Radiology:合成FLAIR序列在急性缺血性卒中的诊断价值

2022-03-08 shaosai MedSci原创

众所周知,27%的急性缺血性卒中(AIS)患者的症状发生时间是未知的。然而,对卒中发病时间的评估是目前再灌注疗法实施的重要参考依据之一。

众所周知27%的急性缺血性卒中(AIS)患者的症状发生时间是未知的。然而,对卒中发病时间的评估是目前再灌注疗法实施的重要参考依据之一。MRI在估计卒中发病时间方面有重要价值:在弥散加权成像(DWI)中出现急性缺血性病变,而在FLAIR成像中没有高强化病变,被称为DWI-FLAIR不匹配,表明发病到MRI检查时的时间很短(小于等于4.5小时)。有研究显示,对于AIS、症状发生时间不明、DWI-FLAIR不匹配的患者,静脉溶栓治疗的功能效果优于安慰剂。DWI-FLAIR不匹配也有助于机械血栓切除术AIS发病时间不明患者筛选。FLAIR也可用于排除亚急性AIS以及评估白质增生的程度。因此,FLAIR序列卒中MRI扫描方案中十分重要

因为在AIS的治疗中,时间是最重要的,因此短的扫描方案的制定对进一步的治疗至关重要。作为AIS MRI扫描方案的一部分,FLAIR序列的采集通常需要几分钟,而且在躁动的病人中,图像质量欠佳。为了克服这些限制,有学者尝试扩散梯度(b=0 sec/mm2;,以下简称b0)之前使用T2加权回波平面成像序列来替代FLAIR。

基于关键的T2加权信号变化被嵌入到b0和b值为1000sec/mm2(以下简称b1000)的权重中的假设,我们假设通过使用深度学习方法仅从DWI生成的合成FLAIR图像可以与FLAIR采集发出的图像(以下简称真实FLAIR)竞争,用于DWI-FLAIR不匹配判断。这种方法可以省去FLAIR采集,从而。

近日,发表在Radiology杂志的一项研究在卒中发病后4.5小时内进行成像的AIS患者比较深度学习衍生的合成FLAIR和真实FLAIR图像在显示和识别DWI-FLAIR不匹配方面的差异减少急性卒中患者的扫描时间提供了可能

项回顾性研究纳入了2002年1月至2019年5月期间接受再灌注治疗的AIS患者的所有治疗前和早期随访(症状出现后<48小时)MRI图像,包括DWI(b=0-1000秒/平方毫米)和FLAIR序列。在训练集(80%)上,生成对抗网络训练成以DWI为输入产生合成FLAIR。在测试集(20%)在没有真实FLAIR情况下计算合成FLAIR。四个独立的读者对这两个FLAIR数据集的DWI-FLAIR不匹配情况进行了评估。用κ统计学来评估合成FLAIR和真实FLAIR之间的观察者间重复性和DWI-FLAIR不匹配的一致性。在已知发病时间的患者中,使用McNemar检验比较了4.5小时内识别AIS的敏感性和特异性。

该研究纳入了1416MRI检查图像(861名患者;中位年龄,71岁[四分位数范围,57-81岁];375名男性),分别产生1134和282扫描用于训练和测试集。关于DWI-FLAIR不匹配,真实和合成FLAIR的观察者间可重复性很高(κ = 0.80 [95% CI: 0.74, 0.87] vs 0.80 [95% CI: 0.74, 0.87])。在达成共识后,真实和合成FLAIR之间的一致性几乎是完美的(κ = 0.88; 95% CI: 0.82, 0.93)。在4.5小时内识别AIS的诊断价值在真实FLAIR和合成FLAIR之间没有差异(敏感性:131例中的107例[82%]与131例中的111例[85%],P=0.2;特异性:104例中的96例[92%]与104例中的96例[92%],P>.99)。

 

 在急性缺血性卒中患者中,通过使用获得的FLAIR序列(真实FLAIR)和合成FLAIR来比较DWI-FLAIR不匹配情况。(A) 46岁女性,突发右侧偏瘫、失语和构音障碍,合成FLAIR和真实FLAIR图像都显示的DWI-FLAIR不匹配。在发病2小时后获得的DWI扫描中,左侧大脑中动脉供血区域出现高信号区域,而在真实或合成FLAIR图像上没有相应的信号变化。(B) 47岁男性,突发右侧偏瘫,合成FLAIR和真实FLAIR图像上没有DWI-FLAIR不匹配。在发病5小时后获得的DWI扫描中,在左侧内囊看到一个小的高信号(箭头),在真实和合成FLAIR图像中也可见。(C) 86岁女性在MRI检查前5小时10分钟突然出现右侧偏瘫,合成FLAIR和真实FLAIR图像上没有DWI-FLAIR不匹配。在发病后5小时10分钟获得的DWI扫描中,左侧大脑中动脉供血区域出现了一个范围较大的高信号区域,在真实和合成FLAIR图像上也可见。值得注意的是,白质增生(箭头)在真实和合成FLAIR图像上同样可见(Fazekas评分为2分)。(D) 47岁女性,突发右侧偏瘫和失语,合成FLAIR和不可评估的真实FLAIR图像上出现DWI-FLAIR不匹配。在发病2小时后获得的DWI扫描中,左侧大脑中动脉供血区域出现了高信号。由于严重的运动伪影,真实FLAIR被认为是不可评估的,而合成FLAIR具有诊断价值,没有信号强度变化。

本研究表明,在急性缺血性卒中的患者中,合成的FLAIR序列可达到与真实的FLAIR序列相似的DWI-FLAIR错误匹配评估的诊断性能,因此可取代FLAIR序列使临床上相关的卒中MRI扫描方案时间缩短。

原文出处

Joseph Benzakoun,Marc-Antoine Deslys,Laurence Legrand,et al.Synthetic FLAIR as a Substitute for FLAIR Sequence in Acute Ischemic Stroke.DOI:10.1148/radiol.211394

作者:shaosai



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