【圆桌会议共识】如何评价微循环（二）

Daniel De Backer¹, Steven Hollenberg², Christiaan Boerma³,⁴, Peter Goedhart⁴,

Gustavo Buchele¹, Gustavo Ospina-Tascon¹, Iwan Dobbe⁴ and Can Ince⁴

¹ 比利时布鲁塞尔B-1070de Lennik路808号布鲁塞尔大学（ULB）伊拉斯谟斯大学医院重症医学科

² 美国新泽西州卡姆登市One Cooper Plazza库珀大学医院心脏与重症医学科

³ 荷兰吕伐登8901BR吕伐登医学中心重症医学科

⁴ 荷兰阿姆斯特丹1105AZ Meibergdreef 9阿姆斯特丹大学医学教育中心临床生理学部

通讯作者：Daniel De Backer, [e-mail]

文章接受于2007-5-9；修改要求发出于2007-7-3；修改后文章接受于2007-8-6；接收于2007-9-10；发表于2007-9-10 重症医学2007 :R101（doi:1 0.1186/cc6118）

本文可从以下网址获取: http:///content/11/5/R1 01 © 2007 De Backer et al.; licensee BioMed Central Ltd.

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结 论 与 方 法

关于图像获取的共识

关于图像获取的五点共识见表2。

特定器官检测部位的数量

考虑到微循环的异质性[3,5]，需取多次测定后的平均值。理想状态下应检测5个部位，但某些图像的质量不如最初测得的质量，应被舍弃。相应地，我们认为每个患者需至少测定三个有效部位，如果可以则取五个，并对每个图像进行分析。

恰当地放大倍数

有人提出增大光学放大倍数能够增强某些结构的视觉效果（如白细胞）。但提高精度的同时会使视野面积变小，考虑到微循环的异质性，这是很有问题的。并且放大图像还会放大移动伪影。相应地，我们推荐在使用OPS与SDF设备时使用5X放大物镜观察人舌下微循环。观察更小的动物则应用10X物镜。

避免压力影响

毛细血管与静脉是可以塌陷的，因而这些血管对施加于相应器官的压力可能是敏感的。因为所观察的微循环就在探头下方，施加在该区域过多的压力可能使微循环血管塌陷，使得微循环的测定结果不能反应真实的情况。这会导致降低大静脉（>30um）血流，变为缓慢流动、不流动或间歇流动，甚至有反流。值得注意的时，舌头上的压力也会导致压力伪影（例如调查者尝试使用手指稳定舌头）或舌头的肌肉收缩也会影响图像。有趣的是，所有作者都报告无论微小血管变化程度多大，静脉灌注都是存在的[3,8]。因而观察到大静脉血流发生改变则提示有压力影响。为了避免施加多余压力，我们推荐观察时将显微镜轻退，直到不再接触所测区域，然后缓慢推进探针直到再次接触。以上总结可见Trzeciak及其同事发表的操作建议[5]。

最低技术要求

数项技术要求可保证图像获取与进一步分析的质量。视频图像通常采用独立显卡实时获取，未压缩储存为DV-AVI文件，从而允许电脑进行帧-帧图像分析与教学示范。我们推荐视频时间限制在20秒以内，因为更长时间会更难获得清晰稳定的图像。进一步分析需分解长视频，尤其当使用软件进行分析时。20秒时长已经非常大了（100MB），应该准备足够的储存空间。为了强化图像聚焦，应当使用大型外接监视器而非电脑的LCD屏。如有需要也应录制图像（以及后期处理），而高质量数字图像与恰当的视频标签是必需的。避免使用MPEG压制录制VHS视频或DVD录制，因为会损失分辨率。

关于图像分析的共识

图像分析需注意以下几点：

一、因为器官灌注主要依靠毛细血管，因此需要从静脉中识别出毛细血管。

二、测量灌注情况。灌注血管密度对灌注量影响很大，因而是影响灌注最重要指标。

三、确定灌注异质性也十分重要，这对于识别组织中的毛细血管是重要的[16,18]。

测定血流速度是否有用尚不明确。对于组织氧供时，均匀灌注比血液流速更为重要，因为细胞能够调节不同流速下的氧释放量。相应地，均匀而缓慢的血流比不均匀血流更好耐受，即使此时总血流量更低[19]。高血流速度的结果也并不明确。理论上来看，高血流速度可能会诱发对毛细血管壁的剪应力损伤，促进进一步的微血管损害，影响氧供。但以上推测的现象并示在临床有所证实。基于此我们没有将高流速状态纳入评分系统。

选择血管直径

区分静脉与毛细血管并不容易，通常通过直径20um作为界值来区分。但是血管直径可以受许多因素影响，所以这一界值会是波动的。对大血管进行分析除了质控作用确认没有受到压力影响外没有太大意义。对于较大的静脉，能够观察到其中白细胞翻滚与黏连，但也需要更高放大倍数和不同的分析方法。

象限

当用肉眼分析图像时，必须将屏幕分为数个象限（或采用等距线）。人眼计数整个屏幕的血管数时易受干扰因而非常困难。而微循环的改变又具有异质性，所以掌握图像全景也非常重要。为了综合测定灌注数据，我们推荐使用MFI、PVD与PPV。图像将被分成四个象限，测定每一象限中的MFI而获得流动性指数。屏幕上各有三条水平线和竖直线，通过测定交叉这六条标线的血管灌注来测定PVD与PPV。这种综合性分析（如MFI+PPV+PVD）能够提供具有代表性的血管的灌注情况与异质性，避免过度简单化（附件1-4）。在能够采取软件分析时，划分象限或标线是不必要的。

待测变量FCD

FCD，等同于PVD，计算式为交叉标线的灌注血管数除以标线总长度（De Backer及其同事的计算式[3]）或灌注血管总长度除以总面积（软件计算）[20]。

灌注血管数定义为总血管数-（无流动血管数+间歇性血流血管数），该式适用于各种血管计数。但在血管直径测不准或血管环绕而重复计数时则会出现错误。计算应基于未处理过的原始图像进行。软件能够稳定图像，但这个操作会缩小图像尺寸（图3），标线总长度也将受到影响。

为了计算标线总长，我们需要知道屏幕所呈现的图像的确切大小。美国国家电视系统委员会（NTSC）标准与相位交替行（PAL）制式、SECAM标准的显示格式不同，这可能会影响屏幕显示的图像（DV-PAL720x576像素，DV-NTSC720x480像素）。使用全球通用评分系统时应当考虑不同地区所用的不同显像标准可能造成的差异。SDF成像对0.94 mm x 0.75 mm视野进行5倍放大。OPS与SDF之间的放大倍数的细小差异可以用来解释图像大小上的细小差异。PAL/SECAM标准下OPS系统成像大小为1.54 mm x 1.15 mm，NTSC 标准下为1.54 mm x 0.96 mm；而PAL/SECAM标准下SDF系统大小为0.98 x 0.73 mm，NTSC 标准下0.98 mm x 0.60 mm。需要注意的是，两个系统的图像的长与宽在聚焦时会有轻微变化，因为聚焦时镜头会向组织移动或远离组织，这个过程会改变放大倍数。通常这个改变非常有限，但在全幅聚焦（0-1mm景深[1]）时可以大到10%。

（软件的图像稳定功能将改变图像大小。出现移动后，软件能够借助易于辨认的结构重新进行居中定位。但是图像边缘部分，即在连续图像上不可见的部分，将被丢失，因而最终的图像尺寸比原始尺寸小。原始图像大小用浅灰色方形代表，最终图像大小用浅蓝色方向代表。）

测量参数：血流指数

我们假设最理想的软件能自动识别待测范围内所有血管并测定其直径与流速。但目前尚无这种软件。推荐使用半定量分析，已被证明该分析能够区分健康与疾病状态[3,5,8]。

我们认为应当测定以上描述的三种指数（PVD、PPV、MFI）来评估微循环功能性灌注的情况。PPV无法区分正常血流与流速缓慢或过快的血流，但可能提供图像里流速的异质性。PVD则可精确反映FCD。

MFI分不仅可以区分有无灌注，还能够细化到区分不同类型的连续灌注（缓慢、正常、过速）。当血流均匀时，MFI可提供更多的信息。但本方法无法测得功能毛细血管密度FCD。所以在异质情况下应使用PPV，MFI适用于均质性血流，因为引入了缓慢流动与持续流动。

测量参数：异质性指数

微循环在许多疾病状态下是具有异质性的，基于这一原因我们建议对多区域测量值取均值。异质性可以被量化。最初我们采用变异系数[3]，但最近Trzeciak及其同事[5]提出了异质性指数这一概念，它由对一次舌下检测的3-5个部位进行MFI象限评估后最大值与最小值的差什除以平均值。异质性指数的优势在于将偏差极限纳入考虑，而变异系数仅是所有偏差值之和除以均数。从病理生理学角度来看，异质性是分流分数的重要决定因素，常见于分布性休克。因此考虑偏差极限是更具代表性的。

微循环分析报告中应当包含什么？

应对小血管与所有血管进行分析（表3）。PVD、PPV、MFI可以反映微循环图像的功能性灌注情况，应包含在报告中。异质性指数对于描述微循环区域间的灌注差异十分必要，也应纳入报告内容。

评分解读

解读这些参数的意义有时是有难度的，尤其是干预措施下不同指数结果不一致时。

组织灌注依赖于FCD（即PVD）与血液流动（即MFI）。如上所述，衡量组织灌注情况血管密度比血流速度更重要，因氧气释放可补偿低血流速。分流分数是一种氧气释放能力的重要决定因素，可以通过PPV与HI反映测定区域的血流速度异质性和异质性指数反映不同区域的血流速度异质性来评估。

软件

目前已经开发出多个软件包能够进行FCD计算或血流测定。CapImage软件（德国海德堡DrZeintl软件工程公司）开发用于活体显微镜[23]，但也可用于OPS分析与SDF成像[24,25]。该软件仅测定血管直行节段的血流。CapiScope软件（英国霍尼顿KK技术公司）可用于OPS分析，能够较为可靠地测定单根血管血流。以上两种软件包需用于成像稳定、无移动伪影的图像分析，因为二者无图像稳定功能。近期荷兰阿姆斯特丹MicroVision Medical公司开发了MAS分析系统，它含有图像稳定处理功能，能够计算FCD，测定单根血管的血流量。然而以上软件包仍需要大量人力辨认待测血管。并且对于多根血管无法自动进行流量计算，故而无法获得血流分布直方图。测定毛细血管的血流量尤为困难，但这是测量的重点所在。血流量可由交叉区域面积（基于血管直径测量值）乘以血流速度计算得到。当直径测量不准时血流量计算误差特别大，因为面积计算中直径需平方（nD2/4）。小血管的直径测定较为困难，使得测量的相对误差很大。另外，血管因其中的红细胞而显像，血管壁则不显像。在多数血管中，多个红细胞会彼此紧靠着流动，使得测定血管直径较为容易。但在小血管中红细胞间有血浆间隔，使得测量更为复杂。软件具有平均帧功能、成像质量更佳会提高测量精度。

可以预测未来FCD的测量将会自动化。尽管FCD可被自动测定，但最理想的情况还是需要人力检查血管有无灌注来保证测量的有效性。肉眼能够轻易分辨红细胞间有血浆间隔的血管，但软件不行，这将是短期内软件的局限性所在。

血管分类界值为20um。血管直径与血流量的直方图能够提供均值数据，也能够显示测量值的变异情况。血流量的测定要求至少连续三帧间的移动（单独的红细胞或白细胞）可见。电脑测得的最大流速受视频帧频（NTSC30帧/秒，PAL/SECAM25帧/秒）和血管测定部分的长度限制。帧频更大的相机能够克服这一限制。这非常重要，因为使用现有的常规相机无法计算流速最快的血管流速[26]。

软件包具有稳定处理功能会提高图像可读性与计算机分析能力。但是使用六标线方法半定量测定FCD具有问题（见上），某些信息会因此丢失且与分析方法无关。出现移动时连续图像会存在不可见的图像周边部分，稳定处理能够去掉这一部分（图3）。因此最终图像比原始图像稍小，但软件会将其调整至原始大小，改变了放大倍数。较为理想的是软件能够提供原始图像缩小的百分比，但目前暂未实现。

微血管网的特殊点

以上所有方法均用于舌下区域，这里的血管走向较为随机。因此相机方向及标线方向将不会影响FCD的计算。而其他结构的血管则可能更适合其他分析方法。当血管平行走向时，应采用垂直于血管走向的标线。对于微绒毛和隐窝，可能会被计数为一个灌注单位[7,15,27]。

     结 论  

关键信息：

1、半定量评分是一种可靠的微循环分析方法。

2、评分系统应该包括对灌注毛细血管密度的测定和异质性评估。应测定PVD、PPV、MFI。应计算异质性指数。

3、图像获取应当包括有三个持续时间20秒以上的高质量图像。静脉无显影提示有压力影响。

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