專利名稱：人腦血管血液動力學(xué)參數(shù)的正常值及檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)檢測方法，具體涉及一種人腦血管血液動力學(xué)參數(shù)的正常值及檢測方法。
中風(fēng)具有高死亡率、高復(fù)發(fā)率和高致殘率的特點，它嚴(yán)重危害著人類的健康和生命。據(jù)報告(1986年)，我國有中風(fēng)患者約300萬，每年新發(fā)生中風(fēng)132萬，每年因中風(fēng)死亡97萬。上海是中風(fēng)高發(fā)區(qū)，預(yù)計1998年新發(fā)中風(fēng)患者達3萬人以上，根據(jù)長海醫(yī)院的統(tǒng)計，一個中風(fēng)病人急診期的月住院費用約一萬元人民幣，據(jù)此計算，上海每年因中風(fēng)造成的直接損失超過3億元人民幣?？上攵珖膿p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，我們進行了中風(fēng)監(jiān)測和預(yù)防的研究。我們的研究證實中風(fēng)實際上同其他疾病一樣，也是由平日各種病理損害不斷累積形成，它的發(fā)生最終是通過各種中風(fēng)危險因素對腦血管的損害所導(dǎo)致的。如果能盡早發(fā)現(xiàn)這些危險因素并對其危險性進行評估，及時采取相應(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)高危個體的篩選可依據(jù)腦血管血液動力學(xué)檢測結(jié)果。依據(jù)中風(fēng)危險因素(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，再通過測量其個體的腦血管血液動力學(xué)狀態(tài)并根據(jù)其指標(biāo)積分值確定中風(fēng)干預(yù)對象。
本發(fā)明的目的在于通過檢測腦血管功能的改變程度來反映腦血管的受捐情況，檢測人腦血管血液動力學(xué)參數(shù)的正常值。
本發(fā)明提供了一種人腦血管血液動力學(xué)參數(shù)的正常值及檢測方法。
本發(fā)明采用腦血管血液動力學(xué)分析模型及脈搏波在腦動脈系統(tǒng)中的傳播和反射規(guī)律分析而提出利用頸總動脈處用超聲多普勒探頭測量流速及其壓力脈博信息計算血管血液動力學(xué)指標(biāo)的方法和研制的腦血管功能檢測儀。
腦血管血液流動力學(xué)參數(shù)分運動學(xué)參數(shù)(流速、流量等)和動力學(xué)參數(shù)(壓力、阻抗等)兩種，因較多的檢測集中在后者，常通稱為腦血管血液動力學(xué)參數(shù)?，F(xiàn)有的腦血管血液動力學(xué)分析儀大多可檢測和分析計算出下列腦血管血液動力學(xué)指標(biāo)①頸總動脈血流速度的最大值Vmax、最小值Vmin、平均值Vmean②頸總動脈的平均血流量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腦血管擴張度指標(biāo)DI⑦臨界壓CP⑧舒張壓與臨界壓差DP⑨動態(tài)阻力DR以上所檢測指標(biāo)按血液動力學(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是表示單位時間內(nèi)流過頸動脈檢測點橫截面的血液體積。它主要反映該側(cè)頸動脈系統(tǒng)血管床的供血狀況。如果檢測出血流量偏低，表示該側(cè)腦供血不足；如果檢測出血流量偏高，表示該側(cè)腦供血過度，或者是由于其它血管床供血不足，靠這一側(cè)頸動脈來補償。
影響腦血流量的因素較多，不僅腦血管疾病對它有影響，而且全身系統(tǒng)的其他一些疾病如心臟病、高血壓等對它也會有一定的影響。②反映腦血管血流狀況的指標(biāo)頸總動脈血流速度最大值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的運動學(xué)指標(biāo)，和血流量一樣，不僅腦血管疾病會導(dǎo)致血流速度的異常改變，而且心血管系統(tǒng)的一些疾病也會對它產(chǎn)生影響。一般說，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)流速同時減小，而腦血管的其它動力學(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)重不對稱，那么往往提示患者腦血管動力學(xué)狀態(tài)有異常改變，具體病因需進一步根據(jù)動力學(xué)指標(biāo)的變異情況來判斷。
平均血流速度偏高，往往提示該側(cè)腦血管床供血過度，或者該側(cè)頸動脈嚴(yán)重狹窄。對血流速度偏高的病人，在排除頸動脈嚴(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。臨床實踐發(fā)現(xiàn)，許多椎—基底動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，尤其是對于Vmin小于4cm/s的病人，需要特別注意，對這類病人，即使CT檢查結(jié)果呈陰性，有條件時仍應(yīng)進行MRI檢查，進一步查明病因，無條件時可作為中風(fēng)高危病人，或血管嚴(yán)重痙攣病人進行預(yù)防性治療，在治療過程中應(yīng)進行隨訪跟蹤，觀察血液動力學(xué)狀態(tài)的變化情況，不斷調(diào)整治療方案，直至動力學(xué)參數(shù)基本恢復(fù)正常。③反映腦動脈彈性狀況的指標(biāo)腦動脈脈搏波波速WV、腦血管特性阻抗Zcv、和擴張度指標(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方向傳播時所遇到的阻抗；擴張度指標(biāo)DI是量度腦血管可擴張度的參量。這三個指標(biāo)和動脈管壁的整體彈性狀況相關(guān)，而和血流速度幾乎無關(guān)。動脈總體彈性越好，脈搏波波速越低，特性阻抗也越小，擴張度指標(biāo)則越大；脈搏波波速越高，或特性阻抗越大，或擴張度指標(biāo)越小，則說明被檢測動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。
對大多數(shù)腦血管病人來說，在發(fā)病前期和發(fā)病的急性期，其動力學(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有建立，因此這時動力學(xué)參數(shù)的異常變化對腦血管疾病的診斷(特別是早期診斷)非常有用。對腦梗塞病人，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，外周阻力也往往會異常升高。但是值得注意的是，對單側(cè)腦出血病人，病側(cè)外周阻力往往會顯著高于健側(cè)；而對腦梗塞病人，往往雙側(cè)指標(biāo)都會有異常升高，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，平均血流量將維持在一個基本恒定的范圍之內(nèi)。但在一個心動周期之內(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)。動態(tài)阻力DR越大，表示在同樣的壓力變化時血流速度變化得越小；動態(tài)阻力DR越小，則表示在同樣的壓力變化時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動所需的最小壓力，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，如動脈過度灌注，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心動周期的末期，腦組織可能會有短暫性的供血不足。長此以往，有可能導(dǎo)致腦細胞的營養(yǎng)不足、腦組織的損傷和早衰等。臨床實踐表明，對高血壓病人，特別是晚期動脈硬化癥患者，在采取降壓措施時極易產(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)測指標(biāo)，如果降壓過程中DP顯著降低時，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)，在國內(nèi)東北、華北、華東、華南、西南、西北等六個地區(qū)篩選了4435例正常對照者，測定了其腦血管血液動力學(xué)參數(shù)(Cerebrovascular Hemodynamic Indices，CVDI)。本節(jié)敘述我國正常個體的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)與檢測方法正常觀察對象的篩選標(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。
所有正常觀察對象均由同一個神經(jīng)科主任醫(yī)師確定，檢測自始至終由同一熟練的技術(shù)人員進行操作，以盡可能減小系統(tǒng)誤差，保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠。
檢測設(shè)備為CBA-300型腦血管血液動力學(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，檢測雙側(cè)頸動脈血流速度及脈搏壓力變化情況，根據(jù)儀器內(nèi)置的腦血管血液動力學(xué)分析模型(復(fù)旦大學(xué)生物力學(xué)研究室研制)，對檢測信號進行分析，得到腦血管各種血液動力學(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對象共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。研究對象的性別及年齡分布見表1。
表1 研究對象的年齡及性別分布年齡組 男性 女性合計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 7233 7421146541.3正常值分組依據(jù)腦血管各種血液動力學(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，而無地區(qū)等差異也是醫(yī)學(xué)界的共識，因此對正常觀察對象，分性別和左右側(cè)以5歲為一年齡組，分別進行計算。給出正常參考值的均值及其方差。
四、中國正常人CVDI參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)參考值(見表2至表5)表2 中國人男性左側(cè)CVDI的平均值和方差
表3 中國人男性右側(cè)CVDI的平均值和方差
表4 中國人女性左側(cè)CVDI的平均值和方差
表5 中國人女性右側(cè)CVDI的平均值和方差
腦血管血液動力學(xué)檢測方法是一種腦血管功能的無創(chuàng)傷檢測方法，它通過檢測腦血管功能的改變程度來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，且方法簡便、無創(chuàng)無痛，因此近年來在腦血管疾病的防治方面得到愈來愈廣泛的應(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力學(xué)分析模型(彈性腔模型)及脈搏波在腦動脈系統(tǒng)中的傳播和反射規(guī)律分析而提出利用在頸總動脈處用超聲多普勒探頭測量流速及其壓力脈搏波信息計算腦血管血液動力學(xué)指標(biāo)的方法和研制的腦血管功能檢測儀。腦血管血液動力學(xué)參數(shù)是直接反映腦血管功能的定量指標(biāo)，檢測腦血管血液動力學(xué)參數(shù)無論是對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價及合理篩選，或是對于腦循環(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)院對數(shù)萬名神經(jīng)內(nèi)科和腦外科患者的臨床應(yīng)用所證實。
權(quán)利要求
1.一種人腦血管血液動力學(xué)參數(shù)的正常值及檢測方法，其特征在于該正常值及檢測方法是采用腦血管血液動力學(xué)分析模型及脈膊波在腦動脈系統(tǒng)中的傳播和反射規(guī)律分析而提出利用頸總動脈處用超聲多普勒探頭測量流速及其壓力脈博信息計算血管血液動力學(xué)指標(biāo)的方法和研制的腦血管功能檢測儀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種人腦血管血液動力學(xué)參數(shù)的正常值及檢測方法，其特征在于其中所述的人腦血管血液動力學(xué)參數(shù)的正常值是表1 中國人男性左側(cè)CVDI的平均值和方差
表2 中國人男性右側(cè)CVDI的平均值和方差
表3 中國人女性左側(cè)CVDI的平均值和方差
表4 中國人女性右側(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力學(xué)參數(shù)的正常值及檢測方法，其特征在于其中所述的人腦血管血液動力學(xué)參數(shù)的正常值的檢測方法是正常人標(biāo)準(zhǔn)及樣本人群分布我們采用同一質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)，在國內(nèi)東北、華北、華東、華南、西南、西北等六個地區(qū)篩選了4435例正常對照者，測定了其腦血管血液動力學(xué)參數(shù)(Cerebrovascular Hemodynamic Indices，CVDI)，本節(jié)敘述我國正常個體的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)與檢測方法正常觀察對象的篩選標(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，所有正常觀察對象均由同一個神經(jīng)科主任醫(yī)師確定，檢測自始至終由同一熟練的技術(shù)人員進行操作，以盡可能減小系統(tǒng)誤差，保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠，檢測設(shè)備為CBA-300型腦血管血液動力學(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，檢測雙側(cè)頸動脈血流速度及脈搏壓力變化情況，根據(jù)儀器內(nèi)置的腦血管血液動力學(xué)分析模型(復(fù)旦大學(xué)生物力學(xué)研究室研制)，對檢測信號進行分析，得到腦血管各種血液動力學(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對象共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，研究對象的性別及年齡分布見表1，表1 研究對象的年齡及性別分布年齡組 男性 女性 合計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 7233 7421 14654(3)正常值分組依據(jù)腦血管各種血液動力學(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，而無地區(qū)等差異也是醫(yī)學(xué)界的共識，因此對正常觀察對象，分性別和左右側(cè)以5歲為一年齡組，分別進行計算，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力學(xué)參數(shù)的正常值及檢測方法。本發(fā)明采用腦血管血液動力學(xué)分析模型及脈膊波在腦動脈系統(tǒng)中的傳播和反射規(guī)律分析而提出利用在頸總動脈處用超聲多普勒探頭測量流速及其壓力脈膊波信息計算腦血管血液動力學(xué)指標(biāo)的方法。它通過檢測腦血管功能的改變程度來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A61B5/02GK1371659SQ0110537
公開日2002年10月2日 申請日期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, 錢國正, 郭佐, 沈鳳英, 楊永舉, 曹奕豐 申請人:上海市腦血管病防治研究所