CT灌注血脑屏障通透性参数在急性脑梗死再灌注治疗中的应用

发布时间：2020-09-15 09:53

　　第一部分急性脑梗死血脑屏障通透性的相关因素分析研究目的:血脑屏障破坏是急性脑梗死时重要的病理改变,可导致出血转化和脑水肿。本研究旨在探究急性脑梗死患者CT灌注重建测得的血脑屏障通透性的相关因素。研究方法:连续纳入我中心2011年7月至2017年2月期间前瞻性登记的发病9小时内基线行CT灌注检查并接受再灌注治疗的急性脑梗死患者。收集患者的性别、年龄、既往病史、基线实验室检查结果、基线美国国立卫生研究院卒中量表(National Institute ofHealth Stroke Scale,NIHSS)评分、基线影像学数据(梗死体积、低灌注体积、脑白质疏松程度、皮层静脉显影情况)等。使用MIStar软件在达峰时间(time to peak of the residual function,Tmax)图上选取低灌注区(Tmax6 秒的区域),作为感兴趣区(region of interest,ROI);并根据脑中线将该ROI镜像至健侧,获得低灌注镜像区ROI。将这两个ROI分别导入至CT灌注重建得到的通透性表面积乘积(permeability-surface area product,PS)图和脑血流量(cerebral blood flow,CBF)图,计算各ROI中的平均值。血脑屏障通透性用相对通透性表面积乘积(relative permeability-surface area product,rPS)表示。低灌注区及其镜像区的 rPS根据公式rPS=PS/CBF×100%计算得到。使用斯皮尔曼相关分析rPS与患者基线特征和影像学指标的两两相关,使用多元线性回归分析rPS的独立相关因素。结果:共230名患者纳入研究,其中女性90(39.1%)名,中位年龄为73(62-80)岁,中位NIHSS评分13(8-17)分,中位发病至影像时间为175(96-250)分钟。中位低灌注区rPS为69.79(37.25-121.68)%,中位低灌注镜像区rPS为1.66(0.97-3.17)%。多元线性回归分析表明,低灌注区rPS与女性(B=-0.128,95%CI-0.213-0.043,p=0.003)、中性粒细胞比例(B=-0.003,95%CI-0.006-0.000,p=0.036)独立负相关,与房颤(B=0.225,95%CI 0.142-0.308,p0.001)、基线低灌注体积(B=0.002,95%CI 0.001-0.003,p0.001)和基线 NIHSS 评分(B=0.012,95%CI 0.004-0.019,p=0.004)独立正相关。镜像区rPS与女性独立负相关(B=-0.117,95%CI-0.218--0.016,p=0.023),与基线梗死体积独立正相关(B=0.001,95%CI 0.000-0.001,p=0.036)。结论:急性脑梗死后低灌注区和健侧低灌注镜像区血脑屏障通透性均受到性别和低灌注体积的影响,提示急性脑梗死时血脑屏障通透性的改变可能是弥漫性的,且与脑梗死严重程度相关。第二部分血脑屏障通透性对急性脑梗死再灌注治疗后结局的影响研究目的:旨在探究头颅CT灌注重建得到的血脑屏障通透性参数能否预测再灌注治疗后24小时的出血转化、水肿进展及3个月预后。研究方法:连续纳入我中心2011年7月至2017年2月期间前瞻性登记的发病9小时内基线行CT灌注检查并接受再灌注治疗,且治疗后24小时有复查CT或磁共振影像的急性脑梗死患者。使用MIStar软件在达峰时间(time to peak of the residual function,Tmax)图上选取低灌注区(Tmax6秒的区域),定义为感兴趣区(region of interest,ROI);并根据脑中线将该ROI镜像至健侧,获得低灌注镜像区ROI。将这两个ROI分别导入至CT灌注重建得到的通透性表面积乘积(permeability-surface area product,PS)图和脑血流量(cerebral blood flow,CBF)图,计算各 ROI中的平均值。血脑屏障通透性用相对通透性表面积乘积(relative permeability-surface area product,rPS)表示。低灌注区及其镜像区的 rPS 根据公式 rPS=PS/CBF×100%计算得到。根据ECASS Ⅱ标准评估出血转化。使用Wardlaw分级评估水肿程度,复查水肿评分较基线水肿评分增加至少2分定义为水肿进展。预后不良定义为3个月改良Rankin评分2分。使用二元逻辑回归分析出血转化、水肿进展和预后不良的独立预测因素。使用受试者工作曲线(receiver operating characteristics curve,ROC)分析评价指标的预测能力。结果:共249名患者纳入研究,其中女性101(40.6%)名,中位年龄为73(62-80)岁,中位发病到影像时间为172(97-250)分钟,中位基线美国国立卫生研究院卒中量表(National Institute ofHealth Stroke Scale,NIHSS)评分为 13(8-17)分。10名患者直接接受血管内治疗,57名患者为静脉溶栓桥接血管内治疗,剩余182名患者仅静脉溶栓治疗。治疗后24小时,114(45.8%)名患者发生出血转化,86(34.5%)名患者出现水肿进展,134(53.8%)名患者预后不良。二元逻辑回归分析表明,低灌注区rPS是出血转化(OR=1.009,95%CI 1.003-1.015,p=0.004)和水肿进展(OR=1.007,95%CI 1.002-1.013,p=0.007)的独立预测因素,而低灌注镜像区rPS是预后不良(OR=1.118,95%CI 1.005-1.244,p=0.041)的独立预测因素。ROC分析提示低灌注区rPS预测出血转化和水肿进展的最佳诊断值分别为54.47%(敏感度78.1%,特异度49.6%)和72.51%(敏感度73.3%,特异度63.8%);低灌注镜像区rPS预测预后不良的最佳诊断值为3.45%(敏感度33.6%,特异度86.1%)。结论:低灌注区血脑屏障通透性高与急性脑梗死再灌注治疗后的出血转化和水肿进展相关,而低灌注镜像区血脑屏障通透性高可能预示着预后不良。第三部分急性脑梗死再灌注治疗对血脑屏障通透性的影响研究目的:旨在探究急性脑梗死患者再灌注治疗前后血脑屏障通透性的变化,该变化是否受到再灌情况的影响,以及治疗前后血脑屏障通透性对3个月预后的预测价值。研究方法:连续纳入我中心2011年7月至2016年1月期间前瞻性登记的发病9小时内基线和治疗后24小时均行CT灌注检查,且接受再灌注治疗的急性脑梗死患者。低灌注区定义为达峰时间(time to peak of the residual function,Tmax)6秒的区域,再灌率=(基线低灌注体积-24小时复查低灌注体积)/基线低灌注体积,再灌率≥70%定义为再灌。预后不良定义为3个月改良Rankin评分2分。使用MIStar软件在Tmax图上选取低灌注区和患侧低灌注区以外区域(非低灌注区),作为2个感兴趣区(region of interest,ROI);并根据脑中线将这2个ROI镜像至健侧,获得低灌注镜像区和非低灌注镜像区,作为另外2个ROI。将这4个ROI分别导入至CT灌注重建后得到的通透性表面积乘积(permeability-surface area product,PS)图和脑流量(cerebral blood flow,CBF)图,计算各ROI中的平均值。血脑屏障通透性用相对通透性表面积乘积(relative permeability-surface area product,rP S)表示。rPS根据公式rPS=PS/CBF× 100%计算得到。将rPS对数变换成Lg(rPS)使其正态分布。使用重复测量方差分析计算低灌注区、非低灌注区、低灌注镜像区和非低灌注镜像区rPS在治疗前后的变化,并根据是否再灌进行亚组分析。使用二元逻辑回归分析预后不良的独立预测因素。结果:共56名患者纳入分析,其中10名患者接受了静脉溶栓桥接血管内治疗,46名患者仅静脉溶栓治疗。中位年龄为76(62-81)岁,28(50%)名为女性,中位美国国立卫生研究院卒中量表(National Institute of Health Stroke Scale,NIHSS)评分为12(8-15)分,中位起病至溶栓时间为228(142-280)分钟。34(61%)名患者达到再灌,30(54%)名患者预后不良。再灌注治疗后24小时,Lg(低灌注区 rPS)(0.67±0.09vs 1.79±0.05,p0.001)、Lg(非低灌注区 rPS)(0.48±0.05 vs 0.63±0.04,p=0.011)和 Lg(低灌注镜像区 rPS)(0.16±0.06 vs 0.33±0.05,p=0.003)较治疗前都显著降低。其中,Lg(低灌注区rPS)(再灌组:1.76±0.06vs0.28±0.09,p0.001;无再灌组:1.84±0.08vs1.28±0.11,p0.001)和 Lg(低灌注镜像区 rPS)(再灌组:0.27±0.06vs0.12±0.08,p=0.044;无再灌组:0.42±0.08vs0.22±0.10,p=0.028)在再灌组和无再灌组都显著下降。然而,Lg(非低灌注区rPS)仅在再灌组中有下降(再灌组:0.60±0.05vs0.36±0.06,p0.001;无再灌组:0.68±0.06vs 0.68±0.07,p=0.944),Lg(非低灌注镜像区rPS)不论再灌与否都不发生改变(再灌组:0.35±0.04 vs 0.34±0.06,p=0.855;无再灌组:0.43±0.05 vs 0.45±0.07,p=0.788)。再灌组治疗后 24 小时,Lg(低灌注区 rPS)(0.28±0.09 vs 1.28±0.11,p0.001)和Lg(非低灌注区rPS)(0.36±0.06 vs 0.68±0.07,p=0.001)均显著小于无再灌组。预后不良的二元逻辑回归表明,再灌注治疗后24小时低灌注区rPS是预后不良的独立预测因素(OR=1.131;95%CI 1.018-1.256;p=0.022)。结论:急性脑梗死血脑屏障通透性的增高是可逆的,再灌注可加速其逆转。再灌注治疗后24小时低灌注区血脑屏障通透性高可预测不良预后。
【学位单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2018
【中图分类】：R743.33;R816.1
【部分图文】：

感兴趣区

ｏｆｉｎｔｅｒｅＳｔ，ＲＯＩ），命名为低灌注区。将低灌注区ＲＯＩ根据脑中线镜像至健侧大脑逡逑半球，作为另一个ＲＯＩ，命名为低灌注镜像区。将这２个ＲＯＩ导入ＰＳ图和ＣＢＦ逡逑图，分别计算ＲＯＩ中的平均ＰＳ和ＣＢＦ邋（图１．１）。使用ｒＰＳ来代表血脑屏障通透逡逑性，ｒＰＳ＝（ＰＳ／ＣＢＦ）邋ｘｌ00％［４，１２Ｌ由两位神经内科医生独立测量５０例患者，不接逡逑触患者临床资料及其他影像数据。两位医生的一致性较高，ｒＰＳ观察者间组内相关逡逑系数（ｉｎｔｒａｃｌａｓｓ邋ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ邋ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，邋ＩＣＣ）为邋０．８８５邋（９５％ＣＩ邋０．８３７－０．９１９）。剩余逡逑数据由一名神经内科医生独立测量。逡逑另纳入２８名无低灌注的非脑梗死的患者作为对照组，在侧脑室开始出现的层逡逑面到侧脑室消失的层面上，勾勒出左右大脑半球作为两个ＲＯＩ，将其导入ＰＳ图和逡逑ＣＢＦ图，分别计算ＲＯＩ中的平均值，计算为左右大脑半球的ｒＰＳ邋（图１．１）。逡逑２．５．２脑白质疏松程度的评估逡逑脑白质疏松程度使用ＶａｎＳｗｉｅｔｅｎ量表来评价。该量表对３个连续ＮＣＣＴ层面逡逑的脑白质疏松引起的低密度进行分级，在侧脑室前脚和后脚分别评分（０分，无病逡逑变；１分

血脑屏障通透性,相关因素,血脑屏障

低灌注区血脑屏障通透性高是出血转化和水肿进展的独立预测因素。有趣的逡逑是，低灌注区血脑屏障通透性并不能预测脑梗死后３个月的预后，反而低灌注镜逡逑像区血脑屏障通透性升高是预后不良的独立预测因素（图２．１）。逡逑离子性水肿、血管源性水肿和出血转化可以看做缺血再灌注后随着血脑屏障逡逑破坏而逐渐演变的一个连续的过程，但从一个期转变到另一个期的可能性和速度逡逑取决于缺血的时间和严重程度等因素［５７，５８］。离子性水肿由离子浓度梯度改变引起逡逑水分子顺浓度梯度的自由扩散，此时血脑屏障通常是完整的。随着进一步的神经逡逑炎症反应、氧化应激、基质蛋白酶的激活等，血脑屏障完整性逐渐被破坏，当血逡逑脑屏障通透性增大到可使白蛋白、ＩｇＧ等血浆蛋白进入血管外间隙时，血管源性水逡逑肿形成［５９］。随着血脑屏障的继续破坏，内皮细胞的连续性完全消失，毛细血管内逡逑的所有成分均可进入细胞外间隙，当红细胞进入脑实质时，即发生出血转化［６Ｇ］。逡逑理想状态下

感兴趣区,图例,镜像

图３．１感兴趣区（ｒｅｇｉｏｎｓ邋ｏｆ邋ｉｎｔｅｒｅｓｔ，邋ＲＯＩ）的图例。ａ．灌注重建图，绿色区逡逑域为低灌注区（蓝色线内），绿色线内为患侧非低灌注区（患侧低灌注区以外脑逡逑区），黄色线内为低灌注镜像区（低灌注区以脑中线镜像至健侧半球的区域），逡逑橙色线内为非低灌注镜像区（健侧半球低灌注镜像区以外区域）。将这４个区域逡逑

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