血肿周围灌注与脑出血预后的关系
葛成龙 彭倩宜 翻译 徐道妙 校对
摘要
背景:急性脑出血患者血肿周围低灌注对预后的影响尚不清楚。我们检验了血肿周围低灌注预测脑出血预后不良的假设，并探讨了血肿增长（HG）是否是这种假设背后的病理生理学机制。方法:前瞻性收集入院时接受计算机断层灌注成像的持续脑出血患者，进行单中心队列分析。在人工勾画的血肿周围低密度区测量脑血流量（pCBF）。pCBF分为正常(40–55毫升/100克/分钟)、低(< 40毫升/100克/分钟)和高(> 55毫升/100克/分钟)。HG的计算方法是从基线水平到后续CT的总体积增加。三个月时的改良Rankin量表> 2分是目标预后指标。Logistic回归被用来评价脑灌注和结局之间的关系，用中介分析探索这种关系的潜在混杂因素。结果:共纳入155例受试者，其中55例(35.5%)预后不良。正常pCBF、低pCBF和高pCBF的发生率分别为17.4%、68.4%和14.2%。在对混杂因素进行调整并保留pCBF正常的受试者作为参考后，pCBF < 40毫升/100克/分钟的患者预后不良的风险增加(优势比6.11，95%置信区间1.09-34.35，p=0.040)。HG与pCBF呈负相关(R=-0.292，p<0.001)，并介导了pCBF与预后之间的部分关联(介导比例:82%，p=0.014)。结论:轻度至中度脑出血患者的pCBF降低与不良预后相关。HG似乎是一种合理的生物学混杂因素，但并不能完全解释这种联系，可能涉及其他机制。
引言
脑出血(ICH)占卒中相关死亡率的50%，大多数幸存者患有严重残疾。急性期血肿周围区域灌注减少已被频繁报道，并可能导致继发性脑损伤，但缺乏关于其预后意义的全面和结论性研究。然而，最近报道了血肿周围低灌注和血肿扩大之间的联系，这是不良预后的已知预测因素。此外，虽然没有证据表明出血周围边缘存在缺血半暗带，但血肿周围组织的自然发展过程仍有争议。在这方面，一项基于磁共振成像的研究表明，脑出血亚急性期的血肿周围细胞毒性水肿并不少见，与不良预后相关。这项计算机断层灌注成像(CTP)研究的目的是检验血肿周围低灌注与不良预后相关的假设，并探讨血肿增长(HG)是否是这种关联的病理生理学机制。
方法
意大利Azienda Ospedaliera大学机构审查委员会批准了这项研究。从每个病人或其近亲属处获得知情同意。
研究人群
这是一项单中心前瞻性观察队列研究，纳入了原发性自发性脑出血的连续受试者。纳入标准如下:(1)发病24小时内诊断为幕上脑出血，(2)基线和随访的非增强CT (NCCT)图像可用，(3)年龄> 18岁。排除具有下列任何一种情况的患者:(1)任何颅内病变(肿瘤性、血管性或其他)的存在，假定或证明为颅内出血的来源，(2)在随访NCCT之前手术清除出血，(3)妊娠和哺乳，以及(4)任何其他碘化造影剂给药的禁忌症。
临床变量
收集了以下变量:人口统计学数据、高血压史、抗血小板或抗凝剂使用、入院时收缩压(SBP)和舒张压(DBP)、美国国立卫生研究院卒中量表、从症状发作到基线NCCT时间和卒中前改良Rankin量表(mRS)评分。事件发生后三个月时的mRS评分是主要研究结局，并由对临床和影像学数据不知情的训练有素的研究者通过电话访谈进行评估。所有患者的血压目标都是相同的，血压是根据美国心脏协会/美国卒中协会指南进行管理的。平均动脉压由以下公式确定:DBP+0.412*(SBP-DBP)。根据美国心脏协会/美国卒中协会，所有华法林相关凝血功能障碍患者均接受凝血功能逆转治疗。没有人需要输入血小板治疗。
图像采集、处理和分析
所有图像都是在64层光速VCT扫描仪(GE Healthcare, Waukesha, WI, USA)上采集的。ICH在基线NCCT (5毫米切片厚度)上评估位置(深部vs脑叶)、体积(ABC/2方法)和是否存在脑室内出血。在临床恶化的情况下，在24±6h或更早获得随访NCCT。在基线和随访NCCT扫描中，使用公式AxBxC/2计算血肿体积，其中A、B和C表示彼此垂直的3个轴上的CT高密度维度。使用组内相关系数(ICC)对一个患者亚组(n=30)计算两个评分者(AM，EF)之间用ABC/2测定颅内出血量的评分者间信度。血肿体积加血肿周围低密度区体积按同样方法确定。血肿周围水肿体积通过从合并的血肿和血肿周围低密度区体积中减去血肿体积来测量。血肿周围水肿和皮质下白质之间的边界通过使用窗口和同时评估平均CTP图像来识别，在CTP图像中两个组织之间的不同密度更明显。为了优化血肿周围区域边界的识别和体积的量化，还应用了一个密度阈值，范围从5到33 Hounsfeld单位。
颅内出血的增长计算为从基线到随访NCCT变量的总实质体积增加。如前所述，CTP研究采用动态首过推注跟踪方法，遵循一期成像方案，脑血流量(CBF)、脑血流体积(CBV)和平均通过时间(MTT)图使用商业上可获得的延迟敏感反卷积软件生成。在包括血肿周围低密度区在内的大于1 cm2的感兴趣区域内测量CBF、CBV和MTT值，并在血肿可见的每个部分的平均CTP图像上徒手绘制(图1中的示例)。因此，在每个患者中，从每个切片获得的血肿周围CBF、CBV和MTT水平是平均值。对所有患者的CBF、CBV和MTT平均值进行进一步平均，以生成血肿周围低密度区的单一值。CBF、CBV和MTT值分别以毫升/100克/分钟、毫升/100克和秒为单位进行测量。根据以前提出的阈值，血肿周围灌注值表示为连续变量和分类变量。特别是，CBF分为正常(40–55毫升/100克/分钟)、低(< 40毫升/100克/分钟)和高(> 55毫升/100克/分钟)，CBV分为低(≤ 2.5毫升/100克)和正常(> 2.5毫升/100克)，MTT分为正常(≤ 5秒)和高(> 5秒)。
统计分析
连续变量根据其分布(用Kolmogorov–Smirnoff检验)表示为中位数(四分位范围，IQR)或平均数(标准差，标准差)，并与Mann–Whitney/Kruskal–Wallis或t检验/方差分析进行比较。分类变量表示为计数(百分比)，并使用χ2检验进行比较。用Spearman检验评估未调整的相关性。在控制混杂因素后，使用偏相关来探索对数转换的连续变量之间的相关性。用多变量Logistic回归研究了功能不良预后的预测因子，定义为从指定事件起三个月时mRS > 2分。模型1和2根据修正的脑出血评分进行了调整，该评分是预测脑出血后不良预后的有效工具。在二级分析中，Logistic回归模型还包括单变量分析中p < 0.1的所有变量，比较预后良好和不良的患者以及血肿周围CBF正常、血肿周围CBF低和血肿周围CBF高的患者。我们还进行了一项额外的分析，将三个月时的不良功能预后定义为mRs > 3分。
在所有Logistic回归模型中，CBF、CBV和血肿周围区域的MTT值都作为连续变量和分类变量进行了分析，以说明与不同阶层结果的非同质关系的可能性。已经纳入修正的脑出血评分的协变量没有进入Logistic回归模型。中介分析用R软件3.2.3版进行。所有其他分析均使用SPSS 21.0 (www.spss.com)进行，p<0.05的值被认为具有统计学意义。
结果
共纳入155例受试者(平均颅内出血量12.3毫升，四分位范围5.4-18.2)，其中55例(35.5%)预后不良。用ABC/2测定颅内出血量的评分者间可靠性极好(ICC 0.97，95%置信区间0.94-0.98)。
如表1所示，预后不良的患者的血肿周围CBF值较低，而MTT值较高。预后不良的受试者也有较大的脑出血体积和较高的血肿周围水肿和血肿值。表2描述了按CBF水平分层的研究人群特征。所有患者的基线卒中前mRs≤2分(114名患者的mRS=0，34名患者的mRS=1，其余7名患者的mRS=2)。表3总结了多变量Logistic回归的结果。当将血肿周围CBF和MTT作为连续变量进行分析时，与脑出血预后没有关联(模型1)。然而，当CBF被分为低(106，68.4%)，正常(27，17.4%)时，和高(n=22，14.2%)，与CBF正常受试者(模型2)相比，CBF低的患者预后不良的风险显著增加。在单变量分析中，对所有变量进行p<0.1的调整后，这种相关性仍然显著。我们还证实了血肿周围低CBF对预后的不利影响，不良功能预后被定义为从指定事件开始90天的mRS > 3分(优势比7.08，95%置信区间1.70–29.43，p=0.007)。
未经调整的分析显示，CBF和HG之间呈负相关(R=0.387，p<0.001)，CBF和血肿周围水肿之间呈负相关(R=0.288，p<0.001)。然而，在对颅内出血量进行调整后，CBF仍然与高血压独立相关(R=0.292，p<0.001)，而CBF和血肿周围水肿之间的相关性不再显著(R=0.051，p=0.532)。中介分析显示，观察到的血肿周围CBF对预后影响的82% (95%置信区间= 40–100%)可由HG解释(中介p=0.014)。这一结果在对修正的脑出血评分进行调整后仍然显著。我们进一步探讨了血肿周围灌注、血量和预后之间的关系，将血肿周围CBF分层为之前定义的以下水平:缺血(<10毫升/100克/分钟)、半暗带(10-19毫升/100克/分钟)、低血流量(20-39毫升/100克/分钟)、正常(40-55毫升/100克/分钟)和高灌注(>55)。如表4所示，pCBF值与缺血一致的受试者具有最高程度的HG(中位数为22毫升)和最高的不良预后发生率(80%)。
讨论
血肿周围低CBF与脑出血预后不良的关系是我们研究的主要发现。这种关系不是线性的，只有CBF浓度< 40毫升/100克/分钟的患者与较高的不良预后发生率独立相关，而当以连续变量表示时，CBF没有影响预后。这一有趣的观察结果可能是CBF和预后之间存在联系导致的，这种联系在CBF的各个阶层之间并不一致和统一，因此只有当CBF作为一个分类变量分析，正常的CBF作为参考类别时，Logistic回归才是明显的。根据这一假设，在多个CBF阶层中，预后不良的发生率呈倒J型关系，患者的预后不良发生率在CBF值<10毫升/100克/分患者中最高，在CBF值增高的患者中比CBF正常受试者高。与我们的研究一致，以前用氙计算机断层扫描测量血肿周围CBF的分析发现，出血周围CBF减少的脑出血患者出院时功能预后不良的风险增加。
不同的生物机制可以解释我们的发现。我们最近的研究表明，血肿周围低灌注预示着血肿扩大，因此，血肿扩大似乎是低CBF与脑出血预后相关的机制之一。中介分析证实，HG至少在部分程度上介导了血肿周围CBF和不良预后之间的联系。然而，将HG纳入Logistic回归并没有消除CBF对预后的影响。事实上，血肿周围CBF和血肿仍然与预后不良相关，彼此独立，这表明其他生物介质可能解释了低CBF和脑出血预后不良之间的联系。CBF减少也可能通过水肿形成导致不良预后。然而，根据以前的报告，当控制脑出血体积时，我们没有发现出血周围低灌注和水肿体积之间的独立联系。这支持了这样的理论，即出血的质量效应可能导致局部微血管灌注不足，进而通过出血周围区域离子泵功能障碍导致水肿的形成。线粒体功能障碍，血脑屏障损伤增强，病情加重继发性神经元损伤和炎症也可能是血肿周围CBF减少以及局部低代谢的预后影响因素。这些发现似乎表明，除了缺血之外的其他机制可能会导致血肿周围CBF减少和预后不良。血肿周围区域的特点是保留局部自动调节功能，并且没有缺血的CTP证据与这一假设相一致。然而，鉴于我们分析的临床背景，我们没有数据支持或反驳这些推测。最后，一旦急性期消退，出血周围区域血流严重减少的受试者可能更容易出现再灌注损伤。值得注意的是，与预后不佳相关的是CBF，而不是CBV。这可以通过以前的证据得到证实，即CBF在识别严重低灌注组织和预测急性缺血性卒中患者的预后方面比CBV更准确。如果在更大的样本量上得到前瞻性的证实，我们的发现可能对临床实践和未来的临床试验有重要的意义。血肿周围灌注减少在急性脑出血中很常见，鉴于其与预后的关系，它可能是一个有吸引力的治疗目标。此外，对脑出血预后的准确估计仍急需解决，结合CTP参数可能会改善目前可用的预后工具。
我们的发现最好作为一种假设，仍然存在一些局限性。由于样本量相对较小，我们无法在Logistic回归中比较多个CBF分类(缺血vs半暗带vs血流量减少vs正常vs高)。对最佳CTP采集参数缺乏共识可能会限制我们结果的普遍性。此外，CTP图像是在入院时获得的，因此，我们不能提供症状出现后最初几小时的血肿周围灌注数据。同样，我们只能解释SBP的入院情况，这可能会影响我们的结果，因为SBP减少及其在最初24小时的可变性可能会影响颅内出血的增长。我们的发现来自一项非随机研究，增加了无法测量的混杂因素的可能性，并强调了重复的必要性。CBF减少是否独立于其他影像学预测因素与不良预后相关仍有待确定。与平面测量技术相比，用ABC/2进行颅内出血量定量可能不太准确。这可能影响了我们的发现，因为脑出血体积是预后不良的关键预测因素，而HG是我们分析的重要结果之一。然而，先前的研究表明，这两种方法在出血量有限的情况下似乎是等效的。此外，一项大型荟萃分析发现，脑出血增长的预测因子不受脑出血体积量化方法的影响。我们的研究人群数量相对较小和总体轻度至中度的临床严重程度降低了我们研究的普遍性，说明在更严重的患者中需要进一步研究确认。最后，CBF和预后之间的联系不一定意味着因果关系，灌注减少可能只是出血周围代谢需求改变的附带现象。
结论
脑出血周围CBF降低与预后不良有关。HG似乎是一种合理的病理生理学介导因素，但并不能完全解释CBF-预后之间的关系，可能涉及其他生物机制。
中南大学湘雅
医院重症医学科