CN105982652A

CN105982652A - 评估外周动脉开放程度的方法

Info

Publication number: CN105982652A
Application number: CN201510079363.3A
Authority: CN
Inventors: 王继光; 盛长生
Original assignee: Shanghai Research Institute Of Hypertension
Current assignee: Shanghai Research Institute Of Hypertension
Priority date: 2015-02-13
Filing date: 2015-02-13
Publication date: 2016-10-05

Abstract

本发明涉及一种评估动脉血流开放情况的方法，通过在四肢动脉获得的脉搏波波形，测定脉搏波传递函数的指数值来评估动脉开放程度。主要指标包括波脚到波峰上升支时间占整个心动周期时间比，包括波振幅中部的波宽时间占整个心动周期时间比。这些指标均可连续性地反映所测动脉的血流开放情况，与动脉开放情况成反比，各指标数值越大则所测动脉开放程度越小，各指标数值越小则所测动脉开放程度越大。上述部分指标对外周动脉开放程度的评估精确性优于踝臂血压指数，可更准确地评估外周动脉开放程度。

Description

评估外周动脉开放程度的方法

技术领域

本发明涉及一种评估动脉血流开放情况的方法，通过在四肢动脉获得的脉搏波波形，测定脉搏波传递函数的指数值来评估动脉开放程度。

背景技术

以动脉硬化和动脉粥样硬化为基本特征的血管病变是心血管疾病或事件的共同病理生理基础，会造成血管的狭窄和/或阻塞。发生外周动脉尤其是下肢动脉血管的狭窄和/或阻塞时，通常存在下肢功能不全或下降，并且发生心血管缺血事件的危险增加。

踝臂血压指数(ankle-brachial blood pressure index,ABI)是上肢血压与下肢血压的比率，可用作表示下肢动脉有无狭窄和狭窄程度参数，大量研究、文献、指南肯定了ABI对于下肢动脉狭窄的预测价值，以及对终点事件的独立预测价值。ABI作为快速、有效的下肢动脉血管开放程度的评估方法被广泛使用。目前，临床上常采用示波技术这一简便、快速的方法测量ABI。

然而，采用测定踝臂血压指数的过程中，在下肢动脉钙化程度较高的情况下动脉不能被压缩或者压缩不充分，导致血压测量不准确或者精度不高，存在使用该血压值算出踝臂血压指数的可靠性降低的问题。

此外，当上肢动脉出现狭窄时，作为参考侧上肢血压务必受到影响，存在使用该血压值算出踝臂血压指数的可靠性降低的问题。

此外，在使用示波技术测定踝臂指数时，当心律失常带来脉搏振幅紊乱时，导致血压测量不准确或者精度不高，存在使用该血压值算出踝臂血压指数的可靠性降低的问题。

此外，在使用示波技术测定踝臂指数时，当动脉狭窄导致脉搏振幅变小时，致使血压测量不准确或者精度不高，存在使用该血压值算出踝臂血压指数的可靠性降低的问题。

因此，需要采用一种更为准确简便的方法，来评估外周动脉血管开放(闭塞/阻塞)程度。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中关于踝臂指数测定过程中出现的问题，提供了一种从四肢脉搏波中获得传递函数的指数值来评估动脉开放程度新方法。

为了实现上述目的，本发明基于从四肢动脉获得的清晰脉搏波波形，算出波形中波脚到波峰时间(Upstroke Time,UT)占整个心动周期时间比(Upstroke time per cardiac cycle,UTPCC)、波振幅中部的波宽时间(Width of the Wave at Half Amplitude,WD)占整个心动周期时间比(Width at half amplitude per cardiac cycle,WDPCC)。

具体技术方案为，一种评估外周动脉开放程度的方法，包括获得四肢动脉的脉搏波波形，测定以下脉搏波传递函数的指数值中的一种：

(1)波脚到波峰上升支时间占整个心动周期时间比，UTPCC；

(2)波振幅中部的波宽时间占整个心动周期时间比，WDPCC；

(3)心率校正到X次的波脚到波峰上升支时间占整个心动周期时间比，UTPCC X，其中X＝70～80；

(4)心率校正到X次的波振幅中部的波宽时间占整个心动周期时间比，WDPCC X，其中X＝70～80；

根据上述指数值判断动脉血管的开放程度。

为了实现上述目的，可采取充气容积描记法获得脉搏波形，也可采用压力描记法(包括表面张力法)及血流描记法，获得清晰地脉搏波波形，准确地显示各个峰谷的起始部位，自动取得波脚到波峰上升支时间和波振幅中部的波宽时间，并自动算出上述时间占整个心动周期的时间比(UTPCC及WDPCC)。要求脉搏波波形清晰，干扰少，准确地显示各个峰谷的起始部位。所测处的波形即可反应该处动脉的开放情况。

大样本分析结果显示，UTPCC及WDPCC与基础心率(实际心率)呈线性关系，分别为UTPCC(％)＝0.17*心率+4.05，WDPCC(％)＝0.04*心率+34.8。因而进一步，将UTPCC和WDPCC校正为心率＝X下的UTPCC X和WDPCC X，用以评估血管开放程度。X＝70～80，优选为75。

心率＝X下的UTPCC X和WDPCC X的计算方法为：UTPCC X(％)＝UTPCC(％)+0.17*(X-基础心率)，和WDPCC X(％)＝WDPCC(％)+0.04*(X-基础心率)。

这些指标均可连续性地反映所测动脉的血流开放情况，与动脉开放情况成反比，各指标数值越大则所测动脉开放程度越小，各指标数值越小则所测动脉开放程度越大。

所述的四肢动脉，不限于上肢或下肢、左侧或右侧，也不限于某个部位，可以是胫前、足背或肱动脉等。也不限于单个部位的测量，可用于同段动脉两个部位的测量，根据两个部位测量指标的变化可用于狭窄的定位及反映狭窄的节段。

上述方法不限于单个指标的应用，可进行两个指标的组合如UTPCC&WDPCC和/或UTPCC75&WDPCC75，可以更加优化地评估所测动脉的开放情况。

UTPCC、WDPCC、UTPCC75和WDPCC75与动脉开放程度(例如，CT血管造影的检测评估结果：0，无狭窄或狭窄度<25％；1，狭窄度25％～50％；2，狭窄度50％～75％；3，狭窄度75％以上)的线性方程为：

UTPCC: Y＝0.176X-2.572

WDPCC: Y＝0.130X-4.171

UTPCC75: Y＝0.192X-2.915

WDPCC75: Y＝0.117X-3.619

当Y<1.5时，动脉血管狭窄度小于50％即开放程度大于50％，当Y的整数部分为0时，动脉血管的狭窄度不超过25％即开放程度不小于75％。

本发明中，提出的利用波形中波脚到波峰上升支时间占整个心动周期时间比(UTPCC)和波振幅中部的波宽时间占整个心动周期时间比(WDPCC)来评估外周动脉开放程度，与既往文献或专利涉及到的波形中波脚到波峰上升支时间和波振幅中部的波宽时间相比，与踝臂指数更密切，以及与外周动脉的狭窄程度更为密切。

另一方面，通过与下肢CTA比较，计算出波形中波脚到波峰上升支时间占整个心动周期时间比(UTPCC)和波振幅中部的波宽时间占整个心动周期时间比(WDPCC)，来筛选或评估血管开放程度<50％的情况。当UTPCC大于21.7％或WDPCC大于44.2％时，血管开放程度小于50％。校正到75次心率时，当 UTPCC75大于23.0％或WDPCC75大于44.6％时，血管开放程度小于50％。

本方法采用UTPCC、WDPCC及校正为心率75次的UTPCC75和WDPCC75等指标，特别是UTPCC，以下肢CTA为金标准，绘制受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve,ROC，结果显示，其对下肢外周动脉开放程度的评估精确性优于ABI(曲线下面积AUC：92％比82％)。

值得特别注意的是，本发明强调的两个时间指标是波脚到波峰上升支时间或波振幅中部的波宽时间占整个心动周期时间比，单位是百分比；这区别于以往文献或专利涉及到的，采用WD和CT这两个时间单位指标。在既往研究中，上述两个时间单位指标与踝臂指数也存在相关关系，但相关性较弱，因而一直未被优先地在临床上应用。

附图说明

图1为实施例1中，用充气容积描记法获得的下肢动脉清晰脉搏波形。

其中，A和B分别为两个不同类型的脉搏波形，CT为起始的波脚到波峰上升支时间，WD为波振幅中部的波宽时间(即达到一半波峰高度之间的时间)。

图2为实施例1中，以下肢CTA评估的下肢动脉狭窄(狭窄程度在50％及以上)为金标准，绘制评估上述指标ABI(图2A)、UTPCC(图2B)、WDPCC(图2C)、UTPCC75(图2D)及WDPCC75(图2E)的评估精确性的受试者工作特征ROC曲线，其中纵轴为灵敏度，横轴为特异性。

图3为实施例2中，在4055名人群中，校正年龄、性别、体重指数、吸烟、饮酒、高血压、糖尿病及总胆固醇等因素后，UTPCC的分布所对应的整体死亡风险比。

具体实施方式

实施例1

用充气容积描记法获得清晰的肱动脉脉搏波形，准确地显示各个峰谷的起始部位，记录整个心动周期的时间，并准确显示各个峰谷的起始部位，自动取得波脚到波峰上升支时间CT和波振幅中部的波宽时间WD，并自动算出上述时间占整个心动周期的时间百分比(UTPCC及WDPCC)。如图1所示，A和B分别为两个不同类型的脉搏波形。可以从上肢或下肢任一个采集脉搏波形，结果相同。

除了充气容积描记法，还可以采用压力描记法(包括表面张力法)及血流描记法，检测位置还可以是胫前动脉或足背动脉等，UTPCC及WDPCC的检测结果相同。

在4055例人群样本中，UTPCC及WDPCC与基础心率(实际心率)呈线性关系，分别为UTPCC(％)＝0.17*心率+4.05，WDPCC(％)＝0.04*心率+34.8。心率＝X下的UTPCC X和WDPCC X的校正方法为：UTPCC X(％)＝UTPCC(％)+0.17*(X-基础心率)，和WDPCC X(％)＝WDPCC(％)+0.04*(X-基础心率)。

随机抽取28名受试者，用上述方法分别检测其UTPCC及WDPCC，将心率校正为75次，计算UTPCC75及WDPCC75并同时进行CTA检测外周动脉开放程度，结果如下：

*血管开放程度采用CTA(CT血管造影法)：0，无狭窄或狭窄度<25％，即开放度>75％；1，狭窄度25％～50％小于；2，狭窄度50％～75％；3，狭窄度≥75％以上，即开放度≤25％。

UTPCC、WDPCC、UTPCC75和WDPCC75与动脉开放程度的线性方程为:

UTPCC: Y1＝0.176X-2.572

WDPCC: Y2＝0.130X-4.171

UTPCC75: Y3＝0.192X-2.915

WDPCC75: Y4＝0.117X-3.619

X分别为UTPCC、WDPCC、UTPCC75和WDPCC75的百分数值(百分号前的数值)，即UTPCC、WDPCC、UTPCC75和WDPCC75乘以100。

Y1～Y4分别为动脉开放程度，当Y1～Y4均超过1.5，表示其外周动脉开放程度小于50％，即狭窄程度大于50％。

进一步，绘制受试者工作特征ROC曲线,评价上述指标对下肢开放程度的评估精确性，ABI(如图2A)、UTPCC(如图2B)、WDPCC(如图2C)、UTPCC75(如图2D)和WDPCC75(如图2E)的曲线下面积分别为82％、92％、75％、80％和71％。

实施例2

选择10名受试者，按实施例1的方法测量UTPCC及WDPCC，计算UTPCC75及WDPCC75，并进行CTA检测，验证上述公式对动脉开放程度的判断符合率。

Y1：由UTPCC推导出的阻塞值；Y2：由WDPCC推导出的阻塞值；

Y3：由UTPCC75推导出的阻塞值；Y4：由WDPCC75推导出的阻塞值。

^*CTA血管开放程度：0，无狭窄或狭窄度<25％；1，狭窄度25％-50％；2，狭窄度50％-75％；3,狭窄度75％以上。

拟合曲线和线性方程所计算的Y1～Y4值大于1.5即为阻塞(狭窄在50％以上)，上述4指标判断符合率均为100％。

实施例3

以UTPCC为例，在4055名人群中，验证UTPCC与死亡终点的关系，结果如图3A和图3B所示，其中实线为实际测试风险，两个虚线为可信区间。校正年龄、性别、体重指数、吸烟、饮酒、高血压、糖尿病及总胆固醇等因素后，UTPCC每增加一个标准差，总死亡风险(图3A)和心血管死亡风险(图3B)分别显著增加23％和27％。以21.7％为阈值，校正上述因素后，当UTPCC>21.7％时，总死亡和心血管死亡风险分别显著增加了98％和129％。

Claims

1.一种评估外周动脉开放程度的方法，其特征在于，步骤包括获得四肢动脉的脉搏波波形，测定以下脉搏波传递函数的指数值中的一种：

(1)波脚到波峰上升支时间占整个心动周期时间比，UTPCC；

(2)波振幅中部的波宽时间占整个心动周期时间比，WDPCC；

根据上述指数值判断动脉血管的开放程度。

2.根据权利要求1所述评估外周动脉开放程度的方法，其特征在于，所述的获得脉搏波形的方法为充气或光电容积描记法、压力描记法或血流描记法。

3.根据权利要求1所述评估外周动脉开放程度的方法，其特征在于，所述的四肢动脉为左侧或右侧的上肢或下肢。

4.根据权利要求1所述评估外周动脉开放程度的方法，其特征在于，所述四肢动脉测量位置包括单个部位，还包括同段动脉两个部位的测量；根据两个部位测量指标的变化，用于狭窄部位的定位及反映狭窄的节段。

5.根据权利要求1所述评估外周动脉开放程度的方法，其特征在于，所述心率＝X下的UTPCC X和WDPCC X的计算方法为：UTPCC X(％)＝UTPCC(％)+0.17*(X-基础心率)，和WDPCC X(％)＝WDPCC(％)+0.04*(X-基础心率)。

6.根据权利要求1所述评估外周动脉开放程度的方法，其特征在于，当UTPCC大于21.7％，或WDPCC大于44.2％时，动脉血管开放程度小于50％。

7.根据权利要求1所述评估外周动脉开放程度的方法，其特征在于，当UTPCC75大于23.0％或WDPCC75大于44.6％时，动脉血管开放程度小于50％。

8.根据权利要求1或5所述评估外周动脉开放程度的方法，其特征在于，UTPCC、WDPCC、心率矫正到75次时波脚到波峰上升支时间占整个心动周期时间比UTPCC75和心率矫正到75次时波振幅中部的波宽时间占整个心动周期时间比WDPCC75与动脉开放程度的线性方程为：

UTPCC：Y1＝0.176X1-2.572，

WDPCC：Y2＝0.130X2-4.171，

UTPCC75：Y3＝0.192X3-2.915，

WDPCC75：Y4＝0.117X4-3.619；

其中，X1～X4分别为UTPCC、WDPCC、UTPCC75和WDPCC75的百分数的数值；Y1～Y4分别为动脉开放程度，当Y1、Y2、Y3、和Y4均大于1.5时，动脉血管狭窄度大于50％，开放程度小于50％。