急性缺血性腦梗死頭顱CT灌注參數與側支循環分級的相關性分析

鄭 璇，馬宜傳，沈俊杰，徐加利，陳偏偏，謝宗玉

缺血半暗帶(ischemic penumbra，IP)1981年被ASTRUP等[1]定義為腦組織的低灌注區域，若在時間窗內局部血流量恢復則可避免完全梗死。IP的保存有賴于大量側支循環的建立，低灌注區域內側支血管開通及再灌注將明顯改善臨床預后，降低缺血性腦梗死不良事件的發生率[2-3]。相比磁共振彌散加權成像(DWI)及灌注加權成像(PWI)，頭顱CT灌注成像(CTP)檢查后處理速度快，能夠生成全腦灌注參數偽彩圖，有利于區分低灌注區域內的IP和梗死核心。不僅如此，CTP還能夠幫助臨床篩選需要再灌注治療的病人、縮短發病到接受治療的時間，提高血管內介入治療成功率[4]。然而，鑒別IP和梗死核心的CTP各參數閾值目前在臨床上并沒有一致性共識[5-7]，本研究旨在比較兩種CTP閾值法，測量梗死核心及IP體積，計算錯配率，并結合頭頸部CT血管造影(CTA)結果分析其與側支循環分級之間的關系。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2018年12月至2019年12月因急性腦梗死(acute cerebral infarction，ACI)入院并行CTP及CTA檢查病人共48例。入選標準：(1)年齡>18歲；(2)發病時間不超過24 h；(3)所有病人行影像學檢查前未行溶栓治療或血管內介入取栓術；(4)CTP提示灌注不足，CTA提示一側頸內動脈(ICA)或大腦中動脈(MCA)狹窄或閉塞。排除標準：(1)發病時間不明確；(2)存在顱內腫瘤，既往腦梗死、癲癇及阿爾茲海默病等病史；(3)存在顱內出血干擾圖像評價；(4)其他原因造成的圖像質量不達標。將48例ACI病人依據側支循環分級分3組，其中良好組9例，男4例，女5例，年齡(61.22±11.12)歲；一般組22例，男16例，女6例，年齡(61.91±16.60)歲；不良組17例，男8例，女9例，年齡(63.71±8.91)歲。3組年齡、性別等一般資料差異均無統計學意義，均具有可比性(P<0.05)。

1.2 掃描方法與參數 CTP及CTA檢查采用美國GE公司256排Revolution CT掃描儀，所有病人均行頭顱CT平掃(排除陳舊性梗死、出血性病變及顱內腫瘤)、全腦CTP及頭頸部CTA掃描，平掃及全腦CTP范圍為顱頂至顱底，層厚5 mm，層間距5 mm，CTP掃描使用16 cm寬體探測器，球管旋轉速度0.28 s，管電壓80 kV，管電流150 mAs，DFOV 25 cm×35 cm，ASiR-V重建算法，經肘靜脈首先注入0.9%氯化鈉溶液20 mL，再團注造影劑(碘克沙醇320 mgI/mL)50 mL，速度5 mL/s，最后注入40 mL 0.9%氯化鈉溶液沖洗。造影劑注入5 s后開始圖像采集，每期2 s，共采集20期。CTA掃描范圍為主動脈弓水平至顱頂，管電壓100 kV，管電流250 mAs，造影劑用量60 mL，流速4 mL/s。

1.3 圖像后處理及分析 CTP掃描圖像傳至GE AW4.7工作站處理分析，使用CT perfusion 4D軟件包由去卷積算法生成腦血流量(CBF)、腦血容量(CBV)、平均通過時間(MTT)及達峰時間(Tmax)參數偽彩圖，定義IP體積=低灌注區體積-梗死核心體積，錯配率=IP體積/梗死核心體積。兩種CTP參數閾值法分別為：(1) Tmax>6 s定義低灌注區[8]，rCBF<30%定義梗死核心[6](簡稱Tmax-rCBF法)；(2)rMTT>145%定義低灌注區，CBV<2.0 mL/100 g定義梗死核心[7](簡稱rMTT-CBV法)。在Tissue Classification界面設置各參數閾值，得到相應區域體積，相對值(rCBF、rMTT)為患側與鏡像正常半球參數值比值(見圖1)。

CTA圖像由2名放射科主治醫師(3年以上工作經驗)測量并分析，意見不一致時協商決定。由多平面重組、曲面重組及容積再現圖確定責任血管位置，橫斷位最大密度投影(maximal intensity projection,MIP)確定側支循環分級，認為缺血區域內完全沒有側支血管存在為等級0，側支血管填充面積<50%、50%～100%、100%分別為等級1、2、3[9]，為了方便統計，本研究將等級0和1定義為側支循環不良，2為一般，3為良好(見圖1)。

1.4 統計學方法 采用方差分析、χ2檢驗、Kruskal-Wallis檢驗和Spearman秩相關檢驗。

2 結果

2.1 2種閾值法所測參數比較 Tmax-rCBF法所測參數組間比較差異均具有統計學意義(P<0.01)，rMTT-CBV法所測參數中，IP體積在良好組和一般組間差異無統計學意義(P>0.05)，錯配率在一般組和不良組間差異無統計學意義(P>0.05)(見表1)。

2.2 2種閾值法與側支分級相關性分析 2種閾值法的梗死核心體積與側支循環分級呈負相關，梗死核心體積越大側支分級越低，相關系數大致相仿(rTmax-rCBF=-0.67，rrMTT-CBV=-0.65,P<0.01)；IP體積及錯配率與側支分級呈正相關，IP體積及錯配率越大側支分級越高，并且Tmax-rCBF法(r半暗帶=0.80，r錯配率=0.88,P<0.01)較rMTT-CBV法(r半暗帶=0.60，r錯配率=0.74,P<0.01)與側支分級的相關性更強(見圖2、表1)。

表1 側支分級組間2種閾值法比較

3 討論

本研究在分析48例ACI病人的頭顱CTP參數及CTA側支情況后發現，梗死核心體積越大側支分級越低，IP體積越大、錯配率越高側支分級越高，這一結果基本與文獻[10-11]符合。IP腦組織的細胞狀態介于電生理失常與能量離子泵衰竭之間[1]，對應組織由功能損傷向形態學改變方向過渡，而側支循環通常被認為是腦組織發生急性缺血時，為了保持顱內血流量穩定而存在的補充性結構，因此側支循環的開放對于IP向梗死灶方向轉化有關鍵性影響。SIMON等[12]通過單因素及協方差分析后也表示只有側支循環和再灌注治療才能延緩IP丟失的速度。所以，梗死核心小且側支循環良好的病例為臨床血管再灌注治療的最佳候選[13]。錯配的概念來源于MRI，PWI-DWI模型認為DWI高信號區為梗死區，周圍PWI灌注不足區為IP[14]，但這一模型有不足之處，如DWI高信號區內可能包含可逆轉的良性低灌注區，此外，部分低灌注區域DWI信號可能正常。而實際上不匹配區是近端供血動脈閉塞與側支血管開放或建立并存的區域，良好的側支循環能保護更多可挽救的半暗帶組織，并保證錯配率的穩定性[15]。

本文未探討發病時間與CTP參數的關系，因為既往多數研究[15-16]結果都顯示發病時間與可挽救的半暗帶體積、錯配率，甚至是梗死核心體積增長之間沒有明確關聯，有研究[17]甚至表明15 h內所測得的梗死核心及半暗帶體積并不會有變化，而事實上在24 h內，發病時間和錯配率之間也沒有明顯關聯性，VAGAL等[16]也認為半暗帶的自然演變及治療時間窗應放寬至24 h，因此本研究將發病時間24 h以內作為納入標準。

本研究中，Tmax-rCBF法較rMTT-CBV法與側支循環分級的相關性更好，也即Tmax>6 s定義的低灌注區及rCBF<30%定義的梗死核心與側支循環的優良有較強關聯性。在對鑒別梗死核心的參數研究中有文獻[5]提出rCBF<40%、相對延遲時間大于2 s是敏感又精確的指標，另有文獻[6]表明，rCBF是鑒別不可挽救組織(梗死核心)最好的CTP參數，雖然梗死核心的預測還受圖像平滑度及去卷積算法的影響，但相比較CBV更加準確，最佳閾值為患側CBF值小于對側的31%。Tmax>6 s作為IP最佳閾值最早是基于MRI-PWI的研究，結果表明Tmax在發現瀕臨梗死組織和預測臨床預后方面有較高的價值[18]，但Tmax在CT灌注成像中的研究還沒有得到證實，直到CAMPBELL等[19]在比較CT和MRI的共同灌注參數Tmax后提出，MRI-Tmax>6 s與CT-Tmax>6.2 s是最匹配的(AUC=0.87)。MTT是一個與腦血流動力學相關的參數，SUN等[20]的研究認為MTT對于血液流變學改變區域非常敏感，包括梗死核心、IP以及外周良性灌注不足區，但MTT沒有明確的鑒別標準。YU等[21]在應用rMTT>150%定義半暗帶時發現，這個方法受后處理算法的影響較大，在實際測量時不穩定、可重復性較低，容易高估半暗帶的體積大小。

本研究仍有局限性。首先，樣本量較少，需要后續納入更多病例對結果加以驗證。其次，本研究中應用單時相CTA判定側支循環水平，而部分側支可能于多時相CTA的靜脈期或延遲期顯影，一定程度上低估了部分病例側支循環分級。此外，沒有納入神經功能缺損評分等臨床診斷指標，同時缺少病人復查、隨訪的影像學資料，以上不足有待在今后研究中進一步完善、改進。