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Stroke-急性卒中中CT大脑中动脉高密度征、SWI/T2*blooming effect征象所反映的血栓成分

 弋头儿 2024-03-12 发布于浙江

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背景与目的:本研究的目的是首次对急性缺血性卒中患者大脑中动脉高密度征象(HMCAS)和MRI梯度回波虚化伪影(BA)(svs征?)与取血栓病理的相关性进行研究。

方法:对50例急性大脑中动脉缺血性脑卒中患者机械取栓前的CT和MRI扫描资料进行盲法分析。对取栓后的闭塞物进行组织病理学分析,包括在切片血栓的显微镜下对红细胞、白细胞和纤维蛋白组成的比例进行自动定量和定性评定。

结果:50例患者平均年龄66岁,女性占48%。平均(SD)比例为61%(± 21)纤维蛋白,34%(± 21)红细胞,4%(± 2)白细胞。在回收的血块中,22个(44%)为纤维蛋白为主,13个(26%)为红细胞为主,15个(30%)为混合血块。20例大脑中动脉卒中患者中有10例经CT检查发现HMCAS,平均霍斯菲尔德单位密度为61 (±8 SD)。32例MRI梯度回声检查中17例发生BA。HMCAS在以红细胞为主和混合的血块中比在以纤维蛋白为主的血块中更常见(100% vs 67% vs 20%, P = 0.016)。与HMCAS相关的血块中RBC组成的平均百分比更高(47%比22%,P=0.016)。与纤维蛋白为主的凝块相比,BA在红细胞为主的凝块和混合凝块中更常见(100%比63%比25%,P=0.002)。平均RBC百分比大于BA(42%比23%,P=0.011)。

结论:ct HMCAS和MRI梯度回声反映血栓闭塞性病理。红细胞含量决定HMCAS和BA的外观,而HMCAS或BA的缺失可能表明纤维蛋白为主的闭塞性血栓.

急性的缺血性中风可能由多种潜在疾病引起,通常以动脉阻塞告终。导致颅内近端动脉阻塞和由此引起的下游缺血的病理生理机制在急性期很少被发现;然而,在评估过程中,血栓形成作为阻塞原因的作用经常被注意到。大多数急性缺血性卒中的治疗策略都集中在血栓破裂或血栓形成的解决上。事实上,仅有的两种FDA批准的治疗方法包括静脉组织纤溶酶原激活剂的药物溶栓和各种装置的血管内溶栓。静脉组织纤溶酶原激活剂不依赖于血栓的明显描绘,但细微的神经影像学发现提示颅内近端动脉血栓形成通常被视为潜在的广泛或破坏性事件的确凿证据,需要积极治疗。在大多数脑卒中血管内血管重建术之前,以CT或MRI形式进行的无创成像可能类似地显示近端闭塞的特征,但这种闭塞的特征通常依赖于其他方法。在急性缺血性中风的情况下,从颅内动脉取血栓或取血栓的一个独特方面是有机会直接研究血栓的组成或血栓的性质或任何阻碍流向大脑下游关键依赖区域的物质。
先前的研究分析了CT和MRI上提示血栓形成的早期血管征象,包括CT上的大脑中动脉高密度征象(HMCAS)以及梯度回波或其他磁化率加权MRI序列上的blooming artifact (BA)。许多研究将这些发现与临床结果和血运重建可能性降低的不良预后因素联系起来。然而,大多数研究并没有显示血管显影或实际的病理相关性与潜在的闭塞病变的特征。

我们之前描述了急性卒中中从颅内近端动脉循环中提取的血栓最初的一系列病理变化,现在提供了第一个可用于预测凝块组成的神经影像学相关研究。本报告描述了研究斑块或血栓成分的独特机会,这些成分是早期血管征象(包括HMCAS和BA)存在和特征的基础。

方法

在2001年5月至2007年3月期间,我们连续对85例急性缺血性脑卒中患者进行了血管内取栓前的CT或MRI评估。对于急性脑卒中病例,采用非对比CT或MRI方案,包括如前所述的梯度回忆回声(GRE)序列,按照标准算法获得CT或MRI无创成像。获得1GRE图像,切片厚度5 mm,无间隙,TR 800 ms, TE 15 ms, 30°翻转角,240视场,256?144矩阵大小。本研究的选择标准包括急性大脑中动脉(MCA)闭塞,在血管内取栓前立即获得可用的非对比CT或GRE MRI数据,以及任何检索到的标本所产生的血栓病理。由于不完全可用性、质量差以及无法在非dicom(医学数字成像和通信)格式图像上测量Hounsfield Unit (HU)密度,在转移到我们中心之前在外部机构获得的CT研究未被纳入。因此,在我们中心获得的没有CT或MRI的病例和没有产生病理标本的血栓切除术被排除在我们的分析之外。

作为我们中心正在进行的工作的一部分,我们前瞻性地获得了临床、放射学和详细的血管造影数据。这些数据通常被获取并存档在一个集中的数据库中。两名获得神经影像学认证的血管神经科医师回顾了在血管内取栓前立即获得的非对比CT或GRE序列,对临床和血管造影变量以及病理研究结果不知情。HMCAS的存在与否由2位神经影像学专家根据视觉检查的共识读数进行评分。采用不对称方式的MCA的显著性或密度增加来对HMCAS进行分类,尽管在此确定中没有使用HU密度的具体测量。HMCAS评分后,获得MCA双侧节段的HU密度测量。轴向GRE MRI扫描也以一致的方式进行审查,以确定是否存在基于视觉检查的BA。BA被定义为中动脉近端低信号或信号丧失区域,常使血管边缘扭曲。如果CT或MRI伪影模糊了HMCAS或BA的描绘,则该病例的相关成像数据集被排除在我们的分析之外。

取栓前采用数字减影血管造影确认MCA闭塞的诊断。在我们的分析中包括了MCA闭塞并延伸到同侧颈内动脉或大脑前动脉。血管造影技术和取栓术已在其他地方介绍过。在我们的分析中,血栓切除术病例是作为脑缺血机械栓塞去除(MERCI)和多重MERCI试验的一部分进行的,也是美国食品和药物管理局批准MERCI检索系统后常规临床护理的一部分。MERCI和多重MERCI试验评估了MERCI检索系统(Concentric Medical, Inc ., Mountain View)血管内血栓切除术的安全性和有效性。CA)在脑卒中症状出现后8小时内进行颅内近端动脉闭塞治疗。本报告所有病例均采用Merci检索系统及后续设备进行机械取栓。回顾了从最初诊断到取栓完成的一系列血管造影,以评估动脉闭塞和相应的侧支血流的特征。使用脑梗死溶栓量表(Thrombolysis in Cerebral Infarction)测量下游区域的闭塞和顺行灌注程度,并使用美国介入与治疗神经放射学会/介入放射学会(ASITN/SIR)侧支血流分级系统对侧支灌注进行分级。

在整个取栓过程中,凝块的取出是依次进行的,在每个阶段取出的血栓量是不同的。每次通过装置后,似乎减少了血块负担,取出导管,检查螺旋线圈的远端是否存在血栓或任何颗粒物质。如果未发现离散血栓,则用生理盐水轻轻冲洗吸出的物质,以发现可能被遮挡的较小碎片。照片记录了血栓物质与远端取栓导管和残留血栓结构的关系。然后将血栓放在纱布或手术敷料上,从多个角度拍照。使用导具进行线性血栓尺寸的大体测量。血栓材料立即用10%磷酸盐缓冲福尔马林固定。用福尔马林固定标本包埋于石蜡中,在8-?M厚度,苏木精和伊红染色。组织切片用Olympus BX41显微镜和附带MicroFire数码相机(型号S99809)拍摄。组织学检查是在不知道临床表现的情况下进行的,基于功能不同过程的特征检测分析,包括血小板:纤维蛋白积累(流动血液中的血栓形成),线性中性粒细胞和单核细胞沉积(表面粘附相互作用),以及红细胞丰富积累(全血凝固)。血块组成也被分类为红细胞(RBC)优势,纤维蛋白优势,或混合光显微镜。进一步的组织病理学分析包括半自动定量和定性测量红细胞(rbc)、白细胞(wbc)的比例,以及数字化整片数字图像中的纤维蛋白组成。苏木精和伊红染色玻片在400?使用Aperio Scanscope XT数字扫描仪(Aperio, Vista, CA)进行放大。得到的单个数字图像文件很大,从200 MB到5gb不等,需要处理成更小的文件大小,以便图像分析软件可以用来量化组件的比例。该处理使用Adobe Photoshop CS3 (Adobe Systems, San Jose, CA)为纤维蛋白、红细胞和有核白细胞分配假颜色。通过查找表和自动阈值进行假着色,为每个血块成分的成像特征分配特定颜色,以计算特定含量。然后使用Image J软件(National Institutes of Health, Bethesda, MD)按面积量化红细胞、白细胞和纤维蛋白的百分比。对整个手术过程中取出的每块血块重复进行病理研究。当提取多个凝块片段进行分析时,将片段间的平均值用于凝块成分(即RBC、WBC、纤维蛋白)。

对所有临床、影像学、血管造影和病理资料进行描述性统计分析。早期血管征象的存在与否,包括HMCAS和BA,以及血栓病理的定性描述在统计分析中被视为分类变量。每个特定凝块成分的百分比被视为连续变量。CT、MRI早期血管血栓征象与血块组成的关系采用χ 2和方差统计分析,差异均在0.05以下。采用SPSS软件(Version 16.0;SPSS, Inc, Chicago, I.L.)

结果

在50例符合入组标准的患者中,平均年龄为66岁,48%为女性,82%为白人。临床特征总结于表中。血管造影显示52%的患者有颈内动脉闭塞,48%的患者有MCA闭塞。Merci检索系统单独使用(78%)或联合静脉注射(14%)或其他治疗(动脉内组织纤溶酶原激活剂[2%]、血管成形术、支架置入术)。纳入本分析的患者脑梗死溶栓的最终中位评分为2(脑梗死溶栓率为2%,22%,40%,2,36%)。

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共纳入20份CT扫描进行分析,其中10份显示HMCAS(图1)。HMCAS显示的平均HU为61 (±8 SD)在所有情况下。我们回顾了32例MRI扫描,其中17例(53%)显示BA(图2)。在我们机构进行血管造影前同时进行CT和MRI检查的2例患者分别发现HMCAS和BA。在不能立即评估MRI禁忌症的病例中,在MRI前获取CT用于筛查目的。在这些病例中,血管征象位于完全相同的血管解剖位置。

取出的血栓偶尔会作为单个肿块被取出,尽管大多数是多个碎片被取出。这些多个回收标本是在每个程序的不同阶段获得的,凝块回收的时间变化很大。取血栓的数量与再通或再灌注状态没有相关性。由于血块回收过程和导管操作的性质,血管内闭塞血栓的方向不能明确确定。然而,在某些情况下,在大体检查和组织病理学上,完整的血块可以很容易地在空间中定位。

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在所有检索到的血栓中,成分的平均(SD)比例为61%(±21)纤维蛋白,34%(± 21)红细胞和4%(± 2)白细胞。在回收的血块中,22个(44%)被分类为纤维蛋白显性,13个(26%)被分类为红细胞显性,和15例(30%)混合(图3)。如图4所示,所有病例的病理分布广泛。在所有病例中,白细胞组成始终处于边缘。在获得多个碎片的情况下,连续获得的凝块的成分没有变化。在这项研究的6年期间,从Merci检索系统进行的第一例检索病例到引入临床实践后的2年,病理结果没有变化,这可能意味着血管内手术技术方面的潜在变化。我们最近发表了一项尸检研究,描述了手术后预后不佳的患者。

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基线成像方式(即CT或MRI)的类型与大体或组织病理学结果之间没有相关性。基线诊断成像获取和血块恢复之间的时间间隔也没有差异(平均 ±SD, 86 ±32分钟)和由此产生的血栓成分或成分。

CT上HMCAS更常见于以红细胞为主和混合而不是以纤维蛋白为主的血块病理(100%比67%比20%,P = 0.016)。HMCAS血栓中红细胞组成的平均百分比更高(47%比22%,P?0.016),尽管HU密度与血栓组成无关。BA在也更常见红细胞优势凝块和混合凝块与纤维蛋白优势凝块的比较(100% vs 63% vs 25%, P<0.002)。在所有病例中,WBC含量的持续低百分比并不是HMCAS或BA的决定因素。平均RBC百分比大于BA(42%比23%,P<0.011)。早期血管征象(即HMCAS或BA)的存在与临床或影像学因素无关。多变量回归分析没有发现除RBC含量外HMCAS或BA的预测因子(图5)。在2例CT和MRI检查中,HMCAS和BA的完全一致性与定量分析中RBC成分升高的显性血块相关。HMCAS或BA的缺失在小的、富含纤维蛋白的标本中更为常见。

我们的分析显示成像结果(HMCAS或BA)或血栓组织病理学与基线变量(包括卒中严重程度)或后续结果之间没有相关性。血栓组织病理学与卒中病因或机制(如心脏栓塞或动脉粥样硬化)的最终确定无关,也不能预测成功提取。同样,在凝块提取的时间方面,影像学或组织病理学特征也没有差异。

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讨论

近20年来,CT和MRI等非侵入性成像技术已经描述了急性缺血性卒中中由闭塞性血栓引起的血管异常,但没有病理证实潜在血栓的性质。我们的研究结果提供了早期血管征象(包括CT上的HMCAS和GRE MRI上的BA)反映潜在血栓病理的初步放射-病理相关性。HMCAS和BA在急性卒中患者的分诊中经常遇到,迄今为止,人们对血管内血栓的类型或组成以及各种血运重建术的相关预期结果有很多猜测。关于凝块组成的明确陈述,如我们的观察,必须依赖于临床变量的综合评估、无创成像、血管造影和组织病理学的大体检查。此外,只有机械取栓才能对血栓进行详细的病理检查,这与静脉或动脉溶栓、抽吸或血管成形术和支架置入不同。我们的研究结果揭示了一些关于急性缺血性卒中闭塞性血栓成像的新观察。

由于血栓引起的急性MCA闭塞可能仅在一小部分病例中显示早期血管发现,也许更重要的是,没有这种细微的影像学异常并不能排除血栓闭塞。在我们所有成功取栓的病例中,大约有一半发现HMCAS或BA。HMCAS的最初描述引用了高得多的发病率,但大多数后续研究报告的检出率约为50%,与我们的发现一致。HMCAS检测无疑受到多种方法的影响,包括盲法、HU的定量测量和其他基线因素。我们的结果也与先前报道的BA检出率一致,尽管由心脏栓塞或大动脉粥样硬化区分的卒中机制可能会影响BA的显著性。与心脏栓塞相关的相对较大的血栓负担可能会增加BA的显著性。我们47%的病例中BA的缺失通常与富含纤维蛋白的血栓有关,这是药物纤维蛋白溶解的潜在靶点。只有有限的数据可用于HMCAS与BA之间的关联,因为主要使用MRI和快速分诊到取栓通常可以消除对CT的需要。据报道,在溶栓前仅常规使用CT评估的病例中,HMCAS的发生率低至15%,这取决于病例系列和治疗效益,而不考虑这一发现。其他区域如大脑后动脉的早期血管检查结果仍有待病理分析。

HMCAS和BA反映红细胞含量,红细胞是血栓的组成部分,但不是纤溶的主要目标。在每一个HMCAS或BA被确定的病例中,都注意到血栓的rbc显性分类。这些早期血管发现在富含纤维蛋白的血栓中越来越少见。RBC的百分比也与这些影像学表现密切相关。测量内部的HUHMCAS的结果与最近形成的栓子一致,尽管很难将这些密度变化归因于特定的凝块成分。由于我们没有发现HU密度和RBC定量测量之间的任何相关性,因此可以得出结论,仅凭HMCAS的存在或不存在,使用简单的目视检查可能足以区分是否存在富含红细胞的凝块或“红色血栓”BA对GRE MRI的敏感性效应也归因于与RBC成分相关的局部铁磁畸变。因此,HMCAS和BA是闭塞性血栓的间接标记物,与迄今为止开发的大多数动脉血运重建术针对的纤维蛋白网相比,它们更能反映受阻红细胞然而,在血管内手术过程中,机械取栓标本仍有可能捕获其他成分和邻近的红色血栓。

区分“红色血栓”和“白色血栓”的潜力一直是诊断成像方式的长期和难以捉摸的期望。我们之前对导致人类缺血性中风的血块的初步分析结果质疑这种传统的“红白血块”的区别是否真的适用,因为在病理标本中观察到很多异质性。随后的一篇报道也描述了血栓的明显异质性。因此,通过CT或MRI预测血块组成可能是困难的,特别是如果假设HMCAS或BA反映的是原始栓子,而不是闭塞部位近端和远端瘀滞导致的继发成分。我们在HMCAS和BA上的发现表明红细胞含量增加,这也可能表明在这种情况下淤滞和新鲜血栓更常见。尽管重建提取片段相对于HMCAS或BA的空间方向仍然具有挑战性,但24%的病例中有限的再灌注(脑梗死0或1级溶栓)增加了红细胞含量因停滞而增加的可能性。这一假设强调了血流紊乱在脑缺血中的作用,在血栓表面,并在远端区段通过侧支灌注填充。以前,在确定栓塞源处的血栓组成时使用了停滞,但在确定受体部位的血栓组成时却没有使用停滞。血管造影在鉴别这些因素时可能是必不可少的。有趣的是,我们发现血块回收量与随后的再灌注之间没有相关性,这表明血栓形成之外的其他缺血性病理生理方面将在未来的卒中治疗策略中至关重要。

如果不考虑脑动脉血流和血栓之间的相互作用,HMCAS和BA在动脉血运重建术中的预后意义可能本身就存在缺陷。许多研究试图确定早期血管发现的预后方面或其在血运重建中的预测作用,然而这些结果可能是多因素的,包括考虑血栓组成不仅是血流受损的原因,也是血流受损的结果。尽管HMCAS和BA与rbc显性病理之间存在明确的联系,但不应过分强调这一点,从而说服临床医生仅根据这一发现确定卒中病因或计划血运重建策略。我们发现HMCAS或BA的影像学特征不能单独预测成功的血块提取,因此需要研究其他潜在的影响因素,因为在一个特定的病例中,再通可能受到许多特征的影响。进一步的相关研究应评估这些影像学征象对各种血管内入路的影响,并结合血管造影特征来表征血流。

这种独特的机会允许对早期血管发现和血栓病理发现进行全面分析,但也有一些局限性。血管造影前的基线成像的可用性和质量导致进一步选择已经局限于被认为适合机械取栓的候选人。由于排除了许多病例,我们的研究结果存在明显的偏倚,因为结果只涉及MCA近端可以恢复的血块。弹性闭塞和完全解体的闭塞不能被研究,因此被排除在我们的分析之外。仍有可能一些血栓反映了血管造影前静脉组织型纤溶酶原激活剂的变化,甚至是与标准程序肝素给药相关的变化。如前所述,凝块碎片的取向是推测性的,其他保留的碎片可能在组成上有所不同。最后,我们对血块类型的分类也不完善,因为大多数标本在性质上是异质的,在不同的病例中有相当大的差异。

结论:

我们的新观察首次提供了急性缺血性卒中早期血管征象与潜在凝块组成的相关性研究。HMCAS和BA在血栓性MCA闭塞中并不普遍存在,不能识别这些细微的发现不应该阻止动脉血运重建策略。进一步的研究正在进行中,以描述凝块组成的更详细的方面,包括分子特征和结构方面的流动。

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