基于CT影像特征的腦出血病人術后早期腦積水發生風險預測模型的效能評估

薛 光,白 詠,常小娜,湯珍瑤,羅 寧,陳鑫蓓,張子文

腦出血是指發生于腦實質中的原發性、自發性、創傷性出血,占所有腦血管事件的10%～20%,是最致命的中風類型,30 d死亡率高達40%,且多數幸存者留有嚴重殘疾[1-2]。術后早期腦積水是導致病人死亡率及殘疾率上升的重要原因[3]。因此,有效防治腦出血術后病人早期腦積水的發生對改善病人死亡率及殘疾率具有重要意義。既往臨床上常采用腦實質組織和腦室系統血腫體積變化對腦出血術后早期腦積水發生風險分層[4]。然而,多項研究指出腦積水發展機制復雜,僅使用腦實質組織、腦室系統血腫體積變化等識別腦出血術后早期腦積水發生高風險病人效能欠佳[5-7]。最近有研究報道稱,使用三維CT數據量化的腦室容積百分比可解釋腦積水連續變化,Mazhar等[8]研究表明CT測量第三腦室寬度變化可早期預測腦出血后腦積水發生概率,有研究還發現,在腦出血后腦積水風險預測中添加CT影像學特征后可增加病人預測效能[9]。證實了CT影像學特征在預測腦出血后腦積水發生風險中的作用,但上述研究多聚焦于研究CT影像學特征對腦出血后30 d或更長周期病人腦積水發生風險的預測,少有研究關注CT影像學特征在腦出血術后早期48 h內對病人腦積水發生風險的預測價值。鑒于此,本研究旨在探討基于CT影像學特征在腦出血術后早期48 h內對病人腦積水發生風險的預測價值。

1 資料與方法

1.1 研究對象

經本院醫學倫理委員會批準后納入2016年1月—2021年1月收治的235例擬行手術治療的腦出血病人為研究對象。納入標準:符合《中國腦出血診治指南(2014)》[10]中關于“腦出血”的診斷標準,并經CT檢查確診為腦出血;發病至就醫時間<6 h的外傷出血和自發性出血者;無手術治療禁忌證;病人和(或)家屬簽署知情同意書。排除標準:合并缺血性和出血性梗死,腦部手術史者;入組前1 個月內使用影響凝血功能的藥物者;合并嚴重肝腎疾病、全身感染及出血性疾病者;未接受手術治療的腦出血病人。

1.2 方法

1.2.1 臨床資料收集

于入院時收集病人年齡、性別、吸煙史、飲酒史、腦出血家族史、體質指數(BMI)、合并癥等。并在病人入院后進行腰椎穿刺檢查術,測量病人腦脊液循環壓力。

1.2.2 實驗室檢查資料

入院時采集病人外周靜脈血5 mL,室溫放置30 min后在4 ℃條件下,以14 000 r/min 的轉速離心20 min,取上清液保存于-80 ℃的醫用冰箱中至下次檢測。采用Novus bioicals HBP微滴度平板酶聯免疫吸附法進行肝腎功能、血生化指標分析,酶標儀在450 nm波長下測定標本的吸光度。用標準樣品建立標準曲線,計算標本濃度。另采集病人入院后外周靜脈血,其中枸櫞酸鈉抗凝血2管(每管3 mL),EDTA-K2抗凝血1管(每管2 mL),促凝劑全血1管(每管3 mL)。使用全自動血凝儀(Sysmex,CA7000,Japan)檢測病人活化部分凝血活酶時間(APTT)、血漿凝血酶原時間(PT)、凝血酶時間(TT)。

1.2.3 評價量表

入院時采用格拉斯哥昏迷量表(GCS)[11]、腦出血評分量表評估病人入院情況、腦出血臨床分級(ICH)[12]評分及Hunt-Hess 分級情況。GCS:通過測量病人睜眼反應、肢體運動及語言功能評估病人意識,總分15分,評分越高表明病人意識越好。ICH評分:總分6分,分值越高表明病人腦出血等級越高。Hunt-Hess 分級標準,Ⅰ級:無癥狀或輕微頭痛及輕度頸強直,Ⅱ級:中-重度頭痛,頸強直 除有顱神經麻痹外,無其他神經功能缺失;Ⅲ級:倦睡,意識模糊,或輕微的神經功能缺失;Ⅳ級:木僵,中或重度偏側麻痹,可能有早期的去腦強直及自主神經系統功能障礙。

1.3 隨訪

術后隨訪48 h,并采用德國西門子公司雙源炫速 CT(SIMENS SOMATOM Definition Flash CT)進行CT檢查記錄病人腦積水發生情況。1)CT檢測方法:囑病人仰臥,內收下頜,頭部正中矢狀面垂直于床面與床面長軸中線重合。調整體位后,使用德國 Ulrich 公司生產的高壓注射器從肘部注射80 mL揚子江藥業集團有限公司生產的碘海醇造影劑,速率4.0 mL/s。注射完畢后延遲20 s開始單能量掃描。掃描參數為電壓 120 kV,電流 200 mAs,層厚2 mm,螺距1 mm,間隔5mm,矩陣512×512,采集視野45cm,采集時間1.5 s。后進行增強雙能量掃描,參數為:電壓 100 kV,電流 160mAs,視野(FOV)為210～240,重建層厚0.75 mm,層距0.5 mm。掃描完成后將圖像上傳至CT西門子工作站(syngo MMWP VE40B)的 Dual Energy 中處理。2)CT圖像特征分析:CT圖像特征由2名經驗豐富的醫生完成。當2名醫生的評分存在差異時,由2名醫生共同討論并確定最終結果。影像特征包括:血腫部位、血腫形態、血腫密度是否均勻、腦室擴張、血腫擴大等,還包括有無混雜征、分葉征、黑洞征等。腦積水[13]:使用CT掃描檢測,包括額角上外側部圓形擴大、顳角擴大、腦室周圍低密度3個征象。

1.4 分組

235例腦出血病人在術后隨訪的48 h內共死亡23例,考慮病人資料收集的完整性,剔除死亡病例。最終納入212例,其中76例發生腦積水的病人為腦積水組,136例未發生腦積水的病人為無腦積水組。

1.5 統計學處理

2 結 果

2.1 兩組臨床資料比較

單因素分析顯示,腦脊液循環壓力、PT組間差異有統計學意義(P<0.05),其余參數組間比較差異無統計學意義(P>0.05)。詳見表1。

2.2 兩組病人CT 影像特征比較

單因素分析顯示腦室擴張、血腫擴大比例組間差異有統計學意義(P<0.05),其余參數組間比較差異均無統計學意義(P>0.05)。詳見表2。

表2 兩組病人CT 影像特征比較 單位: 例(%)

2.3 腦出血術后早期腦積水發生風險的危險因素分析

以是否發生早期腦積水為因變量,以單因素分析中差異有統計學意義因素為自變量進行賦值。詳見表3。Logistic多因素分析顯示,腦脊液循環壓力(OR=1.087)、PT(OR=0.820)、腦室擴張(OR=2.799)、血腫擴大(OR=2.890)是腦出血術后早期腦積水發生的影響因素。詳見表4。

表3 相關變量賦值情況

2.4 腦出血術后早期腦積水發生風險預測的預測效能分析

ROC曲線分析顯示,聯合預測模型預測腦出血病人術后早期腦積水發生的AUC為0.836,敏感度為67.11%,特異度為90.44%。詳見表5、圖1。

圖1 腦出血術后早期腦積水發生風險的ROC曲線圖

表5 腦出血術后早期腦積水發生風險預測的預測效能分析

3 討 論

腦出血是臨床較常見的腦血管疾病,具有高致死率和高致殘率的特點[14]。顱內高壓、血腫擴大和腦積水是腦出血后常見并發癥,其中超過50%的腦室內出血病人可繼發腦積水,是腦出血高致死率和高致殘率的主要原因[15]。在Feng等[16]的薈萃性分析中也指出腦積水是腦出血術后預后不良的預測因素。因此,早期有效預測腦出血術后病人腦積水的發生是改善病人預后的關鍵。既往研究中考慮到腦積水發展與腦實質組織和腦室系統血腫體積變化的關系,多采用腦實質組織指標及血腫體積等進行腦出血術后腦積水發生風險高危病人預測,然而,腦出血病人腦實質組織、血腫體積變化受血流動力學、顱內壓等影響,導致其預測效能不理想[17]。有研究指出,CT影像學特征可用于腦出血術后30 d、60 d及術后1年預后的預測[18]。有研究還證實部分CT影像學特征是腦出血病人術后6個月腦積水發生的重要預測因素[19],但其是否可用于預測腦出血病人術后48 h內腦積水的發生,尚需進一步驗證。

本研究結果顯示,腦脊液循環壓力、腦室擴張、血腫擴大是腦出血病人術后48 h內發生腦積水的危險因素。腦積水代表大腦和顱腔內液體平衡的改變,腦脊液主要由脈絡叢分泌到腦室,并在腦室系統和蛛網膜下腔流動,后被蛛網膜絨毛/顆粒吸收。腦出血術后腦脊液引流通路改變,尤其是腦導水管、第四腦室出口和蛛網膜絨毛或肉芽的改變[20]。腦出血術后顱內順應性降低會導致動脈脈壓升高,從而介導腦室壓力升高,使腦室擴張并壓迫蛛網膜下腔,并損傷室管膜導致腦導水管壁塌陷、第四腦室出口孔外側(Luschka)孔和正中孔(Magendie)阻塞,腦脊液循環通路受阻,腦脊液循環壓力增加,腦積水的發生風險隨之增加。而血腫擴大方面,紅細胞溶解導致血紅蛋白、鐵蛋白釋放,損傷腦組織及腦血管,影響病人滲透壓,并使腦室擴大,增加病人腦積水發生風險。在既往大型隊列研究中也指出血腫擴大后腦脊液血紅蛋白水平>6.5 μg/mL和腦脊液鐵蛋白水平> 555 ng/mL 與較高的出血后腦積水風險相關[21]。Oliveira等[22]的研究進一步支持了血紅蛋白和鐵蛋白預測腦出血術后病人腦積水發生高風險病人中的有效性。進一步證實了腦脊液循環壓力、腦室擴張、血腫擴大在腦出血術后腦積水發生中的作用。

本研究結果還顯示PT是腦出血病人術后48 h內發生腦積水的影響因素。腦出血及其血腫清除術中麻醉藥物等的使用可損傷病人凝血功能,導致纖維蛋白溶解作用增強,凝血因子被激活形成不可逆復合物,聚集成小凝塊阻礙腦脊液在腦室系統及蛛網膜絨毛中的循環,增加腦脊液循環壓力。Peng等[23]在腦出血動物模型腦室內注射凝血酶后可導致腦微血管內皮細胞和血管周圍星形膠質細胞免疫反應性降低,并破壞血腦屏障,表現為 1 d后血腦屏障通透性增加和腦含水量增加。Hao等[24]報道稱非受體蛋白酪氨酸激酶(Src)拮抗劑的急性期給藥可促進血腦屏障通透性恢復,降低腦脊液循環壓力。側面證實了凝血功能在腦出血術后腦積水發生中的作用。

ROC曲線Logistic回歸模型預測腦出血病人術后早期腦積水發生的AUC為0.836,敏感度為67.11%,特異度為90.44%,表明基于腦脊液循環壓力、腦室擴張、血腫擴大等影像特征的腦出血病人術后早期腦積水發生風險模型可用于腦出血病人術后早期腦積水高風險發病人的識別。

綜上所述,腦脊液循環壓力、PT、腦室擴張、血腫擴大是腦出血病人術后早期腦積水發生的影響因素,基于此建立的預測模型能為臨床醫師識別腦出血病人術后早期腦積水發生的高危病人提供指導。本研究的不足之處在于納入的病例均來源于同一中心,也僅探討了腦出血病人在術后48 h內腦積水的發生情況,研究結果可能存在偏倚,研究推廣性受限,后期需延長術后隨訪時間進行多中心研究,以對本研究結論進一步驗證。