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ColorViz 融合圖在急性缺血性腦卒中側(cè)支循環(huán)評價中的應(yīng)用

2022-12-12 13:19王振華馬耀興王愛軍馬博陳兵
關(guān)鍵詞:患側(cè)一致性醫(yī)師

王振華,馬耀興,王愛軍,馬博,陳兵*

1.寧夏醫(yī)科大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院,寧夏 銀川 750003;2.寧夏醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院放射科,寧夏 銀川 750003

卒中是我國成年人致死、致殘的首要病因,其中缺血性卒中占絕大部分,近年其發(fā)病率不斷上升[1]。缺血發(fā)生后側(cè)支循環(huán)開放能夠使缺血組織得到一定程度的血流灌注代償[2]。良好的側(cè)支循環(huán)狀態(tài)能夠提高血管內(nèi)治療的成功率、降低出血轉(zhuǎn)化的發(fā)生率,并有效地預(yù)測患者預(yù)后[3-5]。多時相CT血管成像(multiphase CT angiography,mCTA)不僅可以評估側(cè)支血管數(shù)量,還能動態(tài)評估側(cè)支血流充盈速度,已經(jīng)作為評價側(cè)支循環(huán)的常用影像學(xué)方法[6]。然而,基于mCTA的側(cè)支循環(huán)評分比較耗時,評分者間的一致性欠佳,腦側(cè)支血管通路較小且復(fù)雜,很難精準(zhǔn)量化評估。新型mCTA顯示格式ColorViz融合圖能簡化側(cè)支循環(huán)評價過程,縮短評分時間[7]。有研究表明ColorViz融合圖側(cè)支循環(huán)評分在評分者間的一致性很好,而且能夠很好地預(yù)測患者的臨床結(jié)局[8-9],但目前關(guān)于ColorViz融合圖在急性缺血性腦卒中側(cè)支循環(huán)中的研究仍然很少,其可靠性有待進(jìn)一步驗證和探究。因此,本研究采用ColorViz融合圖進(jìn)行側(cè)支循環(huán)評分,探討其在急性缺血性腦卒中側(cè)支循環(huán)評價中的應(yīng)用價值及臨床可靠性。

1 資料與方法

1.1 研究對象 前瞻性收集2019年10月—2021年12月寧夏醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院急救中心以急性缺血性腦卒中就診的患者,入院后均行CT平掃和mCTA掃描。納入標(biāo)準(zhǔn):①年齡≥18歲;②CT平掃及mCTA掃描均在發(fā)病后24 h內(nèi)完成,且圖像清晰;③CTA顯示單側(cè)大腦中動脈(middle cerebral artery,MCA)和(或)頸內(nèi)動脈(internal carotid artery,ICA)或大腦前動脈重度狹窄或閉塞。排除標(biāo)準(zhǔn):①患者信息不全,配合不佳,圖像不清晰;②后循環(huán)缺血;③腔隙性梗死灶;④出血性腦卒中;⑤合并嚴(yán)重心、肝、腎等器官病變。記錄納入患者的年齡、性別、發(fā)病危險因素(糖尿病、冠心病、高血壓、吸煙等)、起病時間、入院時美國國立衛(wèi)生研究院腦卒中量表(national institute of health stroke scale,NIHSS)評分[10],并隨訪、收集接受數(shù)字減影血管造影(DSA)檢查和(或)治療患者的DSA圖像等資料,共納入58例患者,其中男40例,女18例,年齡37~86歲,平均(61.5±10.9)歲。本研究通過醫(yī)院倫理審查委員會審批(2019-426),患者及家屬均簽訂知情同意書。

1.2 儀器與方法 采用GE Revolution CT 256排探測器CT掃描。急診入院時,所有患者均行CT平掃和mCTA掃描。CT平掃用于排除腦出血,觀察可能存在的缺血性病變及范圍。mCTA采用螺旋掃描,旋轉(zhuǎn)時間0.5 s,螺距0.992∶1,動脈期掃描范圍為主動脈弓到顱頂,靜脈期及靜脈晚期僅為全腦掃描,每期間隔時間為8 s,選擇正常側(cè)肘正中靜脈以4.5 ml/s注射對比劑碘普羅胺(370 mgI/ml)50 ml,隨后以相同流速注射35 ml生理鹽水沖洗,總掃描時間約21 s。原始數(shù)據(jù)均按0.625 mm層厚重建后處理。

本研究納入患者進(jìn)行掃描時聯(lián)合多模型自適應(yīng)迭代算法[11],能夠在保證圖像質(zhì)量的同時,一定程度上減少輻射劑量。

1.3 側(cè)支循環(huán)評分 ColorViz融合圖側(cè)支循環(huán)評分、mCTA側(cè)支循環(huán)評分及DSA側(cè)支循環(huán)評分均由2名具有9年工作經(jīng)驗的副主任醫(yī)師獨立進(jìn)行評估,意見不統(tǒng)一時協(xié)商一致。另外,選擇1名具有2年工作經(jīng)驗的住院醫(yī)師對mCTA圖像及ColorViz融合圖側(cè)支循環(huán)評分再次獨立進(jìn)行評估。在3名診斷醫(yī)師進(jìn)行側(cè)支循環(huán)評分的同時,采用秒表計時器分別記錄采用ColorViz融合圖和mCTA圖像進(jìn)行側(cè)支循環(huán)評估每一名患者所用時間,采用盲法進(jìn)行圖像分析。計算2名副主任醫(yī)師的評分時間,取平均值。在統(tǒng)計分析過程中,以2名副主任醫(yī)師獲得的評分結(jié)果為最終側(cè)支循環(huán)評分。根據(jù)ColorViz融合圖側(cè)支循環(huán)評分,將患者分為側(cè)支良好(4~5分)組23例、側(cè)支中等(2~3分)組29例及側(cè)支較差(0~1分)組6例。

1.3.1 mCTA側(cè)支循環(huán)評分 mCTA圖像由3名診斷醫(yī)師在GE AW4.7工作站上獨立觀察和評估。采用6分側(cè)支循環(huán)評分量表[12],應(yīng)用統(tǒng)一重組層厚,在mCTA的軸向最大密度投影(maximum intensity projection,mCTA-MIP)圖像上進(jìn)行。

1.3.2 側(cè)支循環(huán)評分ColorViz 融合圖 使用GE FastStroke軟件將mCTA中3個時相的血管信息進(jìn)行融合得到單一序列彩色編碼圖像,根據(jù)血管中對比劑增強(qiáng)時間和程度以及每例患者的自適應(yīng)閾值技術(shù)分配血管顏色[7]:動脈期充盈血管顯示為紅色,靜脈期充盈血管顯示為綠色,靜脈晚期充盈血管顯示為藍(lán)色。本研究借鑒mCTA側(cè)支循環(huán)評分[12],采用6分側(cè)支循環(huán)評分量表:5分,患側(cè)缺血區(qū)域血管數(shù)量正?;蛟黾?,缺血區(qū)域內(nèi)血管顏色均為紅色;4分,患側(cè)缺血區(qū)域血管數(shù)量正?;蛏詼p少(≥90%),缺血區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)紅色、綠色血管,但絕大多數(shù)為紅色血管;3分,患側(cè)缺血區(qū)域血管數(shù)量正?;蛏詼p少(≥90%),缺血區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)紅色、綠色和藍(lán)色血管;或患側(cè)缺血區(qū)域血管數(shù)量減少(50%~90%),缺血區(qū)域內(nèi)血管顏色為紅色和(或)綠色;2分,患側(cè)缺血區(qū)域血管數(shù)量減少(50%~90%),缺血區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)紅色、綠色和藍(lán)色血管;或患側(cè)缺血區(qū)域血管數(shù)量明顯減少(<50%),缺血區(qū)域內(nèi)血管顏色均為紅色;1分,患側(cè)缺血區(qū)域血管數(shù)量明顯減少(<50%),缺血區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)紅色、綠色和藍(lán)色血管;0分,患側(cè)缺血區(qū)域未見任何血管顯影。

1.3.3 DSA側(cè)支循環(huán)評分 采用美國介入與治療神經(jīng)放射學(xué)會和介入放射學(xué)會提出的5分量表[13]。

1.3.4 90 d改良Rankin評分 所有患者均在發(fā)病90 d后,由1名具有3年以上工作經(jīng)驗的神經(jīng)內(nèi)科住院醫(yī)師選擇門診就診或電話隨訪采用盲法進(jìn)行改良Rankin評分(modified Rankin score,mRS)。mRS≤2分為預(yù)后良好;mRS>2分為預(yù)后不良。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法 使用SPSS 26.0軟件。對所有計量資料進(jìn)行正態(tài)性檢驗,正態(tài)分布的計量資料用表示,多組間比較采用方差分析;計數(shù)資料用例(%)表示,組間比較采用χ2檢驗。各位醫(yī)師間評分的一致性分析采用加權(quán)Kappa檢驗,檢測完成后,將2名高年資診斷醫(yī)師評分不一致的部分協(xié)商一致,并采用配對t檢驗對側(cè)支循環(huán)評分時間進(jìn)行差異性分析。采用加權(quán)Kappa一致性檢驗分析各組患者ColorViz融合圖側(cè)支循環(huán)評分與mCTA側(cè)支循環(huán)評分的一致性。采用Spearman相關(guān)分析ColorViz融合圖側(cè)支循環(huán)評分和mCTA側(cè)支循環(huán)評分與DSA側(cè)支循環(huán)評分的相關(guān)性。最后,采用受試者工作特征曲線分析基線放射學(xué)特征(ColorViz融合圖側(cè)支循環(huán)評分和mCTA側(cè)支循環(huán)評分)對患者良好臨床結(jié)局的預(yù)測效能。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 患者基本資料 共納入58例患者,其中男40例,女18例,平均年齡(61.5±10.9)歲。入院NIHSS評分為(7.1±4.2)分。病變血管位于MCA、大腦前動脈、ICA、MCA+ICA分別為33例(56.9%)、4例(6.9%)、12例(20.7%)、9例(15.5%)。19例接受DSA檢查和(或)治療。不同等級側(cè)支循環(huán)組間基線NIHSS評分差異有統(tǒng)計學(xué)意義(F=8.485,P<0.001),且基線NIHSS評分越低,側(cè)支循環(huán)越好(表1)。

表1 不同側(cè)支循環(huán)組間基線臨床資料比較

2.2 醫(yī)師間側(cè)支循環(huán)評分一致性及側(cè)支循環(huán)評分時間比較 ColorViz融合圖側(cè)支循環(huán)評分在同等年資診斷醫(yī)師(2名副主任醫(yī)師)間的一致性(Kappa=0.87,95%CI0.80~0.96)優(yōu)于mCTA側(cè)支循環(huán)評分(Kappa=0.77,95%CI0.68~0.86)。不同年資診斷醫(yī)師間ColorViz融合圖側(cè)支循環(huán)評分的一致性(Kappa=0.73,95%CI0.62~0.84)優(yōu)于mCTA側(cè)支循環(huán)評分(Kappa=0.62,95%CI0.47~0.76)。高年資及低年資醫(yī)師應(yīng)用ColorViz融合圖進(jìn)行側(cè)支循環(huán)評分的時間[(10.3±2.5)ms、(17.0±6.0)ms]明顯短于mCTA[(14.0±1.4)ms、(29.0±8.4)ms],差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(t=7.56、5.69,P<0.001)。

2.3 ColorViz融合圖側(cè)支循環(huán)評分與mCTA側(cè)支循環(huán)評分的一致性 在側(cè)支良好、中等及較差組中,ColorViz融合圖側(cè)支循環(huán)評分與mCTA側(cè)支循環(huán)評分間均具有很好的一致性(Kappa=0.73、0.71、1.00)。不同側(cè)支循環(huán)等級典型病例見圖1~3。

圖1 女,69歲,急性缺血性腦卒中。A.容積重建圖,右側(cè)MCA-M1段閉塞;B.ColorViz融合圖,患側(cè)缺血區(qū)域血管數(shù)量稍減少(≥90%),缺血區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)紅色、綠色血管,但以紅色血管為主,ColorViz融合圖側(cè)支循環(huán)評分4分;C~E.mCTA-MIP圖,與無癥狀對側(cè)半球相比,患側(cè)缺血區(qū)域內(nèi)腦血管充填有1個階段的延遲,但血管數(shù)量基本正常,mCTA側(cè)支循環(huán)評分4分

圖2 男,71歲,急性缺血性腦卒中。A.容積重建圖,左側(cè)MCA-M1段閉塞;B.ColorViz融合圖,患側(cè)缺血區(qū)域血管數(shù)量稍減少(≥90%),缺血區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)紅色、綠色和藍(lán)色血管,并以藍(lán)色為主,ColorViz融合圖側(cè)支循環(huán)評分3分;C~E.mCTA-MIP圖,與無癥狀對側(cè)半球相比,患側(cè)缺血區(qū)域內(nèi)腦血管充填有2個階段的延遲,血管數(shù)量輕度減少,mCTA側(cè)支循環(huán)評分3分

圖3 男,77歲,急性缺血性腦卒中。A.容積重建圖,左側(cè)ICA-C2段以遠(yuǎn)閉塞;B.ColorViz融合圖,患側(cè)缺血區(qū)域血管數(shù)量明顯減少(<50%),缺血區(qū)域內(nèi)僅出現(xiàn)少量紅色、綠色和藍(lán)色血管,ColorViz融合圖側(cè)支循環(huán)評分1分;C~E.mCTA-MIP圖,與無癥狀對側(cè)半球相比,患側(cè)缺血區(qū)域內(nèi)任何階段均僅可見少數(shù)血管,且血管顯影淺淡,mCTA側(cè)支循環(huán)評分1分

2.4 不同側(cè)支循環(huán)評分量表間的相關(guān)性 ColorViz融合圖側(cè)支循環(huán)評分和mCTA側(cè)支循環(huán)評分與DSA側(cè)支循環(huán)評分均存在很好的相關(guān)性(r=0.814、0.736,P均<0.001),且ColorViz融合圖側(cè)支循環(huán)評分與DSA側(cè)支循環(huán)評分的相關(guān)性優(yōu)于mCTA側(cè)支循環(huán)評分。典型病例見圖4。

圖4 男,58歲,急性缺血性腦卒中。A.容積重建圖,左側(cè)MCA-M1段閉塞;B~D.mCTA-MIP圖,與無癥狀對側(cè)半球相比,患側(cè)缺血區(qū)域內(nèi)腦血管充填有2個階段的延遲,血管數(shù)量減少較明顯,mCTA側(cè)支循環(huán)評分2分;E、F.ColorViz融合圖,患側(cè)缺血區(qū)域血管數(shù)量減少(50%~90%),缺血區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)紅色、綠色和藍(lán)色血管,ColorViz融合圖側(cè)支循環(huán)評分2分;G.DSA示部分側(cè)支血流較為快速地到達(dá)缺血區(qū)域周邊,但仍伴有持續(xù)的灌注缺損,DSA側(cè)支循環(huán)評分2分

2.5 基線放射學(xué)特征對患者良好臨床結(jié)局的預(yù)測效能 以90 d mRS≤2分為患者功能結(jié)局良好的臨界值,采用受試者工作特征曲線評估基線放射學(xué)特征(ColorViz融合圖側(cè)支循環(huán)評分和mCTA側(cè)支循環(huán)評分)與患者良好臨床結(jié)局的相關(guān)性。結(jié)果顯示,ColorViz融合圖側(cè)支循環(huán)評分的曲線下面積(0.81,95%CI0.69~0.91;Z=5.619,P<0.001)略高于mCTA側(cè)支循環(huán)評分(0.80,95%CI0.68~0.90;Z=5.327,P<0.001)(表2),進(jìn)一步分析約登指數(shù),得出ColorViz融合圖側(cè)支循環(huán)評分和mCTA側(cè)支循環(huán)評分預(yù)測患者良好功能結(jié)局的最佳臨界值均為3分,且側(cè)支循環(huán)評分越高,患者預(yù)后越好。因此,ColorViz融合圖側(cè)支循環(huán)評分對患者良好功能結(jié)局具有良好的預(yù)測效能,甚至高于mCTA側(cè)支循環(huán)評分。

表2 基線放射學(xué)特征對患者良好功能結(jié)局的預(yù)測效能

3 討論

3.1 醫(yī)師間側(cè)支循環(huán)評分一致性及側(cè)支循環(huán)評分時間比較 mCTA具有一定的時間分辨率,能較準(zhǔn)確地評估側(cè)支血管數(shù)量和側(cè)支血流充盈速度,能準(zhǔn)確評價側(cè)支循環(huán),且明顯優(yōu)于常規(guī)單時相CTA[14-15]。但mCTA評分內(nèi)容較復(fù)雜,評分者間的一致性欠佳,且耗時。目前,已有研究證實ColorViz融合圖具有提高評分者間一致性、縮短側(cè)支循環(huán)評分時間的潛力[8,16-17],但均未對此做深入探究。本研究顯示,ColorViz融合圖側(cè)支循環(huán)評分在同等年資診斷醫(yī)師和不同年資診斷醫(yī)師之間的一致性均優(yōu)于mCTA,且評分時間明顯短于mCTA,與上述前期研究結(jié)果相符。推測原因為:①ColorViz融合圖是基于FastStroke軟件完全自動后處理得到;②臨床工作中,一般基于視覺進(jìn)行側(cè)支循環(huán)評估,與需要同時觀察3個序列灰階圖像的mCTA相比,ColorViz融合圖結(jié)合了顏色的指示效應(yīng)和mCTA的自身優(yōu)勢,能更直觀地顯示側(cè)支血管,且評分者僅需觀察這一單一序列圖像。因此,ColorViz融合圖能夠提高評分者間的一致性,而且可以縮短評分時間,盡管僅相差數(shù)秒,但是對患者而言仍然很寶貴。這也使得低年資醫(yī)師或非神經(jīng)影像診斷醫(yī)師準(zhǔn)確評價側(cè)支循環(huán)成為可能。

3.2 ColorViz融合圖側(cè)支循環(huán)評分與mCTA側(cè)支循環(huán)評分的一致性 本研究顯示,在不同等級側(cè)支循環(huán)中,ColorViz融合圖側(cè)支循環(huán)評分與mCTA側(cè)支循環(huán)評分之間的一致性均良好,表明兩者的一致性不受側(cè)支循環(huán)等級的影響。在側(cè)支循環(huán)較差組中兩種側(cè)支循環(huán)評分完全一致,除兩組側(cè)支循環(huán)評分本身存在很好的一致性外,可能是因為本組納入病例較少以及側(cè)支循環(huán)較差組(1分或0分),側(cè)支血管數(shù)量及充盈動態(tài)很容易觀察。前期已有研究發(fā)現(xiàn)ColorViz融合圖側(cè)支循環(huán)評分與mCTA側(cè)支循環(huán)評分存在很好的相關(guān)性[8],與本研究結(jié)果相符,表明ColorViz融合圖側(cè)支循環(huán)評分與mCTA側(cè)支循環(huán)評分有很好的一致性。作為一支新型mCTA顯示格式,ColorViz融合圖包含的信息準(zhǔn)確。

3.3 ColorViz融合圖和mCTA與DSA側(cè)支循環(huán)評分之間的相關(guān)性 目前DSA仍是評價側(cè)支循環(huán)的“金標(biāo)準(zhǔn)”,但其為侵入性檢查,不宜常規(guī)開展,有必要尋找一種可靠的替代工具。有研究對ColorViz融合圖側(cè)支循環(huán)評分與DSA側(cè)支循環(huán)評分的相關(guān)性進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)兩者具有很好的相關(guān)性[16],本研究結(jié)論與其相符,證實ColorViz融合圖在側(cè)支循環(huán)評分方面的準(zhǔn)確性和可靠性。此外,本研究進(jìn)一步對ColorViz融合圖側(cè)支循環(huán)評分和mCTA側(cè)支循環(huán)評分與DSA側(cè)支循環(huán)評分的相關(guān)性進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)ColorViz融合圖側(cè)支循環(huán)評分與DSA側(cè)支循環(huán)評分之間的相關(guān)性優(yōu)于mCTA,表明ColorViz融合圖是一種可靠的側(cè)支循環(huán)評分工具,其應(yīng)用價值可能優(yōu)于mCTA。

3.4 基線放射學(xué)特征對患者良好臨床結(jié)局的預(yù)測效能良好的側(cè)支循環(huán)能夠維持缺血半暗帶的存在,延長時間窗,并與患者的臨床預(yù)后密切相關(guān)[18-19],有研究證實mCTA可以很好地預(yù)測患者的功能結(jié)局[20],本研究也得出一致結(jié)論。另外,本研究進(jìn)一步探索了ColorViz融合圖側(cè)支循環(huán)評分與患者良好功能結(jié)局之間的關(guān)系。結(jié)果顯示,ColorViz融合圖側(cè)支循環(huán)評分對患者良好功能結(jié)局具有很好的預(yù)測效能,甚至略優(yōu)于mCTA側(cè)支循環(huán)評分,與既往研究結(jié)果[9,17]一致,進(jìn)一步表明ColorViz融合圖中包含的側(cè)支血管信息準(zhǔn)確,而且其在預(yù)測患者預(yù)后方面可能具有很好的應(yīng)用價值,但有待進(jìn)一步研究。

3.5 本研究的局限性 ①本研究納入樣本量較小,尤其是側(cè)支循環(huán)較差的患者,ColorViz融合圖側(cè)支循環(huán)評分的科學(xué)性和準(zhǔn)確性尚需要納入更多樣本進(jìn)行驗證和探究。②ColorViz彩色編碼圖側(cè)支循環(huán)評分同樣帶有主觀性,后續(xù)應(yīng)制訂統(tǒng)一的評分標(biāo)準(zhǔn),以進(jìn)一步提高側(cè)支循環(huán)評價的準(zhǔn)確性,以期更好地服務(wù)于臨床工作。

總之,ColorViz融合圖是一種可靠的腦側(cè)支循環(huán)評價工具,能夠在保證準(zhǔn)確率的前提下,降低腦側(cè)支循環(huán)評分的難度,提高評分者間的一致性,并縮短側(cè)支循環(huán)評分時間,將在很大程度上幫助醫(yī)師制訂臨床決策,特別適合缺少專業(yè)知識和經(jīng)驗的低年資診斷醫(yī)師,尤其在急診診療狀態(tài)下意義更重大。

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