，如動(dòng)脈過(guò)度灌注，靜脈回流受阻，顱內(nèi)壓升高等等。在臨床中，DP的異常降低往往提示病人在每個(gè)心動(dòng)周期的末期，腦組織可能會(huì)有短暫性的供血不足。長(zhǎng)此以往，有可能導(dǎo)致腦細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)不足、腦組織的損傷和早衰等。臨床實(shí)踐表明，對(duì)高血壓病人，特別是晚期動(dòng)脈硬化癥患者，在采取降壓措施時(shí)極易產(chǎn)生腦供血不足。為了防止這種情況發(fā)生，可將DP作為合理降壓的監(jiān)測(cè)指標(biāo)，如果降壓過(guò)程中DP顯著降低時(shí)，應(yīng)考慮停止降壓，或采取其他措施以保證腦血管有足夠的供血量。
本發(fā)明是按下列方法具體實(shí)施的1正常人標(biāo)準(zhǔn)及樣本人群分布我們采用同一質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)，在國(guó)內(nèi)東北、華北、華東、華南、西南、西北等六個(gè)地區(qū)篩選了4435例正常對(duì)照者，測(cè)定了其腦血管血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)(Cerebrovascular Hemodynamic Indices，CVDI)。本節(jié)敘述我國(guó)正常個(gè)體的CVDI的變化規(guī)律，并給出了其正常參照范圍，為CVDI的應(yīng)用推廣提供參考依據(jù)。
1.1正常人標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)方法正常觀察對(duì)象的篩選標(biāo)準(zhǔn)血壓、血糖、血脂、心電圖等指標(biāo)均正常，無(wú)任何心腦血管疾病、肺部疾病及腦部其他疾病。
所有正常觀察對(duì)象均由同一個(gè)神經(jīng)科主任醫(yī)師確定，檢測(cè)自始至終由同一熟練的技術(shù)人員進(jìn)行操作，以盡可能減小系統(tǒng)誤差，保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠。
檢測(cè)設(shè)備為CBA-300型腦血管血液動(dòng)力學(xué)分析儀(上海麥登電子設(shè)備有限公司生產(chǎn))。受試對(duì)象充分休息放松后取平臥位，用多普勒超聲探頭(2.5MHz)和應(yīng)變式壓力探頭，檢測(cè)雙側(cè)頸動(dòng)脈血流速度及脈搏壓力變化情況，根據(jù)儀器內(nèi)置的腦血管血液動(dòng)力學(xué)分析模型(復(fù)旦大學(xué)生物力學(xué)研究室研制)，對(duì)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行分析，得到腦血管各種血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)，包括腦血流平均流量(Qmean，單位cm3/s)、腦血流平均流速(Vmean，單位cm/s)、最大流速(Vmax，單位cm/s)及最小流速(Vmin，單位cm/s)、脈搏波波速(WV，單位m/s)、外周阻力(Rv，單位kPa*s/m)、特性阻抗(Zcv，單位kPa*s/m)、動(dòng)態(tài)阻力(DR，單位kPa*s/m)、臨界壓(CP，單位kPa)、臨界壓與舒張壓之差(DP，單位kPa)等。
1.2樣本人群分布該研究共選取正常檢測(cè)對(duì)象共14654例(男7233例，女7421例)，其中東北地區(qū)696例(男426例，女270例)，華北地區(qū)1222例(男859例，女363例)，華東地區(qū)8062例(男3494例，女4568例)，華南地區(qū)1212例(男672例，女540例)，西南地區(qū)543例(男357例，女186例)，西北地區(qū)2919例(男1425例，女1494例)。年齡范圍3～87歲，平均47.65歲。研究對(duì)象的性別及年齡分布見表1。
表1 研究對(duì)象的年齡及性別分布年齡組 男性 女性合計(jì)0- 23 27 505- 317299 61610-356352 70815-75 130 20520-11899 21725-119155 27430-230308 53835-360514 87440-744896 164045-830921 175150-1057 1086214355-1117 883 200060-842729 157165-559486 104570-286280 56675-140170 31080-60 86 146總計(jì) 7233 7421146541.3正常值分組依據(jù)腦血管各種血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)隨年齡變化，有左右側(cè)和性別的差異已為臨床證實(shí)，而無(wú)地區(qū)等差異也是醫(yī)學(xué)界的共識(shí)，因此對(duì)正常觀察對(duì)象，分性別和左右側(cè)以5歲為一年齡組，分別進(jìn)行計(jì)算。給出正常參考值的均值及其方差。
四、中國(guó)正常人CVDI參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)參考值(見表2至表5)表2 中國(guó)人男性左側(cè)CVDI的平均值和方差
表3 中國(guó)人男性右側(cè)CVDI的平均值和方差
表4 中國(guó)人女性左側(cè)CVDI的平均值和方差
表5 中國(guó)人女性右側(cè)CVDI的平均值和方差
腦血管血液動(dòng)力學(xué)檢測(cè)方法是一種腦血管功能的無(wú)創(chuàng)傷檢測(cè)方法，它通過(guò)檢測(cè)腦血管功能的改變程度來(lái)反映腦血管的受損情況，所得到的參數(shù)有較好的臨床意義，且方法簡(jiǎn)便、無(wú)創(chuàng)無(wú)痛，因此近年來(lái)在腦血管疾病的防治方面得到愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用。
我們用復(fù)旦大學(xué)生物力學(xué)研究室建立的腦血管血液動(dòng)力學(xué)分析模型(彈性腔模型)及脈搏波在腦動(dòng)脈系統(tǒng)中的傳播和反射規(guī)律分析而提出利用在頸總動(dòng)脈處用超聲多普勒探頭測(cè)量流速及其壓力脈搏波信息計(jì)算腦血管血液動(dòng)力學(xué)指標(biāo)的方法和研制的腦血管功能檢測(cè)儀。腦血管血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)是直接反映腦血管功能的定量指標(biāo)，檢測(cè)腦血管血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)無(wú)論是對(duì)腦血管疾病的早期診斷、腦血管疾病治療措施和藥物療效的客觀評(píng)價(jià)及合理篩選，或是對(duì)于腦循環(huán)的生理、病理學(xué)研究都有十分重要的意義，已為上海、北京、西安、浙江及河南等數(shù)十家醫(yī)院對(duì)數(shù)萬(wàn)名神經(jīng)內(nèi)科和腦外科患者的臨床應(yīng)用所證實(shí)。
權(quán)利要求
1.一種人腦血管血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)的正常值及檢測(cè)方法，其特征在于該正常值及檢測(cè)方法是采用腦血管血液動(dòng)力學(xué)分析模型及脈膊波在腦動(dòng)脈系統(tǒng)中的傳播和反射規(guī)律分析而提出利用頸總動(dòng)脈處用超聲多普勒探頭測(cè)量流速及其壓力脈博信息計(jì)算血管血液動(dòng)力學(xué)指標(biāo)的方法和研制的腦血管功能檢測(cè)儀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種人腦血管血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)的正常值及檢測(cè)方法，其特征在于其中所述的人腦血管血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)的正常值是表1 中國(guó)人男性左側(cè)CVDI的平均值和方差
表2 中國(guó)人男性右側(cè)CVDI的平均值和方差
表3 中國(guó)人女性左側(cè)CVDI的平均值和方差
表4 中國(guó)人女性右側(cè)CVDI的平均值和方差
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種人腦血管血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)的正常值及檢測(cè)方法，其特征在于其中所述的人腦血管血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)的正常值的檢測(cè)方法是正常人標(biāo)準(zhǔn)及樣本人群分布我們采用同一質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)，在國(guó)內(nèi)東北、華北、華東、華南、西南、西北等六個(gè)地區(qū)篩選了4435例正常對(duì)照者，測(cè)定了其腦血管血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)(Cerebrovascular Hemodynamic Indices，CVDI)，本節(jié)敘述我國(guó)正常個(gè)體的CVDI的變化規(guī)律，并給出了其正常參照范圍，為CVDI的應(yīng)用推廣提供參考依據(jù)，(1)正常人標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)方法正常觀察對(duì)象的篩選標(biāo)準(zhǔn)血壓、血糖、血脂、心電圖等指標(biāo)均正常，無(wú)任何心腦血管疾病、肺部疾病及腦部其他疾病，所有正常觀察對(duì)象均由同一個(gè)神經(jīng)科主任醫(yī)師確定，檢測(cè)自始至終由同一熟練的技術(shù)人員進(jìn)行操作，以盡可能減小系統(tǒng)誤差，保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠，檢測(cè)設(shè)備為CBA-300型腦血管血液動(dòng)力學(xué)分析儀(上海麥登電子設(shè)備有限公司生產(chǎn))，受試對(duì)象充分休息放松后取平臥位，用多普勒超聲探頭(2.5MHz)和應(yīng)變式壓力探頭，檢測(cè)雙側(cè)頸動(dòng)脈血流速度及脈搏壓力變化情況，根據(jù)儀器內(nèi)置的腦血管血液動(dòng)力學(xué)分析模型(復(fù)旦大學(xué)生物力學(xué)研究室研制)，對(duì)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行分析，得到腦血管各種血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)，包括腦血流平均流量(Qmean，單位cm3/s)、腦血流平均流速(Vmean，單位cm/s)、最大流速(Vmax，單位cm/s)及最小流速(Vmin，單位cm/s)、脈搏波波速(WV，單位m/s)、外周阻力(Rv，單位kPa*s/m)、特性阻抗(Zcv，單位kPa*s/m)、動(dòng)態(tài)阻力(DR，單位kPa*s/m)、臨界壓(CP，單位kPa)、臨界壓與舒張壓之差(DP，單位kPa)等，(2)樣本人群分布該研究共選取正常檢測(cè)對(duì)象共14654例(男7233例，女7421例)，其中東北地區(qū)696例(男426例，女270例)，華北地區(qū)1222例(男859例，女363例)，華東地區(qū)8062例(男3494例，女4568例)，華南地區(qū)1212例(男672例，女540例)，西南地區(qū)543例(男357例，女186例)，西北地區(qū)2919例(男1425例，女1494例)，年齡范圍3～87歲，平均47.65歲，研究對(duì)象的性別及年齡分布見表1，表1 研究對(duì)象的年齡及性別分布年齡組 男性 女性 合計(jì)0- 23 27 505- 31729961610-35635270815-75 13020520-11899 21725-11915527430-23030853835-36051487440-744896164045-830921175150-1057 1086 214355-1117 883200060-842729157165-559486104570-28628056675-14017031080-60 86 146總計(jì) 7233 7421 14654(3)正常值分組依據(jù)腦血管各種血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)隨年齡變化，有左右側(cè)和性別的差異已為臨床證實(shí)，而無(wú)地區(qū)等差異也是醫(yī)學(xué)界的共識(shí)，因此對(duì)正常觀察對(duì)象，分性別和左右側(cè)以5歲為一年齡組，分別進(jìn)行計(jì)算，給出正常參考值的均值及其方差。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種人腦血管血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)的正常值及檢測(cè)方法。本發(fā)明采用腦血管血液動(dòng)力學(xué)分析模型及脈膊波在腦動(dòng)脈系統(tǒng)中的傳播和反射規(guī)律分析而提出利用在頸總動(dòng)脈處用超聲多普勒探頭測(cè)量流速及其壓力脈膊波信息計(jì)算腦血管血液動(dòng)力學(xué)指標(biāo)的方法。它通過(guò)檢測(cè)腦血管功能的改變程度來(lái)反映腦血管的受損情況,所得參數(shù)有較好的臨床意義。
文檔編號(hào)A61B5/02GK1371659SQ0110537
公開日2002年10月2日 申請(qǐng)日期2001年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月22日
發(fā)明者王桂清, 錢國(guó)正, 郭佐, 沈鳳英, 楊永舉, 曹奕豐 申請(qǐng)人:上海市腦血管病防治研究所