雙能量CT在AIS血管內(nèi)治療術(shù)后即刻顱內(nèi)出血診斷中的應(yīng)用價(jià)值

顧越 趙義 劉振生 瞿航 周龍江 王葦

急性缺血性腦卒中（acute ischemic stroke，AIS）是最常見(jiàn)的卒中類(lèi)型，占我國(guó)腦卒中的69.6%～70.8%，我國(guó)住院AIS患者發(fā)病后1年病死率為14.4%～15.4%，致殘率為33.4%～33.8%[1]。AIS治療和預(yù)后的關(guān)鍵在于及早再通閉塞的血管，挽救缺血半暗帶。目前，臨床廣泛應(yīng)用血管內(nèi)介入治療延長(zhǎng)溶栓的治療時(shí)間窗，提高閉塞大血管的再通率[2-3]，但由于AIS后梗死區(qū)的相應(yīng)血管本身受到損傷，血管壁通透性增加，當(dāng)閉塞血管再通后可能繼發(fā)顱內(nèi)出血，其發(fā)生率約6.3%～15.4%，且多在術(shù)后6 h內(nèi)[4]，也可發(fā)生于術(shù)后72 h內(nèi)[5]。同時(shí)，由于血腦屏障的破壞，血管內(nèi)治療所運(yùn)用的含碘對(duì)比劑也會(huì)滲出到周?chē)X組織間隙內(nèi)，并殘留一段時(shí)間，即對(duì)比劑外滲。這兩個(gè)早期并發(fā)癥在常規(guī)電子計(jì)算機(jī)斷層掃描（computed tomography，CT）平掃上都呈高密度，不易準(zhǔn)確區(qū)分[6]，而二者的臨床處理卻不同。常規(guī)CT需要延時(shí)隨訪才能準(zhǔn)確判斷早期出血[7-8]，進(jìn)而可能延誤疾病治療。因此準(zhǔn)確、迅速鑒別診斷出血和對(duì)比劑外滲對(duì)于AIS患者后續(xù)治療方案的選擇和預(yù)后判斷至關(guān)重要。近年來(lái)，雙能量CT（dual-energy CT，DECT）逐漸被大眾熟知，它利用不同物質(zhì)在不同電壓下所致的X線衰減變化差異，基于三物質(zhì)分離原理進(jìn)行碘或鈣的物質(zhì)分離，不僅可以鑒別出血與碘對(duì)比劑[9-11]，而且還能鑒別出血和鈣化[12-13]。因此本研究運(yùn)用DECT后處理技術(shù)探討DECT在AIS血管內(nèi)治療術(shù)后顱內(nèi)早期出血判斷中的應(yīng)用價(jià)值。

資料與方法

一、研究對(duì)象

共納入2019年6月至2020年7月在我院就診的急性缺血性卒中患者50例。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）按照2018版《中國(guó)急性缺血性腦卒中診治指南》[1]明確診斷急性缺血性卒中；（2）入院24 h內(nèi)行血管內(nèi)治療（血管內(nèi)機(jī)械取栓、血管內(nèi)血栓抽吸術(shù)、血管成形術(shù)和動(dòng)脈溶栓）；（3）術(shù)后立即行雙源CT雙能量檢查；（4）術(shù)后24～48 h內(nèi)行常規(guī)CT或磁共振SWAN序列復(fù)查。排除標(biāo)準(zhǔn):（1）繼發(fā)于腦外傷及腦腫瘤的顱內(nèi)出血；（2）患者不能完成檢查或圖像質(zhì)量較差。

二、掃描方法與參數(shù)

雙能量CT檢查均應(yīng)用第三代雙源CT（Siemens Somatom Force，德國(guó) )，掃描范圍自顱底至顱頂，管電壓為90 kV和Sn150 kV，采用自動(dòng)管電流，準(zhǔn)直器寬度64 mm×0.6 mm，掃描野（field of vision，F(xiàn)OV）233 mm，矩陣 512×512，自動(dòng)重建層4 mm，層間距4 mm，掃描螺距0.7，管球旋轉(zhuǎn)時(shí)間1.0 s/r。融合圖像（MIX）的融合系數(shù)為0.5，即按50% 150 kV的數(shù)據(jù)與50% 90 kV的數(shù)據(jù)之比計(jì)算后融合生成等價(jià)常規(guī)120 kV CT圖像。

常規(guī)CT掃描參數(shù)：120 kV，340 mA，螺距1.2，球管轉(zhuǎn)速0.5 s/r，層厚6 mm，重建間隔6 mm。SWAN序列掃描設(shè)備及參數(shù)：GE ARCHITECT 3.0T MR成像儀，頭部專(zhuān)用48通道相控陣線圈，TE out of phase，TR minimum，翻轉(zhuǎn)角15°，層厚2 mm，視野23 cm×23 cm，矩陣448×288，Pixel Size 0.5×0.8，掃描時(shí)間 3 min。

三、圖像處理與分析

將原始數(shù)據(jù)傳輸至Syngo.via后處理工作站，運(yùn)用雙能量CT后處理生成混合能量圖（mixed energy images，MIX）、虛擬平掃圖像（virtual noncontrast images，VNC）、碘覆蓋圖（iodine overlay maps，IOM）及虛擬去鈣圖（virtual non-calcium images，VNCa）。

評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：（1）出血：VNC圖像高密度，IOM圖像無(wú)高密度；（2）對(duì)比劑外滲：VNC圖像無(wú)高密度，IOM圖像高密度；（3）對(duì)比劑外滲合并出血：VNC圖像及IOM圖像呈高密度；（4）當(dāng)懷疑腦實(shí)質(zhì)區(qū)存在不典型鈣化（形態(tài)及CT值不易與出血區(qū)分）可以額外重建出VNCa圖，不典型鈣化在VNCa圖像上呈等密度。由2名具有10年以上工作經(jīng)驗(yàn)的高年資影像科醫(yī)師以前述標(biāo)準(zhǔn)采用雙盲法判斷，若揭盲后診斷結(jié)果不一致時(shí)，共同協(xié)商決定。本研究以術(shù)后24～48 h內(nèi)常規(guī)CT或磁共振SWAN序列隨訪為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)照：（1）若DECT上高密度影消失或基本消失，則診斷為對(duì)比劑外滲；若高密度影仍存在或增加，且周?chē)霈F(xiàn)低密度環(huán)則診斷為出血；若高密度未見(jiàn)明顯變化或存在于術(shù)前CT平掃上則診斷為鈣化。（2）若磁共振SWAN序列上梗死區(qū)出現(xiàn)低信號(hào)，相位圖為低信號(hào)則診斷為出血；相位圖為高信號(hào)則診斷為鈣化。

四、統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

應(yīng)用SPSS 18.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。以術(shù)后24～48 h后隨訪頭顱CT平掃或磁共振SWAN序列為金標(biāo)準(zhǔn)，分析DECT對(duì)早期出血診斷的敏感度、特異度、陽(yáng)性預(yù)測(cè)率、陰性預(yù)測(cè)率，準(zhǔn)確率。

結(jié) 果

本研究共納入50例患者，男性32例，女性18例，年齡42～79歲，平均年齡(60.9 ± 10.5)歲。其中9例MIX圖像未見(jiàn)顱內(nèi)高密度影，另外41例MIX圖像見(jiàn)顱內(nèi)高密度影。依據(jù)前述診斷標(biāo)準(zhǔn)，DECT診斷對(duì)比劑外滲29例（29/41，70.7%），其中24例經(jīng)隨訪檢查確診（圖1），余5例高密度影仍存在或擴(kuò)大，確診為出血轉(zhuǎn)化；DECT診斷對(duì)比劑外滲合并出血12例（12/41，29.3%），經(jīng)隨訪檢查確診（圖2）；DECT診斷10處不典型鈣化經(jīng)隨訪或結(jié)合前片對(duì)照全部證實(shí)（圖3）。DECT識(shí)別AIS血管內(nèi)治療術(shù)后顱內(nèi)出血敏感度為70.6%（12/17）、特異度為100%（36/36）、陽(yáng)性預(yù)測(cè)率為100%（12/12）、陰性預(yù)測(cè)率為87.8%（36/41）、 準(zhǔn)確率為90.6%（48/53）。

圖1 男，50歲，取栓介入術(shù)后即刻DECT掃描，術(shù)后30 h常規(guī)CT復(fù)查

圖2 男，67歲，取栓介入術(shù)后即刻DECT掃描，術(shù)后24 h常規(guī)CT復(fù)查

圖3 女，74歲，溶栓后DECT掃描，與術(shù)前常規(guī)CT對(duì)照

討 論

一、雙能量CT物質(zhì)鑒別原理

DECT通過(guò)兩套球管系統(tǒng)或高低壓瞬切技術(shù)等提供兩種能量的X線，利用不同物質(zhì)在不同球管電壓下所致的X線衰減變化（或者是CT值）的差異進(jìn)行物質(zhì)鑒別（圖4A）。在顱內(nèi)通常以腦脊液、腦組織和碘作為3個(gè)基物質(zhì)，任意組織只要是由這3種基物質(zhì)以一定比例混合而成，那么組織的二維圖坐標(biāo)一定處于這個(gè)三角形內(nèi)。經(jīng)雙能量后處理，提取出碘的信息可以得到VNC、IOM和IM。VNC圖是去除了碘成分后，與常規(guī)CT平掃圖像質(zhì)量類(lèi)似的一種重建后圖像[14]。IM圖是提取碘成分得到的碘物質(zhì)密度成像，能直觀地反映病變內(nèi)碘濃度的差異，可以定量測(cè)量病灶內(nèi)碘濃度，評(píng)價(jià)病灶的血供狀況和血管化程度。IOM圖是由VNC圖和IM圖融合而成。DECT的三物質(zhì)分離的局限性在于鈣化不屬于VNC中的三基物質(zhì)，在VNC和IOM上呈高密度（圖4B），在沒(méi)有任何提示的情況下，DECT無(wú)法準(zhǔn)確將對(duì)比劑外滲合并出血與鈣化相區(qū)分[15-16]，這在一定程度上會(huì)降低DECT對(duì)出血診斷的特異性。然而，在以DECT三物質(zhì)分離（腦脊液、腦組織和鈣）獲得的VNCa圖上，碘不屬于VNCa中的三基物質(zhì)，碘若以鈣的斜率歸一化到腦脊液-腦組織基線上的落點(diǎn)在腦脊液的下方，所以碘在VNCa圖上呈現(xiàn)為低于腦脊液的低密度影，而不典型鈣化處于基物質(zhì)三角形內(nèi)，其歸一化到基線上的落點(diǎn)在腦脊液的上方，多呈等密度影（圖4C、5）。因此，當(dāng)懷疑腦實(shí)質(zhì)區(qū)存在不典型鈣化時(shí)可以重建出VNCa圖幫助與對(duì)比劑外滲合并出血相鑒別。

圖4 雙能量CT物質(zhì)鑒別原理圖

二、雙能量CT在AIS血管內(nèi)治療術(shù)后顱內(nèi)出血與對(duì)比劑外滲鑒別診斷中的價(jià)值

近年來(lái)，雙能量CT已成為研究熱點(diǎn)，其在臨床相關(guān)方面的研究越來(lái)越多。Phan等[16]對(duì)40例接受血管內(nèi)治療的患者行DECT掃描，并以24～48 h的隨訪影像為參照，根據(jù)所在腔室的不同，DECT判斷出血的敏感性、特異性和準(zhǔn)確性分別為100%、84.4%～100%和87.2%～100%，然 而在47個(gè) 由DECT診斷為對(duì)比劑外滲合并出血的高密度影中有5個(gè)確診為鈣化。此外，Gupta等[15]對(duì)18例因頭顱外傷或AIS接受血管內(nèi)治療后的患者的研究中表明，DECT診斷出血的敏感性、特異性、準(zhǔn)確性分別為100%、91%和93%，但在3例由DECT診斷為對(duì)比劑外滲合并出血的病例中有2例確診為鈣化。這些研究表明DECT在AIS血管內(nèi)治療術(shù)后可以鑒別顱內(nèi)出血與碘造影劑外滲，同時(shí)，也提出了鈣化對(duì)出血和對(duì)比劑外滲鑒別干擾的問(wèn)題。

圖5 男，62歲，取栓介入術(shù)后即刻DECT掃描，術(shù)后24 h常規(guī)CT復(fù)查

我們的研究也同樣驗(yàn)證了DECT可以即刻鑒別AIS血管內(nèi)治療術(shù)后早期出血和對(duì)比劑外滲。在對(duì)連續(xù)50例患者的前瞻性預(yù)測(cè)研究中，DECT識(shí)別術(shù)后顱內(nèi)出血特異度為100%（36/36）、陽(yáng)性預(yù)測(cè)率為100%（12/12），主要原因是我們運(yùn)用VNCa對(duì)10處不典型鈣化的診斷均得到確診。雖然大部分鈣化可以通過(guò)與前片CT對(duì)照或結(jié)合鈣化形態(tài)和密度來(lái)診斷，但本次研究也提示VNCa可能會(huì)成為診斷鈣化的另一個(gè)可靠依據(jù)。其次，通過(guò)一次掃描可以一站式鑒別出對(duì)比劑外滲、出血和鈣化，尤其在未有前片CT對(duì)照的情況下，有助于提高DECT對(duì)AIS術(shù)后顱內(nèi)出血判斷的準(zhǔn)確率。

另外，我們的研究中DECT對(duì)術(shù)后早期出血診斷的敏感度為70.6%（12/17），陰性預(yù)測(cè)率為87.8%（36/41），主要是由于29例由DECT診斷為對(duì)比劑外滲的患者中5例發(fā)生了出血性轉(zhuǎn)化，這一現(xiàn)象曾被Kim等學(xué)者所報(bào)道[6]。我們發(fā)現(xiàn)這5例出血性轉(zhuǎn)化的患者術(shù)后碘濃度都發(fā)生了不均勻的明顯增高（圖6、7），最高碘濃度中位數(shù)為4.7 mg/mL，平均數(shù)為6.6 mg/mL，而未發(fā)生出血轉(zhuǎn)化的24例對(duì)比劑外滲患者術(shù)后最高碘濃度中位數(shù)為1.9 mg/mL，平均數(shù)為2.1 mg/mL，在一定程度上驗(yàn)證了Bonatti等[17]的觀點(diǎn)，表明碘造影劑滲出的最大碘濃度與隨后的出血發(fā)展顯著相關(guān)。此外樣本量偏少也可能是導(dǎo)致本實(shí)驗(yàn)敏感度不夠高的原因之一。

圖6 男，70歲，取栓介入術(shù)后即刻DECT掃描，術(shù)后24 h常規(guī)CT復(fù)查

圖7 女，76歲，取栓介入術(shù)后即刻DECT掃描，術(shù)后47 h常規(guī)CT復(fù)查

本研究還存在一些不足：首先，雖然本研究從原理上解釋了既往研究中提到鈣化對(duì)DECT鑒別出血和對(duì)比劑外滲的影響，但關(guān)于運(yùn)用VNCa圖幫助鑒別對(duì)比劑外滲合并出血與鈣化的方法少有文獻(xiàn)報(bào)道，仍需要更多的樣本量去研究；其次，本研究主要選取的是腦實(shí)質(zhì)內(nèi)不典型鈣化與對(duì)比劑外滲合并出血的鑒別；最后，有關(guān)對(duì)比劑滲出的最大碘濃度與遲發(fā)性出血轉(zhuǎn)化的相關(guān)性也需要更多樣本量來(lái)研究，這也會(huì)是我們進(jìn)一步研究的方向。

綜上所述，AIS血管內(nèi)治療術(shù)后因?yàn)檠X屏障的破壞，常會(huì)引起對(duì)比劑外滲和腦出血的并發(fā)癥，而DECT基于物質(zhì)分離原理后處理得到的VNC、IOM圖可以準(zhǔn)確鑒別兩者。此外，結(jié)合VNCa圖可以幫助排除部分不典型鈣化對(duì)出血診斷的影響，提高DECT對(duì)于AIS血管內(nèi)治療術(shù)后出血判斷的準(zhǔn)確率，從而更好地指導(dǎo)臨床后續(xù)治療方案的選擇和預(yù)后判斷。