【论著】动脉内穿行伪影对急性前循环大血管闭塞性卒中行机械取栓血管成功再通患者预后的预测价值研究

深度解析医学证据，DeepEvidence为你支撑决策

摘要:目的构建动脉内穿行伪影(ATA)评分方法,并探索其对前循环大血管闭塞(LVO)性卒中行机械取栓血管成功再通患者术后90d预后的预测价值及梗死体积与ATA评分的相关性｡方法前瞻性连续纳入松原吉林油田医院神经内科2023年1月至2024年12月收治的发病24h内行机械取栓术后血管成功再通并于术前完成三维动脉自旋标记(3D-ASL)MR检查的急性前循环LVO性卒中患者｡收集所有患者的一般及临床资料,包括性别､年龄､脑血管危险因素(高血压病､糖尿病､心房颤动､吸烟､饮酒､卒中史､高脂血症､高同型半胱氨酸血症)､入院美国国立卫生研究院卒中量表(NIHSS)评分､梗死体积､发病至术前MR时间､责任闭塞血管(颈内动脉､大脑中动脉M1段)､发病至血管成功再通时间､静脉溶栓､手术相关指标[首选术式(单纯支架取栓､支架取栓联合抽吸取栓)､取栓次数≤2次､补救措施(球囊扩张､支架置入､球囊扩张联合支架置入､动脉内泵入替罗非班)､股动脉穿刺至血管成功再通时间]｡对于发病4.5h内且无静脉溶栓禁忌证者,给予阿替普酶或替奈普酶静脉溶栓｡静脉溶栓后､桥接治疗前行头部MR检查,包括T1加权成像､T2加权成像､液体衰减反转恢复序列､扩散加权成像､MR血管成像､3D-ASL｡借鉴Alberta卒中项目早期CT评分(ASPECTS)体系构建ATA评分方法,将大脑中动脉供血区分为7个区域(岛叶､M1~M6段供血区),并按有或无ATA计分,若某一区域脑沟内存在清晰的ATA信号,即计1分,若未见ATA,则计0分,总分为0~7分,分值越高表示ATA分布范围越广｡由2名具有9年以上工作经验的核磁科副主任医师共同评分,采用Cohen′s Kappa系数对评分结果进行一致性检验,以Kappa值作为效应量,Kappa值≥0.81为一致性很好,Kappa值0.61~0.80为一致性较好,Kappa值0.41~0.60为一致性中等,Kappa值0.21~0.40为一致性一般,Kappa值≤0.20为一致性较差｡存在争议时,由第3名核磁科主任医师进行最终判读｡根据术后90d改良Rankin量表(mRS)评分将所有患者分为预后良好(mRS评分≤2分)组和预后不良(mRS评分>2分)组｡将组间比较差异有统计学意义的变量纳入多因素Logistic回归分析并控制混杂因素,探索急性前循环LVO性卒中行机械取栓血管成功再通患者术前ATA评分与术后90d良好预后的关系,绘制受试者工作特征曲线,分析术前ATA评分预测急性前循环LVO性卒中行机械取栓血管成功再通患者术后90d良好预后的曲线下面积(AUC),根据最佳截断值将患者分为ATA低分患者和ATA高分患者,比较两组的一般及临床资料｡采用Pearson相关分析或Spearman秩相关分析评估机械取栓前梗死体积与ATA评分之间的关系,以相关系数绝对值≥0.8为高度相关,0.6~<0.8为强相关,0.4~<0.6为中等强度相关,0.2~<0.4为弱相关,<0.2为极弱相关或无关｡结果共纳入急性前循环LVO性卒中行机械取栓血管成功再通患者81例,男56例,女25例,年龄38~81岁,中位年龄66(57,72)岁,其中预后良好组43例,预后不良组38例｡(1)2名核磁科医师对患者ATA评分的结果一致性很好(Kappa值为0.811,95% CI:0.716~0.905,P< 0.01)｡(2)预后良好组与预后不良组患者高脂血症､饮酒､入院NIHSS评分､ATA评分､梗死体积差异均有统计学意义(均P<0.05)｡(3)在调整了混杂因素后,多因素Logistic回归分析结果显示,高ATA评分为急性前循环LVO性卒中行机械取栓血管成功再通患者术后90d良好预后的预测因素(OR=1.510,95% CI:1.111~2.051,P= 0.008)｡(4)ATA评分预测前循环LVO性卒中行机械取栓血管成功再通患者术后90d预后的最佳截断值为3.5分,AUC为0.742(95%CI:0.635~0.890),敏感度0.628,特异度0.789;与ATA低分(<4分)患者(46例)相比,ATA高分(≥4分)患者(35例)入院NIHSS评分更低[12.00 (10.50, 14.00)分比15.00 (12.00, 18.75)分],梗死体积更小[16.90(9.80,39.85)ml比36.15(17.38,96.85)ml],预后良好患者比例更高[77.14%(27/35)比34.78%(16/46);均P<0.01]｡(5)Spearman相关性分析结果显示,急性前循环LVO性卒中行机械取栓血管成功再通患者梗死体积与ATA评分成弱负相关(r=-0.359, P=0.001)｡结论术前ATA评分与急性前循环LVO性卒中行机械取栓血管成功再通患者术后90d良好预后相关,ATA评分越高,预后越好;梗死体积与ATA评分成弱负相关｡

对于前循环大血管闭塞(large vessel occlusion, LVO)性急性缺血性卒中,机械取栓治疗是目前多项高质量研究推荐的标准治疗方法[1-3]｡然而,部分血管成功再通[术后即刻改良脑梗死溶栓(modified thrombolysis in cerebral infarction, mTICI)分级2b~3级]的LVO患者机械取栓后仍不能获得良好预后,其中侧支循环代偿程度是影响LVO患者机械取栓后临床预后的主要因素之一[4-5]｡

DSA为评估侧支循环的“金标准”[6],但其为有创检查,具有一定的并发症发生风险,且存在X射线暴露､碘对比剂毒性､费用较高､专业技术人员不足等缺点限制了其临床应用｡CT灌注可定量评估侧支循环,但存在射线暴露､碘对比剂安全等问题,且其图像获取需要经过复杂的计算及软件后处理,在基层医院的应用受限｡三维动脉自旋标记(three-dimensional arterial spinl abeling,3D-ASL)成像是一种无创测量脑血流量的MRI技术,可将血液作为内源性对比剂评估脑灌注情况,无需静脉注射对比剂[7]｡动脉内穿行伪影(arterial transit artifact,ATA)为3D-ASL扫描时被标记的动脉血流由于速度减慢尚未进入脑组织,在血管内成像时滞留的现象,表现为脑表面匍匐走行的点､线状高信号[8],可通过简单的视觉评估进行分析,但存在一定的主观性｡已有研究表明,对ATA进行量化评分有助于预测前循环LVO患者机械取栓术后90d功能结局[9],但此评分方法较复杂,不适用于急诊快速评估｡本研究拟提出一种更简化的ATA评分方法,并探究其对前循环LVO性卒中行机械取栓患者术后90d预后的预测价值及梗死体积与ATA评分的相关性｡

1 对象与方法

1.1 对象

前瞻性连续纳入松原吉林油田医院神经内科2023年1月至2024年12月收治的发病24h内行机械取栓血管成功再通并在术前完成3D-ASL MR检查的急性前循环LVO性卒中患者｡本研究方案经松原吉林油田医院医学伦理委员会审核批准(伦理审批号:LL-KSPJ-KY-2023-001)｡所有患者或家属签署了诊疗和研究知情同意书｡

纳入标准:(1)年龄≥18岁;(2)临床明确诊断为急性缺血性卒中,头颈部MR血管成像(MRA)或DSA证实为前循环LVO(颈内动脉､大脑中动脉M1段近端､串联病变),急诊发病24h内行机械取栓治疗且闭塞血管成功再通(术后即刻mTICI分级2b~3级)[10];(3)术前改良Rankin量表(mRS)[11]评分≤2分｡

排除标准:(1)各种原因未行MR检查;(2)未完成术后3个月随访;(3)碘对比剂过敏;(4)妊娠期或哺乳期妇女｡

1.2 资料收集

收集所有患者的一般及临床资料,包括性别､年龄､脑血管危险因素(高血压病[12]､糖尿病[13]､心房颤动[14]､吸烟[15]､饮酒[16]､卒中史[17]､高脂血症[18]､高同型半胱氨酸血症[19])､入院美国国立卫生研究院卒中量表(NIHSS)评分[20]､发病至术前MR时间､梗死体积､责任闭塞血管(颈内动脉､大脑中动脉M1段)､发病至血管成功再通时间､静脉溶栓､手术相关指标[首选术式(单纯支架取栓､支架取栓联合抽吸取栓)､取栓次数≤2次(最多3次)､补救措施(球囊扩张､支架置入､球囊扩张联合支架置入､动脉内泵入替罗非班)､机械取栓手术时长(股动脉穿刺至血管成功再通时间)]｡对于醒后卒中患者,发病至MR或血管成功再通时间从患者醒来的时间开始计算｡

1.3 诊疗流程

对于发病4.5h内且无静脉溶栓禁忌证的患者立即给予阿替普酶(0.9mg/kg,最大剂量70mg,10%静脉注射+90%持续静脉滴注1h)或替奈普酶(0.25mg/kg,最大剂量25mg,5~10s静脉注射),静脉溶栓后､桥接治疗前行头部MR检查｡对于不符合静脉溶栓适应证或不同意静脉溶栓的患者直接行头部MR检查｡采用联影3.0T磁共振仪(u780,上海联影医疗科技股份有限公司)和24通道头颈联合线圈完成多模态MRI检查,包括T1加权成像､T2加权成像､液体衰减反转恢复(FLAIR)序列､扩散加权成像(DWI)､MRA､3D-ASL｡3D-ASL参数:重复时间5000ms,回波时间13.83ms,层厚4mm,相位视野224mm,标记后延迟时间(post label delay,PLD)2000ms｡

基于DWI图像应用联影医学影像后处理工作站三维浏览软件完成对机械取栓前梗死体积的测量,操作者在DWI上逐层手动标记高信号病灶,同时参照表观扩散系数图确认弥散受限区域,软件自动输出患者梗死体积结果｡

为实现对ATA分布范围的标准化定量评估,本研究借鉴Alberta卒中项目早期CT评分(Alberta stroke program early CT score,ASPECTS)[21]体系,构建了ATA评分方法:将大脑中动脉供血区分为7个区域(岛叶､M1~M6段供血区),判读标准如下:若某一区域脑沟内存在清晰的ATA信号,则计1分;若未见ATA,则计0分,总分为0~7分,分值越高表示ATA分布范围越广｡见图1｡由2名具有9年以上工作经验的核磁科副主任医师共同完成评分,采用Cohen′s Kappa系数[22]对ATA评分结果进行一致性检验,以Kappa值作为效应量,Kappa值≥0.81为一致性很好,Kappa值0.61~0.80为一致性较好,Kappa值0.41~0.60为一致性中等,Kappa值0.21~0.40为一致性一般,Kappa值≤0.20为一致性较差｡存在争议时由第3名核磁科主任医师进行最终判读｡

所有患者均在MR检查后行全身麻醉并经口气管插管,Seldinger技术穿刺右侧股动脉,行脑血管造影评估患者侧支循环情况｡依据《急性缺血性卒中血管内治疗中国指南2023》[23]对符合标准的前循环LV0性卒中患者行机械取栓,首选术式为单纯支架取栓､支架取栓联合抽吸取栓,对于部分血栓负荷大､血管解剖复杂患者进行多次取栓,取栓次数最多3次｡术中血管再通后,对于残余狭窄率≥50%且考虑为大动脉粥样硬化性卒中患者动脉内泵入替罗非班;若残余狭窄率>70%或残余狭窄影响远端血流或导致反复再闭塞时,行补救性球囊扩张;若仍不能维持有效血流则补救性置入支架｡术后即刻mTICI分级≥2b级为血管成功再通,停止手术｡

术后转至神经内科重症监护病房行生命体征监测､改善循环､神经保护､营养支持等治疗｡对于考虑大动脉粥样硬化性卒中患者,术中动脉内泵入替罗非班后即刻持续静脉泵入维持剂量替罗非班[0.1μg/(kg·min)]48h,停替罗非班前6~8h序贯口服阿司匹林100mg/d及氯吡格雷75mg/d3~6个月｡对于心源性栓塞型卒中患者经慎重评估后可早期启用抗凝治疗｡所有患者出院后根据神经功能恢复情况酌情进行康复训练｡

1.4 随访

机械取栓术后90d采用mRS[11]进行电话随访,依据mRS评分将所有患者分为预后良好(mRS评分≤2分)组和预后不良(mRS评分>2分)组｡

1.5 统计学分析

使用R语言(4.3.3版本)软件进行统计学分析｡应用Shapiro-Wilk法对计量资料进行正态性检验,符合正态分布的计量资料以x-±s表示,组间比较采用t检验;不符合正态分布的计量资料以中位数和四分位数[M(P25,P75)]表示,组间比较采用Mann-Whitney U检验;计数资料例(%)表示,组间比较采用χ2检验或Fisher确切概率法｡将组间比较差异有统计学意义的变量纳入多因素Logistic回归分析,并控制混杂因素,探讨前循环LVO性卒中行机械取栓血管成功再通患者术前ATA评分与术后90d良好预后的关系｡

使用SPSS24.0软件绘制ATA评分预测前循环LVO性卒中行机械取栓血管成功再通患者术后90d预后的受试者工作特征曲线,计算曲线下面积(area under the curve,AUC),确定最佳截断值,计算敏感度､特异度｡根据最佳截断值将患者分为ATA低分患者和ATA高分患者,比较两组的一般及临床资料｡

使用SPSS24.0软件对梗死体积､ATA评分进行正态性检验,符合正态分布则采用Pearson相关分析评估梗死体积与ATA评分之间的关系,若不符合正态分布则采用Spearman秩相关进行分析,计算相关系数,范围为-1~1,绝对值越大,表示相关性越强:相关系数绝对值>0.8为高度相关,0.6~<0.8为强相关,0.4~<0.6为中等强度相关,0.2~<0.4为弱相关,<0.2为极弱相关或无关｡

2 结果

共纳入急性前循环LVO性卒中行机械取栓血管成功再通患者81例,男56例,女25例,年龄38~81岁,中位年龄66(57,72)岁,其中预后良好组43例,预后不良组38例｡

2.1 ATA评分的一致性检验

2名核磁科副主任医师对患者ATA评分的结果一致性很好(Kappa值为0.811,95% CI:0.716~0.905,P<0.01)｡

2.2 预后良好组与预后不良组一般及临床资料比较

预后良好组与预后不良组高脂血症､饮酒､入院NIHSS评分､ATA评分､梗死体积差异均有统计学意义(均P<0.05)｡见表1｡

2.3 术后90d良好预后的多因素Logistic回归分析

在调整混杂因素后,多因素Logistic回归分析结果显示,高ATA评分为急性前循环LVO性卒中行机械取栓血管成功再通患者术后90d良好预后的预测因素(OR=1.510,95% CI:1.111~2.051,P= 0.008)｡见表2｡

2.4 受试者工作特征曲线分析

ATA评分预测前循环LVO性卒中行机械取栓血管成功再通患者术后90d预后的最佳截断值为3.5分,AUC为0.742(95%CI:0.635~0.890),敏感度0.628,特异度0.789｡见图2,表3｡

2.5 ATA高分患者和ATA低分患者一般及临床资料比较

与ATA低分(<4分)患者(46例)比较,ATA高分(≥4分)患者(35例)入院NIHSS评分更低,梗死体积更小,预后良好患者比例更高(均P<0.01)｡见表4｡

2.6 梗死体积与ATA评分的相关性分析

正态性检验结果显示,梗死体积与ATA评分均不符合正态分布(均P>0.05),且两变量之间呈单调递减关系(随着ATA评分的增加,梗死体积减小),采用Spearman进行相关性分析,结果显示,急性前循环LVO性卒中行机械取栓血管成功再通患者梗死体积与ATA评分成弱负相关(r=-0.359,P=0.001)｡见图3｡

3 讨论

本研究参考ASPECTS体系对ATA进行量化评分,结果显示,对于急性前循环LVO性卒中行机械取栓血管成功再通患者,ATA评分与其术后90d良好预后相关,多因素Logistic回归分析显示,控制混杂因素后,ATA评分是前循环LVO性卒中行机械取栓血管成功再通患者术后90d良好预后的影响因素,受试者工作特征曲线显示ATA评分的最佳截断值为3.5分,该指标或有利于临床医师筛选合适的患者进行血管内治疗｡

ASL是一种新型､无创的MR技术,其优点包括:无需静脉注射对比剂､扫描时间相对较短(4~6min)､无电离辐射等[24]｡急性缺血性卒中患者ASL上缺血区域的脑血流量降低,既往研究显示,ASL上的低灌注区域与CT灌注上的低灌注区域具有明显的相关性(r=0.646,P<0.05),可协助评估缺血半暗带[25]｡此外,ASL可视觉评估ATA｡ATA的形成代表从血液标记到图像采集的时间与动脉传输时间(arterial transit time,ATT)不匹配(PLD<ATT),通常发生在延迟的侧支代偿或大动脉狭窄血流缓慢时,磁性标记的内源性血-水示踪剂无法充分灌注至毛细血管床,导致在供血动脉内异常滞留,这种现象在ASL图像中表现为血管通路上的高信号区,即ATA[26]｡正确识别ATA需关注2个关键特征:(1)高信号必须呈弯曲形态(血管内),沿Willis环分布或覆盖大脑主要凸起区域(代表脑膜侧支血管);(2)所有ATA均出现在ASL低灌注区域内[27]｡ATA曾被误认为是干扰ASL灌注分析结果的混杂因素,但近期表明,ATA的出现可能与侧支循环的建立有关[28]｡多项研究显示,缺血性卒中患者缺血区域周围的ATA可预测患者预后[29-30]｡本研究结果也表明,ATA评分与前循环LVO性卒中患者机械取栓术后良好预后有关,提示术前ATA评分对该类患者术后神经功能恢复具有积极影响,可能机制为:(1)丰富的软脑膜侧支血流有助于延缓梗死核心进展并减少最终梗死体积[31];(2)ATA评分越高表示缺血性卒中患者的侧支循环越丰富,灌注代偿越充分,代偿后的血氧供给可降低乳酸蓄积,防止乳酸酸中毒,改善离子失衡,并将膜降解产物胆碱快速输送至体循环进行下一步加工,有效减少脑组织缺血性损伤[32]｡本研究显示,ATA评分是前循环LVO性卒中行机械取栓血管成功再通患者术后90d良好预后的影响因素,且与ATA低分患者比较,ATA高分患者的梗死体积更小,预后良好患者比例更高(均P<0.01),提示ATA评分越高,患者的侧支循环越稳健,患者术后良好预后可能性越大,ATA评分有可能成为评估缺血性卒中患者侧支血流代偿状态的非侵入性影像学生物标志物｡

Zhang等[9]参考ASPECTS对行机械取栓的急性前循环LVO性卒中患者的ATA进行评分,该研究对病变侧的M1~M6段､A1~A2段和P1~P2段共10个区域进行评分,每个区域分别采用4级评分系统:0分表示不存在或存在微弱的ASL信号且不存在ATA;1分表示存在中等强度ASL信号伴有ATA,表现为灌注缺损区域边缘的点状或线状高信号;2分表示存在较高ASL信号伴有ATA,信号更明显;3分表示正常灌注且无ATA,10个区域分数的总和计为该患者的ATA评分,总分为0~30分,结果显示,高ATA评分与患者术后3个月良好预后(mRS评分0~2分)有关(OR=1.14,95% CI:1.06~1.22,P<0.01)｡既往研究显示,脑动脉侧支血流的主要来源为Willis环[33],次要来源包括颈外动脉分支至眼动脉和脑表面的软脑膜吻合口[34]｡当存在侧支血流时,ATA信号通常出现在软脑膜区域,多沿脑沟及皮质表面血管分布,覆盖大脑半球的凸面,这些区域位于大脑中动脉供血的皮质脑沟内[35],而深部核团与白质表现不典型,因此,本研究将评分区域简化,将大脑中动脉供血区分为7个区域,并对各区域按有或无ATA计分,总分0~7分,同样得出了阳性结论｡本研究构建的ATA评分体系将无创ASL灌注影像和传统ASPECTS结合,实现了急性脑梗死灌注评估的半定量化､快速可视化,且可重复应用,为治疗决策和预后评估提供了一定参考｡

有研究纳入38例急性缺血性卒中患者,结果显示,ASL检测到侧支与AIS患者入院NIHSS评分相关(r=-0.330,P=0.04)[27]｡本研究根据最佳截断值,将所有患者分为ATA高分患者和ATA低分患者,结果显示,与ATA低分患者比较,ATA高分患者入院NIHSS评分更低,可能与术前良好的侧支循环可维持缺血区域血流灌注,减少脑组织损伤有关｡

本研究Spearman相关性分析结果显示,梗死体积与ATA评分成弱负相关,ATA评分越高,梗死体积越小,ATA的存在提示通过软脑膜血管､Willis环或闭塞血管周围其他大动脉募集的侧支血管有利于维持LVO患者的灌注水平[36],从而减缓梗死区扩大速度,减小梗死体积,急性LVO性卒中行机械取栓患者的术前高ATA评分可能提示更好的临床预后,有助于指导临床决策｡

本研究具有一定的局限性:(1)本研究为单中心临床试验,样本量较小,可能会导致一定统计偏倚,影响研究结果的普适性,未来需开展多中心外部验证并扩大样本量进一步研究;(2)本研究纳入的患者多为重症患者,耐受性和配合度欠佳,未采取多相ASL,无法实现动态分析,未来随着人工智能的发展,ASL技术或可在不增加扫描时间的前提下,获取多个PLD数据,以提供更可靠的血流灌注信息;(3)ATA的识别易受运动､磁敏感伪影及背景噪声､图像质量和评分者主观性影响,未来通过优化序列参数和研发自动图像后处理和评分软件或可有助于解决这一问题｡

综上所述,本研究表明,术前ATA评分与前循环LVO性卒中行机械取栓血管成功再通患者的良好预后相关,术前ATA评分越高,预后可能越好｡