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临床研究
缺血核心体积结合相对灌注率在评估急性脑卒中血管再通及预后中的研究
李东 彭明洋 王同兴 陈国中 殷信道 吴刚

Cite this article as: Li D, Peng MY, Wang TX, et al. The study of ischemic core volume combined with the relative perfusion ratio in evaluating vascular recanalization and prognosis in acute stroke[J]. Chin J Magn Reson Imaging, 2022, 13(2): 1-5.本文引用格式:李东, 彭明洋, 王同兴, 等. 缺血核心体积结合相对灌注率在评估急性脑卒中血管再通及预后中的研究[J]. 磁共振成像, 2022, 13(2): 1-5. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2022.02.001.


[摘要] 目的 探讨急性脑卒中血管内机械取栓(endovascular thrombectomy,EVT)治疗前缺血核心体积(ischemic core volume,ICV)结合相对灌注率在评估血管再通及预后中的价值。材料与方法 回顾性分析在本院就诊的急性缺血性脑卒中患者病例200例,所有患者均于治疗前24 h内行MRI检查。灌注加权缺血核心体积(perfusion weighting ICV,pw-ICV)为ICV与相对脑血流量(relative cerebral blood flow,rCBF)相乘。血管完全再通采用mTICI分级评估(0~2a:不全再通;2b~3:完全再通)。预后评估采用3个月mRS评分(0~2分:预后良好;3~6分:预后不良)。统计学分析pw-ICV在血管再通及预后中的预测价值。结果 与不全血管再通组(n=68)相比,血管完全再通组(n=132)的治疗前ICV (27.31±19.18 vs. 54.45±29.87)较小、pw-ICV (103.82±77.46 vs. 216.20±88.19)较小,差异有统计学意义(P<0.05)。与预后不良组(n=71)相比,预后良好组(n=129)的入院NIHSS评分(15.71±6.18 vs. 18.27±6.37)较低、治疗前ICV (28.42±17.38 vs. 53.51±28.79)较小、pw-ICV (113.27±79.61 vs. 221.07±87.37)较小、血管再通率(89.15% vs. 23.94%)较高,差异有统计学意义(P<0.05)。Logistic多元逻辑回归分析显示pw-ICV (OR 0.930;95% CI:0.854~1.465;P=0.016)为预测急性脑卒中血管再通的独立预测因子。pw-ICV (OR 0.971;95% CI:0.551~1.865;P=0.025)和血管完全再通(OR 5.26;95% CI:1.572~13.179;P=0.037)为预测急性脑卒中预后的独立预测因子。结论 急性缺血性脑卒中患者EVT治疗前pw-ICV在血管再通及预后中具有重要意义。
[Abstract] Objective To investigate the value of ischemic core volume (ICV) combined with the relative perfusion ratio before endovascular thrombectomy (EVT) in evaluating vascular recanalization and outcome in acute stroke.Materials and Methods A total of 200 acute ischemic stroke patients in our hospital were analyzed retrospectively. All patients underwent MRI examination before therapy within 24 h. Perfusion weighting ICV (pw-ICV) was defined as ICV multiply by relative cerebral blood flow (rCBF). Complete recanalization was assessed by mTICI grading (0-2a: incomplete recanalization; 2b-3: complete recanalization); the outcome was evaluated by using mRS score at 3 months (0-2 score: good outcome; 3-6 score: poor outcome). Statistical analysis was performed to evaluate the value of pw-ICV in predicting vascular recanalization and outcome.Results Compared with incomplete revascularization group (n=68), the complete revascularization group had a smaller ICV before therapy was (27.31±19.18 vs. 54.45±29.87) and smaller pw-ICV (103.82±77.46 vs. 216.20±88.19), the difference was statistically significant (P<0.05). Compared with the outcome group (n=129), the good outcome group (n=71) had a lower NIHSS score (15.71±6.18 vs. 18.27±6.37), smaller ICV before therapy (28.42±17.38 vs. 53.51±28.79) and smaller pw-ICV (113.27±79.61 vs. 221.07±87.37) and higher recanalization rate (89.15% vs. 23.94%), the difference was statistically significant (P<0.05). Logistic multiple logistic regression analysis showed that pw-ICV (OR 0.930; 95% CI: 0.854-1.465; P=0.016) was an independent predictor of recanalization in acute stroke; pw-ICV (OR 0.971; 95% CI: 0.551-1.865; P=0.025) and complete recanalization (OR 5.26; 95% CI: 1.572-13.179; P=0.037) were independent predictor of the outcome in acute stroke.Conclusions pw-ICV plays an important role in recanalization and outcome of acute ischemic stroke before EVT therapy.
[关键词] 卒中;磁共振成像;灌注成像;缺血核心体积;血管再通;预后
[Keywords] stroke;magnetic resonance imaging;perfusion imaging;ischemic core volume;vascular recanalization;prognosis

李东 1   彭明洋 2   王同兴 2   陈国中 2   殷信道 2   吴刚 2*  

1 江阴市中医院医学影像科,无锡 214400

2 南京医科大学附属南京医院(南京市第一医院)医学影像科,南京 210006

吴刚,E-mail:doc__wu@139.com

作者利益冲突声明:全体作者均声明无利益冲突。


基金项目: 国家自然科学基金 82001811 江苏省自然科学基金 BK20201118
收稿日期:2021-07-02
接受日期:2021-12-28
中图分类号:R445.2  R743.3 
文献标识码:A
DOI: 10.12015/issn.1674-8034.2022.02.001
本文引用格式:李东, 彭明洋, 王同兴, 等. 缺血核心体积结合相对灌注率在评估急性脑卒中血管再通及预后中的研究[J]. 磁共振成像, 2022, 13(2): 1-5. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2022.02.001

       血管内机械取栓(endovascular thrombectomy,EVT)治疗是急性缺血性卒中伴前循环大血管闭塞的标准治疗方法[1, 2]。目前对患者的入组或排除主要根据CT或MRI的灌注成像来评估,缺血核心体积和半暗带体积在EVT治疗中具有重要的指导意义[3]。当脑血流量(cerebral blood flow,CBF)小于健侧半球的30%时常为缺血核心区,该区可涵盖更大范围的绝对脑组织灌注,将相对灌注率作为附加成像信息,可能为评估治疗效果及预后提供重要价值。本研究提出将缺血核心体积(ischemic core volume,ICV)与半暗带内相对脑血流量(relative CBF,rCBF)相结合的“灌注加权缺血核心体积(perfusion weighting ICV,pw-ICV)”作为单一参数,可能更有助于预测治疗效果及预后。基于此,本研究拟探讨参数pw-ICV是否比单独ICV参数评估急性脑卒中EVT治疗后血管再通程度及预后具有更高的价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象

       本研究为回顾性研究,经南京市第一医院医学伦理委员会批准,批准文号:(2017-148),免除受试者知情同意。收集2017年5月至2020年12月在南京市第一医院经绿色通道就诊的发病时间在24 h内急性缺血性卒中患者病例。纳入标准:(1)首次急性卒中,或以往发生过卒中但没有遗留影响神经评分的后遗症;(2)接受EVT治疗;(3) EVT治疗前行MRI检查(DWI、FLAIR、MRA、PWI);(4)治疗后3个月内有mRS随访。排除标准:(1)颅内出血、肿瘤或创伤;(2) MRI有运动伪影,图像无法评估。共200例患者病例纳入研究,其中男122例,女78例,年龄(71.65±12.54)岁。

       收集患者的一般临床资料(性别、年龄、入院NIHSS评分、发病至MRI检查时间、发病至动脉取栓时间)及相关危险因素(高血压、糖尿病、高血脂、高同型半胱氨酸、房颤)。

1.2 检查方法

       采用3.0 T MR扫描设备(Ingenia,Philips Medical Systems, Netherlands)进行治疗前MRI检查。扫描序列包括FLAIR、DWI、MRA、PWI。部分扫描参数如下:DWI (自旋回波序列):TR 2501 ms,TE 98 ms,矩阵152×122,3个方向,FOV 230 mm×230 mm,FA 90°,层数18,层厚6 mm,层间距1.3 mm,b=0、1000 s/mm2;DSC-PWI:TR 2000 ms,TE 30 ms,矩阵96×93,FOV 224 mm×224 mm,FA 90°,层厚4 mm,持续时间88 s。采用Medtron公司双流高压注射器Accutron MR经右侧肘前静脉给药[钆喷酸葡胺(Gd-DTPA,广州康辰药业有限公司);浓度:0.05 mmol/kg;流速:4 mL/s]后扫描,每个定位扫描60次。

1.3 影像分析

       ICV由RAPID软件(iSchemiaView,版本号:5.0.2)自动生成。CBF值由Philip 3.0 T MR自带的后处理工作站进行勾画、测量。rCBF定义为健侧相匹配的正常灌注区与缺血半暗带低灌注区的比值(rCBF=CBF健侧相匹配的正常灌注区/CBF缺血半暗带低灌注区)。健侧及缺血半暗带侧的CBF由两位有经验的神经放射学诊断医师共同测量,结果不一致时经协商后达成一致。pw-ICV定义为ICV与rCBF相乘(pw-ICV=ICV×rCBF)。血管再通程度采用mTICI分级评估方法[4]:mTICI 2b~3级定义为血管完全再通,mTICI 0~2a级为不全血管再通。3个月预后采用mRS评分[5]进行分析:mRS 0~2分为预后良好,mRS 3~6分为预后不良。

1.4 统计学分析

       应用SPSS 19.0统计学软件进行数据处理。计量资料采用x¯±s表示,计数资料采用例(%)表示。采用独立样本t检验或卡方检验对资料进行统计学分析。P<0.05为差异有统计学意义。应用单因素及多因素进行Logistic回归分析,其中多因素Logistic回归采用逐步回归筛选变量,回归分析变量(P<0.05)在预测血管再通及预后中的价值。

2 结果

2.1 一般临床资料描述

       前期共收集291例急性脑卒中患者病例,其中91例被排除在外(颅内出血、肿瘤或外伤者17例,DWI运动伪影者25例,PWI运动伪影者31例,发病时间超过24 h者18例)。最终200例患者病例纳入研究,其中男122例,女78例,年龄(71.65±12.54)岁,血管完全再通患者132例(66%),预后良好者为129例(64.5%)。

2.2 急性脑卒中血管完全再通与不全血管再通患者间各参数比较

       共200例患者病例纳入分析,其中血管完全再通患者132例(66%)、不全血管再通患者68例(34%)。与不全血管再通组相比,血管完全再通组的治疗前ICV (27.31±19.18 vs. 54.45±29.87)较小、pw-ICV (103.82±77.46 vs. 216.20±88.19)较小,差异有统计学意义(t=3.255,P=0.017;t=6.041,P<0.001) (图1、2),而rCBF在两组间比较差异无统计学意义(3.01±0.96 vs. 3.48±1.73;t=-3.117,P=0.280)。两组患者治疗方法无明显差异(χ2=0.456;P=0.548),经治疗后,血管完全再通组的3个月预后明显好于不全血管再通组(1.79±1.32 vs. 3.47±1.24;t=5.408,P<0.001) (表1)。

图1  男,65岁,右侧肢体乏力5 h。入院行MRI检查为急性缺血性脑卒中,ICV为13.71 mL,rCBF为1.79,pw-ICV为24.54 mL。患者经机械取栓治疗后血管完全再通(mTICI为3级),3个月时预后良好(mRS评分为1分)。
图2  男,67岁,左侧肢体乏力5.5 h。入院行MRI检查为急性缺血性脑卒中,ICV为30.56 mL,rCBF为2.40,pw-ICV为73.34 mL。患者经机械取栓治疗后血管完全再通(mTICI为2a级),3个月时预后不良(mRS评分为3分)。注:ICV:缺血核心体积;rCBF:相对脑血流量;pw-ICV:灌注加权缺血核心体积。
Fig. 1  Male, 65 years old, right limb weakness for 5 hours. MRI on admission showed acute ischemic stroke. ICV was 13.71 mL, rCBF was 1.79, and pw-ICV was 24.54 mL. The patients had completely recanalized (mTICI grade: 3) after EVT therapy, and the outcome was good at 3 months (mRS score: 1).
Fig. 2  Male, 67 years old, left limb weakness for 5.5 hours. MRI on admission showed acute ischemic stroke. ICV was 30.56 mL, rCBF was 2.40, and pw-ICV was 73.34 mL. The patients had incompletely recanalized (mTICI grade: 2a) after EVT therapy, and the outcome was poor at 3 months (mRS score: 3). Note: ICV: ischemic core volume; rCBF: relative cerebral blood flow; pw-ICV: perfusion-weighted ischemic core volume.
表1  急性脑卒中患者血管完全再通与血管不全再通各参数之间比较
Tab. 1  Comparison of parameters between complete recanalization and incomplete recanalization in acute stroke patients

2.3 急性脑卒中预后良好与预后不良患者间各参数比较

       200例患者中预后良好者为129例(64.5%),预后不良者为71例(35.5%)。与预后不良组相比,预后良好组的入院NIHSS评分较低(15.71±6.18 vs. 18.27±6.37)、治疗前ICV (28.42±17.38 vs. 53.51±28.79)较小、pw-ICV (113.27±79.61 vs. 221.07±87.37)较小,差异有统计学意义(t=4.166,P=0.039;t=4.119,P=0.029;t=5.513,P<0.001) (图1、2),而rCBF在两组间比较差异无统计学意义(3.41±0.85 vs. 3.87±1.09;t=-3.971,P=0.371)。两组患者治疗方法差异无统计学意义(χ2=0.570;P=0.460),经治疗后,预后良好组的血管完全再通率明显高于预后不良组(89.15% vs. 23.94%;χ2=86.764;P<0.001) (表2)。

表2  急性脑卒中患者预后良好与预后不良各参数之间比较
Tab. 2  Comparison of parameters between good outcome and poor outcome in acute stroke patients

2.4 急性脑卒中血管完全再通及预后的预测因素分析

       单因素Logistic回归分析显示ICV及pw-ICV预测急性脑卒中血管再通差异具有统计学意义(P>0.05),ICV、pw-ICV及血管再通预测急性脑卒中预后差异具有统计学意义(P>0.05)。多因素Logistic回归分析显示pw-ICV (OR 0.930;95% CI:0.854~1.465;P=0.016)为预测急性脑卒中血管再通的独立预测因子。pw-ICV (OR 0.971;95% CI:0.551~1.865;P=0.025)和血管完全再通(OR 5.26;95% CI:1.572~13.179;P=0.037)为预测急性脑卒中预后的独立预测因子(表34)。

表3  各参数预测急性脑卒中血管再通的单因素及多因素逻辑回归分析
Tab. 3  Univariate and multivariate logistic regression analysis of factors for predicting recanalization in acute stroke patients
表4  各参数预测急性脑卒中预后的单因素及多因素逻辑回归分析
Tab. 4  Univariate and multivariate logistic regression analysis of factors for predicting outcome in acute stroke patients

3 讨论

       在急性缺血性脑卒中的救治中,影像学为患者的治疗方法评估及筛选发挥着关键作用[6]。多模态MRI检查可评估梗死区及缺血半暗带,选择再灌注治疗方案并预测治疗效果[7, 8]。以往的研究显示入院NIHSS评分、DWI梗死体积、PWI异常体积等可对EVT治疗后血管再通、3个月预后密切相关[9, 10, 11]。然而,目前关于预测卒中EVT治疗后血管再通及3个月预后的因素仍存在争议。

       DWI-PWI不匹配是目前临床上选择EVT治疗最被认可的评估方法,然而以往的研究显示DWI-PWI不匹配不能预测卒中后的治疗反应。本研究将ICV与rCBF相结合的“pw-ICV”作为附加成像信息来评估治疗效果,结果显示,与不全血管再通相比,血管完全再通组的治疗前ICV较小、pw-ICV较小。以往的多项研究表明DWI梗死体积对EVT治疗后血管再通具有较大的影响,Olivot等[12]发现完全再通患者的基线平均DWI梗死体积(ICV)常较小。而黄红涛等[13]及Kim等[14]认为DWI梗死体积(ICV)为EVT治疗后血管完全再通的独立预测因子。然而,以往的研究并未将DWI与PWI参数相结合进行研究。PWI异常区域中包含了一部分的缺血半暗带组织,通过及时有效的治疗部分或全部恢复。CBF指单位时间内血液通过脑血管某横截面积的流量。最近的研究使用患者CBF<30%体素与健侧CBF的比值来定义缺血核心区,由此涵盖了更广泛的绝对脑组织灌注范围[15, 16]。本研究显示将ICV与rCBF相结合的pw-ICV,经单因素及多因素Logistic回归分析后为预测急性脑卒中EVT治疗后血管再通的独立预测因子,而ICV在预测血管再通时无明显统计学意义。

       此外,我们还对急性脑卒中预后的影响因素进行分析,结果显示,与预后不良组相比,预后良好组的入院NIHSS评分较低、治疗前ICV较小、pw-ICV较小,血管完全再通率较高。该结果与以往的研究部分一致。以往的研究显示治疗前DWI梗死体积较小时通常具有较好的临床预后[17, 18]。缺血性脑卒中的发展涉及多种病理生理过程,其中CBF的异常和持续时间直接影响着患者预后。随着卒中时间的延长,脑血流异常率和脑死亡率逐渐增加。血管完全再通可使血流恢复再灌注,保护组织免于进一步的缺血损伤,降低梗死体积的增长,从而使患者具有更好的功能预后。早期的结果显示低CBF阈值并不能很好地预测卒中预后,但从机制上看,更好的再灌注可能能够挽救更少的灌注组织[19]。当纳入DWI和CBF相结合的pw-ICV进行分析时,pw-ICV和血管完全再通为预测急性脑卒中预后的独立预测因子。Rotkopf等[20]基于CTP的pw-ICV参数分析显示pw-ICV与最终梗死体积及预后均显著相关,在预测最终梗死体积方面优于ICV。梗死区相对低灌注的标志物rCBF可降低最近梗死体积增长,并与ICV存在交互作用[3],这表明即使在症状出现后的一段时间内,缺血组织的低灌注程度在挽救缺血组织时仍然起到了作用。由此可见,将pw-ICV作为额外的成像参数预测卒中预后具有更重要的意义。

       本研究尚存在一定的局限性。本研究为单中心回顾性研究,本研究数据可能受到回顾性样本收集及抽样偏差的限制。下一步将进一步进行前瞻性、多中心研究验证本研究结果。

       综上所述,急性缺血性脑卒中患者EVT治疗前pw-ICV与血管再通密切相关;pw-ICV、血管完全再通与预后良好密切相关,pw-ICV可为临床评估急性脑卒中血管再通、预后提供重要价值。

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