一站式多模态CT联合RAPID软件在急性缺血性卒中的应用

Application of Multimodal CT Combined with RAPID Software in Acute Ischemic Stroke

摘要: 目的：研究一站式多模态CT联合RAPID软件对急性缺血性卒中的诊断价值。方法：选取2020年1月~2021年02月于我院就诊的发病24小时内急性缺血性卒中患者作为研究对象，行一站式多模态CT检查并使用RAPID软件进行处理，分析RAPID图像特征。结果：共纳入98例急性缺血性卒中患者，大血管闭塞患者39例(39.79%)，大血管闭塞组首次头颅CT至发病时间、入院NIHSS评分、ASPECT评分、V_CBF<30%、VTmax>6s与非大血管闭塞组相比，差异具有统计学意义(P < 0.05)。前循环大血管闭塞组ASPECT评分、V_CBF<30%，V_Tmax>6s与后循环大血管闭塞组相比，差异具有统计学意义(P < 0.05)。结论：一站式多模态CT联合RAPID软件可快速诊断是否为急性大血管闭塞和大血管闭塞的部位，RAPID软件能够快速直观地计算ASPECT评分、V_CBF<30%、V_Tmax>6s，指导是否需要接受血管内治疗。

Abstract: Objective: To study the diagnostic value of multimodal CT combined with RAPID software in acute ischemic stroke. Methods: We extracted all ischemic patients within 24 hours of onset between January 2020 and February 2021. Patients who underwent multimodal CT examination and processed with RAPID software were analyzed. Results: A total of 98 patients were included, 39 patients (39.79%) with large vessel occlusion. There were significant differences between the large vessel occlusion group and the non-large vessel occlusion group in the time from the first head CT to the onset, NIHSS score, ASPECT score, V_CBF<30%, V_{Tmax>6 s} (P < 0.05). There were significant differences in ASPET score, V_CBF<30%, V_Tmax>6s between anterior large vessel occlusion group and posterior large vessel occlusion group (P < 0.05). Conclusion: Multimodal CT combined with RAPID software can quickly diagnose whether it is large vessel occlusion or not and the location of large vessel occlusion. RAPID software can furthermore quickly and intuitively calculate ASPECT score, V_CBF<30%, V_{Tmax>6 s} and guide endovascular treatment.

1. 引言

急性缺血性卒中(acute ischemic stroke, AIS)是最常见的卒中类型，具有发病率高、致残率高和致死率高的特点，早期诊断和治疗极为重要 [1]。一站式多模态CT，包括头颅CT平扫、CT灌注成像(CT perfusion, CTP)、CT血管成像(computed tomography angiography, CTA)已经成为缺血性卒中的常规检查项目 [2]。RAPID软件是一种自动化的CTP图像处理软件，能够在数分钟内生成定量数据，筛选适合血管内治疗的患者 [3]。本研究的目的是对发病24小时内AIS患者进行一站式多模态CT检查并且用RAPID软件进行分析，明确1) 急性大血管闭塞的发生率；2) 急性大血管闭塞和非大血管闭塞患者RAPID图像特征；3) 急性前循环大血管闭塞和后循环大血管闭塞患者RAPID图像的特征，为血管内治疗提供可视、定量的数据，指导研究和治疗。

2. 资料与方法

2.1. 一般资料

2020年1月至2021年2月在我院就诊的怀疑AIS的患者行一站式多模态CT检查，然后应用RAPID软件(iSchemaView Inc, Menlo Park, CA)对CTP图像进行后处理 [4]。纳入标准：1) 符合2018年中国急性缺血性卒中治疗指南的诊断标准，并且经头颅磁共振或者24小时后复查头颅CT证实有明确的责任病灶 [1]；2) 年龄大于18岁。排除标准：1) 患者有禁用碘造影剂的疾病(碘造影剂过敏、甲状腺功能亢进、严重心功能衰竭、严重肾功能不全)；2) 妊娠期或围产期女性患者；3) CTA、CTP检查至发病时间超过24小时；4) CT、CTA、CTP图像质量不合格或缺失者；5) 既往有脑出血、颅内外大血管严重狭窄或闭塞病史。

2.2. 检查方法

2.2.1. CT平扫检查

所有患者均采用宝石能谱CT扫描，扫描前均取得受检者知情同意并签字，扫描机器为GE能谱CT (Discovery CT 750HD, GE healthcare, Milwaukee, USA)，对所有患者均行头颅CT平扫 + CTP + CTA检查。

2.2.2. CTP检查

选用摇篮床(VHS)扫描模式，管电压80 kV，管电流200 mA，探测器宽度40 mm，层厚5 mm，层间距10 mm，旋转速度0.4 s/rot。采用双筒高压注射器经肘前静脉以4.5 ml/s注入40 ml非离子型对比剂(欧乃派克，350 mgI/ml)，而后以相同速率注入40 ml生理盐水，进行全脑灌注成像，延迟时间5 S，扫描总时间54 S。

2.2.3. RAPID软件分析

1) 自动化的ASPECT评分(Alberta stroke program early CT score)：ASPECT评分是针对急性前循环卒中的标准CT评分系统：将大脑中动脉供血区的各主要功能区分别赋1分，以尾状核头部层面为界限，将大脑半球分为上下两个区，上区主要包括半卵圆中心、放射冠平面，共3分(颅顶层面3个皮层区，M4~M6)；下区主要是功能基底核团层面，共7分(尾状核团C、豆状核团L、内IC、岛叶I、以及颅底范围3个皮层区，M1~M3)，评分总共10分，分值越低，提示低密度范围越大 [5]；2) 达峰时间(Time to peak of the residual function, Tmax) > 6 s的低灌注区体积，即V_Tmax>6s [3]；3) 脑血流量(Cerebral blood flow, CBF)小于对侧30%的脑组织体积，即V_CBF<30% [3]。

2.2.4. CTA检查

选用连续容积扫描模式，管电压 120 kV，管电流650 mA，层厚0.625 mm，层间距0mm，螺距0.984：1，旋转速度0.4 s/rot。扫描范围自主动脉弓至颅顶，所用对比剂为欧乃派克(350 mgI/m1)，剂量70 ml，注射速率4.5 ml/s。利用Perfusion 3灌注软件包获取大脑前动脉时间密度曲线，以选择CTA扫描延迟时间，延迟时间 = 大脑前动脉时间 − 密度曲线。最大密度层面所对应的时间−3 s。

2.3. 研究内容

收集各患者首次头颅CT至发病时间、入院NIHSS评分；ASPECT评分、V_Tmax>6s和V_CBF<30%均由RAPID软件自动获取。CTA结果由两名经过统一培训的放射科医师采用盲法独立评定，结果不一致时双方共同讨论后决定。根据CTA结果将患者分为大血管闭塞(large vessel occlusion group, LVO)组和非大血管闭塞(non large vessel occlusion group, NLVO)组，其中颈内动脉、大脑中动脉闭塞、大脑前动脉、大脑后动脉、椎动脉、基底动脉任意一支闭塞者判定为大血管闭塞，否则为非大血管闭塞；LVO组再根据病变血管位置分为前循环闭塞(anterior large vessel occlusion group, ALVO)组和后循环闭塞(posterior large vessel occlusion group, PLVO)组，其中颈内动脉、大脑中动脉、大脑前动脉任意一支闭塞者判定为前循环闭塞，否则为后循环闭塞。

2.4. 统计学方法

采用SPSS 23.0统计分析软件包进行数据分析。正态分布的计量资料采用均数±标准差( $\bar{x}\pm s$ )表示，组间比较采用独立样本t检验；不符合正态分布的计量资料则用中位数(四分位数) [M (P25, P75)]表示，两组间比较用Mann-Whitney U检验；计数资料用频数(n)和百分率(%)表示，组间比较采用χ²检验或Fisher精确概率法；双侧检验P ≤ 0.05定义为差异具有统计学意义。

3. 结果

3.1. 入组患者的一般基本资料

共98例纳入本项研究，其中男性49例(50.00%)，年龄33~90岁，首次头颅CT至发病时间1~23 h，入院NIHSS评分0~38分；LVO者39例(39.79%)，其中ALVO组25例(25.51%)，PLVO组14例(14.29%)；ASPECT评分1~10分，V_CBF<30% 0~72 ml，V_Tmax>6s 0~486 ml (见表1)。

3.2. 两组RAPID软件分析结果比较

LVO组首次头颅CT至发病时间中位数为2.5 h、入院NIHSS评分中位数为13分、ASPECT评分中位数为7分、V_CBF＜30%中位数为0 ml，V_Tmax>6s中位数为118 ml；NLVO组头颅CT至发病时间中位数为6 h、入院NIHSS评分中位数为3分，ASPECT评分中位数为0分、V_CBF<30%中位数为0 ml，V_Tmax>6s中位数为0 ml，以上差异均具有统计学意义(P < 0.05) (见表2)。

3.3. 急性前循环闭塞组和后循环闭塞组RAPID软件分析结果比较

ALVO组头颅CT至发病时间中位数为2.5 h、入院NIHSS评分中位数为13分，ASPECT评分中位数为6分、V_CBF<30%中位数为11 ml，V_Tmax>6s中位数为154 ml；PLVO组头颅CT至发病时间中位数为3 h、入院NIHSS评分中位数为12.5分，ASPECT评分中位数为9分、V_CBF<30%中位数为0 ml，V_Tmax>6s中位数为29.5 ml。两组相比，ASPECT评分、V_CBF<30%、V_Tmax>6s差异具有统计学意义(P < 0.05) (见表3)。

Table 1. Clinical date of all patients with acute ischemic stroke

表1. 急性缺血性卒中患者一般资料(例)

ICA (internal carotid artery)，颈内动脉；MCA (middle cerebral artery)，大脑中动脉；PCA (posterior cerebral artery)，大脑后动脉；VA (vertebral artery)，椎动脉；BA (basilar artery)，基底动脉；NIHSS评分(National Institutes of Health Stroke Scale)，美国国立卫生院卒中量表；ASPECT (Alberta stroke program early CT score)，Alberta卒中项目早期CT评分；CBF (cerebral blood flow)，脑血流量；Tmax (Time to peak of the residual function)，达峰时间。

Table 2. Comparison of baseline data and RAPID date between large vessel occlusion group and non large vessel occlusion group

表2. 大血管闭塞组和非大血管闭塞组基线资料和RAPID结果比较

LVO (large vessel occlusion)，大血管闭塞；NLVO (non large vessel occlusion)，非大血管闭塞；ASPECT (Alberta stroke program early CT score)，Alberta卒中项目早期CT评分；CBF (cerebral blood flow)，脑血流量；Tmax (Time to peak of the residual function)，达峰时间。

Table 3. Comparison of RAPID date between anterior large vessel occlusion group and posterior large vessel occlusion

表3. 前后循环血管闭塞组RAPID结果比较

ALVO (anterior large vessel occlusion)，前循环大血管闭塞；PLVO (posterior large vessel occlusion)，后循环大血管闭塞；ASPECT (Alberta stroke program early CT score)，Alberta卒中项目早期CT评分；CBF (cerebral blood flow)脑血流量；Tmax (Time to peak of the residual function)，达峰时间。

4. 讨论

本研究发现发病24小时以内的AIS患者，急性大血管闭塞者约为40%，以前循环大血管闭塞为主，大血管闭塞组神经功能缺损更严重，更倾向于在3小时以内到达医院。这提示大血管闭塞在缺血性卒中比例较大，尤其对于发病时间短而NIHSS评分高的患者，有必要进行CTA检查筛查是否为大血管闭塞所致。

既往研究表明，血管内治疗前ASPECT评分 > 6分与治疗后预后良好相关 [6]，因此，ASPECT评分已经成为血管内治疗前的重要评估项目之一 [7]。RAPID-ASPECT评分根据脑组织含水量的改变进行评估，具有兼顾评估部位和梗死体积的作用，具有快速、简便等特点，能够避免人工评估技术员之间差异较大、容易漏诊等缺点。本研究发现，大血管闭塞组24小时内ASPECT评分中位数为7分，而非大血管闭塞组为10分，提示大血管闭塞更容易在24小时内出现低密度病灶，而小血管闭塞则基本不出现。由于ASPECT主要针对ALVO进行评估，因此，本研究中PLVO组ASPECT评分显著高于ALVO组，与预期的结果一致。

大量的前循环CT灌注成像研究结果表明，CTP能够获得脑实质血流动力学信息，根据脑灌注参数的变化来鉴别脑缺血的不同时期，尤其对于缺血半暗带和梗死核心区的识别极其重要。RAPID是一个完全自动化的软件包，它使用了一种延迟不敏感的算法，将缺血核心区定义为与对侧正常大脑半球相比，CBF降低到 < 30%的区域，即V_CBF<30% [8]；缺血半暗带则定义为对比剂到达最高峰的时间超过6秒的区域，即V_Tmax>6s [9]，在DAWN [10] 和DEFUSE 3 [11] 试验中均使用RAPID软化进行评估。本研究发现大血管闭塞组发病24小时内梗死核心体积很少超过20 ml，而缺血半暗带中位数达118 ml，提示大血管闭塞组梗死核心小而缺血半暗带大，具有潜在的治疗价值，更能够从血管内治疗中获益。非大血管闭塞组梗死核心基本为0 ml，缺血半暗带很少超过20 ml，提示RAPID软件对小血管闭塞所造成的血流动力学改变不敏感。

后循环的血液动力学与前循环具有明显的差异，目前缺乏简单易行的评估方法，有研究发现后循环梗死组的脑灌注参数在双侧枕叶、丘脑、中脑、小脑、脑桥等感兴趣区域存在差异，并且具有统计学意义 [12]。虽然该方法较准确，但费时费力，在急诊条件下难以实现。本研究发现PLAO组71.42% (10/14例)的患者仅在小脑和脑干部位出现T_max>6s大于0 ml的区域，提示RAPID软件在识别后循环大血管闭塞血液动力学方面存在一定的价值，因样本量较小，尚需进一步研究。

本研究存在一定的局限性。首先本研究为单中心回顾性研究，样本量小，还需要RAPID软件在国内推广后扩大样本量以进行多中心前瞻性研究；第二，RAPID软件在后循环大血管闭塞中的应用价值有待于扩大样本量后分析其敏感度和特异度。

5. 总结

综上所述，发病24小时内AIS患者中大血管闭塞发生率较高，常规一站式计算机断层扫描后使用RAPID软件处理可快速计算出ASPECT评分、V_CBF<30%、V_Tmax>6s，根据RAPID图像特征判断是否为大血管闭塞和大血管闭塞的部位；RAPID图像上仅在小脑和脑干部位出现T_max>6s大于0 ml的区域，对于怀疑后循环大血管闭塞可能具有提示意义。

同意书

该研究已获得病人知情同意。