多模态CT对急性大血管闭塞性缺血性脑卒中的评估

田冰 王铁功 尹伟 陆建平

[关键词]多模态CT;急性缺血性脑卒中;大血管闭塞

中图分类号：R743.3;R814.42文献标识码：A文章编号：1009-816X（2018）06-0443-05

doi：10.3969/j.issn.1009-816x.2018.06.001

脑卒中是当今国民死亡的第一位原因，国人脑卒中的发病率以每年8.7%的速度递增，显著高于世界总年发病率[1]。在新发患者中，急性缺血性脑卒中（acute ischemic stroke，AIS）约占脑卒中总体发病率的70%～80%，且呈逐年上升的趋势，我国每年新发AIS患者超过200万[2]。

AIS具有较高的致死率和致残率，静脉溶栓可以有效改善AIS患者的预后，是其首要的治疗方法，但对大血管闭塞性AIS效果欠佳[3]。近年来多项血管内治疗大型随机对照研究结果证实了对于前循环大血管闭塞AIS患者，支架取栓能有效改善发病6～8h内患者的预后[4～8]。临床评估是AIS血管内治疗病例选择的重要环节，目前常用的AIS严重程度的评估方法主要有美国国立卫生研究院卒中量表（national institutes of health stroke scale，NIHSS）、辛辛那提院前卒中评分（the cincinnati prehospital stroke severity scale，CPSSS）等，但其敏感性和特異性只有58%～68%[9，10]。相对于临床评估，精准的影像学评估是治疗方案选择的重要依据，是患者获得良好预后的关键。大血管闭塞性AIS患者术前影像学评估的目标是：排除出血性病变、识别闭塞狭窄责任血管、通过直接或间接征象量化评估梗死核心灶、缺血半暗带和侧支循环，预测血管内治疗可能的疗效[11]。在众多的影像设备及技术的组合中，多模态CT（CT平扫+CT血管成像+CT灌注成像）已被国内外大部分的脑卒中中心用于AIS患者的术前筛查及评估。一站式多模态CT检查结合第三方软件的量化分析，能够快速、准确的评估AIS患者的脑血管改变及脑组织的血流储备[12]。本文主要对多模态CT对急性大血管闭塞性AIS患者术前评估的应用进行综述，结合海军军医大学附属长海医院AIS影像学评估的模式及经验，详细介绍多模态CT对急性大血管闭塞性AIS的评估方法及价值。

1多模态CT的特点

目前国际上著名卒中中心基本上采用CT成像对AIS患者进行评估，主要原因是磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）扫描时间较长，神经功能损害严重的患者无法完成数据采集，如果要排除出血，还需加扫序列，不适用于急性期及重症患者。即使能够急诊展开MRI检查且采用快速扫描组合序列（6分钟内完成扫描），仍有14%～30%的患者因金属植入物等原因无法完成MRI检查。再则，目前报道的采用MRI方法评估AIS，最佳入院到治疗（door to needle time，DNT）的中位时间仍然难以突破到60分钟以内[13]。临床研究表明在4.5小时时间窗内的患者，一旦CT平扫排除了脑出血就需要快速进行治疗，关键是选用单纯的静脉溶栓还是需要结合血管内治疗。如果超时间窗或临床无法确定的AIS患者，CT灌注成像（CT perfusion，CTP）能提供更多的信息指导临床治疗。CT平扫低密度的范围、侧枝循环及梗死核心的体积均与患者的预后高度相关[14]。临床实际中，那些病情进展快、侧枝循环差的AIS患者，如果不能及时有效治疗通常损失巨大，因此，缩短影像评估的时间是关键。

一站式的多模态CT设备采用多排宽探测器，一次旋转扫描的覆盖范围在8～16cm。完成CT平扫、CT血管造影（CT angiography，CTA）及CTP的检查总时间大概在2～3min[15]。宽覆盖的多模态CT设备安装在急诊室是缩短DNT时间的利器，有助于全面加快卒中诊治流程。该模式有如下优势：快速扫描适用于重症患者;CT的高空间分辨率能够显示细小血管分支，有助于评估侧枝循环;通过兼容自动化的医学图像分析软件，例如RAPID（iSchemaView，Menlo Park，CA）及MIStar（Apollo Medical Imaging Technology，Melbourne，Australia）等，使得脑组织的血流动力学信息得以量化，能更加全面精准的评估脑组织缺血的状态。多模态CT检查结合快速图像重建及自动化的图像分析软件能够快速得出CT平扫、CTA及CTP图像[16]。CT平扫可以排除脑出血，并能够发现部分病例的脑组织梗死及大血管闭塞的早期征象，例如灰白质界面消失、大动脉高密度征等;CTA有助于明确AIS的责任血管，显示大血管狭窄或闭塞，评估侧枝循环，提供前后循环的整体信息和血管内治疗的路径等;CTP能评估脑血流储备、梗死核心、缺血半暗带（可挽救的脑组织）、侧枝循环等，为静脉溶栓或机械取栓、辅助支架等治疗手段提供循证依据。

2多模态CT对急性大血管闭塞性AIS的评价内容

多模态CT对于急性大血管闭塞性AIS的评估，主要包括血管和脑组织学的评价，前者包括大血管病变和侧枝循环，后者包括核心梗死区和缺血半暗带[4～8]。早期识别大血管闭塞引起的AIS患者，对临床有效进行血管内治疗尤为关键。侧枝循环的好坏能够反映可挽救脑组织的多少，进而影响患者治疗后的临床结局[17]。一旦确定大血管闭塞的存在，就要明确可挽救脑组织的范围。梗死核心区的范围能够用于评估血管内治疗的风险，缺血半暗带则能够预测患者的获益。多项临床试验采用核心梗死区和缺血半暗带的最小错配比来决定临床治疗决策。

2.1大血管病变：颅内大血管是指直径大于2mm的血管，包括颈内动脉的颅外段及颅内段、椎动脉V1～V4段、基底动脉、大脑后动脉P1段、大脑前动脉A1段及大脑中动脉M1、M2段[18]。对于无法进行影像学检查直接显示大血管闭塞的患者，有研究认为发病3小时以内NIHSS评分≥9分或者3～6小时内NHISS评分≥7分，提示存在颅内大血管的闭塞[19]。多模态CT可以直接显示颅内大血管重度狭窄或闭塞[20]。与后循环血管相比，前循环大血管闭塞更为常见（76.1%）。目前已经明确前循环近端（颈内动脉和大脑中动脉的M1段）大血管闭塞的患者能从血管内治疗中获益，而后循环大血管闭塞的血管内治疗，尚缺乏大型临床随机对照试验证据的支持。因此，对于颅内大血管闭塞患者，多模态CT快速准确地显示大血管闭塞的部位和范围，有助于临床尽快制定治疗决策。多模态CT薄层扫描重建可以得到精细的CT平扫图像，显示动脉高密度征，提示大血管闭塞的存在，主要是由于血栓形成导致血流减慢或者中断;CTA的重建推荐使用减影图像，有利于去除虹吸部的钙斑和颅底的骨骼影重叠，由此而重建的CTA的图像更能精准显示大血管狭窄闭塞部位及程度范围，其敏感性和特异性分别达到92%～100%及82%～100%[11]。

2.2侧枝循环：颅脑侧支循环是指当大脑的供血动脉严重狭窄或闭塞时，血流通过其他血管到达缺血区，从而使缺血脑组织得到不同程度的灌注代偿。缺血脑组织在闭塞的动脉开通前依赖侧支循环而生存，因此侧支循环的好坏一定程度上反映了可挽救脑组织的多少，侧枝循环不仅显著影响梗死进程，且与患者的功能预后密切相关[19]。

多模态CT对侧枝循环的评估主要基于多时相的CTA成像。侧枝循环一级代偿的评估主要观察Willis环的开放情况。二、三级代偿，尤其是二级代偿主要评估缺血区软脑膜血管的代偿状况，而一级代偿最终也需要通过缺血区软脑膜血供代偿得以体现。因此，当今对大血管闭塞性AIS的侧枝循环评估聚焦在缺血区软脑膜侧支的充盈情况[4]。基于多模态CT的CTA成像可以实现软脑膜侧枝血管的多时相评估，与传统的单时相CTA比较，不受患者扫描时间点的影响，能够更加准确的评估软脑膜侧枝循环的状态[21]。研究表明，多时相的CTA对AIS侧枝循环的评估与数字减影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）具有较好的一致性[22]。基于多时相CTA成像评价侧枝循环的方法目前并没有统一的标准，目前文献报道的评价方法主要是侧枝循环的充盈程度及充盈速度，更重要的是充盈程度[23]。

2.3梗死核心区：梗死核心即发生不可逆性损伤的脑组织。與正常脑组织相比，当脑血流量下降至小于30%时提示不可逆性损伤[24]。梗死核心的大小与临床预后密切相关。梗死核心越小，预后良好的可能性越大。更有文献报道，与缺血半暗带相比，梗死核心体积更能够准确预测AIS患者的预后[25]。此外，梗死核心大小也可预测血管内治疗并发症的风险。

评估核心梗死的主要影像学指标是基于CT平扫的Alberta卒中项目早期CT评分（Alberta Stroke Program Early CT Score，ASPECTS）[26]。ASPECTS评分主要评估大脑中动脉供血区的主要功能区，将其分为4个皮层下区（尾状核C、豆状核L、内囊IC、岛叶I）及6个皮层区（M1-M6），每个区域1分，总分10分，每累及一个区域减去1分。ASPECTS评分受CT平扫窗宽、窗位及评价者主观因素的影响，有学者通过对比研究得出脑灰白质对比最佳的窗宽为60～80Hu，窗位为40Hu[27]。目前自动化的图像分析软件可以实现脑组织自动化的ASPECTS评分，减少人为评分造成的差异。

除ASPECTS评分外，梗死核心体积的量化能够更加精准反映脑组织不可逆改变的范围。多模态CT对于评估梗死核心体积的计算主要基于CTP，目前比较公认的梗死核心的界值是脑血流量（cerebral blood flow，CBF）<30%的区域。自动化的图像分析软件可以直接得出CBF<30%区域的体积，单位是ml，有助于大血管闭塞性AIS患者的快速、准确定量[28]。ASPECTS评分与梗死核心体积密切相关，研究表明，ASPECTS评分≥7分对应于梗死核心体积<70ml，ASPECTS评分≤3分对应于梗死核心体积>100ml[29]。

2.4缺血半暗带：与梗死核心灶的不可逆相比，缺血半暗带则是其周围脑血流减低的区域，该区域神经功能受损但细胞的电生理活动仍然正常[30]。缺血半暗带是临床治疗所关注的重点，如果缺血半暗带得不到积极有效的血流重建则会进展为不可逆的梗死核心[31]。

CTP通过造影剂进入体内以后的时间-密度曲线的变化计算可以得到不同的灌注参数，例如CBF、脑血容量（cerebral blood volume，CBV）、血流达峰时间（Tmax）等，揭示脑组织微循环的变化。基于多模态CT的CTP结合自动化的图像分析软件，可以实现对缺血半暗带的快速、精确定量。目前文献报道认为峰值时间Tmax>6s的区域为异常灌注区，CBF<30%的区域为梗死核心区，二者之间差异的区域即错配区（Mismatch volume），代表缺血半暗带[28]。

研究表明，基于CTP得到的缺血半暗带及梗死核心与MRI的灌注与弥散错配区一致性较好，但与MRI相比，CTP更加便捷、高效[32]。同时，对于大血管闭塞性AIS，较小的梗死核心和较大的缺血半暗带，患者经血管内治疗后预后更好。

3多模态CT对急性大血管闭塞性缺血性脑卒中评估的长海模式海军军医大学附属长海医院自2016年10月起将多模态CT用于急诊AIS患者的检查，目前的DNT时间已缩短至20分钟内，其中一站式的多模态CT检查及评估是最重要环节，多模态CT总的扫描时间约为3分钟，图像量化分析约为2分钟。

CTP的量化分析采用斯坦福大学医学中心开发的RAPID医学图像处理软件包，与多模态CT相连接，能自动处理分析脑灌注图像，并得出具体直观的的量化分析结果，突出的优点是：图像处理速度快、自动后处理自动回传PACS、量化梗死核心与缺血半暗带的体积、量化结果可在PACS终端或移动终端上任意查阅等（图e）。除了CTP的量化分析外，目前最新的RAPID版本可以实现快速自动化的ASPECTS评分，直观、准确的显示脑实质的改变，而软件自动输出的多时相CTA血管图像也可以对侧枝循环的充盈程度进行评价（图b、c）。图男，73岁，突发右侧肢体无力7小时入院。急诊多模态CT检查显示：CT平扫（图a）未见明显异常，CTA（图d）显示左侧大脑中动脉M1段闭塞;RAPID自动分析结果显示梗死核心（CBF<30%：0ml），异常灌注区（Tmax>6s：61ml;绿色区域），缺血半暗带为二者误配区：Mismatch volume为61ml（图e）;此外RAPID自动分析得出ASPECTS评分为10分（图b），且自动输出的Bolus Time图显示左侧大脑中动脉供血区软脑膜侧枝较右侧减少（图c）。患者经急诊支架取栓，多模态CT复查结果显示：CTA（图f）显示原左侧大脑中动脉M1段闭塞段恢复血流;RAPID自动分析结果显示梗死核心（CBF<30%：0ml），异常灌注区（Tmax>6s：0ml），缺血半暗带Mismatch volume为0ml（图g）。多模态CT对于大血管闭塞性AIS患者是否需要进行急诊血管内治疗具有指导意义，长海医院根据国内外最新研究结果，结合中国的实际情况将AIS血管内治疗的适应证和禁忌症总结为LAST2CH2ANCE[33]。LAST2CH2ANCE涵盖了AIS患者的临床及影像学信息，其中，L代表大血管闭塞（large vessel occlusion，L），N代表不可挽救脑组织（non-salvageable brain tissue，N）即梗死核心，C代表侧枝循环（collateral，C），以上均为多模态CT评价的主要内容。目前已发表的大血管闭塞性AIS血管内治疗的随机对照研究中，仅EXTEND-IA研究要求评价缺血半暗带，该研究同样利用RAPID软件对CTP数据进行定量分析CTP，只有总的异常灌注区与梗死核心的比例>1.2或缺血半暗带体积>10ml的患者才入组进行治疗[5]。但这并不能说明大血管闭塞性AIS患者在进行血管内治疗前无需评价缺血半暗带，相反目前亟待界定合适的缺血半暗带阈值来快速判定适合治疗的患者，进而最大程度提高干预的效率。

目前大部分研究对于AIS患者治疗后疗效评估，主要采用改良Rankin量表（mRS），以治疗后3个月患者mRS评分0～2分作为标准来判断治疗疗效。但基于患者神经功能评分的mRS，并不能真实反映所有临床神经功能改变，因此用来评估预后存在一定程度的低估[18]。如果采用多模态CT复查能够直观的显示大血管的重建情况及缺血半暗带的演变，可作为mRS评分的重要补充甚至替代。此外，长海医院多模态CT采用的低剂量灌注模式，患者一次检查的辐射剂量总计低至2.9mSv。低剂量的扫描能够有效降低患者单日内的总辐射剂量，对于大血管闭塞性AIS患者治疗后的多模态CT复查具有重要的意义。

一站式多模态CT能够快速、准确的对大血管闭塞性AIS患者进行全面精准的评估，结合自动化的图像分析软件，实现对大血管闭塞的识别、侧枝循环的评估、梗死核心及缺血半暗带的准确定量。不仅能够加快AIS的诊治流程，而且能够精准的指导临床治疗方案的选择及评估治疗后的疗效，对于AIS患者尤其是大血管闭塞性AIS患者具有重要的应用价值。

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（收稿日期：2018-10-30）