急性缺血性脑卒中溶栓后的CT灌注成像表现及其与预后的相关性

何玉华,谷世立,梁长华,崔红凯,张平,岳军艳

(新乡医学院第一附属医院 a.放射科;b.神经介入科;c.神经内科,河南 新乡 453100)

急性缺血性脑卒中(acute ischemic stroke,AIS)具有发病率、致残率和死亡率高等特点[1],多由脑血管狭窄或闭塞导致相应部位脑组织缺血缺氧引起。目前静脉溶栓治疗可以在时间窗内恢复血管再通,改善脑血流循环[2]。CT灌注成像(CT perfusion,CTP)可以反映缺血性脑卒中以后的脑血流动力学改变[3],但是很少有报道其灌注参数在溶栓后的表现情况。本研究旨在分析CTP在AIS患者溶栓后不同的影像学表现及其脑血流动力学变化,以及美国国立卫生研究院卒中量表(the National Institutes of Health Stroke scale,NIHSS)评分、梗死核心体积、灌注参数与其临床预后情况的相关性,从而更好地指导临床及时关注急性缺血性脑卒中患者溶栓后的疾病变化情况。

1 对象与方法

1.1 研究对象

回顾性分析2022年4—10月就诊于新乡医学院第一附属医院脑卒中中心接受重组组织型纤溶酶原激活剂(recombinant tissue plasminogen activator,rt-PA)溶栓治疗的25例患者的影像学资料,其中男19例,女6例,年龄44～79岁,平均(62.92±10.63)岁。(1)纳入标准:①符合《中国急性缺血性脑卒中诊治指南2018》[4]的急性缺血性脑卒中诊断标准;②脑梗死发病至入院诊断时间间隔≤4.5 h,有记录患者就诊即刻的NIHSS评分;③于溶栓后1 h内行头颅CT平扫及CTP检查;④发病后24 h内行MRI检查,弥散加权成像(diffusion weighted imaging,DWI)上显示的表观扩散系数(apparent diffusion coefficient,ADC)值<600 s·mm-2的DWI高信号区域为新发急性梗死。(2)排除标准:①CTP和MRI资料不全;②并发其他疾病,如脑外伤、脑肿瘤等;③图像有运动伪影;④CTP检查后超过24 h行MRI检查;⑤既往有脑卒中病史且遗留后遗症;⑥后续无改良Rankin修订量表(modified Rankin scale,mRS)[5]评分随访结果。

1.2 治疗方法

对符合溶栓标准的患者,在签署知情同意书后进行rt-PA静脉溶栓治疗,溶栓剂量0.9 mg·kg-1,最大剂量为90 mg。其中10%在最初1 min内静脉推注,剩余90%持续滴注1 h。溶栓后24 h复查CT排除颅内出血后,按照《中国急性缺血性脑卒中诊治指南2018》[4]推荐的药物给予抗血小板聚集、调脂稳定斑块、活血化瘀、抗自由基及改善侧支循环等溶栓后治疗。

1.3 CT检查方法

所有患者CT检查均采用佳能(东芝)公司CT-Aquilion ONE 320排CT或美国GE Revolution CT 256排CT机进行扫描;所有的扫描图像原始数据均用同一台后处理工作站进行分析。扫描参数:均采用容积CT全脑灌注扫描,管电压80 kV,自动管电流模式,参考值100～300 mA,重建算法为标准算法。重建层厚5 mm,重建间隔≤5 mm,矩阵512×512。从对比剂注射延迟5 s后开始扫描,总扫描时间60 s,共19期扫描,全脑覆盖范围160 mm。以5 mL·s-1注射50 mL的碘对比剂(碘普罗胺370 mg·mL-1),随后以40 mL的生理盐水冲洗,流率为5 mL·s-1。

1.4 MRI检查方法

所有患者均采用3.0 T MR扫描仪(Signa HDxt,美国GE公司)行头颅常规MRI检查,检查序列包括横断面和矢状面T1加权成像(T1weighted imaging,T1WI)、横断面T2加权成像(T2weighted imaging,T2WI)、横断面T2液体衰减反转(T2fluid attenuated inversion recovery,T2FLAIR)和横断面DWI序列。

1.5 图像后处理方法

所有CTP原始数据均传送至GE AW 4.7工作站,用脑灌注图像后处理软件(CT Perfusion 4D)行图像重建,选择健侧大脑中动脉作为输入动脉,上矢状窦作为输出静脉,计算得出对比剂通过脑组织时间密度曲线(time-density cure,TDC),再经计算机处理得到残余功能达峰时间(time to maximum of the residual function,Tmax)、平均通过时间(mean transit time,MTT)、达峰时间(time to peak,TTP)、脑血容量(blood volume,BV)和脑血流量(blood flow,BF)灌注参数图。

核心肌梗死区的划分是以发病后24 h内MRI-DWI显示的ADC值<600 s·mm-2的DWI高信号区域[6],在梗死区最大层面选取感兴趣区域(region of interest,ROI),以中线为对称轴用镜像法分别测量梗死侧和对侧相应区域的Tmax、BV、BF、TTP和MTT,每个部位重复测量3次后取其平均值,如果同一例患者的梗死灶对应CTP图像既有高灌注又有低灌注,最后选取梗死范围较大的区域测量的数据作为入组数据,然后进行各灌注参数值定量分析。用患侧ROI的参数值与健侧对称部位参数值相比,进一步计算相对脑血流量(relative blood flow,rBF)、相对脑血容量(relative blood volume,rBV)、相对平均通过时间(relative mean time,rMTT)、相对达峰时间(relative time to peak,rTTP)及相对残余功能达峰时间(relative time to maximum of the residual function,Tr,max)等参数。最后测量梗死核心体积。

1.6 图像分析

所有图像均由2名高年资中枢神经系统专业影像学诊断医生分别阅片,意见不统一时两人商讨,如果还不统一由第3名副主任医师裁断,1名高年资医生进行图像后处理。

1.7 高低灌注分组

根据相关文献研究提出的高灌注标准[7-9],将所有测得的ROI数据按照患侧BF值较对侧是否升高进行分组。高灌注组:溶栓术后患侧BF升高。低灌注组:患侧BF正常或降低。

1.8 预后情况评价

由1位高年资神经内科主治医生在患者出院90 d后进行门诊复查及电话联系随访,根据mRS评分分组,mRS评分≤2分为预后良好,>2分为预后不良。随访医生对一般临床和影像学资料等不知情。

1.9 统计学方法

应用IBM SPSS Statistics 25.0统计软件进行统计分析。因所有数据均不符合正态分布,计量资料采用中位数和四分位数[M(P25,P75)]表示。采用Wilcoxon秩和检验比较两组灌注参数、相对灌注参数及其mRS评分有无差异;采用Friedman检验对相对灌注参数进行两两对比分析;采用Spearman相关分析相对灌注参数与治疗后3个月mRS评分的相关性,r≥0.8为极强相关,0.8>r>0.6为强相关,0.6≥r>0.4为中等相关,r≤0.4为弱相关。以P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 CTP图像结果与DWI图像结果比较

患者总共25例,因为同一例患者在CTP图像上表现为不同的梗死区域,所以根据DWI图像上面的梗死区域在CTP图像上绘制对应异常灌注的ROI区,最后25例患者图像一共得到39组灌注数据。39组数据中有29组数据表现为低灌注(图1),10组数据表现为高灌注(图2)。25例患者中有1例患者在溶栓后呈高灌注表现,DWI图像发现左侧基底节区合并少许脑出血。

A为Tmax较对侧缩短;B为MTT较对侧稍缩短;C为TTP较对侧稍缩短;D为BF升高;E为BV较对侧升高;F为DWI显示左侧颞叶弥散受限,为脑梗死区。

2.2 高灌注组与低灌注组NIHSS评分及梗死核心体积的比较

经Wilcoxon符号秩检验,高灌注和低灌注两组的NIHSS评分和梗死核心体积差异无统计学意义(Z高灌注=0.389,P高灌注=0.697;Z低灌注=0.322,P低灌注=0.748)。

2.3 高灌注组与低灌注组灌注参数的比较

经Wilcoxon符号秩检验,高灌注组溶栓后患侧与健侧相比,MTT、TTP缩短,BV、BF值升高,差异有统计学意义(P<0.05),见表1。低灌注组溶栓后患侧与健侧相比,Tmax、MTT及TTP延长,BF降低,差异有统计学意义(P<0.05),见表2。

表1 高灌注组患侧与健侧CT灌注成像参数比较[M(P25,P75)]

表2 低灌注组患侧与健侧CT灌注成像参数比较[M(P25,P75)]

2.4 比较高灌注组和低灌注组的患侧与健侧比值

经Friedman检验,高灌注组和低灌注组的5个相对灌注参数Tr,max、rMTT、rTTP、rBV和rBF差异有统计学意义(P<0.05),见表3。

表3 高灌注组与低灌注组梗死区与镜像区ROI相对灌注参数比较[M(P25,P75)]

2.5 相对灌注参数按秩的两两比较分析

经Friedman检验两两比较之均一子集结果,rMTT和rBF、rBV和rTTP差异有统计学意义,但是和Tr,max差异无统计学意义,具体见表4。

表4 相对灌注参数经Friedman检验结果之均一子集

2.6 高灌注组和低灌注组的mRS评分的比较

经Mann-WhitneyU检验,高灌注组mRS为1.50(1.00,2.25),低灌注组mRS为3.00(0.50,3.50),高灌注组和低灌注组的mRS评分差异无统计学意义(Z=0.870,P=0.384)。

2.7 Tr,max、rMTT、rTTP、rBV和rBF与mRS评分的相关性分析

Spearman相关性分析后,Tr,max与mRS评分之间存在正向弱相关,具体见表5。

表5 相对灌注参数与mRS评分相关性分析

2.8 NIHSS评分、梗死核心体积与mRS评分的相关性分析

NIHSS评分为6.0(3.0,11.0)分,梗死核心体积为42.64(12.70,150.0)cm3。Spearman相关性分析后,NIHSS评分与mRS评分之间存在正向中等相关(r=0.554,P<0.001),梗死核心体积与mRS评分之间无显著相关性(r=0.166,P=0.312)。

3 讨论

本研究结果显示,AIS患者溶栓后CTP有高灌注和低灌注两种表现,高灌注表现一种理论认为与AIS患者静脉溶栓后血管再通,血流量增多,周围丰富的侧支循环代偿,缺血缺氧区再灌注有关[10-12]。Nguyen等[13]报道AIS血运重建术后的高灌注现象,CTP表现均为BV和BF的增加,这与本研究发现的静脉溶栓后高灌注组患者的BV和BF升高是相一致的。另一种理论是基于自由基的损害,血管扩张并通透性增加,活性氧损伤血管内皮导致过度灌注[6,14]。过度灌注以后会出现一些相关的并发症,如出血转化[15],出血转化会加重患者神经功能缺损,不利于患者神经功能恢复[16]。Moulakakis等[17]发现脑组织过度灌注以后脑出血的发生率为0.74%。本研究中有1例溶栓后高灌注患者合并有脑出血,这个病例的患侧Tmax值约为1.5 s,健侧2.8 s,Tmax明显缩短这种情况应该引起警惕,但因病例较少,需要后续研究进一步证实。目前研究显示,低灌注情况下Tmax>14 s容易出现出血风险[18],高灌注方面Tmax阈值未见相关报道。因此,如果尽早发现溶栓后CTP的这种高灌注表现,就可以指导临床尽早干预,减少并发症的发生。

AIS患者溶栓后低灌注组Tmax、MTT、TTP时间延长,BF值降低。Tmax、MTT和TTP反映血液到达ROI的时间,时间延长提示ROI的脑血流速度延缓或者未建立良好侧支循环。BF值降低提示局部脑组织血流灌注不良,脑灌注压下降造成脑循环储备力失代偿,当低灌注状态下降到不能维持相对正常的血容量时[19],脑内可能发生神经元、星形胶质细胞、少突胶质细胞的损伤,特别是星形胶质细胞足板肿胀压迫脑组织局部血管引起微循环障碍,进而导致脑组织梗死。孙耀煜等[20]研究发现,AIS患者梗死区的脑BF、BV均降低,MTT、TTP均延长,这与本研究相吻合。此外,本研究中对相对灌注参数进行两两比较均一子集结果显示rMTT和rBF、rBV和rTTP差异有统计学意义,但是和Tr,max差异无统计学意义,可能与本研究样本量少有关。高培毅等[21]研究认为,由于每个人的循环储备能力和代谢储备力的差异,仅凭rMTT的大小很难对灌注压下降所造成的脑组织功能改变作出准确的判断,联合rBF和rMTT的关系可以判断出脑循环储备能力,这也与本研究中rMTT与rBF两两对比有差异性相符合。

本研究中高、低灌注两组的NIHSS评分和梗死核心体积没有差异性,并且预后情况都是良好的,可能与溶栓后血管再通,缺血半暗带区微循环改善有关。Tr,max与mRS评分呈正向弱相关,rMTT、rTTP、rBV、rBF与mRS评分无相关性,AIS患者血容量与血流量变化容易受到很多因素影响,比如治疗方式、再灌注情况,甚至个体间脑血流代偿能力的差异等等,一直处于动态变化中,并且CT检查是瞬时完成的,只能反映受检者扫描的那个时刻的脑血流及脑血容量的变化情况,因此导致其对患者功能结局的预测效能减低[22]。由于入组病例较少,尚不能说明相对灌注参数可以有效判断患者预后,后续将扩大样本量,随访入组病例的远期预后情况。另外,NIHSS评分与mRS评分之间存在中等相关性,这说明临床发病时神经功能缺损较Tr,max在预后方面更有一定的优势。

本研究尚存在一定的局限性,首先,作为回顾性研究,部分患者的临床资料收集不完善,比如未进行溶栓后NHISS评分、溶栓时间及缺血半暗带等资料分析;其次,研究样本量较小,可能存在患者的选择偏倚,尚需要更多大样本的前瞻性实验研究加以证实;另外,本研究中大部分患者均使用同一台机器扫描,有2例患者使用另一台机器扫描,因为本研究收集入组病例较少,故未剔除那2例患者的数据。同时,没有进一步对侧支循环进行量化评估,在今后的研究中,将进一步结合侧支循环来评估溶栓患者预后,通过CTA和CTP的综合评价,可以更好地指导溶栓患者的预后情况。

4 结论

CTP可以评估AIS患者溶栓后的血流灌注参数情况,有助于早期识别高危患者,以减少并发症的风险;另外相对灌注参数Tr,max、NIHSS评分与mRS评分之间均存在部分相关性。