腦血管疾病是嚴重威脅人類健康的三大疾病之一該

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1、腦循環(huán)功能檢測技術(shù)近三十年進展龔劍秋李麗丁光宏*復(fù)旦大學力學與工程科學系(上海200433)【摘要】腦循環(huán)功能的異常改變往往早于形態(tài)學和影像學改變，這對于腦血管的早期檢測以及治療過程中療效的評價有顯著意義。國內(nèi)外腦循環(huán)功能檢測技術(shù)的發(fā)展已有30年左右的歷史，本文綜述了腦循環(huán)動力學參數(shù)的生理背景及腦循環(huán)功能檢測技術(shù)近年來的發(fā)展?！娟P(guān)鍵詞】動力學參數(shù)；腦血管疾??；腦循環(huán)功能；血液動力學ThirtyYearsAdvancesintheDetectionMethodofCerebralCirculationFunctionGongJianqiuLi

2、LiDingGuanghong*DepartmentofMechanicsandEngineeringScience,FudanUniversity(Shanghai200433)【Abstract】Thefunctionofcerebralcirculationhavealwayschangedalotbeforethemorphologicchangesofcerebrovasculardiseasesoccur,itisveryimportantfortheearlydetectionandcurativeeffectevaluati

3、onofcerebrovasculardiseases.Thedetectionmethodsofcerebralcirculationfunctionhavebeenstudiedforthirtyyears,Thisarticlereviewstheadvancesinthisfield.【KeyWords】Dynamicindex;Cerebrovasculardisease;Cerebralcirculationfunction;Hemodynamics1生理背景腦血管疾?。ㄈ纾鹤渲校X出血等）是嚴重危害人類健康的三大疾病之一，其發(fā)

4、病前沒有明顯征兆，但發(fā)病所導致的死亡率和致殘率極高?，F(xiàn)代醫(yī)學研究發(fā)現(xiàn)，卒中的有效治療時間窗僅為6小時或更短[1]，即在發(fā)病后6小時內(nèi)如果無法有效打通栓塞或制止、清除出血，病人的腦損傷將無法挽救，但據(jù)測算目前從發(fā)病到完成手術(shù)融栓或清血治療一般需要20小時。因此腦血管疾病的早期或超早期診斷和預(yù)防技術(shù)是降低腦血管疾病的發(fā)病率和死亡率的關(guān)鍵。七十年代隨著計算機技術(shù)及相關(guān)科技的迅速發(fā)展，人類發(fā)明了許多先進的醫(yī)療檢測手段，如X光計算機斷層掃描（X-CT），核磁共振成像（MRI），數(shù)字減影血管造影（DSA）和正電子湮沒成像（PET）等。這些高新醫(yī)療儀器在

5、臨床上的推廣應(yīng)用，為明確腦血管病的診斷作出了劃時代的貢獻。然而，由于這些先進設(shè)備主要用于觀察腦組織及腦血管的形態(tài)學與影像學的變化，用于疾病發(fā)生以后的病情定性與定位上，因此這些高新設(shè)備的推廣和使用并沒有使我國的腦血管疾病的發(fā)病率和死亡率有所降低。WHO（世界衛(wèi)生組織）曾指出：血管壁彈性、血流動力學狀態(tài)和血液成分及流變學特性是中風發(fā)病的三大主要因素。大量動物與臨床實驗研究表明[2-5]，腦卒中的發(fā)生與發(fā)展與腦循環(huán)動力學參數(shù)（如血管壁彈性，小血管阻力，血流量，血管調(diào)節(jié)功能等）的異常變化有著密切關(guān)系。因此，檢測腦循環(huán)動力學參數(shù)無論是對于腦血管疾病的

6、早期診斷、腦血管疾病治療措施和療效的客觀評價，還是對于腦循環(huán)的生理、病理學研究都有十分重要的意義。通訊作者：龔劍秋ghding@fudan.edu.cn2國內(nèi)外研究進展由于腦血管大多被堅硬的顱骨所包埋，其幾何形態(tài)及動力學狀態(tài)比較復(fù)雜，觀察與檢測其動力學參數(shù)遇到許多困難。所以，盡管早在1912年Kramer[6]就應(yīng)用水力學模擬方法來研究腦Willis環(huán)動脈內(nèi)的血液流動現(xiàn)象，但縱觀腦循環(huán)動力學的發(fā)展歷史，其研究進展緩慢。繼Kramer之后，水力學模擬及電模擬成為研究腦Willis環(huán)血液流動的主要方法。60年代中期，Clark等利用計算機技術(shù)建

7、立了腦Willis環(huán)動脈網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學仿真模型[7-10]。以后的30多年里，數(shù)學模型不斷完善，也不斷復(fù)雜。流動由定常發(fā)展到不定常，血管壁特性由線彈性到粘彈非線性。這些工作對了解Willis環(huán)內(nèi)血液運動規(guī)律起了很大作用。然而由于這些分布參數(shù)模型過于復(fù)雜，計算工作量大。更重要的是無法利用這些模型來分析與檢測腦血管床的動力學特性（如阻力、彈性及調(diào)節(jié)功能等），也很難通過這些模型來分析腦血管疾病與動力學參數(shù)變化的規(guī)律。因此，這些動力學模型對臨床應(yīng)用的幫助不大。鑒于此，1979年日本吉村正藏等建立了一個模擬單側(cè)頸動脈系統(tǒng)的6單元集中參數(shù)模型，并應(yīng)用最小二

8、乘擬合法求出了模型參數(shù)[11]。日本林電器公司據(jù)此研制了QFM-2000腦血管定量分析儀。但是這種方法對原始測量數(shù)據(jù)（流速，流量，壓力等）的微小誤差比較敏感，臨床上經(jīng)常發(fā)生不同操