摘要
马萨诸塞州总医院神经放射科采用基于经验和证据的方法，开发了一种神经影像学算法，以最佳选择因前循环闭塞(ACOs)导致严重缺血性中风的患者进行静脉组织纤溶酶原激活剂和血管内治疗。研究发现有价值的方法包括美国国立卫生研究院中风量表(NIHSS)、非对比CT、CT血管造影(CTA)和弥散MRI。研究发现，对于严重ACOs患者的安全有效分诊，CT和MRI灌注成像并非必要。采用的算法包括：非对比CT识别出血和大面积低密度，随后进行CTA识别ACO；弥散MRI评估核心梗死；以及NIHSS结合弥散数据评估临床半暗带。
方法论
急性严重症状中风患者的关键生理信息如图1所示，该图表示右侧大脑中动脉近端闭塞患者。马萨诸塞州总医院(MGH)的神经放射学和神经病学教职员工展示了每种方法价值的最佳文献证据和临床经验。专家们对美国国立卫生研究院中风量表(NIHSS)、非对比CT(NCCT)、CT血管造影(CTA)、CTA源图像(CTA-SI)、弥散MRI、CT灌注(CTP)和MRI灌注(MRP)提出了意见。未作报告但听取了证据的教职员工和研究员会面，权衡证据并提出建议。每种模式都根据表1和表2中所示的两套标准进行评估。基本的实际问题是："该模式对患者护理是否有价值，我们能否在急性环境中获得它？" 除敏感性和特异性等传统指标外，评估中还考虑了以下因素：
- 工作流程：影像检查在工作流程中的位置，以及当急性中风患者到达急诊科时，它是否对工作流程产生负面影响或积极影响。
- 可重复性：影像检查测量的值不受外部参数影响，重复调用该检查将得出相同的结论。
- 可靠性：测量值反映了患者状况所声称的生理参数。
- 临床功效：影像检查改善患者预后。
缺血性中风治疗
静脉组织纤溶酶原激活剂
静脉注射的tPA是缺血性中风的有效治疗方法。其给药的主要指标是发病时间在4.5小时以内且影像上无出血或大面积梗死，通常为NCCT。
动脉内治疗
IAT的目标是近端动脉闭塞。此处关注的是主要ACOs，约占所有此类闭塞的90%。对于颅内颈内动脉(ICA)或大脑中动脉主干(M1段)阻塞的患者，最近的两项研究证明了梗死体积在确定长期功能预后中的关键作用(图2)。当患者有大面积最终梗死时，严重残疾或死亡的可能性很高。因此，治疗前出现广泛梗死(即>70–100 ml)的患者对IAT的良好反应机会很小。此外，研究表明，再灌注出血的风险随治疗前梗死大小增加而增加，当梗死大于100 ml时，风险非常高(约15%)。因此，在这部分患者中，风险大于益处。大量研究证实了核心梗死大小在预测IAT结果中的重要性。因此，是否进行IAT的关键取决于治疗时的梗死核心大小，识别可治疗闭塞后影像学的主要作用是准确、精确地定义核心梗死大小。
方法评估
美国国立卫生研究院中风量表
NIHSS是评估急性中风患者的1级/ I类测试。它有助于快速确定患者是否发生中风，并给出中风严重程度的指示。它提供了缺血组织风险大小的临床相关估计，但无法区分核心和半暗带。
非对比CT
NCCT是排除颅内出血和肿块病变的1级/ I类测试。由于敏感性低，NCCT在中风发作后最初几小时内检测梗死核心体积被评为2级/ IIa类。还考虑了NCCT在工作流程中的位置和影像方式的顺序，并一致认为NCCT应该是急性中风评估中的第一个测试。也有例外——例如，对于肾功能不良无法进行CTA的患者、出现急性中风的年轻患者，或更可能有非缺血性病因(如肿块、癫痫或偏头痛)导致其症状的患者，可以将MRI作为第一个影像学研究。
CT血管造影
CTA是快速评估大血管闭塞的1级/ I类测试。它也可能有效检测中等和小血管闭塞，尽管可能需要更长时间才能找到。对CTA的可重复性、可靠性、临床功效或整体效用没有担忧。一致认为，如果可行，CTA应在NCCT扫描后立即进行。
CT血管造影源图像
CTA-SI被建议作为梗死核心的替代物。一些较早的研究表明CTA-SI可以对缺血核心成像。然而，CTA-SI中的组织密度在很大程度上取决于扫描时间、心输出量、注射速率和造影剂的渗透压等参数。由于这些原因，对CTA-SI在测量组织灌注方面的可重复性和可靠性提出了质疑。总体而言，CTA-SI被判断为在提取缺血性梗死核心方面的2级/ III类检查。
弥散MRI
弥散MRI是早期检测梗死核心的1级/ I类测试。弥散加权成像(DWI)在诊断急性中风方面几乎100%敏感和特异，尽管它在识别梗死核心方面并不完美。正电子发射断层扫描(PET)研究表明，一些不可逆的组织偶尔可能不会显示弥散受限。此外，DWI异常有时是可逆的。然而，DWI异常的逆转并不常见。当DWI逆转确实发生时，通常只涉及病变的一小部分。此外，大多数时候，明显的DWI逆转实际上是伪逆转，因为所涉及的组织最终还是会梗死。
灌注成像
脑灌注成像提供了嵌入在脑血流量(CBF)、脑血容量(CBV)和平均通过时间(MTT)等参数中的脑血流动力学信息。灌注成像可能在急性中风患者的护理中提供许多类型的重要信息。此外，大量研究致力于证明灌注成像可以识别核心和半暗带，并且灌注成像对于识别适合介入治疗的主要ACOs患者是有用的。然而，基于证据的综述对此提出了质疑。
灌注成像：理论考虑
灌注成像研究大脑在某一时刻的血流动力学状态，没有任何即时的血流动力学状态能唯一表征梗死核心。大脑对缺血的血流动力学反应已根据脑灌注压力进行了描述，血流动力学参数如图3所示(在线补充附录图A1中有更详细的描述)。对区域脑灌注压力降低的自动调节性血管舒张预计会导致缺血组织中的CBV增加而非减少。事实上，CBV在梗死核心中可能升高多于减少。最近的建议提出，足够减少的CBF区域可被标记为梗死核心。这种方法具有更大的病理生理学有效性，因为CBF反映了氧气和葡萄糖输送到脑组织的速率，这种输送速率的降低是缺血性细胞死亡的原因。然而，CBF或任何其他血流动力学测量都不能用于识别核心。即使完全停止血流也可能持续几分钟而不会造成不可逆的损伤。显然，灌注成像在再灌注组织中无法显示正在进行的灌注损伤证据。
有几种血流动力学测量与时间相关，与组织存活威胁没有直接关系。例如，其中一个测量值Tmax，反映了血液到达指数动脉和到达脑组织之间的时间间隔。血液到达延迟并不直接威胁组织存活。MTT测量血液在脑组织中停留的平均时间，这在灌注不足的脑组织中通常会延长。在近端ACO的情况下，血液必须通过侧支通路到达组织床，其增加的电路预计会导致到达延迟——即Tmax增加。此外，近端动脉闭塞预计会导致远端灌注压力至少部分降低，这将导致下游某些组织的代偿性血管舒张。这种血管舒张本身应导致MTT延长。
因此，主要ACO患者可能有也可能没有CBF大幅减少的大区域，但几乎所有这些患者都会显示MTT和Tmax升高的大区域。经验上，我们已经证明了这一点，如在线补充附录图A2所示。一般来说，仅从CT或MR血管造影成像上的近端动脉闭塞就可以推断存在具有增加Tmax和MTT的大区域。
CT灌注
除了辐射暴露外，还提出了关于CTP的几个问题和担忧。这些担忧与CTP的工作流程、获取CTP地图的过程以及从CTP研究中获得的信息的效用有关，总结如下。
CTP过程和工作流程
关于何时应进行CTP以及如何解释它，缺乏明确的指南。普遍认为：
- 使用CTP对灌注进行量化尚未得到验证。
- 存在较高的供应商间变异性。
- 基于所使用的软件版本，存在较高的供应商内变异性。
- 尚未量化CTP地图的变异性与心率、血压、射血分数、输注速率、静脉造影剂的渗透压、旋转时间和扫描仪的时间分辨率等变化之间的关系。
- CTP在改善患者预后方面的功效尚未得到证实。
MGH进行的研究直接比较了ACOs严重中风患者的DWI和CTP核心体积，显示两种方法之间存在统计学上显著的高相关性。然而，虽然在人群中有良好的相关性，但在个别患者中，DWI和CTP导出的核心体积之间存在临床上相关的广泛差异(见在线补充附录图A3)。
上述考虑导致了以下关于CTP使用的指南。
- CTP是急性中风患者早期估计梗死核心的3级/ IIb类方法。由于CTP无法充分估计核心，因此它必然是估计半暗带的3级/ IIb类方法。
- CTP在选择ACO患者进行静脉溶栓或血管内治疗方面没有证明的作用。其作用应限于：
- 研究患者
- 无法进行弥散加权MRI的患者
- 灌注数据可用于其他目的，如高血压治疗。然而，关于此应用的数据很少。
MR灌注
MRP被认为优于CTP，因为它没有辐射暴露并且通常具有更好的工作流程。然而，MRP的可重复性、可靠性和临床功效引发了与CTP类似的担忧，包括：
- 使用MR灌注图进行量化尚未得到验证。
- 存在较高的供应商间变异性。
- MRP图与生理变量(如心率、血压、射血分数)和扫描参数(如输注速率、静脉造影剂的渗透压、旋转时间等)之间的变异性未知。
Carroll及其同事对八名吸烟者进行了MRP和H2 15O PET成像的Bland-Altman分析，得出结论："在可重复性得到改善之前，MR不适合进行可靠的定量灌注测量"。还回顾了评估MRP可靠性的其他研究。例如，Takasawa及其同事对五名患者进行了灌注MR(解卷积方法)和PET的背靠背研究，中风发作后平均时间间隔为16小时。作者得出结论："MRP似乎足以满足临床目的"。然而，大多数讨论方法价值的参与者认为，可靠性并不能克服对高变异性和平低可重复性的担忧。
总体而言，MRP被判断为急性中风管理中的3级/ IIb技术。普遍认为：
- MRP在选择ACO患者进行血管内治疗方面没有证明的作用。有初步证据表明它可能改善静脉溶栓的患者选择，但目前的证据不足以证明MRP在此角色中的临床应用。
- MRP的临床适应症可能包括：
- 研究患者
- 如果认为灌注数据对于评估完整的临床情况至关重要
- 当灌注数据可用于其他目的，如高血压治疗时，尽管关于此的数据很少。
临床半暗带
证据支持，由NIHSS和DWI确定的核心组合测量的临床半暗带是缺乏及时再灌注时不良预后的最佳指标。急性脑血栓栓塞II试验中的Prolyse表明，NIHSS评分<10的患者从IAT中没有获得临床益处。这是由于这部分患者相对良好的自然史。大约三分之一的大脑中动脉M1段闭塞患者呈现如此低的评分。证据最支持以下临床显著半暗带的定义：(1)主要前循环(ICA末端或M1)闭塞；(2)NIHSS评分>10；和(3)小核心梗死大小(DWI病变体积<70)。NIHSS和DWI都是1级/ I类测试；一起被认为是一种1级/ I类方法来评估临床相关的半暗带。
MGH中风成像算法
基于评估委员会对上述每种方法价值的结论，提出了一个新的成像算法并被采纳。算法图示如图4所示。简而言之，所有出现中风综合征的患者都接受神经学评估，包括NIHSS。进行NCCT后进行CTA。如果NCCT未显示出血或大面积低密度，且患者在时间窗内，则在进行CTA的同时准备tPA，一旦准备好就开始输注。如果患者有远端ICA和/或近端大脑中动脉闭塞，则将其转移到MRI扫描仪，进行弥散MRI。如果DWI病变小(<70 ml)，且满足其他临床和医疗标准，则将患者送往IAT。如果这些条件未满足，患者无法进行MRI扫描，或不符合IAT资格，且灌注数据可能提供相关临床信息，则可以进行CT或MRI灌注成像。
采用该算法后，如在线补充附录图A4所示，灌注CT检查数量显著下降。从2005-2008年高峰期每月进行的40-50次中风患者CTP检查，下降到每月约10次。对患者预后没有明显影响。
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