衛雪敏,高成金
上海交通大學醫學院附屬新華醫院急診科,上海 200092
急性缺血性腦卒中(acute ischemic stroke,AIS)是急性腦卒中最常見的類型,以高致殘率、高致死率為特征,早診斷、早治療是急性腦卒中診治的關鍵。Alberta 卒中項目早期CT 評分(Alberta stroke program early CT score,ASPECT 評分)是一個總分為10 分的評分系統,最初用于評價頭顱非增強CT(noncontrast CT,NCCT)影像,目前已廣泛應用于多模式影像中。在AIS 患者接受治療前,完善CT 或MRI 等神經影像學檢查可以初步明確病變性質,而ASPECT 評分可用于量化評估患者腦組織早期缺血性改變(early ischemic change,EIC)的損傷程度,為醫師進行醫療決策提供依據,以及預測患者預后。因此,本文基于最新的研究報道對ASPECT 評分在AIS中的臨床應用和研究現狀作一綜述。
EIC 定義為NCCT 上的腦實質的低密度灶或局部腫脹區域。歐洲急性卒中合作研究-1 (European Cooperative Acute Stroke Study-1,ECASS-1)最早提出“1/3 法則”[1],即EIC 小于1/3 大腦中動脈供血區域的患者接受靜脈內溶栓(intravenous thrombolysis,IVT)治療的預后較好。但后續研究[2]發現“1/3 法則”無法量化病灶體積,可靠性欠佳。為準確、簡單 地 評 價EIC,BARBER 等[3]在2000 年 提 出 了ASPECT 評分方法。ASPECT 評分方法如下:將大腦中動脈(middle cerebral artery,MCA)的供血區分為10 個區域,即M1~M6,以及豆狀核、尾狀核、內囊和島葉;每個區域各記為1 分,共計10 分,有1 個存在EIC 的區域即減去1 分;若ASPECT 評分為10 分代表無EIC,而0 分則提示腦組織存在廣泛缺血灶。
ASPECT 評分的提出主要針對前循環EIC 的評估。2008 年PUETZ 等[4]提出后循環Alberta 卒中項目早期CT 評分(the posterior circulation Alberta stroke program early CT score,pc-ASPECT 評分)用于評估后循環EIC。pc-ASPECT 的評分方法:將后循環分為8個區域,總分為10分;EIC存在于左/右側丘腦、左/右側小腦半球或左/右側大腦后動脈供血區減1 分,EIC 存在于中腦或橋腦區域減2 分;滿分10 分代表無EIC。在進行評分時,EIC 應該在圖像2 個層面可見,以確保是真實存在的病變而不是因部分容積效應導致的假陽性結果。患者頭部傾斜、運動偽影和骨偽影是導致ASPECT 評分假陽性評分的3 個最常見原因。
AIS 患者進行急診溶栓或取栓治療存在時間窗限制,使用ASPECT評分可以簡單且快速地識別接受取栓或溶栓治療的獲益人群。許多研究[5-8]發現,ASPECT 評分分值越高的AIS 患者,治療后實現血管完全再通及預后良好的概率更高。
5 個大型多中心研究(MR CLEAN、EXTENDIA、SWIFT PRIME、REVASCAT 和ESCAPE)表明,與單獨接受IVT相比,機械性取栓可以在一定程度上改善大血管閉塞(large vessel occlusion,LVO)所致的預后結局,從而使動脈血管內介入聯合IVT成為急性前循環LVO的一線治療方法[9]。
對 上 述5 項 取 栓 研 究 的meta 分 析[10]發 現,ASPECT 評分>5 分的患者對取栓治療有明顯的獲益。研究比較分析了ASPECT 評分0~5 分、6~8 分、9~10分3 組的預后,發現評分為6~8 分和9~10 分的2 組患者的預后較好。另一項納入224名LVO型腦梗死患者的研究發現,ASPECT評分≥6分的患者接受機械性取栓治療后的預后優于ASPECT評分<6分的患者[11]。
病灶EIC 區域的大小是影響患者接受血管再通治療的獨立預后因素。彌散加權成像(diffusionweighted imaging,DWI)比NCCT 在發現急性缺血性病灶方面更為敏感、準確。DWI-ASPECT 評分的一致性優于NCCT-ASPECT 評分, 而且DWIASPECT評分在預測90 d的功能預后方面優于NCCTASPECT 評分[12]。一項回顧性研究[13]對6 h 內接受取栓治療的171 位前循環腦梗死患者進行DWIASPECT評分,并據此分為高分組(7~10分)與低分組(4~6 分),結果發現在患者顱內出血發生率及死亡率方面,高分組與低分組之間沒有明顯差異,提示DWI-ASPECT 評分≥4 分的患者接受取栓治療的并發癥發生率無明顯差異。
對于治療大面積AIS 患者,2019 年美國心臟協會/美國卒中協會的急性卒中早期管理指南[14]中關于采用機械取栓的推薦強度較弱,但也有人認為大面積AIS患者可以從機械取栓治療中獲益。2021年的一項回顧性研究[15]發現,對ASPECT 評分≤5分且側支循環狀態良好的患者進行血管內治療實現完全再通,可以達到良好的臨床預后。SONG 等[9]利用DWIASPECT 評分評估了AIS 患者進行血管內治療的安全性,發現即使患者由于大血管閉塞導致DWI 中病灶較大,即DWI-ASPECT評分≤5分,但如果在6 h內或6 h 后實現血管完全再通,也依然可獲得良好的臨床效果。但該研究的病例數較少,入組患者僅19人。
BARBER 等[3]的早期研究將ASPECT 評分用于預測接受IVT治療后患者的功能預后和癥狀性顱內出血情況,其截斷值為7 分,發現ASPECT 評分越高,患者越受益于IVT 治療[16]。但仍有一些研究[9]結果表明,DWI-ASPECT 評分<7 分仍可以從血管內治療中獲益。一項血管內治療的前瞻性臨床注冊數據分析[17],共納入了210 名AIS 患者,DWI-ASPECT 評分的中位數為7 分。研究發現DWI-ASPECT 評分=5分是預測良好結局的最佳閾值。在包括混雜變量的多變量分析中,DWI-ASPECT 評分≥5 分的患者受益于血管內治療的調整后優勢比為5.06(95%CI1.86~13.77,P=0.002)。
近年的研究[18]發現,將美國國立衛生研究院卒中量表(National Institute of Health Stroke Scale,NIHSS)評分與ASPECT 評分結合可以用于評估患者進行IVT 治療的安全性,并且預測預后情況。2021 年的一項前瞻性觀察性研究[19]共納入了208 位在發病4.5 h 內行影像學檢查的AIS 患者,將其分為NIHSS-ASPECT 評分不匹配組和匹配組,在NIHSSASPECT 評分不匹配組(NIHSS≥8 分,ASPECTS≥8分)的患者中,IVT 治療的臨床功能預后較好,且顱內出血、死亡率或其他不良預后的風險較低。另一 項 納 入104 位 患 者 的 研 究[20]發 現,NIHSSASPECT 評 分 不 匹 配(NIHSS≥8 分,ASPECTS≥9分) 的患者可明顯受益于溶栓治療。NIHSSASPECT 評分不匹配有望成為指導AIS 治療決策的一個簡單易得的指標。
有作者通過對腦卒中患者腦半暗帶的研究[21]發現,ASPECT 評分>7 分的臨床預后較好(RR=3.3,95%CI1.6~6.8),評分≤4 分的患者往往預后不佳。在LVO型的AIS患者中,機械性取栓治療可成功實現再灌注,但只有約一半的患者有良好的臨床結果,ASPECT 評分與患者預后情況之間呈近線性反相關關系[22]。
為明確LVO 型AIS 患者行再灌注治療發生不良預后的截斷值,YOSHIMOTO 等[23]進行相關研究,收集2014 年3 月—2017 年12 月美國國家腦和心血管中心卒中登記處的LVO 型急性腦梗死患者,共納入198 位患者,對所有患者進行DWI-ASPECT 評分,中位DWI-ASPECT 評分為7 (四分位間距:5~9)分。受試者操作特征曲線(ROC 曲線)分析發現,發生不良預后的DWI-ASPECT 評分閾值為4 分(AUC=0.78,P<0.01;敏感度為71%,特異度為75%)。
目前關于前循環預后的相關研究遠多于后循環,由于后循環的運動及感覺通路和核團分布比幕上半球更密集,所以AIS病灶的位置相對于病灶體積可能對患者神經功能的影響更為重要。因此,利用ASPECT評分評估EIC 是預測后循環AIS 患者神經功能預后的理想方法。
LIN 等[24]研究共納入125 例發病36 h 內的首次發生后循環AIS 患者,得到pc-ASPECT 評分預測患者預后的最佳截斷值為7 分,在ROC 曲線分析中,pc-ASPECT評分在預測輕癥后循環AIS患者的功能預后方面比NIHSS評分更具有可靠性。
對前循環AIS 患者進行再灌注治療的時間越早,患者的臨床預后越好,而在后循環AIS中主要時間指標的影響仍是未知的。GUILLAUME 等[25]研究發現,在基線時用DWI 評估的患者中,若DWI-pc-ASPECT評分<8分,患者的預后與成像到再灌注的時間長短之間存在顯著的負相關,提示這些患者在成像后應進行快速血管內再灌注。
ASPECT評分除了用于CT和DWI影像,也用于顱腦CT 灌注成像(CT perfusion,CTP)和CT 血管造影(CT angiography,CTA)影像。這些影像結合ASPECT評分形成了多模式影像學ASPECT評分,包括腦血容量(cercbral blood volume,CBV)-ASPECT評分、腦血流(cerebral blood flow,CBF)-ASPECT 評分、CTA 源圖像(CTA source image,CTA-SI)-ASPECT 評分,為前循環AIS 患者制定醫療決策和預測預后提供依據。一項有關血管內治療的研究[26]發現,CTP-ASPECT評分與臨床不良預后呈負相關,AIS 患者進行治療前的CTP-ASPECT評分越高,其臨床結局越佳。
CTP-ASPECT 評分是預測AIS 患者缺血性病灶核心體積的常用方法,CTA-SI-ASPECT 評分也可以提供更多的信息來確定缺血的程度。VOLETI 等[27]對于延遲時間窗口中CTP-ASPECT 評分和CTA-SIASPECT評分與CTP定義的缺血性病灶核心體積之間的相關性進行了研究,試驗共納入52 例在治療延遲時間窗口的患者,并進行了NCCT、CTA和CTP的基線影像學檢查。NCCT-ASPECT 評分中位數為7 分,CTA-SI-ASPECT評分中位數為5分,CTP缺血核心體積中位數為14.5 mL。NCCT-ASPECT 評分和CTA-SIASPECT評分與CTP缺血性病灶核心體積之間均存在中度相關(RNCCT=-0.55,RCTA-SI=-0.50);預測CTP 缺血核心體積>70 mL 的最佳NCCT-ASPECT 評分的臨界值為6 分(靈敏度為84%,特異度為57%),最佳CTA-SI-ASPECT 評分的臨界值為5 分(敏感度為76%,特異度為71%)。但是在沒有CTP 影像的情況下,是否可以使用NCCT和CTA影像預測AIS患者缺血性病灶核心體積,還需要進一步的研究。
臨床醫師及時有效地篩選適合急診溶栓或取栓的病例具有重要的臨床意義,可顯著改善患者的預后。因此,自動化腦卒中影像評分有很大的發展前景。近年來隨著人工智能(AI)技術的發展,文獻報道中出現了許多基于機器學習的自動ASPECT 評分方法[18,28-33]。
一項研究[34]利用前瞻性數據庫中的430例病例,驗證syngo.via Frontier ASPECTS prototype software(西門子自動化ASPECT 評分軟件)的有效性,結果發現自動化ASPECT 評分的組內相關系數(intraclass correlation coefficient,ICC)為0.76,靈敏度為66%,特異度為92%。將自動化ASPECT評分與參考標準進行比較,其ICC 為0.526;將觀察者的ASPECT 評分與參考標準進行比較,其ICC 為0.383~0.464。研究表明該軟件自動化ASPECT評分的性能與專家評判能力相當。一個名為e-ASPECTS 的軟件包也已經被證明其ASPECT評分結果誤差小于10%,不低于專家的評判能力[35-36]。但有研究顯示出不同的結果:在一項隨訪研究[37]中,15例既往有腦白質病變、腦梗死和非典型性腦實質缺損等病理改變的腦卒中患者,與手工評估相比,自動化評分方法表現出較低的性能。提示對于存在既往腦實質病變的病例,自動化的ASPECT評分結果可靠性相對較低。
各式的應用軟件為AIS 的診斷提供了支持。HOELTER 等[18]對這些不同的自動化ASPECT 評分軟件的性能之間的差異進行了研究。他們對3 種自動化ASPECT 評分軟件(The syngo.via Frontier ASPECTS prototype software、Brainomix e-ASPECTS和RAPID ASPECTS)進行分析比較,結果發現在AIS 的自動化ASPECT 評分方面,3 種軟件評分結果與專家評判結果的相關系數分別為0.801、0.871、0.777,無明顯差別。
除了基于NCCT 的自動化ASPECT 評分軟件,關于多模式影像的自動化ASPECT 評分也相繼涌現。DO 等[38]開發了一種深度學習算法,利用DWI 對AIS 患者進行ASPECT 評分的自動二值分類;該研究共納入390例急性前循環腦梗死患者的DWI影像數據集,利用循環殘差卷積神經網絡(recurrent residual convolutional neural network,RRCNN)的分類器算法將數據集分為低DWI-ASPECT評分組(1~6分)和高DWI-ASPECT評分組(7~10分),分類準確率達到87.3%,AUC為0.941。
MAEGERLEIN 等[39]認為對于LVO 患者,自動化ASPECT 評分的準確性具有時間依賴性。在發病1 h 內,自動化ASPECT 評分與專家ASPECT 評分(基于FLAIR/DWI)間的一致性較差;而對發病時間>4 h的病例,兩者的一致性較好。推測原因可能是因為LVO 患者梗死面積大,因此隨著發病到檢查時間的延長,病灶越大越容易識別,自動化ASPECT評分軟件更容易識別發病時間>4 h 的病灶。需要指出的是,不論用哪種自動化ASPECT評分軟件都不能用來進行獨立診斷,更不能取代臨床醫師,其價值更多的是輔助醫師進行臨床決策,因此臨床醫師在診斷時不能過度依賴自動化ASPECT評分軟件的評估結果。
ASPECT 評分是一種實用、可靠的評分工具,可用來評估AIS患者的病情嚴重程度,且可以結合多模式影像學檢查輔助臨床醫師快速選擇合適的治療方式,以及準確地預測預后。自動化的ASPECT評分可以及時有效地篩選適合溶栓或取栓的患者人群,有助于改善預后情況,降低致殘率與死亡率。在臨床應用中,ASPECT 評分也存在一定局限性。首先,ASPECT 評分中10個區域各記1分,沒有考慮到病灶位置不同對患者的病情嚴重程度的影響,故需進一步研究明確ASPECT 評分中不同區域的權重問題。其次,目前還沒有結合前后循環的ASPECT評分,對于合并前后循環腦梗死的病例,無法應用ASPECT 評分進行評價,故ASPECT評分在臨床上的應用需進一步地探索。
利益沖突聲明/Conflict of Interests
所有作者聲明不存在利益沖突。
Both authors disclose no relevant conflict of interests.
作者貢獻/Authors'Contributions
衛雪敏負責論文的寫作,高成金負責論文的修改。所有作者均閱讀并同意了最終稿件的提交。
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