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基于深度学习的非对比CT初始核心体积与急性缺血性卒中临床结果的关联:一种潜在的选择和预后工具

期刊:j neurointervent surgDOI:10.1136/jnis-2025-023897

这篇文档属于类型a,即报告了一项原创性研究。以下是针对该研究的学术报告:


主要作者及机构
本研究由Alan Flores(西班牙塔拉戈纳Joan XXIII大学医院神经内科卒中单元)、Xavier Ustrell(西班牙Pere Virgili卫生研究所)等来自西班牙、美国多家医疗机构的联合团队完成,通讯作者为Santiago Ortega-Gutierrez(美国爱荷华大学医院神经内科)。研究发表于《Journal of NeuroInterventional Surgery》(JNIS)2025年7月刊。


学术背景
研究领域:急性缺血性卒中(Acute Ischemic Stroke, AIS)的影像学评估与预后预测。
研究动机:当前,在延长治疗时间窗内,基于灌注成像(如CTP)的缺血核心体积(Initial Core Volume, ICV)评估对再灌注治疗(如溶栓或取栓)的决策至关重要。然而,CTP在资源有限地区普及率低,且可能因“幽灵核心”(ghost infarct core)现象高估梗死范围。非增强CT(NCCT)虽广泛可用,但传统Alberta卒中项目早期CT评分(ASPECTS)敏感性不足。
研究目标:验证一种基于深度学习算法的NCCT自动缺血核心体积(Automated ICV, AICV)评估工具(Methinks软件)的临床价值,探究其与患者90天功能预后及症状性颅内出血(Symptomatic Intracranial Hemorrhage, sICH)的关联。


研究流程与方法
1. 研究设计与人群
- 数据来源:前瞻性收集2021年1月至2024年5月三家综合卒中中心接受再灌注治疗的连续患者(n=658),基线改良Rankin量表(mRS)评分0-2分。
- 变量采集:包括人口统计学、临床指标(如NIHSS评分)、闭塞部位、工作流程时间(如发病至入院时间),以及ASPECTS评分、CTP估算的ICV(Perfusion ICV, pICV)。

  1. 深度学习算法开发与验证

    • 算法架构:采用2D U-Net模型,结合InceptionV4编码器,输入NCCT图像(层厚2.5–5 mm),输出四类分割图(急性缺血病灶、高密度血栓、慢性病灶、急性出血)。
    • 训练细节:使用50个训练周期(epochs),AdamW优化器,学习率1e-3至1e-4动态调整,基于PyTorch框架在NVIDIA RTX 3090显卡上运行。
    • 创新性:算法通过多类别分割区分急性与慢性病变,减少误判风险(图1展示案例)。
  2. 临床结局评估

    • 主要结局:90天功能独立(mRS 0-2)和sICH(依据SITS-MOST标准)。
    • 盲法设计:评估者对AICV结果不知情。
  3. 统计分析

    • 相关性分析:AICV与ASPECTS、pICV的Spearman相关性。
    • 多变量回归:调整年龄、性别、ASPECTS后,分析AICV与预后的独立关联。
    • ROC曲线:确定AICV预测预后的最佳截断值(Youden指数)。

主要结果
1. AICV与功能预后
- 功能独立组AICV显著更低(12.9±26.9 mL vs. 34.9±40 mL, p<0.001)。 - 多变量回归显示,AICV每增加1 mL,功能独立概率降低1.7%(aOR 0.983, 95% CI 0.975–0.992)。 - ROC分析确定AICV≤35 mL为最佳阈值(AUC=0.69),其患者功能独立率是>35 mL组的2倍(68.5% vs. 36.1%)。

  1. AICV与sICH风险

    • sICH组AICV更高(47.8±61.1 mL vs. 20.5±32 mL, p=0.001)。
    • AICV每增加1 mL,sICH风险上升1.4%(aOR 1.014, 95% CI 1.004–1.025)。
    • AICV≥35 mL组sICH发生率翻倍(11.1% vs. 5.02%, p=0.045)。
  2. 时间窗分层分析

    • 早期时间窗(≤4小时):AICV≤35 mL是功能独立的独立预测因子(aOR 2.918, p=0.024)。
    • 晚期时间窗(>4小时):AICV预测效能与pICV相当,优于ASPECTS(p<0.001)。
  3. 亚组验证

    • 静脉溶栓组:AICV≤35 mL与功能独立显著相关(aOR 2.748, p=0.027)。
    • 单纯取栓组:AICV与sICH的关联未达统计学意义(p=0.052)。

结论与价值
1. 科学价值
- 首次证实基于NCCT的深度学习算法(AICV)可替代CTP预测卒中再灌注治疗的预后,尤其在资源有限地区。
- 提出35 mL作为AICV的临床决策阈值,为延长治疗时间窗提供新依据。

  1. 应用前景
    • 简化流程:避免CTP的对比剂使用和延迟,缩短Door-to-Puncture时间。
    • 全球可及性:适用于缺乏高级影像的基层医院,推动治疗公平性。

研究亮点
1. 方法创新:开发首个可区分急性/慢性病变的NCCT自动分割算法,解决ASPECTS的主观性局限。
2. 临床转化:AICV的预测效能跨越不同时间窗和治疗方式(溶栓/取栓),具有普适性。
3. 社会意义:为低收入国家扩展再灌注治疗适应症提供技术支撑,呼应WHO卒中防控战略。

局限性
1. 回顾性设计可能引入选择偏倚。
2. 未纳入最终再通状态(如mTICI评分)作为协变量。
3. 白质病变等非急性病灶可能干扰AICV评估。

未来方向
前瞻性试验(如DONE SIMPLE试验)将验证AICV在超时间窗(6–72小时)取栓中的指导价值。


(报告总字数:约1800字)

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