多模式CT檢查在缺血性腦卒中側(cè)支循環(huán)評估中的價值

孫鳳濤， 張厚寧， 禹璐， 盛佳曦

急性缺血性腦卒中目前仍是威脅人類健康的主要致死、致殘疾病之一，供血動脈的阻塞導(dǎo)致局部腦血流量減少是其重要的發(fā)病機(jī)制之一。機(jī)體在缺血的同時會發(fā)生一定程度的代償機(jī)制來維持部分組織的灌注，其中側(cè)支循環(huán)起著非常重要的作用[1]。大量證據(jù)表明，側(cè)支循環(huán)的建立能減少腦組織的損傷并改善患者預(yù)后，并可作為溶栓治療及動脈介入治療的參考標(biāo)準(zhǔn)之一[2]。對側(cè)支循環(huán)進(jìn)行明確的評價至關(guān)重要，目前臨床仍將數(shù)字減影血管造影(digital subtraction angiography，DSA)作為評價側(cè)支循環(huán)的金標(biāo)準(zhǔn)，但因?yàn)槠溆袆?chuàng)性、費(fèi)用較高、緊急情況下應(yīng)用受限，限制了在臨床上的廣泛使用。近年來CT掃描技術(shù)快速發(fā)展，特別是一站式掃描下進(jìn)行CT血管成像(CT angiography,CTA)及CT灌注成像(CT perfusion，CTP)檢查，能對腦側(cè)支循環(huán)的結(jié)構(gòu)及灌注情況進(jìn)行全面評估[3]。本研究旨在通過對多模式CT及DSA兩種檢查方法的比較，探討多模式CT檢查評估腦側(cè)支循環(huán)的準(zhǔn)確性，以期為臨床提供一種方便高效的影像檢查手段。

材料與方法

1.研究對象

回顧性搜集本院2016年4月-2019年12月由急診科轉(zhuǎn)入神經(jīng)內(nèi)科的急性缺血性腦卒中患者42例，其中男24例，女18例,年齡54～72歲，平均(63.0±9.5)歲。病例納入標(biāo)準(zhǔn)：①符合中華醫(yī)學(xué)會急性缺血性腦卒中診治指南2014[4]的診斷標(biāo)準(zhǔn)；②癥狀發(fā)作后3天內(nèi)接受多模式CT檢查，包括頭顱CT常規(guī)平掃和CTA、CTP檢查，CTP檢查結(jié)果為陽性,7天內(nèi)接受DSA檢查；③能配合CTP檢查，圖像質(zhì)量符合要求；④CT檢查除外出血或腫瘤。病例排除標(biāo)準(zhǔn)：①嚴(yán)重肝腎功能不全；②碘過敏；③不能配合檢查及臨床資料缺失;④雙側(cè)同時發(fā)生卒中或中線結(jié)構(gòu)明顯移位。

搜集患者的臨床資料,包括年齡、性別、高血壓、糖尿病、高血脂、冠心病、吸煙史、入院國立衛(wèi)生研究院卒中量表(national institute of health stroke scale，NIHSS)評分、3個月改良Rankin量表(modified rankin score，mRS)評分(0～2分為良好)、梗死體積、責(zé)任血管重度狹窄(≥70%)。

2.檢查方法

采用飛利浦公司256層螺旋CT(設(shè)備型號，Brilliance 256 ICT) 行CT平掃、CTP及CTA檢查，采用非離子型對比劑碘普羅胺(370 mg I/mL)。CT平掃掃描參數(shù)：層厚5 mm，層間距5 mm，螺距0.923，管電壓120 kV，電流300 mA。CTP掃描參數(shù)：采用高壓注射器經(jīng)肘靜脈推入50 mL對比劑，40 mL生理鹽水，注射流率5.0 mL/s，5 s后行搖籃式灌注掃描，掃描范圍為顱底至顱頂，管電壓80 kV，管電流200 mA，層厚5 mm，約30個循環(huán)。CTA提取時相：依據(jù)CTP生成的時間-密度曲線( time-density curve,TDC)，采用動脈峰值期及靜脈晚期的數(shù)據(jù)進(jìn)行兩次重建。

DSA檢查采用Philips公司生產(chǎn)的大C臂INFX-8000C型DSA成像系統(tǒng),使用Seldinger技術(shù)行股動脈穿刺，于置入的18G動脈鞘內(nèi)引入18G導(dǎo)管，注入非離子型對比劑碘海醇(370 mg I/mL)，行主動脈弓、兩側(cè)頸總動脈、椎動脈近端造影。

3.圖像后處理和腦側(cè)支循環(huán)評估標(biāo)準(zhǔn)

CTP圖像后處理：使用飛利浦EBW工作站Brain Perfusion軟件處理灌注掃描獲得的圖像，輸入動靜脈選擇大腦前動脈及上矢狀竇，得到腦血容量(cerebral blood volume，CBV)、腦血流量(cerebral blood flow，CBF)、平均通過時間(mean transit time，MTT)、達(dá)峰時間(time To peak，TTP)等4個參數(shù)的偽彩圖。選取MTT參數(shù)圖異常灌注區(qū)為感興趣區(qū)(region of interest，ROI)，測量3次取平均值，并記錄ROI患側(cè)與健側(cè)的相對值,包括相對腦血容量(relative CBV，rCBV)、相對腦血流量(relative CBF，rCBF)、相對平均通過時間(relative MTT，rMTT)和相對達(dá)峰時間(relative TTP，rTTP)。

CTA圖像后處理：分別對動脈峰值期及靜脈晚期的原始圖像進(jìn)行最大密度投影(maximal intensity projection，MIP)、容積再現(xiàn)(volume rendering，VR)重建，觀察責(zé)任血管狹窄情況，將狹窄率≥70%定義為重度狹窄。在動脈峰值期觀察并記錄大腦前交通動脈、后交通動脈及Willis環(huán)的完整性。比較缺血性區(qū)域的動脈峰值期及靜脈晚期圖像側(cè)支循環(huán)建立情況，利用CTP重建圖像觀察側(cè)支循環(huán)充盈速度。

梗死灶體積測量：入院7天左右復(fù)查平掃CT，測量低密度灶長、寬及厚度，根據(jù)多田公式計(jì)算梗死體積= 低密度灶長×寬×梗死層面數(shù)×層厚×π/6[5]。

側(cè)支循環(huán)評估標(biāo)準(zhǔn)：①一級側(cè)支循環(huán)。以DSA圖像為標(biāo)準(zhǔn)，將Willis環(huán)分為變異組和完整組。完整組定義為組成Willis環(huán)各血管均顯示清晰，且一側(cè)血管管腔≥對側(cè)1/2。變異組定義為組成Willis環(huán)一側(cè)管腔纖細(xì)<對側(cè)1/2，前交通動脈與后交通動脈直徑<1 mm，DSA未顯示為缺如。②二級側(cè)支循環(huán)。采用美國介入治療神經(jīng)放射學(xué)學(xué)會/介入放射學(xué)學(xué)會(ASITN/SIR)DSA側(cè)支血流分級系統(tǒng)[6]，將二級側(cè)支循環(huán)分為0～4級。在分析與側(cè)支循環(huán)相關(guān)的臨床特征因素中，分為良好側(cè)支循環(huán)組(3、4級)與不良側(cè)支循環(huán)組(0、1、2級)；在與DSA的比較分析中，分為良好組(3、4級)、一般組(1、2級)和很差組(0級)。由2位影像醫(yī)師對所有圖像進(jìn)行評價，意見不一致時加入1位高年資主任醫(yī)師共同協(xié)商解決。

4.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

結(jié) 果

1.基本臨床特征

42例缺血性腦卒中患者中良好側(cè)支循環(huán)者18例(42.9%，良好側(cè)支循環(huán)組)，不良側(cè)支循環(huán)者24例(57.1%，不良側(cè)支循環(huán)組)。兩組患者的基本臨床特征中高血壓、糖尿病與責(zé)任血管重度狹窄差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，進(jìn)一步行多因素分析，結(jié)果顯示只有高血壓和責(zé)任血管重度狹窄與側(cè)支循環(huán)形成具有相關(guān)性；兩組患者的年齡、性別、高血脂、冠心病、吸煙史差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。兩組患者的3個月mRS評分預(yù)后良好例數(shù)及梗死體積差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05，表1、2)。

表2 側(cè)支循環(huán)有關(guān)因素的二元logistics回歸分析

2.DSA與多模式CT在側(cè)支循環(huán)顯示中的比較

DSA與CTA對Willis環(huán)的檢查結(jié)果見表3。以DSA為金標(biāo)準(zhǔn)，CTA對Willis環(huán)完整性檢查的敏感度為96.0%,特異度為100%，陽性預(yù)測值為100%，陰性預(yù)測值為94.4%，準(zhǔn)確度為97.6%。兩種檢查方法間的診斷效能差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=1.000>0.05)。兩種檢查方法的一致性檢驗(yàn)Kappa值為0.951≥0.75，表示兩種方法的一致性很好。

表3 DSA與CTA在一級側(cè)支循環(huán)顯示中的比較 (例)

DSA與多期CTA對二級側(cè)支循環(huán)的檢查結(jié)果見表4。以DSA為金標(biāo)準(zhǔn)，CTA對二級側(cè)支循環(huán)檢查的敏感度為100.0%,特異度為88.9%，陽性預(yù)測值為92.3%，陰性預(yù)測值為100.0%，準(zhǔn)確度為95.2%。兩種檢查方法間的診斷效能差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.311)。兩種檢查方法的一致性檢驗(yàn)Kappa值為0.817≥0.75，表示兩種方法一致性很好(圖1)。

表4 DSA與多時相CTA在二級側(cè)支循環(huán)顯示中的比較 (例)

圖1 急性缺血性腦卒中患者，男，60歲，左側(cè)肢體乏力1天入院。a) CT平掃橫軸面未見明顯異常； b) CTA冠狀面MIP示右側(cè)大腦中動脈閉塞(箭)； c) CTA去骨后MIP示患側(cè)軟腦膜側(cè)支開放(箭)； d) CTA容積再現(xiàn)(VR)示患側(cè)側(cè)支循環(huán)狀態(tài)良好(箭)； e) 灌注偽彩圖示雙側(cè)CBF未見明顯差異； f) 灌注偽彩圖示雙側(cè)CBV未見明顯差異； g) 灌注偽彩圖示患側(cè)MTT較對側(cè)延長(箭); h) 灌注偽彩圖示患側(cè)TTP較對側(cè)延長(箭)； i) DSA圖示右側(cè)大腦中動脈閉塞，側(cè)支循環(huán)狀態(tài)良好(箭)。

CTP的4個參數(shù)中rCBV、rMTT與二級側(cè)支循環(huán)的相關(guān)系數(shù)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均為0.000)，其中rCBV的相關(guān)性最好(r=0.731)；rCBF及rTTP與二級側(cè)支循環(huán)無明顯相關(guān)性(P>0.05，表5)。

表5 CTP參數(shù)與二級側(cè)支循環(huán)的相關(guān)性比較

討 論

1.側(cè)支循環(huán)的基本構(gòu)成及多模式CT檢查的優(yōu)勢

腦側(cè)支循環(huán)是指腦組織急性缺血時，溝通顱內(nèi)外血管的旁路系統(tǒng)，急性缺血性腦卒中患者側(cè)支循環(huán)狀況的好壞對梗死區(qū)域的灌注代償及臨床預(yù)后有很大影響。一般根據(jù)開放的時間可分為三級：一級側(cè)支指Willis環(huán)，能在發(fā)生梗死時迅速開放，給予缺血區(qū)一定程度的灌注;二級側(cè)支主要指眼動脈側(cè)支及軟腦膜側(cè)支，其中又以軟腦膜側(cè)支為主;三級側(cè)支指缺血一段時間后才形成的新生血管。本研究將側(cè)重點(diǎn)放在發(fā)揮主要代償作用的Willis環(huán)及軟腦膜側(cè)支方面。Mcverry等[7]對臨床常見評價側(cè)支循環(huán)的影像學(xué)檢查方法進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)多模式CT在觀察者間有著良好的可靠性，與臨床結(jié)果也具有良好的相關(guān)性。本研究采用256層螺旋CT設(shè)備進(jìn)行全腦容積灌注，利用時間-密度曲線選擇最合適的時相來評估側(cè)支循環(huán)血流狀況。

2.側(cè)支循環(huán)形成的影響因素及其臨床意義

側(cè)支循環(huán)的形成在不同個體中的變異程度很大，受先天、后天及急性因素共同影響。有關(guān)研究表明，心血管疾病的危險因素可能對側(cè)支循環(huán)發(fā)生具有很大影響，但因果機(jī)制尚不清楚。本研究對患者的心血管疾病危險因素、血管狹窄程度及入院NIHSS評分等危險因素進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)兩組中高血壓、糖尿病及責(zé)任血管重度狹窄的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但在多因素分析中，僅高血壓和責(zé)任血管重度狹窄是側(cè)支循環(huán)形成的獨(dú)立影響因素，與側(cè)支循環(huán)形成具有相關(guān)性。Liu等[8]的研究結(jié)果顯示很多心血管疾病危險因素都與側(cè)支循環(huán)顯著相關(guān)，但血管狹窄率是最強(qiáng)預(yù)測因素。Menon等[9]對206例患者進(jìn)行多變量模型分析，顯示代謝綜合征、高尿酸血癥和年齡與急性缺血性卒中患者的軟腦膜側(cè)支循環(huán)不良有關(guān)。本研究與上述結(jié)果基本一致,推測原因?yàn)楦哐獕撼掷m(xù)性作用于小血管，導(dǎo)致的動脈硬化及血管痙攣為側(cè)支循環(huán)不易建立的原因；血管狹窄程度較重的患者側(cè)支循環(huán)形成的程度相對較好，推測與狹窄形成的時間相對較長有關(guān)，機(jī)體有更長的時間進(jìn)行側(cè)支血管的重建。本研究還發(fā)現(xiàn)側(cè)支循環(huán)良好組的患者有更好的預(yù)后水平及更小的梗死體積，顯示出側(cè)支循環(huán)的建立與臨床治療效果密切相關(guān)，Henderson等[10]的研究結(jié)果顯示良好側(cè)支循環(huán)能改善缺血性腦卒中及短暫性腦缺血發(fā)作的風(fēng)險，與本研究的結(jié)論基本一致，提示臨床在急性腦卒中治療前對側(cè)支循環(huán)水平進(jìn)行評估，可更好地預(yù)測治療效果。

3.多模式CT對一級、二級側(cè)支循環(huán)的評價

目前評估側(cè)支循環(huán)的影像學(xué)方法中仍將DSA作為金標(biāo)準(zhǔn)，其中ASITN/SIR分級方法最為廣泛采用。DSA雖然有高分辨率，能動態(tài)觀察逆行側(cè)支血管，但有創(chuàng)性及相對繁瑣的操作過程限制了在部分緊急情況下的應(yīng)用。多模式CT相對于DSA檢查，應(yīng)用少量對比劑在很短時間內(nèi)即可進(jìn)行側(cè)支循環(huán)的無創(chuàng)評估。Maier等[11]通過多模式CT與DSA的對比研究，發(fā)現(xiàn)多模式CT能提供更完整的側(cè)支循環(huán)相關(guān)信息，有著很高的準(zhǔn)確度。Lima等[12]對196例缺血性腦卒中患者進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)CTA雖然可能高估側(cè)支循環(huán)的充盈程度，但仍是DSA可靠的替代檢查手段。本研究中CTA對一級側(cè)支循環(huán)的診斷敏感度為96.0%,特異度為100%，準(zhǔn)確度為97.6%；對二級側(cè)支循環(huán)的診斷敏感度為100.0%,特異度為88.9%，陽性預(yù)測值為92.3%，陰性預(yù)測值為100.0%，準(zhǔn)確度為95.2%；且通過kappa檢驗(yàn)在顯示一級及二級側(cè)支循環(huán)方面均與DSA有著很好的一致性，與上述學(xué)者的研究結(jié)論一致。本研究中Willis環(huán)的變異率為59.5%，與Li等[13]對國人的研究結(jié)果一致。提示臨床雖然willis環(huán)在缺血性腦卒中發(fā)生早期即對缺血區(qū)有代償供血，但變異率較高，在評估一級側(cè)支循環(huán)的基礎(chǔ)上，需要對二級側(cè)支循環(huán)的狀況有較清晰的了解。本研究應(yīng)用CTP原始數(shù)據(jù)進(jìn)行多期重建來觀察二級側(cè)支循環(huán)，有2例顯示為很差的側(cè)支循環(huán)在DSA中顯示為一般，推測原因可能為對比劑用量不足，導(dǎo)致遠(yuǎn)端血管顯示較差，對側(cè)支循環(huán)的狀況有所低估。CTP能反映缺血區(qū)域的灌注信息，本研究結(jié)果顯示在4個參數(shù)中，僅rCBV及rMTT在不同程度的側(cè)支循環(huán)組間表現(xiàn)出統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，且rCBV較rMTT與二級側(cè)支循環(huán)有著更好的相關(guān)性。Rusanen等[14]的研究結(jié)果顯示rCBV及rMTT與側(cè)支循環(huán)有著很好的相關(guān)性，與本研究結(jié)論一致。Consoli等[15]認(rèn)為4個參數(shù)中僅低CBV與不良側(cè)支循環(huán)存在相關(guān)性，其他參數(shù)則沒有表現(xiàn)出差異。本研究結(jié)果提示CBV作為與梗死核心關(guān)系最密切的參數(shù)，與側(cè)支循環(huán)狀況有著很好的相關(guān)性，可作為間接反映側(cè)支循環(huán)的參數(shù);MTT則能反映灌注時間的延長。同時,由于CTP檢查標(biāo)準(zhǔn)尚不統(tǒng)一導(dǎo)致得出的結(jié)論不一致，在以后的研究中應(yīng)擴(kuò)大樣本量，統(tǒng)一設(shè)備的檢查參數(shù)以行進(jìn)一步評估。

本研究存在以下局限性：①本研究為回顧性研究，病例的選擇方面可能存在偏倚;②研究納入的樣本量較小，病例組采用了三分法，以后需要更大樣本量作為評估基礎(chǔ);③受患者治療時間限制，DSA與多模式CT的檢查時間與發(fā)病時間間隔不同，對部分患者的側(cè)支循環(huán)狀態(tài)顯示可能有影響。

綜上所述，多模式CT能依靠CTA顯示側(cè)支循環(huán)的血管結(jié)構(gòu)，與DSA有很好的相關(guān)性，結(jié)合CTP顯示血流灌注信息，其中CBV是側(cè)支循環(huán)最敏感的間接參數(shù)，可作為臨床診斷及評估缺血性腦卒中預(yù)后的可靠影像學(xué)檢查手段。