應用雙能計算機斷層水腫圖改進腦卒中介入治療后早期梗死的可視性

李鵬飛 趙施竹

河南省鶴壁煤業公司總醫院神經內科,河南省鶴壁市 458000

腦卒中介入治療(Endovascular stroke treatment，EST) 是急性腦卒中患者近端腦內病變治療的重要方法，無論是否進行溶栓。使用計算機斷層(CT)掃描排除顱內出血(Intracerebral haemorrhage，IH)[1]或確定ASPECTS評分[2]，EST后使用CT，高密度IH與高密度的血腦屏障(Blood-brain barrier，BBB) 破壞有時難以區別。這二者都可以掩蓋潛在進展腦梗死[3]。DECT能夠可靠區分IH和造影劑外滲，也可用于EST之前的梗死早期檢測[4]。 DECT技術是基于光和物質相互作用，并且依賴物質和放射能量。 三種物質分解技術(Three-material decomposition technique，TMDT)可以重建混合圖像，即物質圖，在使用造影劑時則謂之碘圖(Iodine map，IM)，或虛擬非對比(Virtual noncontrast，VNC)圖[5-6]。此技術應用可量化三種物質混合成分，包括碘和血液之間的區分，檢出肺栓塞或心肌缺血、動脈粥樣硬化斑塊、痛風病變影像或金屬偽影消除[7-8]。近來，DECT派生TMDT新用途是盡可能早期檢測腦水腫與梗死[8-9]。這些改良VNC系列[8]或骨髓水腫系列，稱為“X線圖”[9]。此技術基于腦的主要組成為白質(White matter，WM)、灰質(Grey matter，GM)和水，WM和GM之間吸收不同是由于脂質成分不同，而梗死發生過程中積聚相對多數量的水。本研究的目的是評價改良GM和水含量圖，即“水腫圖”，是否能夠在EST后比標準VNC或BW系列更好發現早期腦梗死。

1 對象和方法

1.1 觀察對象 選取2016年1月—2018年6月共46例患者進入研究，男25例，女21例，平均年齡63歲(35～90歲)。患者入院后即刻進行CT檢查，并進行EST及治療后DECT檢查。從發病至DECT掃描時間為(6±2)h。所有患者進行血管介入治療。

1.2 雙能計算機斷層 使用DECT掃描儀(Somatom Definition Flash,Siemens Healthcare,Erlangen,Germany)在EST后1h內進行腦掃描，管電壓和管電流分別為100kV和360mA及140kV和360mA，螺距因子0.45，采集模式增量,準直32mm×0.6mm， 層厚4mm，圖像內核H30f，中度光滑，視野200mm。

1.3 圖像重建 所有二次重建圖像與源圖像的軸向排列一致，顯示視窗200mm，圖像矩陣512 ×512像素(EM和BW系列層厚4mm，增量4mm;內核:H30f中度光滑；標準VNC系列層厚1mm,增量1mm)。圖像重建在專用后處理工作站進行(Brain Hemorrhage;Syngo CT workplace 2012B,Siemens Healthcare,Erlangen, Germany)。EM設定是根據18例患者數值確定， EM是可視化GM和水含量的成像方法，是在假設腦由GM、WM和水組成前提下生成的[9]。18例患者的GM密度100kV時為(38.7±2.7) HU、Sn140kV時為(31.4±3.1)HU，WM的密度分別為(29.7±1.8)HU(100kV)和(27.1±0.6) HU(Sn140kV)。 梗死灶密度為(29.5±3.8)HU(100kV)和(25.8±3.7)HU(Sn140kV)。與WM密度相似。 最終選定39/31HU(100kV/Sn140kV)生成EM第一個組件， 30/26HU為第二組件。 選取斜率1.3，因其或使梗死達到最好主觀視覺效果。優化EM系列使梗死可視化更理想，可以補償GM和WM之間的差別，與文獻一致[10]。 EM 系列比源圖像噪聲高，與顱骨相鄰大腦周圍呈現相對稍低密度 ，然而總的質量很好。

1.4 圖像分析 所有患者EM和其他系列的梗死主觀可檢測性由兩名經驗豐富專家評估。成像數據按隨機順序呈現。梗死和鄰近大腦視覺對比(1=對比良好； 2=中度；3=低度；4=無法對比)及圖像噪聲出現(1=無噪聲；2=小噪聲不影響梗死評價；3=中度噪聲對梗死評價稍有影響；4=嚴重噪聲明顯影響梗死評價)評定依據相關文獻進行[3]。

1.5 隨訪影像 隨訪影像評價由2名經驗豐富專家在治療后(24±4)h進行，分析隨訪影像評估梗死(圖1和圖2)，患者進行標準化CT(n=32)或彌散/和磁敏感加權成像(SWI)序列(n=14)。應用內部圖片存檔和通信系統(PACS;IMPAX EE R20 XIV v2014,Agfa,Mortsel,Belgium)和專用工作站測量密度興趣區(ROI)，將3個 ROIs (直徑5～10mm)放置在每位患者明顯梗死區及相應對側區域。 從平均組織密度出發，計算各系列上與腦梗死對側差異(CID)，作為兩組織對比的客觀指標。所有重建DE序列中和隨訪成像的梗死體積采用三維后處理工作站(Advantage Workstation 4.6/VolumeShare 5;General Electric Company; Fairfield,CT,USA)測量。為此，所有系列進行數字化傳遞到工作站。 梗死是在軸向平面上使用標記工具進行環形標記。一旦在所有切片中標記完畢，該對象就會被“剪刀工具”在所有切片中進行裁剪，保留選定的部分。在此之后，可以使用另一個工具來確定梗死體積。

圖1 尾狀核(紅色箭頭)和殼核(黒色箭頭)缺血性病變示例

注：BW(A)、VNC(B)和EM(C)系列圖像。BW和VNC圖像病變顯示不太清楚，而EM圖像可清楚識別低密度梗死灶。圖D為隨訪CT描繪梗死范圍。

圖2 尾狀核梗死示例

注：BW(A)、VNC(B)和EM(C)圖像。EM圖像梗死灶顯示與鄰近腦實質相對明顯的對比(箭頭所示)。D為隨訪CT結果(箭頭所示)。

1.6 統計學方法 使用GraphPad Prism,Version 7(GraphPad Software Inc,La Jolla,CA,USA)和 SPSS23。連續性數值組應用Mann-Whitney檢驗或Kruskal-Wallis檢驗及Dunn’s事后。分類變量比較使用χ2檢驗。ROC分析用于確定各系列敏感性和特異性。由ROC圖派生優登指數的最大值分析計算分界值[11]。兩位解讀者之間的內部分級變異應用組內相關系數(ICC) 或Cohen’s kappa 系數確定。取P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

描述性資料見表1，共確定110處梗死，95處為幕上，15處為幕下：丘腦7處、殼核22處、尾核12處、腦橋4處、小腦11處、島葉19處、在枕葉8處、額葉6處、顳葉11處、頂葉10處。EM系列梗死灶密度最低(1.64±4.25)HU，其次是VNC(25.44±5.51)HU和BW(37.49±13.75)HU。EM顯示最高 CIDs(73.34±49.32)HU，高于VNC(8.30±4.74)HU和BW(-1.72±13.29)HU。 EM上，周圍梗死密度(8.67±26.13)HU高于幕下梗死密度(-2.72±50.07)HU與中央梗死密度(-4.44±57.59)HU(P=0.628)。 密度測量和梗死體積的等級內一致度很好(表1)。第一位讀片者對EM系列110處梗死檢出99處(90.0%)，第二位讀片者為100處(90.9%)，顯著優于 VNC 或 BW系列(P<0.01)。 梗死的可檢測性獨立于梗死部位：第一位讀片者46處深部腦梗死在EM系列上確定44處，49處幕上梗死確定22處；第二位讀片者分別確定45/46處和 44/49處。 進而，經EM系列第一位讀片者確定11/15處幕下梗死，第二位讀片者確定89/95處幕上梗死和11/15處幕下梗死。

表1 腦窗(BW)、虛擬非增強(VNC)和水腫圖(EM)系列及隨訪圖像(FU)影像學檢查的資料

梗死可檢測性的ROC分析，臨界值< 50.70 HU時，EM系列顯示最大的曲線下面積(AUC=0.97，P<0.01)，最高的敏感性(90.91%)和特異性(93.64%)及優登指數(0.84) ；然后是VNC(AUC=0.91,P<0.01;敏感性=80.91%;特異性=90.91%,優登指數=0.72)和BW系列(AUC=0.54,P=0.27;敏感性=40.00%;特異性=79.09%;優登指數=0.19)。

主觀視覺評價方面，EM 系列顯示最高的視覺梗死對比(2.30±1.20，P<0.01)，其主觀影像噪聲亦最嚴重 (2.37±0.70，P<0.01)。 VNC 系列 (3.25±0.85) 梗死對比較低，BW系列最低 (3.57±0.70，P=0.02)。BW系列噪聲(1.21±0.51)稍低于VNC(1.28±0.55)，(P=1.00)，4例患者發生出血轉化，1例為右側島葉、1例為右側殼核、1例為左側丘腦、1例為左側尾核。

3 討論

本研究中，改良VNC系列重建DECT檢查 ，能夠更好檢出早期腦梗死，優于標準BW或VNC系列。這種方法又稱為水腫圖，即EM，它可以描述為改良GM水地圖[9]，由TMDT生成，最初用于EST后檢測梗死。EM系列顯示顯著低的梗死客觀密度值，在梗死和相應對側區之間密度差異較高，假定其代表梗死可檢測性，EM系列檢測能力遠遠優于其他系列。EM系列對梗死的主觀檢測能力非常優秀，其敏感性和特異性最大，雖然具有最大的噪聲，仍然優于其他系列。讀片者之間的可重復性很高。

腦卒中期間，常常發生BBB破壞，這比出血轉化更加多見。如果出現BBB的破壞，EST期間碘CA應用導致造影劑染色腦組織，可能會掩蓋BW系列腦梗死病變，而VNC不然[3]。在這種情況下使用CA，DECT是區別造影劑染色和IH的實用工具[4-7]，可能優于常規VNC系列對EST后患者梗死范圍的檢測[12]。不過，EST后24h，在大多數情況下BW系列能夠看到梗死。最近兩項使用DECT的研究目的是為了印證梗死發生后盡可能早發現梗死[8-9]。檢測率具有可比性， Mohammed 等得出的敏感性為93.3%，特異性為100%，而文獻[9]則“與DWI相似”，本研究分別為90.91和93.64%。 在這三種研究中，視覺形象的印象是相同的。噪聲大，出現邊緣變暗偽影。 由于發病時間至應用新術前或EST后梗死檢測缺乏有用的數值，這一時間只能通過水在梗死區內積聚的假設來確定。梗死可檢測性的限制，即顱骨旁或顱底附近，需要進一步研究。其他的影像內核應用，或對管電壓參數的設置，需要有一個統一的標準。

本研究中9%的患者有梗死的出血轉化，與其他研究相似[13-15]。根據目前的指南，患者開始給予40mg依諾肝素，2次/d，并給予負荷量的阿司匹林，但是，對于新發或是IH增長患者應當停止或減量。

綜上，本研究應用DECT EM圖即改良VNC圖，在EST后早期檢測梗死是很可靠的。溶栓和EST后盡早抗凝是很必要的， 但需要重視腦出血的風險。