卫雪敏,高成金
上海交通大学医学院附属新华医院急诊科,上海 200092
急性缺血性脑卒中(acute ischemic stroke,AIS)是急性脑卒中最常见的类型,以高致残率、高致死率为特征,早诊断、早治疗是急性脑卒中诊治的关键。Alberta 卒中项目早期CT 评分(Alberta stroke program early CT score,ASPECT 评分)是一个总分为10 分的评分系统,最初用于评价头颅非增强CT(noncontrast CT,NCCT)影像,目前已广泛应用于多模式影像中。在AIS 患者接受治疗前,完善CT 或MRI 等神经影像学检查可以初步明确病变性质,而ASPECT 评分可用于量化评估患者脑组织早期缺血性改变(early ischemic change,EIC)的损伤程度,为医师进行医疗决策提供依据,以及预测患者预后。因此,本文基于最新的研究报道对ASPECT 评分在AIS中的临床应用和研究现状作一综述。
EIC 定义为NCCT 上的脑实质的低密度灶或局部肿胀区域。欧洲急性卒中合作研究-1 (European Cooperative Acute Stroke Study-1,ECASS-1)最早提出“1/3 法则”[1],即EIC 小于1/3 大脑中动脉供血区域的患者接受静脉内溶栓(intravenous thrombolysis,IVT)治疗的预后较好。但后续研究[2]发现“1/3 法则”无法量化病灶体积,可靠性欠佳。为准确、简单 地 评 价EIC,BARBER 等[3]在2000 年 提 出 了ASPECT 评分方法。ASPECT 评分方法如下:将大脑中动脉(middle cerebral artery,MCA)的供血区分为10 个区域,即M1~M6,以及豆状核、尾状核、内囊和岛叶;每个区域各记为1 分,共计10 分,有1 个存在EIC 的区域即减去1 分;若ASPECT 评分为10 分代表无EIC,而0 分则提示脑组织存在广泛缺血灶。
ASPECT 评分的提出主要针对前循环EIC 的评估。2008 年PUETZ 等[4]提出后循环Alberta 卒中项目早期CT 评分(the posterior circulation Alberta stroke program early CT score,pc-ASPECT 评分)用于评估后循环EIC。pc-ASPECT 的评分方法:将后循环分为8个区域,总分为10分;EIC存在于左/右侧丘脑、左/右侧小脑半球或左/右侧大脑后动脉供血区减1 分,EIC 存在于中脑或桥脑区域减2 分;满分10 分代表无EIC。在进行评分时,EIC 应该在图像2 个层面可见,以确保是真实存在的病变而不是因部分容积效应导致的假阳性结果。患者头部倾斜、运动伪影和骨伪影是导致ASPECT 评分假阳性评分的3 个最常见原因。
AIS 患者进行急诊溶栓或取栓治疗存在时间窗限制,使用ASPECT评分可以简单且快速地识别接受取栓或溶栓治疗的获益人群。许多研究[5-8]发现,ASPECT 评分分值越高的AIS 患者,治疗后实现血管完全再通及预后良好的概率更高。
5 个大型多中心研究(MR CLEAN、EXTENDIA、SWIFT PRIME、REVASCAT 和ESCAPE)表明,与单独接受IVT相比,机械性取栓可以在一定程度上改善大血管闭塞(large vessel occlusion,LVO)所致的预后结局,从而使动脉血管内介入联合IVT成为急性前循环LVO的一线治疗方法[9]。
对 上 述5 项 取 栓 研 究 的meta 分 析[10]发 现,ASPECT 评分>5 分的患者对取栓治疗有明显的获益。研究比较分析了ASPECT 评分0~5 分、6~8 分、9~10分3 组的预后,发现评分为6~8 分和9~10 分的2 组患者的预后较好。另一项纳入224名LVO型脑梗死患者的研究发现,ASPECT评分≥6分的患者接受机械性取栓治疗后的预后优于ASPECT评分<6分的患者[11]。
病灶EIC 区域的大小是影响患者接受血管再通治疗的独立预后因素。弥散加权成像(diffusionweighted imaging,DWI)比NCCT 在发现急性缺血性病灶方面更为敏感、准确。DWI-ASPECT 评分的一致性优于NCCT-ASPECT 评分, 而且DWIASPECT评分在预测90 d的功能预后方面优于NCCTASPECT 评分[12]。一项回顾性研究[13]对6 h 内接受取栓治疗的171 位前循环脑梗死患者进行DWIASPECT评分,并据此分为高分组(7~10分)与低分组(4~6 分),结果发现在患者颅内出血发生率及死亡率方面,高分组与低分组之间没有明显差异,提示DWI-ASPECT 评分≥4 分的患者接受取栓治疗的并发症发生率无明显差异。
对于治疗大面积AIS 患者,2019 年美国心脏协会/美国卒中协会的急性卒中早期管理指南[14]中关于采用机械取栓的推荐强度较弱,但也有人认为大面积AIS患者可以从机械取栓治疗中获益。2021年的一项回顾性研究[15]发现,对ASPECT 评分≤5分且侧支循环状态良好的患者进行血管内治疗实现完全再通,可以达到良好的临床预后。SONG 等[9]利用DWIASPECT 评分评估了AIS 患者进行血管内治疗的安全性,发现即使患者由于大血管闭塞导致DWI 中病灶较大,即DWI-ASPECT评分≤5分,但如果在6 h内或6 h 后实现血管完全再通,也依然可获得良好的临床效果。但该研究的病例数较少,入组患者仅19人。
BARBER 等[3]的早期研究将ASPECT 评分用于预测接受IVT治疗后患者的功能预后和症状性颅内出血情况,其截断值为7 分,发现ASPECT 评分越高,患者越受益于IVT 治疗[16]。但仍有一些研究[9]结果表明,DWI-ASPECT 评分<7 分仍可以从血管内治疗中获益。一项血管内治疗的前瞻性临床注册数据分析[17],共纳入了210 名AIS 患者,DWI-ASPECT 评分的中位数为7 分。研究发现DWI-ASPECT 评分=5分是预测良好结局的最佳阈值。在包括混杂变量的多变量分析中,DWI-ASPECT 评分≥5 分的患者受益于血管内治疗的调整后优势比为5.06(95%CI1.86~13.77,P=0.002)。
近年的研究[18]发现,将美国国立卫生研究院卒中量表(National Institute of Health Stroke Scale,NIHSS)评分与ASPECT 评分结合可以用于评估患者进行IVT 治疗的安全性,并且预测预后情况。2021 年的一项前瞻性观察性研究[19]共纳入了208 位在发病4.5 h 内行影像学检查的AIS 患者,将其分为NIHSS-ASPECT 评分不匹配组和匹配组,在NIHSSASPECT 评分不匹配组(NIHSS≥8 分,ASPECTS≥8分)的患者中,IVT 治疗的临床功能预后较好,且颅内出血、死亡率或其他不良预后的风险较低。另一 项 纳 入104 位 患 者 的 研 究[20]发 现,NIHSSASPECT 评 分 不 匹 配(NIHSS≥8 分,ASPECTS≥9分) 的患者可明显受益于溶栓治疗。NIHSSASPECT 评分不匹配有望成为指导AIS 治疗决策的一个简单易得的指标。
有作者通过对脑卒中患者脑半暗带的研究[21]发现,ASPECT 评分>7 分的临床预后较好(RR=3.3,95%CI1.6~6.8),评分≤4 分的患者往往预后不佳。在LVO型的AIS患者中,机械性取栓治疗可成功实现再灌注,但只有约一半的患者有良好的临床结果,ASPECT 评分与患者预后情况之间呈近线性反相关关系[22]。
为明确LVO 型AIS 患者行再灌注治疗发生不良预后的截断值,YOSHIMOTO 等[23]进行相关研究,收集2014 年3 月—2017 年12 月美国国家脑和心血管中心卒中登记处的LVO 型急性脑梗死患者,共纳入198 位患者,对所有患者进行DWI-ASPECT 评分,中位DWI-ASPECT 评分为7 (四分位间距:5~9)分。受试者操作特征曲线(ROC 曲线)分析发现,发生不良预后的DWI-ASPECT 评分阈值为4 分(AUC=0.78,P<0.01;敏感度为71%,特异度为75%)。
目前关于前循环预后的相关研究远多于后循环,由于后循环的运动及感觉通路和核团分布比幕上半球更密集,所以AIS病灶的位置相对于病灶体积可能对患者神经功能的影响更为重要。因此,利用ASPECT评分评估EIC 是预测后循环AIS 患者神经功能预后的理想方法。
LIN 等[24]研究共纳入125 例发病36 h 内的首次发生后循环AIS 患者,得到pc-ASPECT 评分预测患者预后的最佳截断值为7 分,在ROC 曲线分析中,pc-ASPECT评分在预测轻症后循环AIS患者的功能预后方面比NIHSS评分更具有可靠性。
对前循环AIS 患者进行再灌注治疗的时间越早,患者的临床预后越好,而在后循环AIS中主要时间指标的影响仍是未知的。GUILLAUME 等[25]研究发现,在基线时用DWI 评估的患者中,若DWI-pc-ASPECT评分<8分,患者的预后与成像到再灌注的时间长短之间存在显著的负相关,提示这些患者在成像后应进行快速血管内再灌注。
ASPECT评分除了用于CT和DWI影像,也用于颅脑CT 灌注成像(CT perfusion,CTP)和CT 血管造影(CT angiography,CTA)影像。这些影像结合ASPECT评分形成了多模式影像学ASPECT评分,包括脑血容量(cercbral blood volume,CBV)-ASPECT评分、脑血流(cerebral blood flow,CBF)-ASPECT 评分、CTA 源图像(CTA source image,CTA-SI)-ASPECT 评分,为前循环AIS 患者制定医疗决策和预测预后提供依据。一项有关血管内治疗的研究[26]发现,CTP-ASPECT评分与临床不良预后呈负相关,AIS 患者进行治疗前的CTP-ASPECT评分越高,其临床结局越佳。
CTP-ASPECT 评分是预测AIS 患者缺血性病灶核心体积的常用方法,CTA-SI-ASPECT 评分也可以提供更多的信息来确定缺血的程度。VOLETI 等[27]对于延迟时间窗口中CTP-ASPECT 评分和CTA-SIASPECT评分与CTP定义的缺血性病灶核心体积之间的相关性进行了研究,试验共纳入52 例在治疗延迟时间窗口的患者,并进行了NCCT、CTA和CTP的基线影像学检查。NCCT-ASPECT 评分中位数为7 分,CTA-SI-ASPECT评分中位数为5分,CTP缺血核心体积中位数为14.5 mL。NCCT-ASPECT 评分和CTA-SIASPECT评分与CTP缺血性病灶核心体积之间均存在中度相关(RNCCT=-0.55,RCTA-SI=-0.50);预测CTP 缺血核心体积>70 mL 的最佳NCCT-ASPECT 评分的临界值为6 分(灵敏度为84%,特异度为57%),最佳CTA-SI-ASPECT 评分的临界值为5 分(敏感度为76%,特异度为71%)。但是在没有CTP 影像的情况下,是否可以使用NCCT和CTA影像预测AIS患者缺血性病灶核心体积,还需要进一步的研究。
临床医师及时有效地筛选适合急诊溶栓或取栓的病例具有重要的临床意义,可显著改善患者的预后。因此,自动化脑卒中影像评分有很大的发展前景。近年来随着人工智能(AI)技术的发展,文献报道中出现了许多基于机器学习的自动ASPECT 评分方法[18,28-33]。
一项研究[34]利用前瞻性数据库中的430例病例,验证syngo.via Frontier ASPECTS prototype software(西门子自动化ASPECT 评分软件)的有效性,结果发现自动化ASPECT 评分的组内相关系数(intraclass correlation coefficient,ICC)为0.76,灵敏度为66%,特异度为92%。将自动化ASPECT评分与参考标准进行比较,其ICC 为0.526;将观察者的ASPECT 评分与参考标准进行比较,其ICC 为0.383~0.464。研究表明该软件自动化ASPECT评分的性能与专家评判能力相当。一个名为e-ASPECTS 的软件包也已经被证明其ASPECT评分结果误差小于10%,不低于专家的评判能力[35-36]。但有研究显示出不同的结果:在一项随访研究[37]中,15例既往有脑白质病变、脑梗死和非典型性脑实质缺损等病理改变的脑卒中患者,与手工评估相比,自动化评分方法表现出较低的性能。提示对于存在既往脑实质病变的病例,自动化的ASPECT评分结果可靠性相对较低。
各式的应用软件为AIS 的诊断提供了支持。HOELTER 等[18]对这些不同的自动化ASPECT 评分软件的性能之间的差异进行了研究。他们对3 种自动化ASPECT 评分软件(The syngo.via Frontier ASPECTS prototype software、Brainomix e-ASPECTS和RAPID ASPECTS)进行分析比较,结果发现在AIS 的自动化ASPECT 评分方面,3 种软件评分结果与专家评判结果的相关系数分别为0.801、0.871、0.777,无明显差别。
除了基于NCCT 的自动化ASPECT 评分软件,关于多模式影像的自动化ASPECT 评分也相继涌现。DO 等[38]开发了一种深度学习算法,利用DWI 对AIS 患者进行ASPECT 评分的自动二值分类;该研究共纳入390例急性前循环脑梗死患者的DWI影像数据集,利用循环残差卷积神经网络(recurrent residual convolutional neural network,RRCNN)的分类器算法将数据集分为低DWI-ASPECT评分组(1~6分)和高DWI-ASPECT评分组(7~10分),分类准确率达到87.3%,AUC为0.941。
MAEGERLEIN 等[39]认为对于LVO 患者,自动化ASPECT 评分的准确性具有时间依赖性。在发病1 h 内,自动化ASPECT 评分与专家ASPECT 评分(基于FLAIR/DWI)间的一致性较差;而对发病时间>4 h的病例,两者的一致性较好。推测原因可能是因为LVO 患者梗死面积大,因此随着发病到检查时间的延长,病灶越大越容易识别,自动化ASPECT评分软件更容易识别发病时间>4 h 的病灶。需要指出的是,不论用哪种自动化ASPECT评分软件都不能用来进行独立诊断,更不能取代临床医师,其价值更多的是辅助医师进行临床决策,因此临床医师在诊断时不能过度依赖自动化ASPECT评分软件的评估结果。
ASPECT 评分是一种实用、可靠的评分工具,可用来评估AIS患者的病情严重程度,且可以结合多模式影像学检查辅助临床医师快速选择合适的治疗方式,以及准确地预测预后。自动化的ASPECT评分可以及时有效地筛选适合溶栓或取栓的患者人群,有助于改善预后情况,降低致残率与死亡率。在临床应用中,ASPECT 评分也存在一定局限性。首先,ASPECT 评分中10个区域各记1分,没有考虑到病灶位置不同对患者的病情严重程度的影响,故需进一步研究明确ASPECT 评分中不同区域的权重问题。其次,目前还没有结合前后循环的ASPECT评分,对于合并前后循环脑梗死的病例,无法应用ASPECT 评分进行评价,故ASPECT评分在临床上的应用需进一步地探索。
利益冲突声明/Conflict of Interests
所有作者声明不存在利益冲突。
Both authors disclose no relevant conflict of interests.
作者贡献/Authors'Contributions
卫雪敏负责论文的写作,高成金负责论文的修改。所有作者均阅读并同意了最终稿件的提交。
The manuscript was drafted by WEI Xuemin and revised by GAO Chengjin.Both authors have read the last version of paper and consented for submission.
·Received:2022-03-07
·Accepted:2022-06-24
·Published online:2022-07-28