應(yīng)用CT灌注成像技術(shù)辨別瘤性蛛網(wǎng)膜下腔出血患者可逆腦缺血與腦缺血向腦梗死進(jìn)展的研究

高南南李鋒坦楊新宇

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應(yīng)用CT灌注成像技術(shù)辨別瘤性蛛網(wǎng)膜下腔出血患者可逆腦缺血與腦缺血向腦梗死進(jìn)展的研究

高南南①李鋒坦②楊新宇①

【摘要】目的：通過分析瘤性蛛網(wǎng)膜下腔出血患者發(fā)生延遲性腦缺血（DCI）時(shí)，SAH周圍腦實(shí)質(zhì)CT灌注變化情況及隨訪影響資料（如CT、MRI），以探討應(yīng)用CT灌注成像技術(shù)（CTP）辨別瘤性蛛網(wǎng)膜下腔出血患者可逆腦缺血與腦缺血向腦梗死進(jìn)展過程的臨床價(jià)值。方法：回顧性分析2013年9月-2015年10月本院神經(jīng)外科38例aSAH后DCI的影像學(xué)資料。所有患者在臨床惡化時(shí)均行頭CT、CTP檢查并應(yīng)用CT或MRI進(jìn)行隨訪觀察。通過CTP定性分析，視覺評估隨訪中出現(xiàn)灌注缺損和腦梗死在95%可信區(qū)間的陽性預(yù)測值（PPV）和陰性預(yù)測值（NPV）。在定性分析中，應(yīng)用ROC曲線比較了有無腦梗死組最低灌注區(qū)域的參考值、各參數(shù)絕對值和相對值曲線下面積。結(jié)果：38例DCI患者出現(xiàn)腦梗死17例，無腦梗死21例。定量分析：隨訪中有腦梗死且灌注缺損共14例（82.35%），有灌注缺損但無腦梗死共7例（33.33%）（P＜0.05）；灌注缺損發(fā)展為腦梗死的PPV和NPV分別為66.67%（95%CI：67%～80%）和82.35%（95%CI：70%～94%）。定量分析：CBF最小灌注值為17.63 mL/（100 g·min），其PPV和NPV分別為65.48%和76.32%。結(jié)論：CTP在辨別瘤性蛛網(wǎng)膜下腔出血可逆腦缺血與腦缺血進(jìn)展為腦梗死方面具有一定的臨床應(yīng)用價(jià)值。并且，CTP定性分析較定量分析效果要好。

【關(guān)鍵詞】CT灌注成像； 瘤性蛛網(wǎng)膜下腔出血； 延遲性腦缺血； 腦梗死

①天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院 天津 300052

First-author’s address：Tianjin Medical University General Hospital，Tianjin 300052，China

延遲性腦缺血（DCI）是動(dòng)脈瘤性蛛網(wǎng)膜下腔出血（aSAH）后的嚴(yán)重并發(fā)癥，約20%～30%首次蛛網(wǎng)膜下腔出血患者在出血后4～14 d出現(xiàn)延遲性腦缺血［7］。DCI是一種持續(xù)1 h或更長時(shí)間并且CT未證實(shí)出現(xiàn)再出血或腦積水和不能被心功能障礙、肺部并發(fā)癥、感染、電解質(zhì)紊亂等其他醫(yī)學(xué)因素解釋的臨床癥狀的惡化，其表現(xiàn)在新的局部灌注缺損、GCS評分降低≥2分，由于DCI導(dǎo)致的腦梗死被定義為新發(fā)梗死，新發(fā)梗死灶在隨訪CT或MRI可見，此外，新發(fā)梗死灶不是由動(dòng)脈瘤治療、顱內(nèi)血腫等原因?qū)е拢?1］。盡管目前研究顯示狀SAH患者在臨床癥惡化CTP對探測aSAH后DCI有一定幫助［9］，但是，CTP是否能辨別可逆轉(zhuǎn)腦缺血和腦缺血進(jìn)展腦梗死的問題上仍不清楚。若此問題能解決，臨床工作中預(yù)防腦梗死發(fā)生將產(chǎn)生很大作用。此項(xiàng)研究的目的是應(yīng)用CTP是否能辨別aSAH患者可逆腦缺血與腦缺血向腦梗死進(jìn)展。

1　資料與方法

1.1一般資料 回顧性分析2013年9月-2015年10月本院神經(jīng)外科就診的38例aSAH后DCI患者，入院及臨床惡化時(shí)均行頭CT（CTA）、CTP檢查。入選標(biāo)準(zhǔn)：（1）≥18歲；（2）aSAH后3周內(nèi)因DCI導(dǎo)致的惡化；（3）臨床惡化時(shí)行頭CT及CTP檢查；（4）臨床惡化后CT或MRI隨訪＞3 d。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）妊娠患者；（2）腎肌酐＞200 μmol/L；（3）碘造影劑過敏者；（4）躁動(dòng)不安者。根據(jù)檢查結(jié)果將患者分為腦梗死組17例和無腦梗死組21例。

1.2CT檢查 應(yīng)用CT掃描儀發(fā)病24 h內(nèi)行CT、 CTA、CTP檢查。以基底節(jié)區(qū)為標(biāo)志，對其上下4個(gè)區(qū)進(jìn)行掃描。掃描條件：80 kV，150 mAs，高壓注射器注入歐乃派克300 mgI/mL，流速4 mL/s，劑量50 mL，延遲7～9 s，速度4層/s，掃描50 s，共獲得200幀圖像。CTA掃描對比劑量約80 mL，速度3 mL/s，延遲20 s開始掃描。臨床惡化排除其他原因后再行頭CT、CTP檢查，掃描條件同上。并定期行CT或MRI檢查。

1.3圖像后處理及參數(shù)采集 掃描數(shù)據(jù)傳送至ADW4.6工作站，采用CTP軟件進(jìn)行處理。取處于峰值的大腦前動(dòng)脈作為輸入動(dòng)脈，同時(shí)取同一層面的上矢狀竇作為輸出動(dòng)脈，經(jīng)計(jì)算機(jī)生成腦血流量（CBF）、腦血容量（CBV）、平均通過時(shí)間（MTT）及到達(dá)峰值時(shí)間（TTP）。選取大腦前動(dòng)脈、大腦中動(dòng)脈、大腦后動(dòng)脈及基底節(jié)分布區(qū)放置標(biāo)準(zhǔn)感興趣區(qū)（Standard ROIs）。并應(yīng)用矩陣奇異值分解對灌注值進(jìn)行量化分析。由10年CTP工作經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)師采用盲法對CTP圖像進(jìn)行定性分析和定量分析，灌注缺損區(qū)由醫(yī)師手動(dòng)描繪，并且后期隨訪也采取盲法。對未受手術(shù)干預(yù)、顱內(nèi)血腫等原因影響出現(xiàn)灌注缺損區(qū)（CBF、CBV↓和MTT、TTP↓）進(jìn)行定性分析（視覺評估）。從標(biāo)準(zhǔn)感興趣區(qū)和灌注缺損區(qū)選擇最低灌注區(qū)，對最低CBF、CBV和最高M(jìn)TT、TTP進(jìn)行定量分析。通過最低感興趣區(qū)和對側(cè)感興趣的比較，獲得CBF、CBV、MTT、TTP相對值。并通過軟件計(jì)算CBF、CBV的最小比率及MTT、TTP最大差。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 運(yùn)用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件，定性分析灌注缺損且腦梗死組和無灌注缺損無腦梗死組95%CI對應(yīng)的陽性預(yù)測值（PPV）和陰性預(yù)測值（NPV）并進(jìn)行 X2檢驗(yàn)。通過ROC曲線定量分析了兩組間所有參數(shù)的曲線下面積，通過計(jì)算所有參數(shù)的最大曲線下面積，評估其在95%CI對應(yīng)的PPV 和NPV及最佳臨床診斷臨界點(diǎn)閾值。

2　結(jié)果

2.1患者一般情況及CTP定性分析 38例DCI患者中，腦梗死17例，無腦梗死21例。定性分析示：CTP灌注缺損且腦梗死14例（82.35%），CTP灌注缺損且無腦梗死7例（33.33%），兩者比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。患者的基本資料比較見表1。

表1　兩組患者的基本資料比較

續(xù)表1

2.2視覺評估灌注缺損情況及CTP定量分析 計(jì)算患者發(fā)展為腦梗死的陽性預(yù)測值、假陽性率、假陰性率、陰性預(yù)測值分別為66.67%、33.33%、17.65%、82.35%；其中發(fā)展為腦梗死的PPV和NPV分別為66.67%（95%CI：67%～80%）和82.35% （95%CI：70%～94%）。定量分析示：在最低灌注區(qū)，有無腦梗死的灌注參數(shù)中間值和四分位范圍見表2；CBF、CBV、MTT、TTP絕對值的曲線下面積分別為0.67、0.56、0.54、0.52；而CBF、CBV、MTT、TTP相對值曲線下面積分別為0.53、0.48、0.59、0.52。CBF絕對閾值在17.63 mL/（100 g·min）時(shí)，其PPV和NPV分別為65.48%和76.32%。

表2　標(biāo)準(zhǔn)ROIs和缺損區(qū)域的最低灌注值

3　討論

近年來，CT灌注成像技術(shù)（CTP）對延遲性腦缺血（DCI）的臨床研究越來越備受關(guān)注［4，9］。雖然應(yīng)用CTP定量閾值來辨別急性缺血性腦梗死患者可逆缺血組織與不可逆缺血組織的研究已有報(bào)道［3-4］，但是國內(nèi)外文獻(xiàn)［5］報(bào)道應(yīng)用CTP辨別aSAH可逆腦缺血與腦缺血向腦梗死進(jìn)展的研究尚很少。

此項(xiàng)研究通過對最低灌注缺損區(qū)或最低灌注ROI進(jìn)行定量評估、定性評估，研究發(fā)現(xiàn)在DCI患者隨訪中出現(xiàn)腦梗死CTP定性評估比定量評估的預(yù)測價(jià)值高，視覺評估出現(xiàn)灌注缺損通常在隨訪中出現(xiàn)腦梗死的幾率更高，此外，視覺評估預(yù)測腦梗死較低閾值要更加準(zhǔn)確。遺憾的是，定性評估對灌注缺損的預(yù)測不明顯。而且，以往研究僅通過在標(biāo)準(zhǔn)ROI進(jìn)行視覺評估和定量評估，發(fā)現(xiàn)CTP視覺評估出現(xiàn)灌注缺損與腦梗死有一定關(guān)聯(lián)，但定性分析在腦梗死組和無腦梗死組并無統(tǒng)計(jì)學(xué)差別［12］，這與本研究有些差別。而本研究還對低灌注區(qū)進(jìn)行評估，發(fā)現(xiàn)灌注缺損區(qū)最低值比無灌注缺損區(qū)的最低值對腦梗死預(yù)測價(jià)值更高。本研究還計(jì)算了其相對值和絕對值，發(fā)現(xiàn)其絕對值相對其他研究的絕對值要低［1，8，13］，這可能與筆者采取的測量區(qū)域的研究方法不同有關(guān)，并且其相對值與絕對值具有一定的可比性。

盡管MRI彌散技術(shù)可用于探測早期腦梗死，但是仍存在一些對aSAH檢查不兼容性的缺點(diǎn)［10］。因此，這些技術(shù)的提高應(yīng)繼續(xù)研究，這對推動(dòng)CTP技術(shù)的發(fā)展及提供aSAH發(fā)病過程中缺血性腦組織變化過程準(zhǔn)確的評估也是非常必要的［2，6］。

本研究仍存在一些不足或可能導(dǎo)致誤差的原因：首先，盡管DCI定義已得到大家認(rèn)可，但影響臨床惡化的原因很多，這些導(dǎo)致臨床很難做到逐一排除，這樣就給確立標(biāo)準(zhǔn)上帶來難以避免的錯(cuò)誤區(qū)分；其次，CTP圖像的視覺評估僅有一位觀察者來完成，加之?dāng)?shù)據(jù)后處理程序本身及計(jì)算方式的不同帶來的偏差，這必然也會(huì)對結(jié)果帶來影響，這就需要制定CTP研究aSAH患者的標(biāo)準(zhǔn)的方法；最后，目前尚無文獻(xiàn)證實(shí)在DCI診療過程中，血壓變化是否與腦梗死的發(fā)生有關(guān)聯(lián)，盡管本研究提出高血壓問題對腦梗死有影響，且組間高血壓例數(shù)相近，但是組間仍存在血壓基值、變化程度及腦血量等不同，這些因素的存在使得高血壓誘導(dǎo)不能完全說明與腦梗死的發(fā)生有實(shí)質(zhì)性關(guān)聯(lián)，需要一些前瞻性研究繼續(xù)進(jìn)行。

總而言之，應(yīng)用CTP辨別aSAH可逆腦缺血與腦缺血向腦梗死進(jìn)展的研究具有一定的臨床價(jià)值，并且CTP定性分析較定量分析在預(yù)測腦梗死方面效果更好。

參考文獻(xiàn)

［1］Alves J E，Carneiro A，Xavier J.Reliability of CT perfusion in the evaluation of the ischaemic penumbra［J］.The Neuroradiology Journal，2014，1（27）：91-95.

［2］Bennink E，Riordan A J，Horsch A D.A fast nonlinear regression method for estimating permeability in CT perfusion imaging［J］.Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism：Official Journal of the International Society of Cerebral Blood Flow and Metabolism，2014，11（33）：1743-1751.

［3］Beyer S E，von Baumgarten L，Thierfelder K M.Predictive value of the velocity of collateral filling in patients with acute ischemic stroke［J］.Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism ： Official Journal of the International Society of Cerebral Blood Flow and Metabolism 2015，12（35）：206-212.

［4］Cremers C H，Dankbuar J W，Vergouwen M D.Different CT perfusion algorithms in the detection of delayed cerebral ischemia after aneurysmal subarachnoid hemorrhage［J］.Neuroradiology，2015，5（57）：469-474.

［5］Cremers C H，Vos P C，Vander schaaf I C.CT perfusion during delayed cerebral ischemia after subarachnoid hemorrhage：Distinction between reversible ischemia and ischemia progressing to infarction［J］.Neuroradiology，2015，9（57）：897-902.

［6］Dolatowski K，F(xiàn)rolich A M，Malinova V.Volume perfusion CT （VPCT） for the differential diagnosis of patients with suspected cerebral vasospasm：Qualitative and quantitative analysis of 3D parameter maps［J］.European Journal of Radiology，2015，10 （83）：1881-1889.

［7］Dorhout Mees S M，Kerr R S，Rinkel G J.Occurrence and impact of delayed cerebral ischemia after coiling and after clipping in the International Subarachnoid Aneurysm Trial［J］.Journal of Neurology，2012，4（259）：679-683.

［8］McVerry F，Dani K A，Macdougall N J.Derivation and evaluation of thresholds for core and tissue at risk of infarction using CT perfusion［J］.Journal of Neuroimaging：Official Journal of the American Society of Neuroimaging，2014，6（24）：562-568.

［9］Mir D I，Gupta A，Dunning A.CT perfusion for detection of delayed cerebral ischemia in aneurysmal subarachnoid hemorrhage： a systematic review and meta-analysis［J］.American Journal of Neuroradiology，2014，5（35）：866-871.

［10］Sorensen A G，Buonanno F S，Gonzalez R G.Hyperacute stroke： evaluation with combined multisection diffusion-weighted and hemodynamically weighted echo-planar MR imaging［J］.Radiology，1996，2（199）：391-401.

［11］Vergouwen M D，Vermenlen M，van Giin J.Definition of delayed cerebral ischemia after aneurysmal subarachnoid hemorrhage as an outcome event in clinical trials and observational studies：Proposal of a multidisciplinary research group［J］.Stroke A Journal of Cerebral Circulation，2010，10（41）：2391-2395.

［12］Wintermark M，F(xiàn)landers A E，Velthnis B.Perfusion-CT assessment of infarct core and penumbra： receiver operating characteristic curve analysis in 130 patients suspected of acute hemispheric stroke［J］.Stroke A Journal of Cerebral Circulation，2006，4（37）：979-985.

［13］Yu Y N，Ding X F，Zhang S.Thresholds of CT perfusion in predicting ischemic penumbra and infarct core in patients with acute ischemic stroke［J］.Journal of Zhejiang University：Medical Sciences，2014，57（43）：7-13.

Application of CT Perfusion Imaging to Identify Reversible Ischemia and Ischemia Progressing to Cerebral Infarction in Patients with Tumor Subarachnoid Hemorrhage

GAO Nan-nan，LI Feng-tan，YANG Xin-yu.//Medical Innovation of China，2016，13（11）：058-061

【Abstact】Objective：To study cerebral perfusion in surrounding brain parenchyma and follow-up imaging within delay cerebral ischemia after aneurismal subarachnoid hemorrhage，explore whether CT perfusion candistinguish between reversible ischemia and ischemia progressing to cerebral infarction.Method：Imaging data of 38 DCI after aSAH patients during September 2013 to October 2015 in our hospital were retrospectively reviewed.All patients underwent CT and CTP during clinical deterioration and follow up by CT or MRI.In qualitative CTP analyses，we calcultated positive and negative predictive value with 95% confidence intervals（95%CI） of perfusion deficit for infraction on follow-up imaging.In quanlitative CTP analyses，we compared perfusion values of the least perfusion area between patients with and without infraction by ROC curves.Result：The trial included 38 patients，17 patients with infraction and 21 patients without infraction.14 of 17 patients with infraction and 7 of 21 patients without infraction on follow-up had a perfusion deficit during clinical deterioration（P＜0.05）.A perfusion deficit had a PPV of 66.67%（95%CI：67%-80%）and a NPV of 82.35%（95%CI： 70%-94%） for infraction on follow-up.In quanlitative CTP analyses，an absolute CBF threshold of 17.63 mL/（100 g·min） had a PPV of 65.48% and a NPV of 76.32%.Conclusion：Using CTP distinguished between reversible ischemia and ischemia progressing to infarction during delayed cerebral ischemia after subarachnoid hemorrhage.In addition，qualitative analysis may perform better than quanlitative analysis.

【Key words】CTP； aSAH； DCI； Infarction

通信作者：楊新宇

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2016.11.017

收稿日期：（2015-10-30） （本文編輯：蔡元元）