基于CT影像特征的腦出血病人術(shù)后早期腦積水發(fā)生風險預(yù)測模型的效能評估

薛 光,白 詠,常小娜,湯珍瑤,羅 寧,陳鑫蓓,張子文

腦出血是指發(fā)生于腦實質(zhì)中的原發(fā)性、自發(fā)性、創(chuàng)傷性出血,占所有腦血管事件的10%～20%,是最致命的中風類型,30 d死亡率高達40%,且多數(shù)幸存者留有嚴重殘疾[1-2]。術(shù)后早期腦積水是導(dǎo)致病人死亡率及殘疾率上升的重要原因[3]。因此,有效防治腦出血術(shù)后病人早期腦積水的發(fā)生對改善病人死亡率及殘疾率具有重要意義。既往臨床上常采用腦實質(zhì)組織和腦室系統(tǒng)血腫體積變化對腦出血術(shù)后早期腦積水發(fā)生風險分層[4]。然而,多項研究指出腦積水發(fā)展機制復(fù)雜,僅使用腦實質(zhì)組織、腦室系統(tǒng)血腫體積變化等識別腦出血術(shù)后早期腦積水發(fā)生高風險病人效能欠佳[5-7]。最近有研究報道稱,使用三維CT數(shù)據(jù)量化的腦室容積百分比可解釋腦積水連續(xù)變化,Mazhar等[8]研究表明CT測量第三腦室寬度變化可早期預(yù)測腦出血后腦積水發(fā)生概率,有研究還發(fā)現(xiàn),在腦出血后腦積水風險預(yù)測中添加CT影像學特征后可增加病人預(yù)測效能[9]。證實了CT影像學特征在預(yù)測腦出血后腦積水發(fā)生風險中的作用,但上述研究多聚焦于研究CT影像學特征對腦出血后30 d或更長周期病人腦積水發(fā)生風險的預(yù)測,少有研究關(guān)注CT影像學特征在腦出血術(shù)后早期48 h內(nèi)對病人腦積水發(fā)生風險的預(yù)測價值。鑒于此,本研究旨在探討基于CT影像學特征在腦出血術(shù)后早期48 h內(nèi)對病人腦積水發(fā)生風險的預(yù)測價值。

1 資料與方法

1.1 研究對象

經(jīng)本院醫(yī)學倫理委員會批準后納入2016年1月—2021年1月收治的235例擬行手術(shù)治療的腦出血病人為研究對象。納入標準:符合《中國腦出血診治指南(2014)》[10]中關(guān)于“腦出血”的診斷標準,并經(jīng)CT檢查確診為腦出血;發(fā)病至就醫(yī)時間<6 h的外傷出血和自發(fā)性出血者;無手術(shù)治療禁忌證;病人和(或)家屬簽署知情同意書。排除標準:合并缺血性和出血性梗死,腦部手術(shù)史者;入組前1 個月內(nèi)使用影響凝血功能的藥物者;合并嚴重肝腎疾病、全身感染及出血性疾病者;未接受手術(shù)治療的腦出血病人。

1.2 方法

1.2.1 臨床資料收集

于入院時收集病人年齡、性別、吸煙史、飲酒史、腦出血家族史、體質(zhì)指數(shù)(BMI)、合并癥等。并在病人入院后進行腰椎穿刺檢查術(shù),測量病人腦脊液循環(huán)壓力。

1.2.2 實驗室檢查資料

入院時采集病人外周靜脈血5 mL,室溫放置30 min后在4 ℃條件下,以14 000 r/min 的轉(zhuǎn)速離心20 min,取上清液保存于-80 ℃的醫(yī)用冰箱中至下次檢測。采用Novus bioicals HBP微滴度平板酶聯(lián)免疫吸附法進行肝腎功能、血生化指標分析,酶標儀在450 nm波長下測定標本的吸光度。用標準樣品建立標準曲線,計算標本濃度。另采集病人入院后外周靜脈血,其中枸櫞酸鈉抗凝血2管(每管3 mL),EDTA-K2抗凝血1管(每管2 mL),促凝劑全血1管(每管3 mL)。使用全自動血凝儀(Sysmex,CA7000,Japan)檢測病人活化部分凝血活酶時間(APTT)、血漿凝血酶原時間(PT)、凝血酶時間(TT)。

1.2.3 評價量表

入院時采用格拉斯哥昏迷量表(GCS)[11]、腦出血評分量表評估病人入院情況、腦出血臨床分級(ICH)[12]評分及Hunt-Hess 分級情況。GCS:通過測量病人睜眼反應(yīng)、肢體運動及語言功能評估病人意識,總分15分,評分越高表明病人意識越好。ICH評分:總分6分,分值越高表明病人腦出血等級越高。Hunt-Hess 分級標準,Ⅰ級:無癥狀或輕微頭痛及輕度頸強直,Ⅱ級:中-重度頭痛,頸強直 除有顱神經(jīng)麻痹外,無其他神經(jīng)功能缺失;Ⅲ級:倦睡,意識模糊,或輕微的神經(jīng)功能缺失;Ⅳ級:木僵,中或重度偏側(cè)麻痹,可能有早期的去腦強直及自主神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙。

1.3 隨訪

術(shù)后隨訪48 h,并采用德國西門子公司雙源炫速 CT(SIMENS SOMATOM Definition Flash CT)進行CT檢查記錄病人腦積水發(fā)生情況。1)CT檢測方法:囑病人仰臥,內(nèi)收下頜,頭部正中矢狀面垂直于床面與床面長軸中線重合。調(diào)整體位后,使用德國 Ulrich 公司生產(chǎn)的高壓注射器從肘部注射80 mL揚子江藥業(yè)集團有限公司生產(chǎn)的碘海醇造影劑,速率4.0 mL/s。注射完畢后延遲20 s開始單能量掃描。掃描參數(shù)為電壓 120 kV,電流 200 mAs,層厚2 mm,螺距1 mm,間隔5mm,矩陣512×512,采集視野45cm,采集時間1.5 s。后進行增強雙能量掃描,參數(shù)為:電壓 100 kV,電流 160mAs,視野(FOV)為210～240,重建層厚0.75 mm,層距0.5 mm。掃描完成后將圖像上傳至CT西門子工作站(syngo MMWP VE40B)的 Dual Energy 中處理。2)CT圖像特征分析:CT圖像特征由2名經(jīng)驗豐富的醫(yī)生完成。當2名醫(yī)生的評分存在差異時,由2名醫(yī)生共同討論并確定最終結(jié)果。影像特征包括:血腫部位、血腫形態(tài)、血腫密度是否均勻、腦室擴張、血腫擴大等,還包括有無混雜征、分葉征、黑洞征等。腦積水[13]:使用CT掃描檢測,包括額角上外側(cè)部圓形擴大、顳角擴大、腦室周圍低密度3個征象。

1.4 分組

235例腦出血病人在術(shù)后隨訪的48 h內(nèi)共死亡23例,考慮病人資料收集的完整性,剔除死亡病例。最終納入212例,其中76例發(fā)生腦積水的病人為腦積水組,136例未發(fā)生腦積水的病人為無腦積水組。

1.5 統(tǒng)計學處理

2 結(jié) 果

2.1 兩組臨床資料比較

單因素分析顯示,腦脊液循環(huán)壓力、PT組間差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05),其余參數(shù)組間比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。詳見表1。

2.2 兩組病人CT 影像特征比較

單因素分析顯示腦室擴張、血腫擴大比例組間差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05),其余參數(shù)組間比較差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。詳見表2。

表2 兩組病人CT 影像特征比較 單位: 例(%)

2.3 腦出血術(shù)后早期腦積水發(fā)生風險的危險因素分析

以是否發(fā)生早期腦積水為因變量,以單因素分析中差異有統(tǒng)計學意義因素為自變量進行賦值。詳見表3。Logistic多因素分析顯示,腦脊液循環(huán)壓力(OR=1.087)、PT(OR=0.820)、腦室擴張(OR=2.799)、血腫擴大(OR=2.890)是腦出血術(shù)后早期腦積水發(fā)生的影響因素。詳見表4。

表3 相關(guān)變量賦值情況

2.4 腦出血術(shù)后早期腦積水發(fā)生風險預(yù)測的預(yù)測效能分析

ROC曲線分析顯示,聯(lián)合預(yù)測模型預(yù)測腦出血病人術(shù)后早期腦積水發(fā)生的AUC為0.836,敏感度為67.11%,特異度為90.44%。詳見表5、圖1。

圖1 腦出血術(shù)后早期腦積水發(fā)生風險的ROC曲線圖

表5 腦出血術(shù)后早期腦積水發(fā)生風險預(yù)測的預(yù)測效能分析

3 討 論

腦出血是臨床較常見的腦血管疾病,具有高致死率和高致殘率的特點[14]。顱內(nèi)高壓、血腫擴大和腦積水是腦出血后常見并發(fā)癥,其中超過50%的腦室內(nèi)出血病人可繼發(fā)腦積水,是腦出血高致死率和高致殘率的主要原因[15]。在Feng等[16]的薈萃性分析中也指出腦積水是腦出血術(shù)后預(yù)后不良的預(yù)測因素。因此,早期有效預(yù)測腦出血術(shù)后病人腦積水的發(fā)生是改善病人預(yù)后的關(guān)鍵。既往研究中考慮到腦積水發(fā)展與腦實質(zhì)組織和腦室系統(tǒng)血腫體積變化的關(guān)系,多采用腦實質(zhì)組織指標及血腫體積等進行腦出血術(shù)后腦積水發(fā)生風險高危病人預(yù)測,然而,腦出血病人腦實質(zhì)組織、血腫體積變化受血流動力學、顱內(nèi)壓等影響,導(dǎo)致其預(yù)測效能不理想[17]。有研究指出,CT影像學特征可用于腦出血術(shù)后30 d、60 d及術(shù)后1年預(yù)后的預(yù)測[18]。有研究還證實部分CT影像學特征是腦出血病人術(shù)后6個月腦積水發(fā)生的重要預(yù)測因素[19],但其是否可用于預(yù)測腦出血病人術(shù)后48 h內(nèi)腦積水的發(fā)生,尚需進一步驗證。

本研究結(jié)果顯示,腦脊液循環(huán)壓力、腦室擴張、血腫擴大是腦出血病人術(shù)后48 h內(nèi)發(fā)生腦積水的危險因素。腦積水代表大腦和顱腔內(nèi)液體平衡的改變,腦脊液主要由脈絡(luò)叢分泌到腦室,并在腦室系統(tǒng)和蛛網(wǎng)膜下腔流動,后被蛛網(wǎng)膜絨毛/顆粒吸收。腦出血術(shù)后腦脊液引流通路改變,尤其是腦導(dǎo)水管、第四腦室出口和蛛網(wǎng)膜絨毛或肉芽的改變[20]。腦出血術(shù)后顱內(nèi)順應(yīng)性降低會導(dǎo)致動脈脈壓升高,從而介導(dǎo)腦室壓力升高,使腦室擴張并壓迫蛛網(wǎng)膜下腔,并損傷室管膜導(dǎo)致腦導(dǎo)水管壁塌陷、第四腦室出口孔外側(cè)(Luschka)孔和正中孔(Magendie)阻塞,腦脊液循環(huán)通路受阻,腦脊液循環(huán)壓力增加,腦積水的發(fā)生風險隨之增加。而血腫擴大方面,紅細胞溶解導(dǎo)致血紅蛋白、鐵蛋白釋放,損傷腦組織及腦血管,影響病人滲透壓,并使腦室擴大,增加病人腦積水發(fā)生風險。在既往大型隊列研究中也指出血腫擴大后腦脊液血紅蛋白水平>6.5 μg/mL和腦脊液鐵蛋白水平> 555 ng/mL 與較高的出血后腦積水風險相關(guān)[21]。Oliveira等[22]的研究進一步支持了血紅蛋白和鐵蛋白預(yù)測腦出血術(shù)后病人腦積水發(fā)生高風險病人中的有效性。進一步證實了腦脊液循環(huán)壓力、腦室擴張、血腫擴大在腦出血術(shù)后腦積水發(fā)生中的作用。

本研究結(jié)果還顯示PT是腦出血病人術(shù)后48 h內(nèi)發(fā)生腦積水的影響因素。腦出血及其血腫清除術(shù)中麻醉藥物等的使用可損傷病人凝血功能,導(dǎo)致纖維蛋白溶解作用增強,凝血因子被激活形成不可逆復(fù)合物,聚集成小凝塊阻礙腦脊液在腦室系統(tǒng)及蛛網(wǎng)膜絨毛中的循環(huán),增加腦脊液循環(huán)壓力。Peng等[23]在腦出血動物模型腦室內(nèi)注射凝血酶后可導(dǎo)致腦微血管內(nèi)皮細胞和血管周圍星形膠質(zhì)細胞免疫反應(yīng)性降低,并破壞血腦屏障,表現(xiàn)為 1 d后血腦屏障通透性增加和腦含水量增加。Hao等[24]報道稱非受體蛋白酪氨酸激酶(Src)拮抗劑的急性期給藥可促進血腦屏障通透性恢復(fù),降低腦脊液循環(huán)壓力。側(cè)面證實了凝血功能在腦出血術(shù)后腦積水發(fā)生中的作用。

ROC曲線Logistic回歸模型預(yù)測腦出血病人術(shù)后早期腦積水發(fā)生的AUC為0.836,敏感度為67.11%,特異度為90.44%,表明基于腦脊液循環(huán)壓力、腦室擴張、血腫擴大等影像特征的腦出血病人術(shù)后早期腦積水發(fā)生風險模型可用于腦出血病人術(shù)后早期腦積水高風險發(fā)病人的識別。

綜上所述,腦脊液循環(huán)壓力、PT、腦室擴張、血腫擴大是腦出血病人術(shù)后早期腦積水發(fā)生的影響因素,基于此建立的預(yù)測模型能為臨床醫(yī)師識別腦出血病人術(shù)后早期腦積水發(fā)生的高危病人提供指導(dǎo)。本研究的不足之處在于納入的病例均來源于同一中心,也僅探討了腦出血病人在術(shù)后48 h內(nèi)腦積水的發(fā)生情況,研究結(jié)果可能存在偏倚,研究推廣性受限,后期需延長術(shù)后隨訪時間進行多中心研究,以對本研究結(jié)論進一步驗證。