急性缺血性卒中梗死核心體積的影像學(xué)評(píng)估應(yīng)用進(jìn)展

劉亞飛，吳亭亭，閆世曦，賈崇，張邯菲，張忠波，武一平

急性缺血性卒中（acute ischemia stroke，AIS）的發(fā)病率、致殘率、復(fù)發(fā)率和病死率均居高不下，全球疾病負(fù)擔(dān)研究數(shù)據(jù)顯示，卒中在我國(guó)死因中居首位[1-2]。目前，改善AIS預(yù)后的有效措施包括超早期靜脈溶栓和血管內(nèi)治療（endovascular treatment，EVT）[3-4]。梗死核心體積（infarct core volume，ICV）一般是指腦組織發(fā)生不可逆性損害的部分，被定義為基線(xiàn)DWI信號(hào)強(qiáng)度較對(duì)側(cè)組織高3倍標(biāo)準(zhǔn)差的區(qū)域所示體積，或CTP上相對(duì)腦血流量（relative cerebral blood flow，rCBF）≤30%的區(qū)域所示體積[5]。根據(jù)檢測(cè)時(shí)間不同，ICV分為初始梗死核心體積（initial infarct core volume，IICV）和最終梗死核心體積（final infarct core volume，F(xiàn)ICV），IICV即首次入院時(shí)影像所得病灶體積大小，F(xiàn)ICV即發(fā)病1周內(nèi)復(fù)查DWI顯示高亮信號(hào)的區(qū)域所示體積[6]。IICV發(fā)生于AIS的早期階段，此時(shí)腦組織的轉(zhuǎn)歸尚不能完全在基線(xiàn)成像上顯影，而FICV是組織學(xué)證實(shí)的壞死組織，在影像上可完全顯影。既往研究認(rèn)為，小ICV（ICV≤70 mL）的AIS患者功能預(yù)后相對(duì)較好，而大ICV（ICV＞70 mL）的AIS患者即使實(shí)現(xiàn)了早期血管再通仍無(wú)法獲益[7]。2023年的相關(guān)研究顯示，通過(guò)影像學(xué)評(píng)估，合并大ICV的AIS患者可能能從EVT中獲益[8]。影像學(xué)確診的ICV是EVT適應(yīng)證的篩選指標(biāo)，為AIS患者提供了治療抉擇及預(yù)估臨床轉(zhuǎn)歸的依據(jù)[9-11]。利用影像學(xué)技術(shù)評(píng)估ICV，有望為卒中患者的治療提供更多指導(dǎo)。

測(cè)量ICV的方式多樣，既往的量化影像學(xué)檢查模式主要通過(guò)腦血流量（cerebral blood flow，CBF）的變化反映缺血程度，包括氙氣-CT、PET和SPECT等[12]。但上述檢查由于安全性差、費(fèi)用昂貴、技術(shù)復(fù)雜等問(wèn)題而在臨床使用受限，目前非增強(qiáng)CT（non-contrast CT，NCCT）、CTP、DWI是常規(guī)用于ICV評(píng)估、治療抉擇和預(yù)測(cè)預(yù)后的方法。此外，CTA和擴(kuò)散峰度成像（diffusion kurtosis imaging，DKI）也可應(yīng)用于ICV的評(píng)估。

1 NCCT

腦組織發(fā)生缺血時(shí)在NCCT上表現(xiàn)為低密度，這些低密度區(qū)損傷（既往被認(rèn)為是核心區(qū)）在時(shí)間窗內(nèi)通過(guò)EV T可能是可逆的?；贑T平掃的ASPECTS是一種評(píng)估前循環(huán)供血區(qū)的半定量方法，可區(qū)分活性腦組織和梗死組織，有效預(yù)測(cè)IICV，其分值越高，IICV范圍越小[13]。ASPECTS≥6分被美國(guó)心臟學(xué)會(huì)/美國(guó)卒中學(xué)會(huì)2015年發(fā)布的急性缺血性卒中早期血管內(nèi)治療指南[14]推薦作為發(fā)病6 h內(nèi)急性大血管閉塞性卒中患者行EVT指征之一，旨在通過(guò)ASPECTS篩選出小IICV（小IICV一般以體積＜70 mL界定，也有學(xué)者以ASPECTS＞6分或梗死體積＜1/3大腦中動(dòng)脈供血區(qū)定義）的患者。研究顯示，對(duì)于術(shù)前ASPECTS≥6分的患者，EVT后功能預(yù)后較好，ASPECTS低是影響發(fā)病時(shí)間未知的AIS患者臨床轉(zhuǎn)歸的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[15]。ASPECTS越低，IICV越大，EVT后發(fā)生出血轉(zhuǎn)化的風(fēng)險(xiǎn)越高，患者預(yù)后越差[16]。梗死組織受部分容積均值和血管源性水腫的影響，在CT上的密度值隨著缺血時(shí)間的延長(zhǎng)而下降[17]。依據(jù)NCCT評(píng)估ASPECTS存在時(shí)間依賴(lài)性，對(duì)超早期梗死組織的檢出率低，CT評(píng)估的IICV有時(shí)并不完全等同于FICV，存在一定的局限性，而多模影像學(xué)可提高對(duì)ICV的識(shí)別能力。

2 CTP

諸多研究發(fā)現(xiàn)C T P對(duì)I ICV的評(píng)估比NCCT掃描更準(zhǔn)確[18-20]。CTP通過(guò)測(cè)量CBF來(lái)識(shí)別嚴(yán)重的腦缺血區(qū)，并非直接測(cè)量缺血組織。CTP常用指標(biāo)包括CBF和腦血容量（cerebral blood velocity，CBV）、殘余功能達(dá)峰時(shí)間（time to maximum，Tmax）、平均通過(guò)時(shí)間（mean transit time，MTT）等相關(guān)參數(shù)，并顯示為彩色編碼的閾值圖。在CTP檢查中，ICV被定義為CBV或CBF下降嚴(yán)重的區(qū)域所示體積（rCBF＜30%）[21]；低灌注區(qū)被定義為T(mén)max＞6 s的區(qū)域，為檢測(cè)低灌注和ICV的一項(xiàng)敏感時(shí)間參數(shù)。

CTP可在早期評(píng)估IICV、計(jì)算錯(cuò)配比（低灌注區(qū)所示體積/IICV），為超時(shí)間窗患者再灌注治療提供影像學(xué)信息[22]。2015年急性神經(jīng)功能缺損患者擴(kuò)展時(shí)間窗溶栓聯(lián)合動(dòng)脈治療（extending the time for thrombolysis in emergency neurological deficits-intraarterial，EXTEND-IA）研究基于CTP檢查，以rCBF＜30%為臨界值，納入IICV≤70 mL的患者，通過(guò)影像學(xué)排除大ICV的患者，是該試驗(yàn)取得陽(yáng)性結(jié)果的重要原因之一[23]。2018年，DWI或CTP聯(lián)合臨床不匹配對(duì)醒后卒中和晚就診卒中患者使用Trevo裝置行神經(jīng)介入治療（DWI or CTP assessment with clinical mismatch in the triage of wake up and late presenting strokes undergoing neurointervention with Trevo，DAWN）研究和影像評(píng)估篩選缺血卒中患者血管內(nèi)治療 3（endovascular therapy following imaging evaluation for ischemic stroke 3，DEFUSE 3）研究納入的是發(fā)病超過(guò)6 h的患者，這兩項(xiàng)研究通過(guò)CTP自動(dòng)化軟件以rCBF降低30%以上來(lái)評(píng)估IICV的大小[24-25]。DAWN研究入組患者中，最大IICV為51 mL；DEFUSE 3研究則要求在滿(mǎn)足錯(cuò)配比基礎(chǔ)上，限制入組患者的最大IICV為70 mL，CTP自動(dòng)化軟件作為入選EVT的標(biāo)準(zhǔn)，被證實(shí)具有治療評(píng)估價(jià)值且患者功能預(yù)后良好[24-25]。

Tmax與低灌注區(qū)外界閾值直接相關(guān)，有研究認(rèn)為T(mén)max＞6 s的區(qū)域所示體積與FICV最相符[26]。也有研究認(rèn)為T(mén)max＞16 s的區(qū)域所示體積與FICV相關(guān)性最強(qiáng)[27]。一項(xiàng)回顧性研究顯示基于CBF和CBV的ASPECTS是預(yù)測(cè)FICV大小的可靠指標(biāo)，兩者辨別預(yù)后的最佳閾值分別為6分和9分[28]。且多項(xiàng)研究證實(shí)CBF值越低，IICV越小，經(jīng)血管再通治療后的FICV越小，患者預(yù)后越好[29-30]。此外，基于CTP研究數(shù)據(jù)顯示，ICV增長(zhǎng)與時(shí)間呈非線(xiàn)性的增長(zhǎng)曲線(xiàn)，而FICV與灌注成像-灌注治療時(shí)間呈正相關(guān)，灌注成像-灌注治療時(shí)間越長(zhǎng)，ICV增長(zhǎng)越快，F(xiàn)ICV越大，患者預(yù)后越差[31-33]。有學(xué)者對(duì)CTP評(píng)估ICV的準(zhǔn)確性提出質(zhì)疑，認(rèn)為CTP會(huì)高估前循環(huán)ICV，低估后循環(huán)ICV[34]。CTP評(píng)估ICV的閾值受多重因素影響，包括心腦血管基礎(chǔ)病、側(cè)支循環(huán)、再灌注治療的方式等，而通過(guò)使用深度學(xué)習(xí)法計(jì)算ICV可精確評(píng)估AIS的缺血程度[35]。自動(dòng)化CTP的未來(lái)研究方向可能包括貝葉斯算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及根據(jù)大腦不同區(qū)域、灰質(zhì)和白質(zhì)使用不同的閾值以提高對(duì)ICV的評(píng)估。

3 DWI

在缺血性卒中發(fā)病的最初階段，由于細(xì)胞毒性水腫而在MRI上表現(xiàn)為彌散受限，最早11 min后在DWI上顯影高亮信號(hào)，揭示IICV相關(guān)信息[36-37]。IICV可前瞻性預(yù)測(cè)預(yù)后，為EVT提供依據(jù)。在DWI檢查中，ICV定義為表觀擴(kuò)散系數(shù)＜620×10-6mm2/s[38]。研究表明，DWI檢測(cè)ICV在卒中發(fā)病后3 h和6 h的敏感度分別是73%～92%、95%～100%[39]。當(dāng)發(fā)病時(shí)間超過(guò)6 h，血腦屏障受到破壞，患者出現(xiàn)血管源性水腫，ICV所在區(qū)域DWI高亮信號(hào)開(kāi)始向低信號(hào)轉(zhuǎn)變，此階段影像可與發(fā)病6 h內(nèi)的超急性期影像進(jìn)行區(qū)分[40]，為選擇治療方案提供相應(yīng)依據(jù)。根據(jù)再灌注治療的速度和質(zhì)量，受細(xì)胞毒性水腫影響的區(qū)域可發(fā)展為完全梗死、部分梗死或正常組織。Labeyrie等[41]研究發(fā)現(xiàn)，早期靜脈溶栓治療后DWI高信號(hào)區(qū)的病灶可得到一定程度的逆轉(zhuǎn)。由于DWI高信號(hào)部分可逆，隨訪時(shí)DWI成像顯示的FICV被視為評(píng)估腦組織壞死的“金標(biāo)準(zhǔn)”。數(shù)據(jù)顯示基于DWI，rCBF＜25%為預(yù)測(cè)FICV的最佳閾值，校正后閾值下降至20%，但對(duì)于灰質(zhì)和白質(zhì)部分FICV的閾值也有差異，分別為rCBF＜35%和rCBF＜20%，經(jīng)校正閾值分別下降至25%、15%[42]。研究表明，DWI陽(yáng)性病灶體積是預(yù)測(cè)彌散-灌注不匹配的最佳指標(biāo)，顯示出MRI在指導(dǎo)超時(shí)間窗患者再灌注治療方面的優(yōu)勢(shì)[43]。基于MRI檢查技術(shù)評(píng)估ICV和血流動(dòng)力學(xué)是可行的，MRI檢查通過(guò)自動(dòng)化軟件及質(zhì)量改進(jìn)等措施可以明顯縮短入院到MRI的檢查時(shí)間，可以達(dá)到與CT相同的掃描速度（約6 min），且DWI顯示ICV優(yōu)于其他檢查，為卒中治療提供支持[44]。

4 其他

相關(guān)研究把CTA和DKI作為ICV的評(píng)估手段。CTA作為EVT的影像學(xué)技術(shù)，一方面可識(shí)別閉塞的血管，另一方面可評(píng)估腦血管側(cè)支循環(huán)水平。研究發(fā)現(xiàn)腦血管側(cè)支循環(huán)水平影響ICV大小，良好的側(cè)支循環(huán)對(duì)應(yīng)較小的ICV和較高的錯(cuò)配比[45-46]。側(cè)支循環(huán)是挽救缺血半暗帶、限制ICV增大的保護(hù)性因素，側(cè)支循環(huán)水平良好的AIS患者需要較長(zhǎng)時(shí)間形成ICV，反之亦然[47]?；贑TA的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以預(yù)測(cè)前循環(huán)缺血性卒中的ICV[48]。研究表明，對(duì)超時(shí)間窗的AIS患者，通過(guò)CT和CTA簡(jiǎn)化成像方案評(píng)估ICV選擇取栓的結(jié)果與CTP選擇的結(jié)果相似[49-50]。DKI技術(shù)通過(guò)探查水分子非高斯分布擴(kuò)散特征，提供水分子擴(kuò)散方向的信息，得到特征性的峰度參數(shù)如徑向擴(kuò)散峰度、擴(kuò)散峰度、平均擴(kuò)散峰度（mean kurtosis，MK），較傳統(tǒng)彌散成像技術(shù)更能準(zhǔn)確全面地把握組織微結(jié)構(gòu)的變化[51]。研究發(fā)現(xiàn)，DKI界定的ICV更準(zhǔn)確，MK升高區(qū)域與FICV更接近[52-54]。DKI參數(shù)在預(yù)測(cè)AIS預(yù)后轉(zhuǎn)歸方面也有更大的優(yōu)勢(shì)[55]。DKI技術(shù)因較少受到血管源性水腫的影響而具有較高的特異性，但常規(guī)DKI掃描時(shí)間較長(zhǎng)，限制了其在臨床中的應(yīng)用。

5 小結(jié)

將影像學(xué)作為篩選手段最重要的目的是盡可能可靠準(zhǔn)確地測(cè)量梗死組織，但同時(shí)也應(yīng)認(rèn)識(shí)到這些測(cè)量存在不確定性。這些不確定性是由于ICV的概念存在3個(gè)基本問(wèn)題：第一，腦組織對(duì)缺血的耐受性受細(xì)胞組織類(lèi)型、持續(xù)時(shí)間、缺血程度、年齡、并發(fā)癥等因素多重影響，影像學(xué)評(píng)估在卒中發(fā)病早期無(wú)法準(zhǔn)確區(qū)分梗死組織和非梗死組織。第二，急性卒中的治療決策是由多種因素決定的，因此，包括影像因素在內(nèi)的單一變量相對(duì)重要性降低。第三，ICV和臨床預(yù)后之間往往存在差異。由于EVT的有效性具有高度時(shí)間依賴(lài)性，過(guò)度檢查會(huì)延誤診療時(shí)間，因此如何合理選擇上述檢查方法成為當(dāng)前臨床工作中應(yīng)該思考的問(wèn)題。當(dāng)前影像評(píng)估手段存在很大的局限性，未來(lái)開(kāi)發(fā)新技術(shù)準(zhǔn)確測(cè)量梗死組織的最大挑戰(zhàn)在于數(shù)據(jù)采集參數(shù)及其后處理等問(wèn)題，期待出現(xiàn)更精準(zhǔn)評(píng)估ICV的手段，以有效指導(dǎo)相關(guān)臨床工作。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突。