CT平扫征象在自发性脑出血早期血肿扩大的预测价值
2024-10-31张宏伟王娟娟裴仁明章俊芹陆启芳
摘要:目的" 分析基于CT平扫征象在自发性脑出血患者早期血肿扩大的预测价值。方法" 回顾性分析我院2021年1月~2023年6月急性自发性脑出血患者169例,根据24 h内复查CT结果分为血肿扩大组(n=55)和非扩大组(n=114)。分析血肿的基线CT征象,并建立“密度异常组”、“形态异常组”及“联合征象组”3种征象组合,采用单因素分析及多因素Logistic回归分析筛选独立危险因素,采用ROC曲线评价各征象及征象组预测血肿扩大的价值。结果" 每个病例收集了11个影像特征及3种组合特征,其中血肿初始体积及“混合征”、“黑洞征”、“漩涡征”、“岛征”、“密度异常组”、“联合征象组”的组间差异有统计学意义(Plt;0.05);多因素Logistic回归分析显示“密度异常组”、“联合征象组”为血肿扩大的独立预测因素(P=0.031);“混合征”、“漩涡征”中相对低密度区的体积及“岛征”中最大岛屿的最大径大者更易出现血肿扩大;血肿初始体积及“混合征”、“黑洞征”、“漩涡征”、“岛征”、“密度异常组”、“联合征象组”的曲线下面积分别为0.686、0.668、0.588、0.693、0.627、0.758、0.713。结论" CT平扫检查中,代表血肿密度异质性的“密度异常组”及代表密度、形态异常的“联合征象组”对脑出血患者早期血肿扩大有一定的预测价值。
关键词:自发性脑出血;CT;血肿扩大
Predictive value of early hematoma expansion in patients with spontaneous cerebral hemorrhage based on non-contrast CT scan signs
ZHANG Hongwei1, WANG Juanjuan2, PEI Renming1, ZHANG Junqin1, LU Qifang3
1Department of CT Room, 2Department of Ultrasonography, Anhui No.2 Provincial People's Hospital, Hefei 230041, China; 3Department of Medical Imaging, Clinical Medical College, Anhui Medical College, Hefei 230012, China
Abstract: Objective To investigate the predictive value of non-contrast CT signs in early hematoma expansion in patients with spontaneous intracerebral hemorrhage. Methods A total of 169 cases of acute spontaneous cerebral hemorrhage in our hospital from January 2021 to June 2023 were analyzed retrospectively. According to the CT results within 24 h, and they were divided into hematoma expansion group (n=55) and non-expansion group (n=114). The baseline CT signs of the patients were analyzed, and three models of \"density anomaly group\", \"morphology abnormal group\" and \"combined signs group\" were established. Independent risk factors were screened by univariate analysis and multivariate Logistic regression analysis, and the accuracy of each sign in predicting hematoma expansion was evaluated by ROC curve. Results Eleven imaging features and three combined features were collected for each case. Among them,the initial volume of hematoma,\"mixed sign\", \"black hole sign\", \"swirl sign\", \"island sign\", \"density abnormality group\" and \"combined sign group\" were statistically significant between two groups (Plt;0.05); multivariate logistic regression analysis showed that the \"density abnormality group\" and the \"combined sign group\" were independent predictors of hematoma expansion (P=0.031); haematoma expansion is more likely to occur when the volume of the relatively low density area in the \"mixed sign\" and \"swirl sign\" and the maximum diameter of the largest island in the \"island sign\" are large. The AUC of initial volume of the hematoma," \"mixed sign\", \"black hole sign\", \"vortex sign\" and \"island sign\", \"Density abnormality group\" and the \"combined sign group\" were 0.686, 0.668, 0.588, 0.693, 0.627, 0.758, 0.713, respectively. Conclusion In non-contrast CT scan, the \"density abnormality group\" representing heterogeneity of hematoma density and the \"combined sign group\" representing density and morphology abnormalities have certain predictive value for early hematoma expansion in patients with cerebral hemorrhage.
Keywords: spontaneous intracerebral hemorrhage; CT; hematoma expansion
自发性脑出血(sICH)是指非外伤引起的成人脑部动、静脉或毛细血管自发性破裂所致的脑实质内出血,致死率、致残率高,早期有无血肿扩大(HE)严重影响着患者的预后[1],也是决定患者治疗方案的一个重要因素。以往有学者通过CT血管成像的“点征”、“漏出征”进行血肿扩大的预测,得到了较为满意的结果[2],但该项检查费用昂贵,对操作者要求较高,且不适用于造影剂过敏及肾功能不全的患者,使CT血管成像技术在多数医院并非常规检查手段[3];CT平扫检查方便、快捷,是脑出血诊断和复查的首选方法,血肿的影像学特征如“混合征”、“岛征”、“黑洞征”、“漩涡征”已被认为是早期HE的预测指标[4],但四者的敏感度偏低[5-7],在临床诊断中存在一定的局限性;且目前的报道多为单个征象与血肿HE的相关性分析,而血肿内密度及形态的联合征象对于HE的预测价值鲜有报道。本研究拟通过对单个征象及部分联合征象的对比分析,从中筛选出临床应用价值更大者,以期为临床治疗方法的选择及预后的判断提供更为有力的依据。
1" 资料与方法
1.1" 一般资料
回顾性分析2021年1月~2023年6月在安徽省第二人民医院确诊为sICH的患者169例,收集其影像及临床资料。纳入标准:年龄≥18岁,发病12 h内行头颅CT检查,并于首次检查后24 h内复查头颅CT;所有患者影像资料完整。排除标准:因动脉瘤、动静脉畸形、海绵状血管瘤或外伤、梗死后出血等继发性sICH的病例;CT检查前接受过手术治疗的患者;发病前抗凝或抗血小板治疗的患者;原发性脑室内出血。本研究方案经安徽省第二人民医院医学伦理委员会批准[审批号:(R)2024-058]。
169例患者中男性123例(72.8%),女性46例(27.2%),年龄28~91(63.49±14.33)岁。根据两次检查结果血肿扩大与否,将患者分为HE组(n=55,32.5%)和非HE组(n=114,67.5%),两组间年龄及性别的差异无统计学意义(Pgt;0.05)。
1.2" 检查方法
使用GE Optima多排螺旋CT行断层扫描,患者仰卧位,头先进,扫描范围自颅底到颅顶,管电压120 kV,管电流200 mA,层厚5 mm,间距5 mm,矩阵512×512。
1.3" 脑出血扩大标准
所有患者的初始图像资料以医学数字成像和通信格式(DICOM)导出,使用3D-Slicer5.2.2软件逐层手动勾画感兴趣区(图1),测量基线及复查CT的血肿体积,将复查CT中血肿体积较基线CT百分比差值≥33%或绝对值差值≥6 mL定义为HE[8]。
1.4" 影像学分析
诊断医师在不知道是否HE的情况下,收集患者年龄、性别等临床资料,并观察各病例基线CT的传统影像特征,包括血肿部位、血肿初始体积、是否有周围水肿及中线移位、是否有脑室内出血或蛛网膜下腔出血,以及血肿内有无“混合征”、“黑洞征”、“漩涡征”、“岛征”、“卫星征”等信息,各种征象根据已发表文献的影像学特征进行判定。
“混合征”需符合以下条件:血肿内高、低密度区相邻且肉眼容易识别;高低密度区CT值差值≥18 Hu;低密度区未被高密度区包裹。“黑洞征”:血肿内存在圆形、卵圆形或棒状的低密度区,包含于高密度血肿中,边界清楚,不与血肿外周围组织接壤,并且与高密度区CT值差值≥28 Hu。“漩涡征”:血肿内存在圆形、条状或不规则状的等或低于脑实质密度的区域。“岛征”:≥3个散在性小血肿,均与主血肿分离;或≥4个小血肿,部分或全部与主血肿相连。“卫星征”:至少在1个层面上出现与血肿分离的小血肿(直径lt;10 mm),且小血肿与主血肿的距离为1~20 mm。
因“混合征”、“黑洞征”和“漩涡征”代表了血肿的密度异质性,本研究将此3种征象中2种及以上阳性者定义为“密度异常组”;“岛征”和“卫星征”代表了血肿形态不规则,因此将此两种征象均阳性者定义为“形态异常组”;此外,把密度及形态均存在至少1种异常者定义为“联合征象组”。将两组病例差异有统计学意义的特征进行阳性病例分析,其中密度异常征象由3D-Slicer软件勾画测量较低密度区占血肿体积的比值,形态异常征象测量其最大径,分析阳性特征在两组间的差异。
1.5" 统计学分析
采用SPSS25.0对患者的临床资料、CT特征进行分析,使用Kolmogorov-Smirnov检验对患者的年龄及血肿体积等变量数据进行正态性检验,符合正态分布者以均数±标准差表示,组间比较采用独立样本t检验;非正态分布数据以中位数(上下四分位数)表示,组间比较采用Mann-Whitney U检验;计量资料以n(%)表示,组间比较采用卡方检验。比较上述因素在血肿有无扩大之间的差异;将差异有统计学意义的变量纳入多因素Logistic回归,明确HE的预测因素。使用ROC曲线及曲线下面积(AUC)分析各征象在HE预测中的诊断价值。Plt;0.05为差异有统计学意义。
2" 结果
2.1" HE组与非HE组临床资料及影像特征比较
由基线CT中获取11种影像特征及三种联合特征组,单因素分析发现两组间血肿的初始体积以及“混合征”、“黑洞征”、“旋涡征”、“岛征”、“密度异常组”、“联合征象组”的差异有统计学意义(Plt;0.05),其他征象的差异无统计学意义(Pgt;0.05,表1、图1)。
2.2" “混合征”、“漩涡征”、“岛征”阳性病例分析
两组间差异有统计学意义的“混合征”、“漩涡征”、“岛征”,阳性病例数量分别为57例(33.73%)、85例(50.30%)和57例(33.73%),其中“混合征”及“漩涡征”中较低密度区所占体积比在两组间的差异有统计学意义(P=0.029、Plt;0.01),“岛征”最大径差异在两组间差异有统计学意义(P=0.04)。
2.3" 血肿扩大的多因素回归分析
将上述组间差异有统计学意义的5种特征和2组联合特征纳入多因素二元Logistic回归分析,结果显示“密度异常组”(OR=5.304,95% CI:1.166~24.128,P=0.031)和“联合征象组”(OR=3.578,95% CI:1.126~11.376,P=0.031)是HE的独立危险因素(表2)。
2.4" 5种特征及3组联合特征对HE的预测
血肿初始体积在截断值取15.562 mL时有最大约登指数0.201。筛选出的5种特征和3组联合特征中,“联合征象组”具有最高的敏感度(87.27%)和阴性预测值(90.00%),“密度异常组”具有最高的特异度(78.95%)、阳性预测值(62.50%)和准确率(76.92%);2组联合特征的AUC值和约登指数均大于血肿初始体积、“混合征”、“黑洞征”、“漩涡征”、“岛征”等5种单独征象和“形态异常组”(表3、图2)。
3" 讨论
sICH是临床最常见的脑血管疾病之一,占急性卒中的19%~48%[9],多发生于50岁以上的男性患者,并且约30%会在早期发生血肿扩大。据报道,血肿扩大通常发生在发病后24 h内[10],与患者的病情进展及预后密切相关。及早预测血肿扩大与否就显得尤为重要[11]。本组所包含病例中,50岁以上患者143例(84.6%),男性患者123例(72.8%),其中,55例(32.5%)患者发生了HE。
sICH患者就诊时的血肿初始体积,一直被认为是HE的预测指标[12],同时也被证实与患者的不良预后有关,有文献报道,随着血肿体积的增加,患者神经功能丧失的概率会大幅上升,死亡率也会明显升高[13]。本组病例中HE组患者的初始血肿体积高于非HE组,证实了初始体积较大的血肿更易发生扩大,可能由于此类血肿多由较为粗大的血管或多根血管破裂,临床止血相对困难所致。此外,本研究发现当血肿初始体积截断值为15.562 mL时具有最大约登指数0.201,在初始血肿大于15.562 mL的73例病例中,有35例(47.95%)发生了HE,而体积小于15.562 mL的96例病例中仅20例(17.54%)发生HE,说明当血肿体积大于15.562 mL时其发生早期扩大的风险相对较大。
目前认为不同出血时间的血液混合在一起,是造成血肿异质性密度表现的原因,血液凝固以后透射性减低,CT图像上表现为高密度[14],而新鲜的出血内部也会表现出轻度的密度差异,可能与血液内是否存在血红蛋白破裂有关[15]。“混合征”、“黑洞征”和“漩涡征”在影像表现上有所不同,但都反映了血肿内的异质性,都被认为是早期HE的预测指标[16-18],且具有敏感度偏低的特性,这些在本研究中同样得到了证实。本组病例中,“密度异常组”是HE的独立危险因素(OR:5.304,95%CI:1.166~24.128,P=0.031),其敏感度、特异度、准确率及AUC值均高于上述3种独立特征,可能由于3种独立特征代表的是出血部位的不同或尚未凝固的血液异质性等级的差异[19],而“密度异常组”中包含了两种及以上的独立特征,说明血肿内存在多灶性或不同阶段的新鲜出血[20],从而延长了凝血时间,导致HE。
本研究对“混合征”和“漩涡征”中相对低密度区的测量比较中发现,HE组的低密度区所占体积比均高于非HE组,这说明在初始血肿中,相对低密度区代表的持续性出血所占体积比,与早期发生血肿扩大也存在一定的关联,其所占体积比越大,越有可能导致HE。
与密度的异质性相似,“岛征”和“卫星征”代表的是血肿形态的不规则,“岛征”可能是由于血肿及其周围水肿在不断增多的过程中, 造成邻近的小血管机械性损害,从而继发海岛样形态的不规则小血肿[21],而“卫星征”是脑组织缺血性改变或再灌注损伤引起多发小血管出血的结果[22]。“岛征”是独立预测早期HE和不良预后的可靠征象[23-25],并且有敏感度低、特异度高的特性[26],而“卫星征”的预测价值则相对较低,是一个可接受的HE预测指标[27]。本组病例中这两种形态学表现差异与文献报道相符。此外,本研究建立的“形态异常组”在两组间的差异无统计学意义(P=0.816),且敏感度和AUC均最低,可能与病例中同时具有“岛征”和“卫星征”的病例数较少有关(仅23例),但“形态异常组”却表现出很高的特异度(87.72%),说明在没有这两种征象的血肿中,不发生HE的准确性较高。本研究选择所有“岛征”阳性的病例,测量其最大“岛屿”的最大径进行两组间比较,结果显示差异有统计学意义(P=0.04)。有研究提出“岛征”形状不规则程度可增加血肿扩张的可能[28],本研究结果发现,“岛征”的最大径也可作为需要临床治疗干预的潜在标志。
本组病例中建立的第3个特征组“联合征象组”同样被认为是HE的独立危险因素,具有最高的敏感度(87.27%)和阴性预测值(90.00%),可能由于该组征象阳性时,血肿同时存在内部的新鲜出血以及外部脑组织的水肿所致,新鲜出血凝固不彻底、形成不稳定的血肿,牵拉邻近脑组织导致周围多个小血管破裂[29, 30]引起继发性出血,加之周围脑组织水肿缺血,破裂小血管的压迫止血能力减弱,引发“雪崩”效应[21],很大程度地增加了血肿扩大的风险,需要临床加以重视。
综上所述,CT平扫检查是诊断和复查脑出血简单易行且可靠的方法,其中包含的血肿初始体积、“混合征”、“黑洞征”、“漩涡征”、“岛征”等被证实与早期血肿扩大存在一定相关性,本组病例研究显示“密度异常组”及“联合征象组”评估效果更佳,同时,血肿初始体积大于15.562 mL、“混合征”、“漩涡征”中低密度区的体积比以及“岛征”中最大“岛屿”的最大径,对于血肿早期扩大同样具有一定的参考价值。
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(编辑:郎" 朗)