JNIS中文版｜廖耿教授导读：人体成分分析的影像生物标志物对血管内治疗的AIS患者预后的影响

摘要

研究血管内治疗的急性缺血性卒中（AIS）患者的计算机断层扫描（CT）血管造影图像的全自动人体成分分析（BCA）中提取的影像学生物标志物与血管造影和临床预后的相关性。

回顾性分析2019年3月至2022年1月在3家三级医疗中心接受机械取栓（MT）治疗的AIS患者。记录患者的基线资料、血管造影结果和出院mRS评分。我们使用基于深度学习的全自动BCA从主动脉血管造影的CT图像获取了肌肉、骨骼和脂肪组织等多个组织的数据。

该研究共纳入290例前循环脑血管闭塞并接受MT的卒中患者。在单变量分析中，在所有BCA标志物中，只有较低的肌肉减少标志物与不良结局相关（P=0.007）。在多因素logistic回归分析中，这仍是不良结局的独立预测因素（OR 0.6, 95%，CI 0.3至0.9，P=0.044）。脂肪指数（总脂肪组织/骨）和肌脂肪变性指数（肌间和肌内脂肪组织/总脂肪组织*100）不影响临床预后。

合并较低肌肉减少症指标的急性缺血性卒中患者有发生不良结局的风险。从BCA中提取的影像学生物标志物可以从现有的CT图像中获得，使其在治疗开始时很容易获得。然而，需要进一步的研究来确定肌肉减少症是否提供了超出既定结局预测因素的额外价值。了解它的作用可以为卒中后患者制定优化的个体化治疗计划，从而有可能改善康复结局。

方法

对2019年3月至2022年1月在德国三家三级医疗中心接受MT治疗的前循环LVO或大脑中动脉血管闭塞所致AIS患者进行了一项回顾性研究。所有患者均因颈内动脉远端（ICA）、大脑中动脉（M1、M2、M3）和大脑前动脉（A1、A2）闭塞而接受MT治疗。随后，仅考虑CTA有效并且最终接受血管内治疗的患者。除影像学资料外，记录MT的基线特征，包括手术技术、并发症、血管造影和临床结局。闭塞的病因是基于ORG 10172急性卒中治疗试验（TOAST）分类。手术技术没有限制，包括使用不同的取栓技术和动脉内溶栓，这些由神经放射科主治医师决定。血管内治疗使用经批准的MT装置，使用支架取栓器或大口径抽吸导管或两者结合。采用脑梗死溶栓（TICI）量表评分评价再灌注情况。临床疗效结局为采用mRS评估的功能独立率，定义为出院时0-2分。所有NIHSS和mRS分级由神经科医师会诊评估。根据欧洲急性卒中合作研究（European Cooperative Acute Stroke Study）标准对介入治疗后有症状颅内出血（sICH）进行分级。

BCA仅纳入主动脉上血管造影的CT扫描。BCA共提取了290份主动脉上血管造影的CT扫描。由Koitka等人发布的预训练网络，使用多分辨率3D U-Net结构变体，能够在CT图像中以高精度自动组织分割。人体成分特征是通过结合现代分割机制和亨斯菲尔德单位（HU）阈值（如脂肪组织：-190至-30 HU）提取。测量排除肢体后的整个扫描体积，并提取以下组织的原始特征体积（ml）：骨骼、肌肉、皮下脂肪组织（SAT）和肌内/肌间脂肪组织（IMAT）。SAT和IMAT相加得到总脂肪组织（TAT）。本研究中所有研究指标的定义是将选定的原始BCA特征除以骨量（肌肉减少指数和脂肪指数）或总脂肪组织体积×100（肌骨化指数，%）进行标准化。各指数如图1所示。

分类变量以数字和平均值表示，并恰当地使用卡方检验和Fisher精确检验进行比较。有序或连续变量以中位数和四分位数间距（IQRs）表示，采用Mann-Whitney U检验进行比较。采用Pearson相关分析各因素之间的相关性。将单因素分析中预测预后不良（mRS 3-6分）或TICI 2c-3（P<0.05）的因素纳入多因素分析。由于部分因数之间较高的共线性，故采用方差膨胀因数选取因数纳入多因素分析。将这些预选变量纳入二元logistic回归模型，以确定结局指标的独立影响因素。采用受试者工作特征（ROC）曲线确定各参数预测各结局指标的敏感性和特异性。采用约登指数确定最佳临界值。所有计算均使用SPSS软件进行。以p<0.05为差异有统计学意义。

结果

患者基线特征和不良结局的单变量分析详见表1。

中位年龄为78岁（IQR 66.3至85），其中男性患者wei1119/290例（41.0%）。最常见的血管闭塞部位为M1段(124/290例；42.8%)，其次为颈内动脉远端(77/290例；26.6%)和M2段(69/290例；23.8%)。290例患者中25例（8.6%）发生串联闭塞。160例（55.2%）患者接受了静脉溶栓治疗。基线中位NIHSS和ASPECTS评分分别为10分（IQR 10至19分）和10分（IQR 9至10分）。发病至腹股沟穿刺的中位时间为145 min (IQR 111至207)，腹股沟穿刺至最终再灌注的中位时间为43.5min （IQR 27至69.5）。62例（21.4%）患者出现醒后卒中。治疗前功能独立（mRS 0-2分）率为93.1%（270/290）。心源性栓塞是最常见的血管闭塞病因，占48.3%（140/290例），其次为大动脉粥样硬化(85/290例；29.3%)。

最常见的首选技术为血栓抽吸联合支架取栓术，占69.7%（202/290）；其次为单纯血栓抽吸术，占27.6%（80/290）。8例患者的首选技术数据缺失（2.8%）。290例患者中，成功再灌注259例（89.3%），完全再灌注156例（53.8%）。手术相关并发症发生率为13.4%（39/290）。290例患者中有25例（8.6%）发生蛛网膜下腔出血（SAH），14例（4.8%）发生症状性脑出血（sICH）。我们获得了275例患者的功能结局数据。84例（30.5%）患者出院时功能独立（mRS 0-2分）。出院病死率为29.8%（82/275）。

对于有结局数据的275例患者，进行了单变量和多变量分析，以确定出院时不良结局（mRS 3-6分）的预测因素。

在单变量分析中，可能与不良结局相关的因素有：较高的年龄（P=0.006）、卒中前mRS评分（0-2分）（P<0.001）、较高的基线（P<0.001）或出院时（P<0.001）NIHSS、较高的出院时mRS （P<0.001）、较低的基线（P=0.030）或24h后ASPECTS评分（P<0.001）、较长的穿刺至血管再通间隔时间（P<0.001）、ICA闭塞部位（P=0.009）、较低的最终TICI 2b-3 （P=0.011）、TICI 2c-3 （P=0.001）或TICI 3 （P=0.002）发生率、较高的整体操作次数（P<0.001）或支架取栓次数（P=0.002）。总体并发症（P=0.033）或sICH （P=0.007）发生率较高，肌肉减少症标志物水平较低（P=0.007）。

经多共线性检验后，将基线NIHSS、穿刺至再通时间、颈内动脉闭塞部位、TICI 0-2b、sICH和肌肉减少症指标肌肉/骨骼纳入双变量logistic回归分析。基线NIHSS (OR 1.10，95%CI 1.05至1.15，P<0.001)、穿刺至血管再通时间(OR 1.02，95%CI 1.01至1.03，P=0.002)、肌肉减少症标志物（肌肉/骨骼）(OR 0.6, 95%CI 0.3至0.9；P=0.044)是不良结局的独立预测因素。如果将患者年龄纳入多变量分析，肌肉减少症标志物不再与结局独立相关(OR 0.9，95% CI 0.5至1.5，P=0.512)。然而，TICI 0-2b与不良结局独立相关(OR 2.0，95% CI 1.1至4.1，P = 0.047)。

ROC分析显示，肌肉减少症标志物（肌肉/骨骼）预测不良结局的准确性高，AUC为0.392 (95% CI 0.317至0.467，P=0.006)，这意味着骨与肌肉比值的反比的AUC为0.608 (95% CI 0.533至0.683)（表2）。

表2 

基线NIHSS评分预测不良结局的准确性最高(AUC 0.696，95% CI 0.626至0.766，P<0.001)，其次为从穿刺到血管再通时间（AUC 0.647，95% CI 0.578至0.716，P<0.001)，而年龄的准确性低于肌肉减少症标志物（AUC 0.596，95% CI 0.521至0.672，P=0.013）（图2）。

图2

脂肪指数（总脂肪组织/骨）和肌脂肪变性指数（肌间和肌内脂肪组织/总脂肪组织*100）不影响临床结局。此外，BCA标志物与血管造影结果（TICI 2c-3）之间无相关性。

讨论

肌肉减少症是一种与老年患者死亡风险增加相关的肌肉退行性疾病，其定义为骨骼肌重量、质量和力量的下降。肌肉减少症的原因包括激素水平降低、神经肌肉接头减少、炎症加剧、体力活动水平降低和营养不良，这些因素也可在卒中后患者中观察到。

本研究的结果强调了肌肉减少症对接受MT的卒中患者功能结局的显著影响，并与现有研究的结果一致。在这些研究中，卒中前的肌肉减少状态和卒中本身引起的肌肉减少都会对临床结局产生负面影响。术语“卒中相关肌肉减少症”（stroke-related sarcopenia）是指卒中导致的肌肉减少症发作或恶化。据报道，在急症医院的卒中患者中，肌肉减少症的患病率为8.5-33.8%。由于与瘫痪、废用、痉挛、炎症、去神经支配、神经再支配以及喂养和肠道吸收问题相关的肌肉萎缩，卒中患者发生重度肌肉减少症的风险较高。然而，必须承认肌肉减少症的指标与年龄密切相关，因为肌肉减少症最常见的原因是自然衰老过程，这表明了一个潜在的混杂因素。目前尚不清楚不良结局是由于年龄本身，还是由于老年患者的肌肉较少，使他们更容易受到伤害。然而，重要的是要考虑到肌肉减少症标志物在预测结果方面比年龄显示出更高的准确性（见ROC分析），这表明该参数可以被视为一个补充因素。

正在进行的研究强调了卒中康复的多面性。急性缺血性卒中的早期、全面管理对改善预后至关重要。在康复医院，约50%的患者在入院时患有肌肉减少症，肌肉减少症与卒中患者康复潜力降低相关。研究发现，肌肉减少症预示着较低的日常生活活动能力，这可能会阻碍卒中后的恢复。考虑到这些发现，通过强调运动和营养干预的针对性干预来解决肌肉减少症可能是卒中康复方案的一个重要组成部分。

通常，肌肉量是在特定区域测量的，如腰椎（如腰大肌或第三或第四腰椎的腹部肌肉）。测量颈部肌肉量不太常见，但在头颈部癌症患者中经常使用，因为并不是都进行了腹部扫描。BCA可以很容易地从CT血管成像图像中获得，并且可以在治疗开始时获取。肌肉減少指标较低的病人可能因吞咽相关肌肉无力而导致经口进食障碍及吸入性肺炎，因此需要更快或更好的介入治疗后护理，以确保他们能尽快拔除气管导管及接受治疗。未来的研究应关注改善卒中患者肌肉质量和功能的策略的制定和实施，从而以增强其整体康复轨迹并减少长期残疾。

肌肉脂肪浸润（肌肉脂肪变性）和体脂肪量被认为是无症状成人死亡风险的关键预测因素。本研究发现肌肉减少症、脂肪指数和肌肉脂肪变性指数对血管造影结局无影响。理论上，脂肪含量或肌肉脂肪浸润较高的人发生动脉粥样硬化的风险可能增加，这使血管导航更具挑战性，并可能增加从腹股沟穿刺到血管再通的时间。然而，我们的结果提示这些因素对血管状态没有显著影响。

本研究的一个局限性是BCA分析是从CTA的整个体积进行的，每个患者的体积也可能有几毫米的差异。然而，CTA总是包括主动脉弓到顶点的成像作为标准。本研究的一个重要局限性是其回顾性和多中心设计，包括固有的选择偏倚以及使用各种取栓介入设备和技术。

结论

合并较低肌肉减少症标志物的急性缺血性卒中患者有发生不良结局的风险。从BCA中提取的影像学生物标志物可以很容易地从现有的CT图像中获得，使其在治疗开始时很容易获取。然而，需要进一步的研究来确定肌肉减少症是否提供了超出既定结局预测因素的额外价值。了解它的作用可以为卒中后患者制定优化的个体化治疗计划，从而有可能改善康复结局。

引用本文：Styczen H, Maus V, Weiss D, et al. Impact of imaging biomarkers from body composition analysis on outcome of endovascularly treated acute ischemic stroke patients. J Neurointerv Surg. 2024;0:1–7. doi:10.1136/jnis-2024-022275（点击左下角“阅读原文”，访问原文内容）

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