CT灌注参数和围手术期临床资料用于预测成年烟雾病患者接受联合搭桥术后发生脑过度灌注综合征

郝小军,张 超,杨 晨,周峰峰,王 娟,汤宏芝,周运锋

(皖南医学院第一附属医院放射科,安徽 芜湖 241001)

烟雾病(moyamoya disease, MMD)是以颈内动脉末端及其分支进行性狭窄、闭塞性改变和脑底部异常血管网形成为特征的病因不明的慢性脑血管疾病。重建血运方法如直接搭桥术、间接搭桥术和联合搭桥术[1]是改善脑血流动力学和降低卒中风险的首选;脑过度灌注综合征(cerebral hyperperfusion syndrome, CHS)[2-3]为直接及联合搭桥术后最常见的并发症,轻者可表现为暂时性神经功能障碍,严重时可致颅内出血。头颅CT灌注(CT perfusion, CTP)可用于评估MMD脑血流灌注情况[4]。本研究观察术前CTP参数及围手术期临床资料用于预测联合搭桥术治疗后成年MMD患者发生CHS的价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2017年6月—2023年2月60例皖南医学院第一附属医院接受联合搭桥术的成年MMD患者,男30例、女30例,年龄18～66岁、平均(48.5±9.5)岁;根据术后是否发生CHS分为CHS组(n=18)和非CHS组(n=42):CHS组男10例、女8例,年龄28～66岁、平均(49.7±10.1)岁,非CHS组男20例、女22例,年龄18～63岁、平均(47.9±9.3)岁。纳入标准:①年龄≥18岁;②参考2017年MMD中国专家共识[5],经数字减影血管造影(digital subtraction angiography, DSA)诊断MMD;③于术前1周+术后1周内完成一站式全脑CTP检查;④术式为颞浅动脉-大脑中动脉搭桥联合颞肌贴附+硬脑膜翻转术,且术中经吲哚菁绿荧光造影证实吻合口血管通畅。排除标准:①CTP图像存在严重运动伪影;②术侧大脑半球其他手术史;③临床及影像学资料不完整;④严重心、肝、肾功能不全。本研究经院伦理委员会批准[审批号:(2020)伦审国研第(16)号],患者均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 采用Siemens Somatom Definition Flash双源CT。嘱患者仰卧,行头部平扫,管电压120 kV,管电流390 mAs,层厚5 mm;之后经肘静脉以流率4～5 ml/s注射350 mgI/ml碘佛醇55 ml,跟注生理盐水40 ml,于5 s后行全脑CTP扫描,参数:管电压80 kV,管电流100 mAs,球管旋转时间0.28 s,准直器宽32×1.2 mm,共采集25个期相数据,总扫描时间103.5 s。

1.3 图像后处理 以卷积核H30f将原始数据重建为层厚和层间距均为3 mm的图像并传至Siemens Syngo. via后处理工作站,采用CT Neuro Perfusion软件进行后处理,得到脑灌注参数图像,获取包括脑血流量(cerebral blood flow, CBF)、脑血容量(cerebral blood volume, CBV)、平均通过时间(mean transmit time, MTT)、流出时间(time to drain, TTD)和流量提取乘积(flow extraction product, FEP)等在内的CTP参数;由2名具有5年工作经验、不知晓分组情况的放射科主治医师尽量避开大血管、钙化及陈旧性梗死区域勾画10个面积约为2 cm2的ROI,其中2个位于半卵圆中心层面、3个位于侧脑室体部层面、3个位于基底核层面、2个位于中脑层面大脑中动脉供血区,记录各ROI内脑灌注参数,取总平均值为最终结果。将动脉显影最佳期相图像重建为层厚和层间距均为1.5 mm的图像,采用CT Neuro Vascular软件行脑动脉CTA(CT angiography, CTA)。

1.4 临床资料 记录临床资料包括术前症状、病史、手术侧别、铃木分期、改良Rankin量表(modified Rankin scale, mRS)评分、手术前日平均动脉压(mean arterial pressure, MAP)及术后当日MAP,MAP=(收缩压+2×舒张压)/3。

1.5 诊断 CHS 术后出现新发头痛(排除头皮切口处疼痛)、癫痫发作和局灶性神经功能障碍,如失语、偏瘫、肢体麻木、感觉障碍、构音障碍,甚至脑出血或蛛网膜下腔出血,且CTP显示吻合口周围CBF增加,CTA或DSA显示吻合口通畅,并经CT和/或MRI排除新发脑梗死和颞肌肿胀改变[2-3]者诊断为CHS。

1.6 统计学分析 采用 SPSS 23.0及MedCalc 20.2统计分析软件。以±s表示符合正态分布的计量资料,组间行独立样本t检验;以中位数(上下四分位数)表示非正态分布的计量资料,组间行Mann-WhitneyU检验。采用χ2检验或Fisher精确概率法比较计数资料。绘制受试者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲线,采用DeLong检验比较曲线下面积(area under the curve, AUC)。行多因素logistic回归分析,评价术后CHS危险因素。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 术后CHS CHS组18例中,8例术后出现头痛、兴奋或烦躁不安,5例肢体麻木、偏瘫或反应迟钝,4例失语或构音障碍,4例癫痫,2例脑出血或蛛网膜下腔出血,1例恶心呕吐;结束手术至出现CHS时长为1 h～5天,中位时间1(1,3)天;症状持续时间3～30天,中位时间7(4,9)天。见图1、2。

图1 患者女,43岁,CHS组,术后首日出现右侧头痛、烦躁不安 A.术前3日CTA示双侧大脑前动脉及右侧大脑中动脉闭塞; B～F.术前3日CTP示右侧额颞叶CBF降低(B),CBV略增高(C),MTT(D)、TTD(E)及FEP(F)升高; G、H.术后第5天CTP示右侧颞叶CBF(G)及FEP(H)明显增高 图2 患者女,63岁,非CHS组 A.术前5日CTA示双侧大脑前、中动脉闭塞,周围见侧支血管; B～F.术前5日CTP示右侧额颞叶CBF略降低(B),CBV基本正常(C),MTT(D)及TTD(E)升高,FEP基本正常(F); G、H.术后第6天CTP示右侧颞叶CBF(G)增高,FEP(H)变化不大

2.2 logistic分析 2组术前CBV、FEP及术后当日MAP差异均有统计学意义(P均<0.05),见表1、2。术前FEP及术后当日MAP较高是联合搭桥术治疗成年MMD后发生CHS的危险因素,见表3。

表1 联合搭桥术后发生与未发生CHS的成年MMD患者临床资料比较

表2 接受联合搭桥术后发生与未发生CHS的成年MMD患者术前CTP灌注参数比较

表3 成年MMD患者接受联合搭桥术后发生CHS的多因素logistic回归分析

2.3 ROC曲线 以术前CBV、FEP及术后当日MAP预测成年MMD患者联合搭桥术后发生CHS的AUC分别为0.712、0.771及0.665;三者联合的AUC为0.872,均高于各单一因素(Z=2.17、2.27、3.13,P均<0.05)。见表4、图3。

表4 术前FEP、术前CBV、术后当日MAP及三者联合预测联合搭桥术治疗成年MMD后发生CHS的效能

图3 术前FEP、术前CBV、术后当日MAP及三者联合预测成年MMD患者联合搭桥术后CHS的ROC曲线

3 讨论

成年MMD患者搭桥术后CHS发生率为11.3%～38.2%,且直接搭桥与联合搭桥术后CHS发生率无显著差异[2-3,6]。本研究结果显示,成年MMD患者联合搭桥术后CHS发生率为30.00%(18/60),虽症状持续时间多不超过2周,但严重者可出现颅内出血。

脑血管自动调节功能受损及血脑屏障(blood-brain barrier, BBB)通透性增加是CHS的主要机制[2,7-8]。FEP又称表面通透性或体积传递常数[9],代表对比剂通过BBB从血管内扩散到血管外的速率,可用于预测缺血性脑卒中患者发生出血性转化[10]。本研究CHS组患者术前FEP高于非CHS组,且术前FEP较高是术后CHS的危险因素,其预测CHS发生的AUC为0.771。分析原因,慢性缺血性脑再灌注产生的氧自由基可促进内皮细胞损伤,血管通透性增加可诱导神经元兴奋性增高、迟发性变性和皮质功能受损,导致短暂神经症状及术后高灌注症状[7-8]。因此,术前FEP增高可提示BBB破坏,临床宜尽早干预。

MMD患者脑组织长期缺氧及低灌注、脑内小动脉持续处于最大扩张状态,脑血管反应性能和调节功能均受损[2]。CBV是单位体积内脑组织总血容量,反映脑血管扩张能力。KAKU等[11]发现,术前CBV增高可能提示脑血管调节功能受损,此类MMD患者搭桥术后CHS风险更高。本研究中CHS组患者术前CBV高于非CHS组,以术前CBV预测术后CHS的AUC为0.712。UCHINO等[6]认为术前CBV增高不仅是MMD搭桥术后影像学高灌注、也是症状性高灌注的危险因素;但本研究logistic回归分析结果显示术前CBV增高并非术后CHS的危险因素,可能与诊断CHS标准、检查方式、测量方法及样本量差异有关。

MAP是心动周期中动脉血压的平均值,与脑灌注压直接相关、与器官血流灌注压密切相关[12];MMD患者脑血管调节功能受损,术后MAP增高可使脑灌注压增高,增加CHS风险。LAI等[12]发现,相比非CHS组,CHS组术后与术前血压比值更高。TOKAIRIN等[13]报道,术后血压升高是MMD患者搭桥术后脑出血的危险因素。本研究CHS组患者术后当日MAP高于非CHS组,术后当日MAP偏高为CHS发生的危险因素,提示围手术期血压管理对预防CHS至关重要。ZHAO等[3]通过将围手术期MMD患者收缩压控制在120～130 mmHg,使其术后CHS发生率降至4.0%～4.6%。本研究术后当日MAP预测MMD患者联合搭桥术后CHS的截断值为105.50 mmHg。

综上所述,术前CBV、FEP及术后当日MAP均有助于预测成年MMD患者联合搭桥术后CHS,三者联合可提高预测效能。然而,本研究样本量较小,未纳入桥血管直径、生化指标等可能具有预测意义的临床因素,且未针对术后CTP参数进行分析,有待后续进一步完善。