【大知闲闲】心脏骤停后的脑成像

介绍

心脏骤停后的脑成像被用作复苏后保持昏迷患者的多模式预后范式的一部分，对于评估影响早期管理的诊断也很有用。两种最常用的模式包括计算机断层扫描（CT）和MRI（表1和图1)。通过强有力的研究，正在开发这些现有模式中的额外模式以及新的序列。

CT成像是基于X射线的，禁忌症相对较少，特别是在没有静脉碘造影的情况下，就像心脏骤停后急性脑成像的标准一样。MRI使用磁力来对齐和放松身体组织内的质子，它提供了比CT更高的分辨率结构图像。尽管几十年来文献评估了心脏骤停后昏迷患者的CT和MRI的预后性，但由于一些方法上的局限性，整体证据被认为确定性很低（表2）。强调这些方法上的局限性是为了强调需要额外的工作来解决这些局限性，并强调在其他患者因素和预后生物标志物的更广泛背景下解释神经成像结果对预后的重要性。

在这里，我们总结了最常见的神经成像模式，并回顾了每种模式在获取时间和兴趣区域方面的预后价值。我们还概述了方法和实际局限性、知识差距以及未来要调查的领域。

计算机断层扫描

头部CT（HCT）上的缺氧缺血性脑损伤可以识别为灰质到白质界面的衰减和沟壑消，提示弥漫性脑水肿。脑水肿在心脏骤停后很常见，并会经过几天的进展。HCT的发现随着时间的推移而演变，因此，延迟的HCT（骤停后2-3天）对预测不良神经系统结果的敏感性更高。早期HCT（骤停后<6小时）的主要目标是评估需要特定疾病干预的骤停的神经学原因（即高级别的蛛网膜下腔出血），并确定会影响早期管理的头部创伤。越来越多的文献评估了在复苏后几个小时内进行的HCT的预后价值。

围绕成像获取方法、成像时间、解释方法（定性和定量）、兴趣区域和观察者间变异性的差异导致持续的知识差距，并限制了已验证和可推广的指南的制定。有几种新兴的定性和定量解释HCT技术。随着围绕心脏骤停后使用神经成像的文献越来越多，统一成像协议和共同数据元素的开发对于循证神经成像指南的进展至关重要。

通过目视检查出现脑水肿与不良的神经系统结果有关，无论时间线如何。然而，这种方法受到关于缺氧缺血性脑损伤的存在和严重程度的公平到中等的同胚层间协议的限制。当评估严重的发现时，如假性蛛网膜下腔出血标志，脑水肿对不良神经系统预后结果的特异性会增加；然而，评分者间的可靠性被低估，特异性的增加导致敏感性显著下降。定性评分，如蛛网膜下腔出血早期脑水肿评分（SEBES）和艾伯塔省中风计划早期CT（ASPECT）评分，已经过评估，以标准化评分并提高评分者之间的可靠性。与作为二分变量的脑水肿相比，SEBES评分在评分的不良结果的可靠性、敏感性或特异性方面没有改善。

ASPECT评分历来用于量化急性缺血性中风背景下的缺血性变化，但初步数据表明，它可能是识别缺氧-缺血性脑损伤的宝贵工具。修改后的或双边ASPECT（ASPECT-b）分数的部署显示出良好到非常好的评分者间可靠性，在心脏骤停后6小时和24小时内，接收器操作曲线下的面积分别为0.875和0.905。除了预测糟糕的结果外，心脏骤停后6小时内至少15的ASPECT-b还预测了良好的神经系统结果，敏感性为75%，特异性为89%。这些初步数据很有希望；然而，验证这些发现，建立阈值，以及使用盲目评估员对内层可靠性进行真实评估，对于了解心脏骤停患者ASPECT评分的预测性能和可推广性至关重要。

灰白色比（GWR）是目前神经预测指南中测定HCT缺氧-缺血性脑损伤的唯一定量方法。最近的一项系统审查包括15项研究，评估GWR对HCT的准确性，以治疗神经系统预后不佳。这些研究中大多数在早期时间点（心脏骤停≤2小时）评估了GWR，在大多数研究中，假阳性率非常低。GWR计算最常见的兴趣区域是平均GWR（基底神经节+大脑/2）、复合基底神经节评分（尾状核 + 壳核/胼胝体+ 内部胶囊的后肢）和壳核/胼胝体。GWR实现0%假阳性率的最佳阈值因研究而异。在一项使用死后脑组织病理学发现的回顾性多中心研究中，缺氧缺血性脑损伤的严重程度随着GWR的减少而增加。所有GWR低于1.10的患者都有严重缺氧-缺血性脑损伤的组织病理学确认；然而，在没有缺氧-缺血性脑损伤的患者中，最低的GWR为1.13，相当一部分GWR正常患者有严重缺氧-缺血性脑损伤。只有一项研究评估了GWR（心脏骤停后6小时内）的预测良好的神经系统结果；发现至少1.25的GWR在1个月时预测良好的神经系统结果时敏感性为25%，特异性为77%。GWR的使用有几个局限性，包括缺乏标准化方法和感兴趣的区域，由于扫描协议、辐射剂量、空间分辨率和重建技术，扫描仪之间的差异，以及GWR准确性取决于感兴趣的区域的选择。自动的、与评级器无关的确定GWR的方法可能优于手动GWR，并且可以使用大脑分割算法进行评估。鉴于对正常解剖标志的依赖，严重缺氧-缺血性脑损伤和脑水肿患者正常解剖结构失真可能会引起人们对使用自动GWR的担忧。此外，扫描仪之间的差异很大，限制了GWR阈值的可推广性。在102名在三台不同CT机器上进行HCT的正常成年患者中，灰质差异为0.98-10.30 Hounsfield单位，白质差异为1.05-7.55 Hounsfield单位。GWR无法弥补Hounsfield单位的差异。由于许多评估GWR的回顾性研究都是在单个中心进行的，因此在GWR准备用于临床之前，需要就扫描协议和制造商差异做更多的工作。

脑脊液体积（pCSFV）的比例是量化脑水肿的另一个客观工具。在对251名院外心脏骤停患者的回顾性多中心观察研究中，pCSFV与6个月的神经系统预后独立相关，但鉴别性较差[受体操作特征曲线（AUC）下的面积（0.521；95%置信区间0.446-0.694）]。脑脊液体积的变化是急性缺血性中风后脑水肿的一个有希望的标志，使用pCSFV变化等工具可能有助于为评估心脏骤停后患者脑水肿的治疗靶点提供放射学结果。

在过去的几年里，包括机器学习算法在内的分析方法的进步已经应用于心脏骤停后患者的CT。与传统方法相比，其中一些机器学习算法改善了心脏骤停后神经恢复的预测。在一项由神经放射学解释确定的54名正常早期HCT的昏迷心脏骤停患者的试点研究中，深度转移学习预测了随访HCT时发生缺氧缺血性脑损伤，AUC为0.96（95%置信区间0.91-1.00）。机器学习是成像分析的一个有前途的工具，可能有助于识别具有不同轨迹的患者亚组，这对早期预后和干预试验的选择都至关重要。

核磁共振成像

细胞损伤可以在MRI上测量为扩散加权成像（DWI）上的限制扩散，并可以通过表观扩散系数（ADC）进行量化。DWI/ADC是损伤的敏感测量，正常值在700和800 × 10−6 mm2/s之间，值随着细胞损伤而减少。DWI/ADC的变化反映了细胞毒性损伤，在中风患者中，DWI的变化在细胞缺血的几分钟内变得明显。有趣的是，在心脏骤停患者中，DWI/ADC的变化可能在骤停后的早期阶段很明显，但在许多患者中，DWI/ADC的变化直到骤停后24小时以上才会出现。对此机制知之甚少，可能代表全球缺氧-缺血性损伤的不同病理生理学和/或可能代表骤停后第一天的持续细胞损伤。DWI MRI的最佳时间似乎是骤停后2-5天，尽管许多观察研究受到选择偏见的限制，即哪些患者接受MRI以及何时获得MRI的可行性，特别是在温度控制设置下。流体衰减反转恢复（FLAIR）序列也可以显示缺氧缺血损伤的证据，也可能在评估细胞损伤的程度方面发挥作用。使用FLAIR序列预测结果的最佳时间尚未确定，尽管有一些证据表明，FLAIR异常在骤停后第4天和第7天之间最大，这比定量DWI异常略晚。

虽然核磁共振是评估结构性脑损伤的宝贵工具，但核磁共振成像也有几个局限性。急性重症病人获得核磁共振成像的能力因中心而异。此外，鉴于患者心脏骤停后复杂的生理状况，许多人具有血流动力学不稳定或与MRI不兼容的设备（例如起搏器和机械循环支持设备），可能会阻止MRI的完成。最后，虽然一些研究包括从不同站点获得的核磁共振成像并发现了类似的结果，但需要额外的工作来评估站点和扫描仪之间的差异，特别是如果考虑定量评估。

MRI通过目视检查进行定性评估，以评估是否存在DWI限制和FLAIR异常。最近的研究调查了骤停后5天内核磁共振成像的DWI变化。这些研究对核磁共振进行了定性评估，但对异常发现没有统一的定义。此外，一些研究只检查了特定的大脑区域。因此，虽然特定相关区域的DWIMRI结果或DWI MRI结果的重大全球负担可能与预后不佳相关，但需要与不良结果相关的损伤的定义和程度仍有待进一步定义。

还开发了定性评分工具。一个评分系统结合了DWI和FLAIR序列，并评估不同的预先指定的区域（皮层、深灰色核、白质、脑干和小脑）在MRI上获得的损伤，并在骤停后1-3天。这种评分系统具有很高的评分可靠性，更高的分数，特别是在皮质区域，与糟糕的结果相关。像这样的评分系统有望使定性评估标准化，尽管需要进一步工作来验证这种方法。

定性解释也被用于评估良好结果。在初步研究中评估了不同大脑区域没有DWI病变。核磁共振成像的时间因研究而异，从非常早期（骤停后2-4小时）到骤停后头7天内不等。在这些研究中，缺乏DWI病变与良好结果相关，敏感性从50到100%（在骤停后3-7天进行核磁共振成像时，敏感性更高）和特异性为20-95%。鉴于这些局限性，以及纳入评估DWI以预测不良结果的文献，“正常”核磁共振成像的解释仍然是一个需要进一步研究的领域，并强调了将核磁共振纳入多模式预后评估的重要性。

几项观察性研究调查了心脏骤停后7天内获得的MRI的定量ADC负担。这些研究旨在确定特定脑容量阈值，其ADC值低于各种水平，与结果不佳和100%特异性相关。实现该特异性所需的ADC水平和大脑体积阈值因研究而异，因此目前尚未验证大脑体积和ADC水平的绝对截止值。全球负担或特定利益区域是否与结果更相关，目前还不清楚。随着促进定量分析的成像软件越来越可用，这些定量解释可能会变得更加普遍。它们的使用为核磁共振解释增加了一个有价值的客观措施，尽管需要额外的工作来定义具体的临界值和阈值，并在广泛的人群中验证这些。

额外的核磁共振技术

除了通常由DWI和FLAIR序列评估的结构成像外，还正在开发其他核磁共振技术和序列。功能性MRI（fMRI）使用血流的生理差异来测量大脑的代谢活跃区域。在fMRI中检测到的血氧水平依赖性（BOLD）信号是由局部血流和氧合的变化引起的，这与神经元活动有关。初步工作表明，fMRI测量可以与结果相关。这项工作的研究相对较少，需要在图像采集和处理方面拥有大量专业知识，因此这是一个有前途的正在进行的研究领域，但在临床上没有被广泛使用。

扩散张量成像（DTI）是另一种核磁共振成像技术，它使用类似于DWI的方法来测量水通过组织的扩散，并且使用不同的载体指数可以表征底层组织结构。它通常用于评估白质束。几项研究调查了心脏骤停后意识障碍患者的分数各向异性和扩散性的其他措施。一些研究发现，在结果不佳的患者中，分数各向异性减少，尽管测量和时间的差异使汇集数据和更普遍的结论变得困难。这种方法仍然是一个有前途的研究领域。

额外的核磁共振成像方法正在开发和评估中。便携式核磁共振成像现在也有商用；它的使用对重症患者很有吸引力，包括那些心脏骤停后昏迷的患者，它可能有助于连续纵向成像。需要进行研究来评估便携式核磁共振成像及其与结果的相关性。

结论

心脏骤停昏迷幸存者的准确结果预测至关重要，因为因神经系统预后不佳而停止维持生命的治疗会产生严重后果。鉴于缺乏高确定性证据，神经成像工具应与多模式结果预测方法结合使用。未来的方向包括开发新的放射学生物标志物，以帮助患者选择神经保护干预，识别相关的放射学结果（如脑水肿或扩散限制的进展），并解决之前使用神经成像作为预后生物标志物的方法限制。尽管有概述的局限性，但神经成像仍然是明信片停止脑损伤患者中备受重视的诊断和预后工具。

CCUSG翻译组供稿

CCUSG宣传组编辑