CT灌注成像對急性缺血性腦卒中半暗帶的評估

尹 峰, 綦書抑, 朱 靜, 韓 輝

盡早恢復(fù)缺血區(qū)血液供應(yīng),挽救可逆性損傷是急性腦梗死治療的核心。目前研究認(rèn)為缺血半暗帶(ischemic penumbra,IP)是早期腦梗死動脈內(nèi)溶栓治療的病理學(xué)基礎(chǔ),在溶栓治療過程中確認(rèn) IP區(qū)和不可逆梗死區(qū)對改善患者的預(yù)后非常重要[1],超早期溶栓治療就是朝著這個方向努力。CTPI能反映腦缺血的范圍與缺血性半暗帶的大小,我們應(yīng)用多層螺旋 CT腦灌注成像研究急性腦梗死患者治療前后即腦缺血病灶再灌注前后的局部血流量的變化,并從中分析腦缺血半暗帶的范圍以及閾值。

1 材料與方法

1.1 臨床資料 選擇 2007年 5月 ～2008年12月在我院行 CTPI檢查的急性缺血性腦卒中患者21例,發(fā)病時間 2.5～20h。其中男性 8例,女性 13例,年齡 41～77歲,平均年齡 63.04歲。主要臨床表現(xiàn)為:一側(cè)或部分患肢運動障礙;一側(cè)肢體無力或肌張力下降,部分患者言語不清和構(gòu)音不良,鼻唇溝變淺。主要體征有一側(cè) Babinski、Gordon、Hoffmann征(+)等。所有患者分別行 CT平掃和 CTPI檢查,并于 1w后復(fù)查 CTPI。21例患者入院后分別進行了擴張腦血管、改善微循環(huán)、降纖、抗凝、神經(jīng)保護等綜合治療,其中有 7例進行了溶栓治療。

1.2 CT掃描方法 平掃檢查:囑患者仰臥位,避免移動頭部,平靜呼吸,用固定帶較好地固定患者。采用 SIEMENSSomatom Sensation 16型螺旋 CT進行常規(guī) CT掃描,自顱底區(qū)向上掃描至顱頂,顱底區(qū)層厚為 4.5mm,以上層厚和層距為 9mm,重建距陣為 512×512,管電壓為 120k V,管電流為 200mA。

CTPI檢查:根據(jù)平掃后 CT表現(xiàn)確定可疑的病變區(qū)或根據(jù)臨床表現(xiàn)及病理定位體征確定掃描層面。掃描條件:80KV、300mA、層厚 6mm、矩陣 512×512、掃描野 200mm×200mm。開始掃描 4s后從患者前臂淺靜脈以 4.5ml/s,總量為 50ml注入優(yōu)維顯300造影劑,同步掃描速度 1層/s,持續(xù) 40s,獲得連續(xù)動態(tài)圖像 160幅。

1.3 圖像的后處理 將圖像傳入 SIEMENS Syngo Navigator工作站,用 perfusion CT/VA10B軟件進行處理圖像。獲得腦血流灌注圖(cerebral blood flow map,CBF圖),腦血容量圖(cerebral blood volume,CBV),平均通過時間(mean transit time,MTT)。在治療前 CTPI圖與復(fù)查圖像上(同一掃描層面)分別勾畫出腦血流異常灌注區(qū),將兩區(qū)域不重疊的部分,即有腦血流灌注異常而最終存活的區(qū)域確定為缺血半暗帶區(qū),重疊的部分即為最終梗死區(qū)。分別在梗死區(qū)、半暗帶區(qū)、周圍正常區(qū)(對照區(qū))各取 5個雙側(cè)對稱性感興趣區(qū)(region of interest,ROI),記錄每個 ROI的相對腦血流量 rCBF(rCBF=病側(cè)/健側(cè));相對腦血容量 rCBV(rCBV=病側(cè) /健側(cè))。

2 結(jié) 果

2.1 CT灌注腦血流功能圖的表現(xiàn) 所有患者的灌注 CT圖像皆有明確的異常灌注區(qū),其中 14例有較明顯的半暗帶區(qū)(發(fā)病時間 ＜9h)。病灶中梗死區(qū) CBF下降,CBV下降,MTT明顯延長;半暗帶區(qū)CBF下降,CBV下降或正常,MTT明顯延長(見圖1)。

2.2 CT灌注腦血流功能圖對缺血半暗帶的評估 在治療前灌注圖與復(fù)查圖像上分別勾畫出腦血流異常灌注區(qū),將兩區(qū)域不重疊的部分即有腦血流異常而最終存活的區(qū)域確定為缺血半暗帶區(qū),重疊的部分即為最終梗死區(qū)(見圖2)。對比治療前后兩次 CT灌注圖像可見梗死區(qū) rCBF、rCBV無變化(P＞0.05),與健側(cè)相比,相對血流量及相對血容量極低,治療后的最終梗死灶幾乎無血流灌注;而半暗帶區(qū)治療前后 rCBF明顯改善(P＜0.05),rCBV變化不明顯(P＞0.05),半暗帶區(qū) rCBF的可信區(qū)間為0.425～0.582(見表1、表2)。

表1 患者治療前后的rCBF的比較±s)

表1 患者治療前后的rCBF的比較±s)

注:α=0.05

梗死區(qū)半暗帶區(qū)對照區(qū)0.037±0.0210.467±0.0240.963±0.0980.013±0.0060.952±0.0170.987±0.035 P＞0.05 P＜0.05 P＞0.05

表2 患者治療前后的rCBV的比較±s)

表2 患者治療前后的rCBV的比較±s)

注:α=0.05

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3 討 論

Hakim[2]從臨床干預(yù)治療方面將缺血半暗帶定義為“基本上可逆”的缺血組織,挽救可逆性損傷是腦缺血治療的核心,而確定半暗帶則成為關(guān)鍵。雖然美國國立衛(wèi)生研究院(NIH)的結(jié)果提示 t-PA治療時間應(yīng)在 3h內(nèi),而其它溶栓治療研究提示應(yīng)在6h內(nèi)。對于急性腦缺血性卒中的治療雖然有指導(dǎo)的治療時間窗,但卻沒有明確的關(guān)于缺血半暗帶的判定的指導(dǎo)。

對于半暗帶的判定,近年來國內(nèi)外許多學(xué)者都做了大量的研究,作為動力學(xué)半暗帶概念的一個重要的推論是:在進展為完全梗死前的任何一個時間點,使動脈重新開放,都應(yīng)該能挽救現(xiàn)存的半暗帶。動物實驗表明局部血流值為 5ml/100g·min-1時,神經(jīng)細胞可持續(xù)存活 30min,而當(dāng)血流增至 10ml/100g·min-1,其存活時間可延長 2倍。Heiss[3]等認(rèn)為,半暗帶的存在時間具有種屬特異性,且與缺血的嚴(yán)重程度有關(guān),貓比猴更接近于人,可達 16h,甚至長達 48h。Hoffner等[4]在頸動脈內(nèi)膜切除術(shù)中,患者CBF低于 16～18ml/100g·min-1時腦電波變得低平。Thijs等[5]認(rèn)為,僅根據(jù)灌注減低區(qū)的大小而不考慮灌注減低的程度可能出現(xiàn)誤導(dǎo),因缺血范圍較大而程度較低時,可能僅有小范圍的組織會發(fā)生梗死。以上研究可以說明半暗帶的判定僅看缺血時間和范圍是片面的,還應(yīng)該與血流灌注減少的程度相關(guān),即使缺血時間 ＞6h,但可能會由于缺血程度較輕,細胞未達到膜衰閾竭域值,如果及時改善血流灌注,神經(jīng)細胞仍有恢復(fù)正常的可能。

急性腦缺血性卒中的治療時間窗應(yīng)依據(jù)患者個體情況而定,判斷 IP理想的根據(jù)是由從病理組織學(xué)改變及病理生理學(xué)變化來判斷,但很難應(yīng)用于實際工作中,影像學(xué)技術(shù)如能提供 IP存在的證據(jù),那么溶栓治療將不會拘泥于古板的治療時間窗,就能夠有效的減少梗死面積,這有著重大的臨床意義。CT灌注成像的理論基礎(chǔ)來源于核醫(yī)學(xué)的放射性示蹤劑稀釋原理和中心容積理論,能夠追蹤注射到肘靜脈后到達腦組織的對比劑的流入和流出情況,對于急性缺血性腦卒中具有很高的應(yīng)用價值[6,7]。本實驗中可見所有患者的 CTPI圖像都有異常灌注區(qū),病灶中梗死區(qū) CBF下降、CBV下降、MTT明顯延長,半暗帶區(qū) CBF下降、CBV下降或正常、MTT明顯延長。CTPI對急性腦梗死有著很高的敏感性,而對于各種灌注成像參數(shù),許多學(xué)者認(rèn)為 CBF具有較高的敏感性[8],所以本文也是重點關(guān)注 rCBF的變化。

Konig[9]等研究發(fā)現(xiàn),CBF比值 ＜0.20提示不可逆性損傷,CBF比值為 0.20～0.35,則提示可逆性損傷,可進行溶栓治療。Konig等[9]從纖溶組非梗死區(qū)獲得的灌注最低值 rCBF=0.29。在本研究中,14例患者治療前后的 CTPI中存在半暗帶,其中有 3例 ＞6h,表明 CTPI不僅局限于應(yīng)用在腦梗死超急性期,對于那些發(fā)病時間 ＞6h的患者也有著重大的意義。研究中患者治療前半暗帶區(qū) rCBF的均數(shù)為 0.467±0.024,95%可信區(qū)間為 0.425～0.582,比國外學(xué)者的數(shù)值略偏大,這可能與樣本數(shù)不同,且由于實際操作的困難,未能對患者缺血區(qū)進行連續(xù)動態(tài)監(jiān)測,因此對于半暗帶臨界值判定有所不同。

圖1 急性缺血性腦卒中 CTPI圖

圖2 急性缺血性腦卒中治療前后 CBF圖白色勾勒區(qū)為缺血區(qū),可見治療前后有不匹配區(qū)即為半暗帶區(qū)

CT灌注成像相對于 PET檢查來說快速簡便、圖像空間分辨率較高,而且還適用于體內(nèi)植有金屬或需急救措施而不能行核磁共振檢查的危重患者,因此 CT灌注成像具有重要的臨床價值、良好的發(fā)展前景。近年來,由常規(guī) CT、CTPI、CT血管造影原始圖三者結(jié)合的一站式多模式 CT的研究興起,但其中動物實驗研究居多,期待臨床大樣本的調(diào)查研究,為臨床醫(yī)師提供半暗帶存在的影像學(xué)證據(jù)。即使缺血時間超出了傳統(tǒng)時間窗(6h),只要其 rCBF證明其有挽救價值,就仍可進行溶栓治療,這對于挽救患者生命、提高患者的生存質(zhì)量有著十分重大的意義。

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