Оценка церебрального коллатерального статуса по данным компьютерно-томографической ангиографии при ишемическом инсульте: обзор методов ручной и автоматизированной оценки

При ишемическом инсульте состояние церебрального коллатерального кровотока – один из ключевых факторов, определяющих исход заболевания. Дигитальную субтракционную ангиографию принято считать «золотым стандартом» оценки церебрального коллатерального кровотока. Однако компьютерно-томографическая ангиография – наиболее распространенный метод, характеризующийся высокой степенью согласованности с дигитальной субтракционной ангиографией. В настоящее время представлено несколько шкал визуальной оценки степени развитости церебрального коллатерального кровотока на изображениях компьютерно-томографической ангиографии. Шкалы описывают как бассейн инсульт-связанной церебральной артерии в целом, так и подробно отдельные характеризующие его различные области. Неоднократно показана связь балльной оценки с тяжестью неврологического дефицита, а также объемом церебральной ишемии. Однако единого мнения о наиболее надежном методе описания церебрального коллатерального статуса до сих пор не сложилось. Применение современных методов обработки медицинских изображений и искусственного интеллекта позволило сделать значительный шаг в сторону автоматизации оценки коллатерального статуса, несомненные преимущества которой – высокая скорость вычисления и неподверженность субъективному мнению. Несмотря на то, что исследования в данном направлении немногочисленны, внедрение автоматизированных решений в практику уже показало свою эффективность. В рамках данного обзора рассмотрены шкалы для ручной оценки церебрального коллатерального статуса, приведены показатели их надежности, а также описаны современные направления решения задач автоматизированной оценки состояния коллатералей при ишемическом инсульте.

1. Пирадов М.А., Максимова М.Ю., Танашян М.М. Инсульт. Пошаговая инструкция. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2019. 272 с.

2. Virani S.S., Alonso A., Aparicio H.J. et al. Heart Disease and Stroke Statistics-2021 Update: a report from the American Heart Association. 2021; 143(8):e254–743. DOI:10.1161/CIR.0000000000000950.

3. Национальная ассоциация по борьбе с инсультом, Всероссийское общество неврологов, Ассоциация нейрохирургов России и др. Клинические рекомендации по ведению больных с ишемическим инсультом и транзиторными ишемическими атаками. 2017. 92 с.

4. Ассоциация нейрохирургов России, Савелло А.В., Вознюк И.А. и др. Клинические рекомендации. Внутрисосудистое лечение ишемического инсульта в острейшем периоде. Клинические рекомендации. СПб., 2015. 36 с.

5. Powers W.J., Rabinstein A.A., Ackerson T. et al. Guidelines for the Early Management of Patients with Acute Ischemic Stroke: 2019 Update to the 2018 Guidelines for the Early Management of Acute Ischemic Stroke: a Guideline for Healthcare Professionals from the American Heart Association/American Stroke Association. Stroke 2019;50(12):e344–418. DOI: 10.1161/STR.0000000000000211.

6. Liu L., Ding J., Leng X. et al. Guidelines for evaluation and management of cerebral collateral circulation in ischaemic stroke 2017. Stroke Vasc Neurol 2018;3(3):117–30. DOI: 10.1136/svn-2017-000135.

7. Tan I.Y.L., Demchuk A.M., Hopyan J. et al. CT angiography clot burden score and collateral score: correlation with clinical and radiologic outcomes in acute middle cerebral artery infarct. Am J Neuroradiol 2009;30(3):525–31. DOI: 10.3174/ajnr.A1408.

8. Schramm P., Schellinger P.D., Fiebach J.B. et al. Comparison of CT and CT Angiography Source Images with Diffusion-Weighted Imaging in patients with acute stroke within 6 hours after onset. Stroke 2002;33:2426–32. DOI: 10.1161/01.STR.0000032244.03134.37.

9. Tan J.C., Dillon W.P., Liu S. et al. Systematic comparison of perfusion-CT and CT-angiography in acute stroke patients. Ann Neurol 2007;61(6):533–43. DOI: 10.1002/ana.21130.

10. Knauth M., Kummer V., Jansen O., Ha S. Potential of CT angiography in acute ischemic stroke. Am J Neuroradiol 1997;18:1001–10.

11. Wildermuth S., Knauth M., Brandt T. et al. Role of CT angiography in patient selection for thrombolytic therapy in acute hemispheric stroke. Stroke 1998;29(5): 935–8. DOI: 10.1161/01.str.29.5.935.

12. Miteff F., Levi C.R., Bateman G.A. et al. The independent predictive utility of computed tomography angiographic collateral status in acute ischaemic stroke. Brain 2009;132(8):2231–8. DOI: 10.1093/brain/awp155.

13. Kim J.J., Fischbein N.J., Lu Y. et al. Regional angiographic grading system for collateral flow: correlation with cerebral infarction in patients with middle cerebral artery occlusion. Stroke 2004;35(6):1340–4. DOI: 10.1161/01.STR.0000126043.83777.3a.

14. Rosenthal E.S., Schwamm L.H., Roccatagliata L. et al. Role of recanalization in acute stroke outcome: rationale for a CT angiogram-based “benefit of recanalization” model. Am J Neuroradiol 2008;29(8):1471–5. DOI: 10.3174/ajnr.A1153.

15. Maas M.B., Lev M.H., Ay H. et al. Collateral vessels on CTA predict outcome in acute ischemic stroke. Stroke 2009;40(9):3001–5. DOI: 10.1161/STROKEAHA.109.552513.Collateral.

16. Menon B.K., Smith E.E., Modi J. et al. Regional leptomeningeal score on CT angiography predicts clinical and imaging outcomes in patients with acute anterior circulation occlusions. Am J Neuroradiol 2011;32(9):1640–5. DOI: 10.3174/ajnr.A2564.

17. Raymond S.B., Schaefer P.W. Imaging brain collaterals: quantification, scoring, and potential significance. Top Magn Reson Imaging 2017;26(2):67–75. DOI: 10.1097/RMR.0000000000000123.

18. Seker F., Potreck A., Mohlenbruch M. et al. Comparison of four different collateral scores in acute ischemic stroke by CT angiography. J Neurointerv Surg 2016;8(11):1116–8. DOI: 10.1136/neurintsurg-2015-012101.

19. Yeo L.L.L., Paliwal P., Teoh H.L. et al. Assessment of intracranial collaterals on CT angiography in anterior circulation acute ischemic stroke. Am J Neuroradiol 2015;36(2):289–94. DOI: 10.3174/ajnr.A4117.

20. Su J., Wolff L., van Es A.C.G.M. et al. Automatic Collateral Scoring From 3D CTA Images. IEEE Trans Med Imaging 2020;39(6):2190–200. DOI: 10.1109/TMI.2020.2966921

21. Молохоев Е.Б., Закарян Н.В., Шелеско А.А. и др. Результаты эндоваскулярного лечения ишемического инсульта в зависимости от степени коллатерального кровотока головного мозга. В кн.: XXV Всероссийский съезд сердечно-сосудистых хирургов. 2019.

22. Zaidat O.O., Yoo A.J., Khatri P. et al. Recommendations on angiographic revascularization grading standards for acute ischemic stroke: a consensus statement. Stroke 2013;44(9):2650–63. DOI: 10.1161/STROKEAHA.113.001972.

23. Grunwald I.Q., Kulikovski J., Reith W. Collateral automation for triage in stroke: evaluating automated scoring of collaterals in acute stroke on computed tomography scans. Cerebrovasc Dis 2019;47(56)–:217–22. DOI: 10.1159/000500076.

24. Pfaff J., Seker F., Nagel S. et al. Evaluation of intracranial collaterals by a fully automated computer based algorithm compared to human readers. Eur Stroke J 2018;3(1 Suppl):77–8.

25. Soun J.E., Chow D.S., Nagamine M. et al. Artificial intelligence and acute stroke imaging. Am J Neuroradiol 2021;42(1):2–11. DOI: 10.3174/ajnr.A6883.

26. Boers AMM, Barros RS, Jansen IGH. et al. Quantitative collateral grading on CT angiography in patients with acute ischemic stroke. In: Molecular Imaging, Reconstruction and Analysis of Moving Body Organs, and Stroke Imaging and Treatment: 5th International Workshop, CMMI 2017 2nd International Workshop, RAMBO 2017 and 1st International Workshop, SWITCH 2017 Held in Conjunction with MICCAI 2017, Proceedings. 2017;10555:176–84. DOI: 10.1007/978-3-319-67564-0_18.

27. Boers A.M.M., Barros R.S., Jansen I.G.H. et al. Value of quantitative collateral scoring on CT angiography in patients with acute ischemic stroke. Am J Neuroradiol. 2018;39(6):1074–82. DOI: 10.3174/ajnr.A5623.