CT灌注成像对缺血核心区的高估

2021-04-23 XI区

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管内治疗后再灌注的大血管卒中患者，侧支状态差可能导致缺血核心高估CTP的发生率较高，尤其是在早期窗时间内。

前循环大血管闭塞性脑卒中患者血管内治疗（EVT）的影像学选择是近年来迅速发展的一个研究领域。在早期窗口EVT试验发表后，DAWN和DEFUSE 3研究表明，基于灌注成像的血管内治疗的影像学选择可以延长治疗时间患者从再灌注获益的时间窗。此外，需要治疗的数量与早期窗口试验的数量相似，这可能与选择具有更好成像特征的患者有关。

灌注成像理论上可识别处于危险中的组织（半影）和已经梗死的组织（缺血核心），因此，定义不匹配的概念通常用于选择EVT预后功能良好的大血管卒中患者。基于CT灌注成像（CTP）的缺血核心和半影评估的最佳阈值已经被广泛评估。由于研究之间的差异以及处理原始CTP数据的可用软件不同，提出了使用CTP图像对缺血核心进行非结论性定义，在CTP上估计缺血核心最广泛使用的方法是与对侧半球相比，脑血流相对减少<30%的组织体积。该阈值来源于将CTP后即刻、再灌注后9小时或24小时的DWI成像与CTP衍生的缺血核心进行比较的研究，作为缺血核心的金标准测量。

在特定条件下，CTP对缺血核心估算的准确性受到了挑战。幽灵梗死区（ghost-core）概念意味着在CTP上高估缺血核心被认为是时间依赖性的（症状出现到成像和成像到再灌注之间的时间越短，缺血核心高估的概率越高）。不同的研究进一步支持了CTP评估缺血核心区受不同因素影响的假说。考虑到CTP图像是血流动力学组织状态（低灌注严重程度）的静态快照，而不是真实的组织命运（梗死或无梗死），侧支循环不良的患者可能有更高的缺血核心高估风险。在症状出现后早期成像的患者中，严重低灌注的脑区可能被错误地认为已经被CTP定义为梗死。来自西班牙的学者在Stroke发表文章，回顾分析了在三级卒中中心对接受EVT治疗的患者，评估侧支循环状态和时间与缺血核心高估CTP的关系。如果在EVT后实现了再灌注，则这种关联的精确表征可以帮助充分定义缺血核心，并提供更准确的结果预期。

本研究是一个回顾性单中心研究，包括血管内治疗后再灌注的前循环大血管卒中患者。根据以下入选标准选择研究人群：

（1）前循环大血管闭塞（颈内动脉末段和大脑中动脉M1-M2段）继发的急性缺血性卒中；

（2）包括CTP在内的基线影像学检查，

（3）使用市售设备进行EVT后成功再灌注（定义为脑梗死改良溶栓[mTICI]2B–3）和

（4）24至48小时随访平扫CT（NCCT）。

所有图像均通过SOMATOM Definition AS+（西门子，Erlangen，德国）128层CT获得。成像方案包括从枕骨大孔到颅顶的基线NCCT以排除出血并评估ASPECTS评分，然后CTP以评估缺血核心和侧枝状态。随访24~48小时，在NCCT上测量最终梗死体积。

CTP协议如下：动态成像模式，采集61秒，管电压70 kV，管电流90 mAs，准直32x1.2mm。在以5ml/s的流速注射50ml造影剂（总脑覆盖范围为86mm）后，延迟3s采集图像。成像平面与前颅窝底部平行，从眼眶上方开始。有严重运动伪影（n=8）或截断采集（n=7）的患者被排除在研究之外。

CTP衍生缺血核心和低灌注组织使用RAPID软件（iSchemaView，Menlo Park, CA）进行测定。RAPID使用延迟不敏感算法并设置阈值来估计缺血核心区，与对侧半球相比，脑血流量相对减少<30% （ rCBF ＜30% ）。低灌注组织定义为Tmax＞6秒的脑体积。半暗带组织是低灌注组织和CTP衍生缺血核心的体积差。低灌注强度比（HIR）的计算方法是： Tmax > 10秒的容积/Tmax > 6秒容积，比率越高，说明到达延迟的区域越大。 HIR是一种灌注成像输出，与侧支循环和梗死增长率密切相关。当HIR≥0.4时，患者被认为存在严重的低灌注，与DSA显示的侧支循环不良相关的临界点。

根据ECASS-II标准，在24至48小时后进行NCCT，以评估最终梗死和出血转化程度。脑实质出血患者随访影像学上2型出血性转化（n=21）被排除在研究之外。两名对临床数据不知情的观察者使用OsiriX软件（Pixmeo-SARL，Geneva）手动划定梗死边界。采用半自动方法计算梗死体积。观察者最终梗死体积测量值之间的相关性很强（r=0.875，P<0.01）。当CTP衍生缺血核心大于最终梗死体积时，考虑缺血核心高估。

散点图。A、散点图表示CT灌注（CTP）衍生缺血核心与最终梗死之间的相关性。x轴代表CTP衍生的缺血核心体积，y轴代表最终梗死体积。虚线代表100%相关性的参考线和70 mL的截止点；黑线表示线性回归输出。B、Bland-Altman图。x轴代表CTP衍生核心和最终梗死体积的平均值，y轴代表其差值。黑色水平线表示梗死的中位差异，虚线表示95%的顺位。

最终共有407例患者纳入分析。

CTP衍生缺血核心和最终梗死体积的中位数分别为7ml（四分位数范围0-27）和20ml（四分位数间范围，5-55）。中位低灌注强度比为0.46（四分位间范围，0.23–0.59）。83例（20%）出现缺血核心高估（中位数高估，12ml[四分位数范围，41–5]）。

经CTP衍生缺血核心和混杂变量调整的多变量logistic回归分析显示，不良侧枝状态（灌注强度比每增加 0.1 ；调整后比值比为1.41[95%CI，1.20–1.65]），早期开始成像时间（每60分钟；调整后比值比，1.14[CI，1.04–1.25]）与缺血核心高估独立相关。与成像再灌注时间（每早30分钟；调整后比值比，1.17[CI，0.96–1.44]）没有显著相关性。侧支状态对缺血核心高估的不良影响随成像时间的不同而不同，对早期影像学检查患者的影响较大（P interaction <0.01）。

代表缺血核心（IC）高估患者比例的条形图。条形图表示IC高估患者的比例，取决于低灌注强度比（A）、发病至成像时间（B）、CT灌注（CTP）衍生缺血核心体积（C）和成像至再灌注时间（D）。

建立多变量Logistic回归模型，评估相关变量与缺血核心高估的独立相关性

时间和附带状态之间交互作用的图形表示。

A、低灌注强度比（x轴）和开始成像时间（y轴）散点图。黑色和浅灰色圆点分别代表有或没有缺血核心高估的患者。虚线表示低灌注强度比（0.4，垂直）和开始成像时间（240分钟，水平）的截止点。B、根据侧支状态（良好：低灌注强度比[HIR]≤0.4 vs差：HIR>0.4），缺血核心（IC）高估的预测概率作为发病时间与成像时间的函数。粗线表示线性回归输出。虚线表示95%CI。

在这个单中心回顾性研究中，作者旨在评估缺血核心高估的患者比例及其与不同因素的关系；关注侧支状态、开始成像时间及其相互作用，以分析侧支状态差在多大程度上可能导致不同时间点的CTP缺血核心高估。在相当一部分患者中，根据CTP得出的分析结果，入院时缺血核心被高估。此外，在这一亚组患者中，作者发现良好功能结果的发生率较高，出血转化率较低。尽管如此，日常实践中固有的选择偏差以及患者因实质性出血2型出血转化而被排除在外的事实阻止了得出明确的结论。根据NCCT ASPECTs评分或CTP衍生阈值评估，对所有入院时有大面积梗死的患者的结果进行外推时应谨慎，因为本研究人群并不包括所有影像学表现不佳的患者。前瞻性对照研究应该解决这个问题，以验证该研究结果。

侧枝状态，如HIR测量，强烈影响缺血核心高估率。虽然先前的证据支持CTP阈值是时间依赖性的，但缺乏关于脑血流动力学状态如何影响灌注结果解释的证据。侧支循环状态差的患者，导致危险组织快速转化为梗死组织，是那些在入院时表现出较大缺血核心的患者。如果工作流程时间更短，缺血核心高估在这些患者中更为普遍。此外，缺血核心体积高估与侧支循环状态和CTP衍生缺血核心估计显著相关，表明侧支循环状态差的患者被错误地认为已经梗死的严重低灌注脑体积可能显著增大，因此表现为更大的CTP衍生缺血核心。作者观察到不良侧支状态对缺血核心高估的影响与成像时间之间存在显著的交互作用。严重低灌注导致早期成像（≤240分钟）患者缺血核心高估率较高，而晚期成像（>240分钟）患者缺血核心高估率无显著影响。更长的工作流程时间可能会使真正的缺血核心与CTP衍生的核心估计相匹配，这是由于梗死快速增长，从而将高估最小化。

成像时间较早的患者缺血核心高估率较高，与成像到再灌注时间无显著相关性。之前的研究中，预测缺血核心的CTP阈值也依赖于从成像到再灌注的时间框架。而本研究的作者认为这种矛盾可能与人群特征和研究设计的差异有关。与其他研究相比，本研究组出现了较长的起病时间。梗死增长已被证明是时间相关的非线性函数，在中风发病后的数小时内梗死体积增长速度更快。理论上，发病到成像时间较长的人群，从发病到成像的时间段内梗死增长速度比从成像到再灌注的时间段更快。此外，与发病到成像时间（中位数195分钟[95% CI，40-816]）相比，在成像到再灌注时间（中位数93分钟[95% CI，41-181]）中观察到的较低可变性也可能降低了在该时间范围内检测时间影响的统计能力。另一个可能的解释是，本研究旨在评估与缺血核心高估相关的因素，而不是整体CTP估计的准确性。缺血核心低估可能更难评估，因为很难区分估计梗死和随访梗死之间的差异是否与技术缺陷（CTP低估）有关，或与影像学与再灌注之间的生理性梗死生长或与次优再灌注相关的梗死生长。在以前的研究中观察到的成像到再灌注时间和梗死估计之间的关联应该考虑到在长时间的过程中与次优再灌注相关的梗死生长（即，在4次机械再通后达到mTICI 2B）可能会影响观察到的差异。

鉴于我们的结果，另一个潜在的争论是，在急性脑卒中患者早期窗口期是否应该同时获得CTP，连同NCCT和CTA。鉴于在这个时间段内潜在的缺血核心高估，相当一部分患者可能被错误地排除在EVT之外。然而，大多数被评估为疑似中风的患者没有大血管阻塞。CTP在急性神经症状的鉴别诊断和检测皮层下或远端灌注小缺损中有重要的应用价值。CTP采集需要≈1至2分钟，自动重建软件可在5至10分钟内进行解释。在平衡成本和效益的同时，如果进行了准确的解释，那么CTP在早期窗口中获得所需的时间也是值得的。

灌注成像作为一种将急性脑卒中管理从时间型向组织型转变的工具，得到了广泛的推广。结果表明，侧支状态和时间可能是判断CTP缺血核心的关键因素。然而，我们的结果不能外推到根据磁共振成像DWI结果作出治疗决定的患者；未来的研究应解决DWI使用与当前研究设计类似的研究设计进行缺血核心高估的可能性。我们认为，这一结论有助于选择EVT患者，并有助于开发基于时间和血流动力学的灌注成像解释方法。

本我们的研究有几个局限性。只包括血管内治疗后再灌注的患者。尽管如此，如果进行血管内治疗，无法在成像时预测患者的再灌注时间。本研究结论在临床实践中应解释为条件再灌注。作为一项具有与非控制日常实践相关的固有选择标准偏差的回顾性单中心研究，需要对大型前瞻性多中心人群进行外部验证。目前，不同的商业CTP软件包可用于处理原始CTP数据；CTP衍生缺血核心仅使用其中一个进行测量。灌注成像处理不规范，不同软件包之间存在着实质性差异。因此，应进一步评估不同软件。最后的梗死体积在NCCT上测量，被认为比磁共振成像更不准确。灌注成像是选择大血管卒中患者晚期窗口时间（发病至影像检查之间>360分钟）EVT的标准诊疗流程，因为在该时间窗内缺血核心高估率较低。目前，EVT患者选择早期的时间不建议基于灌注成像，因此本研究的发现对当前的日常实践影响有限。然而，不同的试验，如SELECT2正在评估哪些成像技术能够更好地选择EVT估计大面积梗死患者，而不依赖于成像时间。另一个潜在的限制是包括那些中风发病不知情的患者，因为中风发作的实时性还不清楚。本研究在这一组预测表现相似的患者中复制回归模型；不良侧枝状态预测缺血核心高估也在该亚组。未来的研究应着眼于哪个时间范围更好地估计卒中无症状的患者的缺血核心。

血管内治疗后再灌注的大血管卒中患者，侧支状态差可能导致缺血核心高估CTP的发生率较高，尤其是在早期窗时间内。CTP反映的是血流动力学状态，而不是组织的命运；侧支循环状态和开始成像时间是在CTP上估计缺血核心时需要考虑的重要因素。

编译整理自：García-Tornel Á, Campos D, Rubiera M, et al. Ischemic Core Overestimation on Computed Tomography Perfusion. Stroke. 2021 Mar 8:STROKEAHA120031800. 仅供专业人士交流目的，不用于商业用途。

2021年4月23日