2024年2月8日发(作者:查序列号入口)
・376・文章编号:1671—2897(2010)09—376一03・讲座・颅内血肿体积评估方法的影像和临床进展赵开军沈建康+(上海交通大学医学院附属瑞金医院神经外科,上海200025)中风文献标识码C关键词脑出血;血肿扩大;中国图书资料分类号R743.34;R814.42颅内血肿的体积是评估患者预后和死亡率的重要指标之一。因此,对于颅内血肿的体积进行正确而严谨的评估具有重要意义。首先,虚假的过大或者过低的血肿体积评估都会影响医师的初始决定和患者的转归;其次,血肿体积的准确评估也是临床和动物试验入选指标的一个结点。不断研究探索适合血肿体积的影像和数学计算方法具有重要意义。一、误差原因血肿体积的准确性除了与选择适当的计算方法有关之外,血肿形状的多样性是体积评估方法产生误差的主要原因之一。在与口服抗凝治疗(oralanticoagulant旋计算机体层摄影(multisliceMDCT)和MRI扫描,然后使用2…4spiralcomputerizedtomography,68ml/l的层厚对CT图像和MRI图像进行重建并进行相应的时间记录,基于2nlm层厚的总肝脏的体积为标准参照,结果发现对于MDCT6mm层厚较为合适,8mill的层厚对于MRI图像而言也较为合适。这种扫描也适合颅内血肿的扫描。描边耗时:可以通过以下3种方法识别每一个CT图像上出血的面积:描出被血液充满的封闭轨迹是最准确的方法,但是耗时最多(大约需要20一30rain);用许多椭圆形或者方形充满颅内出血;自动描绘。第三种方法最快,但是最不准确。由于该法繁琐,因此不适用于临床,主要用于带有资助性的实验室研究。密度影响:CSDH影像学上呈等密度或稍低密度,结果导致描边困难,必要时应该使用MRI的T:加权像。2.多田公式法:1981年由日本的多田提出。作者建议测量以下3个线距:最大的长径、十字形交叉的短径以及含有血肿层面的厚度,从而计算血肿的体积,在国内使用较为广泛。其简化形式就是ABC/2或XYZ/2。3.ABC/2或XYZ/2法:目前,该法因简单方便在临床使用最广泛,但受血肿形状多样性的影响较大。ABC/2首先由Kwak等报道,接着Broderick也进行了报道,后来Kothari等证实了ABC/2的有效性,在1998年Gebel初步证实ABC/2也适合计算硬膜下血肿的体积。计算平面的选择:临床使用XYZ/2时,Kothari建议使用最大血肿长径的层面进行数据测量;在计算脑内和硬膜下血肿体积时Gebel则建议使用中央层面测定血肿的长度和宽度;由于使用Gebel计算的CSDH的体积偏低,后来Sucu等建议:CSDH不对称的形状使得最大的长径不一定在这些CSDH中央,无论血肿的最大长径和宽径是否位于相同的层面,在计算CSDH的体积时都应该使用最大长径和宽径,而不能局限于中央层面上的长径和宽径。Gebel法:在使用ABC/2时,对于脑实质内的血肿,在血肿的中央选择一个代表性的层面,最大的线性长度A(cm)顺次与最大的宽径B(cm)和最大的深度C(cm)相乘。然后除以2,获得血肿的体积(cln3)。此血肿的线径A和B也是垂直的;therapy,OAT)相关的出血形状中,超过50%的出血形状不规则,其中圆形到椭圆状(44%)、不规则状(31%)和分离的多结节状(25%);在与华法令相关的脑内出血中,血肿的边缘经常呈不规则状和斑驳状,经常出现复合性血肿(硬膜下、蛛网膜下和脑室内)。血肿形状多样性的原因主要有以下几种:慢性硬膜下血肿(chronicsubduralhematoma,CSDH)不均匀的形状(诸如月牙形、弧形、梨形、或者凹透镜形)多与其慢性特点和不断发展的膜的牵引有关;自发性脑内出血血肿形状的多样性与血肿的继发性体积扩张有关;与口服抗凝剂治疗相关的脑出血(intracranialhemorrhage,ICH)的独立病理生理机制被认为导致了血肿形状的多样性。二、评估方法目前,测定颅内血肿体积的方法主要有计算机辅助的体积分析法(computer-assistedvolumetricanalysis,CAVA)、多田公式法、1/2ABC及其校正法等。1.CAVA法:在文献报道中被默认为金标准。操作方法:应用计算机图像工作站,在血肿的边缘每一个轴状层面上进行手动描边,面积和相应层面的厚度就是那个特定层面的体积(cm3),每一个可视层面的血肿体积进行叠加就是血肿的总体积。层厚影响:越是薄层扫描,结果越准确,耗费时问也越长。如何在最短的时间内获得准确的体积测量呢?最近,一项测量肝脏体积的研究发现,分别在术前对20个肝脏进行多排螺作者简介:赵开军.博士研究生。电话:(021)64189914.E—mail:zkjwdzwh@163.oⅫ’通讯作者:沈建康,教授、主任医师,电话:(021)64370045,E—mail:shenjk@126.corn对于硬膜下血肿,在血肿的中央选择一个代表层面,新月形硬膜下血肿的每一个拐角处之间的距离是A,宽度B是垂直于A的最大厚度,深度c是层面数乘以层距,体积是ABC/2。ABC/2的误差:ABC/2由椭圆体体积的计算公式衍变而万方数据
生堡控经筮叠瘥痘硒塞盘查(£塾堕』塑!坠塑丛垡望i!坠12垫!Q;2(垒2来,它最适合计算圆形到椭圆形血肿的体积,血肿形状的多样性使ABC/2的误差存在具有合理性。研究发现,即使对于规则形状的原发性脑出血,ABC/2也会有5%一10%的过高估计。最近一个与OAT相关的脑出血研究显示,ABC/2过高估计圆形、不规则状和分离状血肿的体积分别是6.7%、14.9%和32.11%。而使用ABC/3校正法后,不规则状血肿低估了・377・要进行几次独立的硬膜下血肿体积的计算。因此,研究更快的计算机程序或者更简单的数学方法来评估颅内血肿的体积是必要的。差异的评价指标:临床上为了方便比较,经常使用下列参数:两个方法的绝对差异(ABC/2一Analyze)、体积百分比偏差([ABC/2一Analyze]/Analyze)X100、血肿的大小、绝对脑水肿10.3%,分离状血肿高估了5.6%,对二者有较准确的估计,但、的体积和相对脑水肿的体积。相对脑水肿的体积=绝对脑水是ABC/3对圆形到椭圆形血肿的体积低估了近20.26%。此外,对于脑叶、小脑和脑干的出血,ABC/2的误差也会逐步增加,这或许与血肿体积的大小逐步减少相关,因为对更小的血肿而言,一个小的体积误差就会有更高的相对误差率。可见ABC/2对血肿体积的过高估计和血肿的位置也存在相关性。最近发现ABC/2对于脑出血误差如下:当血肿体积少于20llll时误差是1.3ml(9.9%);体积介于20一40rnl时,误差是4.4ml(16.7%);体积超过40IIll时,误差是31.4ml(37.1%)。可见,与CAVA法相比,ABC/2倾向于过高估计ICH的体积,并且与血肿的体积有关。与此相反,ABC/2倾向于低估硬膜下血肿的体积。最近,Freeman等使用Gebel的校正公式计算一例复合的(3个)与口服华法令相关的分离状脑实质内的硬膜下血肿体积,尽管使用了最大长径和最大宽径,相对于金标准(188m1)而言,ABC/2仍然低估血肿的体积近24%。一项研究显示ABC/2低估了6/8个患者的颅内出血体积,平均误差为26%(波动于13%一39%)。Freeman对与口服华法令相关的8例脑出血病例进行研究,其中5例脑实质内出血,2例原发性脑室内出血,1例硬膜下出血。发现对椭圆体(3/8)而言,ABC/2总是低估血肿的体积,误差波动于一13%~-23%之间。而对于非椭圆体而言,ABC/2低估和高估都存在。两个方法之间的平均百分比偏差椭圆体为24%,非椭圆体(5/8)为28%。ABC/2的校正:Kasner采用数学方法证实ABC/2经过校正,适合脑内血肿以及硬膜下血肿体积的计算。但Gebel研究的对象是急性硬膜下血肿,CSDH在形状和扩展方面不同于急性硬膜下血肿,它通常扩展到颅骨的穹窿部,在上颞线的上部轴状CT层面不再垂直于颅骨或血肿,由于颅骨的曲率。它们的走行相当倾斜,这就使得ABC/2在估测CSDH时可能不准确。因此,Sueu等提出5个不同的ABC/2校正公式来计算CSDH的体积:①XYlZl/2;②XY222/2;③XY223/2;④XY324;⑤xY。z4/2。X:代表血肿的深度;Y。:任何层面上最大血肿的长度;Y::中央层面上血肿的长径;Y3:最大校正宽径的层面上血肿的长度;z。:任何层面上最大的宽径;Z::中心层面上血肿的宽径;z,:中心层面上血肿的校正宽径;Z4:最大校正宽径层面上血肿的校正宽径。结果证实最好的相关公式是XY。z。/2,提示血肿的深度×任何层面上最大的长径×任何层面上最大的宽径最适合评估CSDH的体积。此外,由于ABC/2过高估计分离状血肿的体积,Huttner建议使用ABC/3法估算分离状血肿的体积,但这并不是基于数学公式的推导。ABC/2计算时间:ABC/2花费的时间平均不到1rain,CAVA法则需要20一30rain。对于合并硬膜下血肿的复合性血肿,ABC/2的耗时时间会更长,不仅需要几次Gebel校正,还万方数据肿的体积/血肿的大小。最近的资料表明,对于小于20Illl的血肿组,1.3ml的过高估计相当于9.9%的估测误差;对于大于40ml的血肿组,31.4ml的过高估计相当于37.1%的误差。从体积的绝对误差和体积误差的百分比之间的关系来看,我们可以发现以下趋势:对于小的血肿,体积值的轻微变化会有更大的误差率;对于大的血肿,体积值的轻微变化不会引起误差值的大范围波动,但血肿的绝对体积误差很大。因此对于ICH而言,ABC/2除了有体积依赖性的误差增加之外,也意味着ABC/2不适合计算过小的血肿体积,因为小的血肿在实际应用中易出现体积绝对值的波动,继之而来的是误差率的大幅上升;另外,由于体积增大时血肿的误差率会正性增加,ABC/2也不适合计算过大的血肿体积。4.最新进展:主要包括血肿的三维重建、二步分割法、2/3Sh法。血肿的三维重建:当血肿的边缘模糊不清和同时检测其周围水肿的体积时,首选MRI图像分析法。采用软件按照在T2加权MRI图像七的外观计算血肿和水肿的体积。方法:首先设置上面和下面的像素强度阈值,血肿包括在定义的区域内,计算机程序会按照设定的阈值进行逐层搜索和计算。然后通过三维重建定义血肿的形状。另外,也可以通过多层螺旋CT进行三维重建。这种基于容积扫描及后期处理技术计算血肿体积的方法准确且不受几何形态的影响,并可多方位观察血肿的形态和大小。三维重建检测血肿体积值的差别:在试验研究中CT一直被用来估测ICH的体积,MRI也日益受到重视。梯度回波(gradientrecalledecho,GRE)MR|和CT检测ICH同样准确。但是由于检测信号参数的差别,表观出血的大小由于敏感性的影响会出现图像形态的改变,GRE会给出一个更大的体积,两者之间的关系为:CT体积=0.8×GRE体积。二步分割法:目前颅内血肿体积的测量多采用人工分割和计算,不仅耗时,而且准确性和重复性差。最近,山东大学提出使用两步自动分割法孤立血肿来测定血肿的体积,然后对分割后的血肿区域的体积进行计算。自动分割克服了准确性低和重复性差的缺点,误差变的更小。在CT图像上进行两步分割法的步骤如下:首先,从带有脑血肿的CT图像上移除脑外的组织,诸如头皮下血肿、肌肉、头皮,得到带有剩余脑组织和血肿的图像。其次,在只有脑组织和血肿的图像上进行第二步分割得到只有血肿的C,I’图像,然后对血肿进行体积测量。2/3SH法:此法由笔者提出,s代表在中央层面上最大截面的面积,H代表血肿的高度。它也是由椭圆体的体积公式衍变而来,其最大优点是在反应血肿中央截面的形状时,使用
・378・面积优于使用两个线径,因为血肿的形态发生变化时,两个线径未必改变,而面积则会发生相应的变化。三、各个方法的原理和内在联系CAVA法使用的是计算机的容量分析法,模型化技术由Hier等报道,适用于各种形状血肿的体积计算。多田公式和I/2ABC都是由椭圆体的体积公式衍变而来,后者是前者的简化形式。ABC/2主要适用于圆形到椭圆状血肿的体积计算,也适合计算硬膜下血肿(新月状)的体积,因为一个大的外部椭圆体和一个小的内部椭圆体体积差额的1/2就是新月状硬膜下血肿的体积,符合数学推导。另外,ABC/3适用于不规则分离状血肿的体积计算,但它不是基于数学公式的推导。多田公式、ABC/2和2/3Sh法在原理上是一脉相承的,但2/3Sh受血肿形态多样性的影响最小。四、展望血肿的体积是影响患者死亡率和预后的重要独立预示因子,血肿早期的体积扩张是导致血肿形状多样性的主要原因之一。临床上除了选择和发现合适快捷的方法准确评估血肿的体积外,还要积极探讨与临床和影像相关的血肿早期体积扩张的预示因子,这对于规范脑出血的早期治疗、降低致残率和死亡率具有重要的临床意义。研究更为快捷准确的图像分析法和实用的数学计算法仍是今后血肿体积研究的两大方向。(收稿日期:2009—12—17;修回日期:2010一04—30)HumanStem/ProgenitorCellsfromBoneMarrowEnhanceGlialDifferentiationofRatNeuralStemCells:aRoleforTGFbetaandNotchSignalingRobinsonAP,ForakerJ,YlostaloJ,ProekopD.Abst瞪ctMuhipotentstem/progenitorcellsfrombonemarrowstroma(MSCs)weFeeffectWaSpreviouslyshownnottoenhanceproliferationanddifferentiationofneuralstems(NSCs)invivobutthemolecularbasisofthetodefined.HerececulturinghumanMSCs(hMSCs)withratNSCs(rNSCs)WasfoundstimulateastreeyteandoligodendrocytedifferentiationoftherNSCs.Tosurveythewassignalingpathwaysinvolved,BNAfromthecoculturesWasanalyzedbyspecies—specificmicroarrays.InthehMSCs,theresecretedfactorslinkedtoanupregulationoftranscriptsforseveraldifferentiation:bonemorphogeneticprotein1(BMPl),hepatocytegrowththehMSCsandtherNSCs,therefactor(HGF),andtransforminggrowthfactorisoforms(TGFbetalandTGFbeta3).InbothWasanupregulationoftranscriptsforNotchsignaling.TheroleofTGFbetalsecretionofWasverifiedbythedemonstrationthathMSCsincocultureincreasedTGFbotal,therNSCsexpressedthereceptor,andaninhibitorofTGFbetasignalingablockeddifferentiation.TheroleatofNotchsignalingWaSverifiedbythedemonstrationthatinthecocultureshMSCsexpressedNotchligandwassitesofcellcontactwithrNSCs,andtherNSCsexpressedthereceptor,Notchexpressionandbya1.hcreaSedNotchsignalinginbothcelltypesthendemonstratedbyassaysoftranscriptreporterconstructfordownstreamtargetsofNotchsignaling.TheresultsdemonstratedthatglialdifferentiationoftherNSCsinthecoculturesincreasedcellcontactWasdrivenbyincreasedsecretionofsolublefactorssuchasTGFbetalbythehMSCsandpwbablythroughsignalingbetweenthehMSCsandrNSCsthroughtheNotchpathway.StemCellsDev.(24Jan2010).[Epubaheadofprint]万方数据
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