ColorViz 融合图在急性缺血性脑卒中侧支循环评价中的应用

王振华，马耀兴，王爱军，马博，陈兵*

1.宁夏医科大学临床医学院，宁夏 银川 750003；2.宁夏医科大学总医院放射科，宁夏 银川 750003

卒中是我国成年人致死、致残的首要病因，其中缺血性卒中占绝大部分，近年其发病率不断上升[1]。缺血发生后侧支循环开放能够使缺血组织得到一定程度的血流灌注代偿[2]。良好的侧支循环状态能够提高血管内治疗的成功率、降低出血转化的发生率，并有效地预测患者预后[3-5]。多时相CT血管成像（multiphase CT angiography，mCTA）不仅可以评估侧支血管数量，还能动态评估侧支血流充盈速度，已经作为评价侧支循环的常用影像学方法[6]。然而，基于mCTA的侧支循环评分比较耗时，评分者间的一致性欠佳，脑侧支血管通路较小且复杂，很难精准量化评估。新型mCTA显示格式ColorViz融合图能简化侧支循环评价过程，缩短评分时间[7]。有研究表明ColorViz融合图侧支循环评分在评分者间的一致性很好，而且能够很好地预测患者的临床结局[8-9]，但目前关于ColorViz融合图在急性缺血性脑卒中侧支循环中的研究仍然很少，其可靠性有待进一步验证和探究。因此，本研究采用ColorViz融合图进行侧支循环评分，探讨其在急性缺血性脑卒中侧支循环评价中的应用价值及临床可靠性。

1 资料与方法

1.1 研究对象 前瞻性收集2019年10月—2021年12月宁夏医科大学总医院急救中心以急性缺血性脑卒中就诊的患者，入院后均行CT平扫和mCTA扫描。纳入标准：①年龄≥18岁；②CT平扫及mCTA扫描均在发病后24 h内完成，且图像清晰；③CTA显示单侧大脑中动脉（middle cerebral artery，MCA）和（或）颈内动脉（internal carotid artery，ICA）或大脑前动脉重度狭窄或闭塞。排除标准：①患者信息不全，配合不佳，图像不清晰；②后循环缺血；③腔隙性梗死灶；④出血性脑卒中；⑤合并严重心、肝、肾等器官病变。记录纳入患者的年龄、性别、发病危险因素（糖尿病、冠心病、高血压、吸烟等）、起病时间、入院时美国国立卫生研究院脑卒中量表（national institute of health stroke scale，NIHSS）评分[10]，并随访、收集接受数字减影血管造影（DSA）检查和（或）治疗患者的DSA图像等资料，共纳入58例患者，其中男40例，女18例，年龄37～86岁，平均（61.5±10.9）岁。本研究通过医院伦理审查委员会审批（2019-426），患者及家属均签订知情同意书。

1.2 仪器与方法 采用GE Revolution CT 256排探测器CT扫描。急诊入院时，所有患者均行CT平扫和mCTA扫描。CT平扫用于排除脑出血，观察可能存在的缺血性病变及范围。mCTA采用螺旋扫描，旋转时间0.5 s，螺距0.992∶1，动脉期扫描范围为主动脉弓到颅顶，静脉期及静脉晚期仅为全脑扫描，每期间隔时间为8 s，选择正常侧肘正中静脉以4.5 ml/s注射对比剂碘普罗胺（370 mgI/ml）50 ml，随后以相同流速注射35 ml生理盐水冲洗，总扫描时间约21 s。原始数据均按0.625 mm层厚重建后处理。

本研究纳入患者进行扫描时联合多模型自适应迭代算法[11]，能够在保证图像质量的同时，一定程度上减少辐射剂量。

1.3 侧支循环评分 ColorViz融合图侧支循环评分、mCTA侧支循环评分及DSA侧支循环评分均由2名具有9年工作经验的副主任医师独立进行评估，意见不统一时协商一致。另外，选择1名具有2年工作经验的住院医师对mCTA图像及ColorViz融合图侧支循环评分再次独立进行评估。在3名诊断医师进行侧支循环评分的同时，采用秒表计时器分别记录采用ColorViz融合图和mCTA图像进行侧支循环评估每一名患者所用时间，采用盲法进行图像分析。计算2名副主任医师的评分时间，取平均值。在统计分析过程中，以2名副主任医师获得的评分结果为最终侧支循环评分。根据ColorViz融合图侧支循环评分，将患者分为侧支良好（4～5分）组23例、侧支中等（2～3分）组29例及侧支较差（0～1分）组6例。

1.3.1 mCTA侧支循环评分 mCTA图像由3名诊断医师在GE AW4.7工作站上独立观察和评估。采用6分侧支循环评分量表[12]，应用统一重组层厚，在mCTA的轴向最大密度投影（maximum intensity projection，mCTA-MIP）图像上进行。

1.3.2 侧支循环评分ColorViz 融合图 使用GE FastStroke软件将mCTA中3个时相的血管信息进行融合得到单一序列彩色编码图像，根据血管中对比剂增强时间和程度以及每例患者的自适应阈值技术分配血管颜色[7]：动脉期充盈血管显示为红色，静脉期充盈血管显示为绿色，静脉晚期充盈血管显示为蓝色。本研究借鉴mCTA侧支循环评分[12]，采用6分侧支循环评分量表：5分，患侧缺血区域血管数量正常或增加，缺血区域内血管颜色均为红色；4分，患侧缺血区域血管数量正常或稍减少（≥90%），缺血区域内出现红色、绿色血管，但绝大多数为红色血管；3分，患侧缺血区域血管数量正常或稍减少（≥90%），缺血区域内出现红色、绿色和蓝色血管；或患侧缺血区域血管数量减少（50%～90%），缺血区域内血管颜色为红色和（或）绿色；2分，患侧缺血区域血管数量减少（50%～90%），缺血区域内出现红色、绿色和蓝色血管；或患侧缺血区域血管数量明显减少（＜50%），缺血区域内血管颜色均为红色；1分，患侧缺血区域血管数量明显减少（＜50%），缺血区域内出现红色、绿色和蓝色血管；0分，患侧缺血区域未见任何血管显影。

1.3.3 DSA侧支循环评分 采用美国介入与治疗神经放射学会和介入放射学会提出的5分量表[13]。

1.3.4 90 d改良Rankin评分 所有患者均在发病90 d后，由1名具有3年以上工作经验的神经内科住院医师选择门诊就诊或电话随访采用盲法进行改良Rankin评分（modified Rankin score，mRS）。mRS≤2分为预后良好；mRS＞2分为预后不良。

1.4 统计学方法 使用SPSS 26.0软件。对所有计量资料进行正态性检验，正态分布的计量资料用表示，多组间比较采用方差分析；计数资料用例（%）表示，组间比较采用χ2检验。各位医师间评分的一致性分析采用加权Kappa检验，检测完成后，将2名高年资诊断医师评分不一致的部分协商一致，并采用配对t检验对侧支循环评分时间进行差异性分析。采用加权Kappa一致性检验分析各组患者ColorViz融合图侧支循环评分与mCTA侧支循环评分的一致性。采用Spearman相关分析ColorViz融合图侧支循环评分和mCTA侧支循环评分与DSA侧支循环评分的相关性。最后，采用受试者工作特征曲线分析基线放射学特征（ColorViz融合图侧支循环评分和mCTA侧支循环评分）对患者良好临床结局的预测效能。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 患者基本资料 共纳入58例患者，其中男40例，女18例，平均年龄（61.5±10.9）岁。入院NIHSS评分为（7.1±4.2）分。病变血管位于MCA、大脑前动脉、ICA、MCA+ICA分别为33例（56.9%）、4例（6.9%）、12例（20.7%）、9例（15.5%）。19例接受DSA检查和（或）治疗。不同等级侧支循环组间基线NIHSS评分差异有统计学意义（F=8.485，P＜0.001），且基线NIHSS评分越低，侧支循环越好（表1）。

表1 不同侧支循环组间基线临床资料比较

2.2 医师间侧支循环评分一致性及侧支循环评分时间比较 ColorViz融合图侧支循环评分在同等年资诊断医师（2名副主任医师）间的一致性（Kappa=0.87，95%CI0.80～0.96）优于mCTA侧支循环评分（Kappa=0.77，95%CI0.68～0.86）。不同年资诊断医师间ColorViz融合图侧支循环评分的一致性（Kappa=0.73，95%CI0.62～0.84）优于mCTA侧支循环评分（Kappa=0.62，95%CI0.47～0.76）。高年资及低年资医师应用ColorViz融合图进行侧支循环评分的时间[（10.3±2.5）ms、（17.0±6.0）ms]明显短于mCTA[（14.0±1.4）ms、（29.0±8.4）ms]，差异均有统计学意义（t=7.56、5.69，P＜0.001）。

2.3 ColorViz融合图侧支循环评分与mCTA侧支循环评分的一致性 在侧支良好、中等及较差组中，ColorViz融合图侧支循环评分与mCTA侧支循环评分间均具有很好的一致性（Kappa=0.73、0.71、1.00）。不同侧支循环等级典型病例见图1～3。

图1 女，69岁，急性缺血性脑卒中。A.容积重建图，右侧MCA-M1段闭塞；B.ColorViz融合图，患侧缺血区域血管数量稍减少（≥90%），缺血区域内出现红色、绿色血管，但以红色血管为主，ColorViz融合图侧支循环评分4分；C～E.mCTA-MIP图，与无症状对侧半球相比，患侧缺血区域内脑血管充填有1个阶段的延迟，但血管数量基本正常，mCTA侧支循环评分4分

图2 男，71岁，急性缺血性脑卒中。A.容积重建图，左侧MCA-M1段闭塞；B.ColorViz融合图，患侧缺血区域血管数量稍减少（≥90%），缺血区域内出现红色、绿色和蓝色血管，并以蓝色为主，ColorViz融合图侧支循环评分3分；C～E.mCTA-MIP图，与无症状对侧半球相比，患侧缺血区域内脑血管充填有2个阶段的延迟，血管数量轻度减少，mCTA侧支循环评分3分

图3 男，77岁，急性缺血性脑卒中。A.容积重建图，左侧ICA-C2段以远闭塞；B.ColorViz融合图，患侧缺血区域血管数量明显减少（＜50%），缺血区域内仅出现少量红色、绿色和蓝色血管，ColorViz融合图侧支循环评分1分；C～E.mCTA-MIP图，与无症状对侧半球相比，患侧缺血区域内任何阶段均仅可见少数血管，且血管显影浅淡，mCTA侧支循环评分1分

2.4 不同侧支循环评分量表间的相关性 ColorViz融合图侧支循环评分和mCTA侧支循环评分与DSA侧支循环评分均存在很好的相关性（r=0.814、0.736，P均＜0.001），且ColorViz融合图侧支循环评分与DSA侧支循环评分的相关性优于mCTA侧支循环评分。典型病例见图4。

图4 男，58岁，急性缺血性脑卒中。A.容积重建图，左侧MCA-M1段闭塞；B～D.mCTA-MIP图，与无症状对侧半球相比，患侧缺血区域内脑血管充填有2个阶段的延迟，血管数量减少较明显，mCTA侧支循环评分2分；E、F.ColorViz融合图，患侧缺血区域血管数量减少（50%～90%），缺血区域内出现红色、绿色和蓝色血管，ColorViz融合图侧支循环评分2分；G.DSA示部分侧支血流较为快速地到达缺血区域周边，但仍伴有持续的灌注缺损，DSA侧支循环评分2分

2.5 基线放射学特征对患者良好临床结局的预测效能 以90 d mRS≤2分为患者功能结局良好的临界值，采用受试者工作特征曲线评估基线放射学特征（ColorViz融合图侧支循环评分和mCTA侧支循环评分）与患者良好临床结局的相关性。结果显示，ColorViz融合图侧支循环评分的曲线下面积（0.81，95%CI0.69～0.91；Z=5.619，P＜0.001）略高于mCTA侧支循环评分（0.80，95%CI0.68～0.90；Z=5.327，P＜0.001）（表2），进一步分析约登指数，得出ColorViz融合图侧支循环评分和mCTA侧支循环评分预测患者良好功能结局的最佳临界值均为3分，且侧支循环评分越高，患者预后越好。因此，ColorViz融合图侧支循环评分对患者良好功能结局具有良好的预测效能，甚至高于mCTA侧支循环评分。

表2 基线放射学特征对患者良好功能结局的预测效能

3 讨论

3.1 医师间侧支循环评分一致性及侧支循环评分时间比较 mCTA具有一定的时间分辨率，能较准确地评估侧支血管数量和侧支血流充盈速度，能准确评价侧支循环，且明显优于常规单时相CTA[14-15]。但mCTA评分内容较复杂，评分者间的一致性欠佳，且耗时。目前，已有研究证实ColorViz融合图具有提高评分者间一致性、缩短侧支循环评分时间的潜力[8,16-17]，但均未对此做深入探究。本研究显示，ColorViz融合图侧支循环评分在同等年资诊断医师和不同年资诊断医师之间的一致性均优于mCTA，且评分时间明显短于mCTA，与上述前期研究结果相符。推测原因为：①ColorViz融合图是基于FastStroke软件完全自动后处理得到；②临床工作中，一般基于视觉进行侧支循环评估，与需要同时观察3个序列灰阶图像的mCTA相比，ColorViz融合图结合了颜色的指示效应和mCTA的自身优势，能更直观地显示侧支血管，且评分者仅需观察这一单一序列图像。因此，ColorViz融合图能够提高评分者间的一致性，而且可以缩短评分时间，尽管仅相差数秒，但是对患者而言仍然很宝贵。这也使得低年资医师或非神经影像诊断医师准确评价侧支循环成为可能。

3.2 ColorViz融合图侧支循环评分与mCTA侧支循环评分的一致性 本研究显示，在不同等级侧支循环中，ColorViz融合图侧支循环评分与mCTA侧支循环评分之间的一致性均良好，表明两者的一致性不受侧支循环等级的影响。在侧支循环较差组中两种侧支循环评分完全一致，除两组侧支循环评分本身存在很好的一致性外，可能是因为本组纳入病例较少以及侧支循环较差组（1分或0分），侧支血管数量及充盈动态很容易观察。前期已有研究发现ColorViz融合图侧支循环评分与mCTA侧支循环评分存在很好的相关性[8]，与本研究结果相符，表明ColorViz融合图侧支循环评分与mCTA侧支循环评分有很好的一致性。作为一支新型mCTA显示格式，ColorViz融合图包含的信息准确。

3.3 ColorViz融合图和mCTA与DSA侧支循环评分之间的相关性 目前DSA仍是评价侧支循环的“金标准”，但其为侵入性检查，不宜常规开展，有必要寻找一种可靠的替代工具。有研究对ColorViz融合图侧支循环评分与DSA侧支循环评分的相关性进行分析，发现两者具有很好的相关性[16]，本研究结论与其相符，证实ColorViz融合图在侧支循环评分方面的准确性和可靠性。此外，本研究进一步对ColorViz融合图侧支循环评分和mCTA侧支循环评分与DSA侧支循环评分的相关性进行比较，发现ColorViz融合图侧支循环评分与DSA侧支循环评分之间的相关性优于mCTA，表明ColorViz融合图是一种可靠的侧支循环评分工具，其应用价值可能优于mCTA。

3.4 基线放射学特征对患者良好临床结局的预测效能良好的侧支循环能够维持缺血半暗带的存在，延长时间窗，并与患者的临床预后密切相关[18-19]，有研究证实mCTA可以很好地预测患者的功能结局[20]，本研究也得出一致结论。另外，本研究进一步探索了ColorViz融合图侧支循环评分与患者良好功能结局之间的关系。结果显示，ColorViz融合图侧支循环评分对患者良好功能结局具有很好的预测效能，甚至略优于mCTA侧支循环评分，与既往研究结果[9,17]一致，进一步表明ColorViz融合图中包含的侧支血管信息准确，而且其在预测患者预后方面可能具有很好的应用价值，但有待进一步研究。

3.5 本研究的局限性 ①本研究纳入样本量较小，尤其是侧支循环较差的患者，ColorViz融合图侧支循环评分的科学性和准确性尚需要纳入更多样本进行验证和探究。②ColorViz彩色编码图侧支循环评分同样带有主观性，后续应制订统一的评分标准，以进一步提高侧支循环评价的准确性，以期更好地服务于临床工作。

总之，ColorViz融合图是一种可靠的脑侧支循环评价工具，能够在保证准确率的前提下，降低脑侧支循环评分的难度，提高评分者间的一致性，并缩短侧支循环评分时间，将在很大程度上帮助医师制订临床决策，特别适合缺少专业知识和经验的低年资诊断医师，尤其在急诊诊疗状态下意义更重大。