J Korean Neurol Assoc > Volume 43(1); 2025 > Article
급성 기저동맥폐색 환자에서 혈전제거술 시행 전 측정한 확산강조 영상 뇌간점수를 이용한 시술 후 예후 예측의 유용성: 관류자기공명 영상에서 측정한 Critical Area Perfusion Score와 비교 연구

Abstract

Background

This study evaluated the use of brainstem score (BSS) on pre-procedural diffusion-weighted imaging (DWI) to predict outcomes after mechanical thrombectomy (MT) in acute basilar artery occlusion (ABAO) patients and compared its predictive effectiveness to the critical area perfusion score (CAPS) on perfusion magnetic resonance imaging (MRI) using RAPID.

Methods

This study focused on ABAO patients who underwent MT after MRI at Dong-A University Hospital from 2013 to 2023. Ischemic lesion volume and DWI BSS were measured for all. For the group that underwent perfusion MRI using RAPID, CAPS were measured. The primary end point was a poor outcome at 90 days (modified Rankin scale [mRS], >2).

Results

71 patients had ABAO and underwent MT after MRI. The poor outcome group (66.2%) had significantly larger ischemic lesion volume and higher DWI BSS compared with the good outcome group. In the multiple logistic regression analysis, DWI BSS (odds ratio, 8.27; 95% confidence interval, 1.93-35.50; p<0.01) was an independent predictor of poor outcomes. In 26 patients, CAPS was measured on perfusion MRI. In this subgroup, poor outcome group (50.0%) had higher DWI BSS and CAPS than the good outcome group. In the multiple logistic regression analysis, DWI BSS remained a valid independent predictor for predicting outcomes, but CAPS did not function as an independent predictor.

Conclusion

In this study, the DWI BSS before MT in ABAO patients emerged as a useful imaging marker for predicting post-procedural outcomes. Its predictive ability is not only comparable to but even superior to CAPS on perfusion MRI.

서 론

기계적 혈전제거술(mechanical thrombectomy, MT)은 2015년에서 2018년까지 시행된 여러 임상시험을 바탕으로 급성 대혈관폐색(large vessel occlusion, LVO)에 의한 급성 허혈뇌졸중(acute ischemic stroke, AIS)에서 중요한 치료로 정립되었다[1-4]. 급성 기저동맥폐색(acute basilar artery occlusion, ABAO)은 허혈뇌졸중에서 드물게 발생하며 대혈관 뇌졸중의 6-10%를 차지한다[5]. 또한 ABAO의 예후는 매우 불량한데 사망률은 85%에 달하고[6] 생존자의 65%가 심각한 후유장애를 가진다[7]. 과거에는 ABAO에서 MT의 효용성이 불확실하였으나 2022년 시행된 endovascular treatment for acute basilar-artery occlusion (ATTENTION), basilar artery occlusion Chinese endovascular (BAOCHE) 연구에서 그 효과가 입증되었다[8,9].
하지만 전순환(anterior circulation)의 LVO에 비해 ABAO에서 예후 예측 및 혈전제거술 시행 여부를 결정하기 위한 뇌영상 지표에 대한 연구는 아직 부족한 실정이다. 전순환 LVO의 경우 자기공명영상(magnetic resonance imaging, MRI)의 확산강조영상(diffusion-weighted imaging, DWI)에서 허혈중심부(ischemic core) 크기 측정 및 이를 통한 Alberta stroke program early computed tomography (CT) score (ASPECTS)를 계산하거나 관류강조영상(perfusion-weighted imaging, PWI) 및 RAPID 소프트웨어(IschemaView, Menlo Park, CA, USA)를 이용하여 허혈반음영(ischemic penumbra) 측정과 같은 대뇌 실질의 양적인 손상을 반영한 영상 지표들이 시술 후 예후 예측에 유용하게 사용될 수 있다는 것이 보고되었다[3,4].
그러나 후순환(posterior circulation)은 전순환 부위와 뇌 구조가 다르며 특히 후순환 구조물 중 뇌간은 활력징후와 의식 유지에 더 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다[10]. 또한 ABAO에서 DWI 허혈중심부의 크기가 신경계 손상의 척도인 NIH뇌졸중척도(National Institutes of Health stroke scale, NIHSS)와 비례하지 않는다는 이전 보고들이 있다[11]. 따라서 단순히 허혈 병변 크기를 측정하는 것보다 뇌간 침범 정도를 측정하는 것이 ABAO의 예후 예측에 더 중요할 것으로 예상할 수 있다. 이러한 이유로 최근에는 시술 전 촬영한 DWI에서 뇌간 침범 정도를 측정한 뇌간점수(brainstem score, BSS)가 알려져 있으며 이를 시술 후 기능적 결과를 예측하는 도구로 사용한 의미 있는 결과들이 보고되고 있다[12].
또한 영상 기법의 발전에 따라 최근에는 PWI 및 RAPID 소프트웨어를 이용하여 심한 저관류 영역(Tmax>10초)을 측정하는 critical area perfusion score (CAPS)가 시술 후 예후를 예측하는 데 있어서 DWI 허혈 병변의 크기를 측정하는 것보다 더 유용하다고 알려져 있다[13]. PWI 및 RAPID 소프트웨어를 이용하여 CAPS를 측정하는 것은 최첨단 방법이지만 실제 각 임상 현장에서 PWI 프로토콜은 통일되어 있지 않으며 뇌간의 해부학적 복잡성 때문에 뇌간 침범 부위를 PWI에서 정확히 구별하는 것이 쉽지 않다[13]. 게다가 일차뇌졸중센터 또는 혈전제거술이 가능한 뇌졸중센터에서 RAPID 소프트웨어는 표준 구비 사항이 아니므로 보편화되어 있지 않다[14]. 그러므로 ABAO 환자에서 시술 전 PWI 및 RAPID 소프트웨어를 이용한 CAPS의 측정은 대부분의 뇌졸중센터에서 시행하기 어려운 방법이다.
본 연구에서는 ABAO 환자에서 MT 시행 전 촬영한 DWI에서 뇌간 침범 정도를 나타낸 DWI BSS가 90일째 기능적 예후를 예측하는 데 있어 어느 정도 유용성을 보이는지 알아보았다. 특히 PWI 및 RAPID 소프트웨어를 이용해 뇌간 침범 정도를 분석한 CAPS와 비교하여 MT 시행 후 예후 예측에 얼마나 효과적인지를 알아보았다.

대상과 방법

1. 연구 설계

본 연구는 부산권역심뇌혈관센터로 지정되어 있는 단일 기관에 입원한 환자의 국내 다기관 뇌졸중 코호트 연구(clinical research collaboration for stroke in Korea, CRCS-K) 자료 및 전자의무기록을 바탕으로 이루어진 후향적 관찰 연구이다.

2. 연구 대상

2013년부터 2023년까지 AIS로 진단되어 CRCS-K 내 동아대학교병원 데이터베이스에 등록된 환자이면서 급성기 치료로 MT를 시행받은 환자 635명 중 ABAO가 확인되고 MT 시행 전 DWI를 포함한 MRI를 촬영한 환자를 선별한 결과 총 71명을 연구 대상으로 선정하였다. 또한 본원에 2020년 이후 PWI에 RAPID 소프트웨어가 도입되었기 때문에 71명 중 2020년 이후 PWI 및 RAPID 소프트웨어를 사용한 환자 26명을 추가적인 분석을 위한 하위 그룹으로 선정하였다. 결과 변수를 확인할 수 없는 환자들은 제외하였다.

3. 자료 수집

CRCS-K 데이터베이스 내 등록되어 있는 연령, 성별 등의 기본 정보와 흡연, 고혈압, 당뇨병, 이상지질혈증, 심방세동, 관상동맥질환, 뇌졸중 기왕력 등의 뇌혈관 위험 인자를 수집하였으며 내원 당시 신경과 전문의가 평가한 NIHSS 점수, trial of Org 10172 in acute stroke treatment (TOAST) 분류의 일종인 MRI-based algorithm for acute ischemic stroke subtype classification (MAGIC)에 따른 허혈뇌졸중의 세부 분류[15] 그리고 기저동맥폐색 부위(근위부, 중간부, 원위부) 등의 뇌졸중 정보를 수집하였다.
뇌졸중의 치료 과정의 분석은 입원 기간 동안 작성된 전자의무기록을 토대로 하였다. 급성기 뇌경색 치료로 정맥 내 혈전용해제 투여 여부를 조사하였다. 시간 변수로는 최초 비정상 시간(first abnormal time) 또는 최종 정상 확인 시간(last normal time)으로부터 병원 도착까지의 시간(onset-to-door time)과 내원 후 혈전제거술 시행까지의 시간(door-to-puncture time)을 확인하여 이를 바탕으로 증상 발현에서 혈전제거술 시행까지의 시간(onset-to-puncture time, OTPT)을 계산하였다.
영상 지표에 대한 분석을 위하여 DWI에서 허혈 병변의 크기, DWI BSS, pc-ASPECTS를 측정하였다. DWI BSS는 뇌간(중뇌, 뇌교, 연수) 각각의 위치에서 좌우를 나눈 뒤 병변이 한 쪽의 절반 미만을 차지하면 1점, 절반 이상이면 2점을 부여하여 총 0-12점으로 측정한다(Table 1) [12]. pc-ASPECTS는 시상, 후두엽, 소뇌의 각 반구는 각 1점, 중뇌와 뇌교는 각 2점을 부여하며 총 10점에서 해당 점수를 차감하여 측정한다[16]. RAPID 소프트웨어를 이용하여 PWI를 촬영한 환자들에 대해서는 hypoperfusion intensity ratio (HIR) (Tmax>10초 or Tmax>6초)와 CAPS를 측정하였다. CAPS는 Tmax>10초의 저관류 부위를 측정하여 점수를 매기는데 소뇌의 각 반구는 1점, 뇌교는 2점, 중뇌/시상은 2점을 부여하여 총 0-6점으로 측정한다[13].
임상 결과에 대한 분석을 위하여 MT 후 재관류 여부를 modified treatment in cerebral infarction (mTICI) 등급으로 측정하였고 재관류 실패(mTICI, 0-2a)와 성공(mTICI, 2b-3)으로 정의하였다. 그리고 MT 후 잔존 협착(residual stenosis) 여부를 확인하였다. 기능적 예후에 대한 척도로 MT 후 90±7일 기간에 작성된 환자의 의무기록이나 환자 및 보호자와 시행하였던 대면 또는 유선상 면담 내역을 바탕으로 90일째 수정 Rankin 척도(modified Rankin scale, mRS)를 수집하였다.
AIS의 MT 치료 효과를 분석한, 관련된 무작위 대조 연구를 비롯한 다수의 선행 연구에서 90일째 mRS를 이분화하여 예후 표지자로 분석함을 반영하였고[17,18] mRS 0-2점, 3-6으로 이분화하여 좋은 예후(good outcome)와 나쁜 예후(poor outcome)로 정의하였으며 90일째 mRS를 1차 연구 결과(primary outcome)로 설정하였다.
본 연구 목적에 따라 대상 환자군 전체에서 DWI 허혈중심부 크기, DWI BSS, pc-ASPECTS의 시술 후 90일째 기능적 예후에 대한 예측력을 검정하였다. 또한 RAPID 소프트웨어를 포함한 PWI를 촬영한 환자군을 대상으로 CAPS를 측정하여 시술 후 90일째 예후와의 연관성 및 예측 능력을 DWI BSS와 비교 분석하였다.

4. 통계 분석

통계 분석은 Stata/SE 18.0 for windows (StataCorp LLC, College Station, TX, USA)를 이용하였고 유의 수준은 0.05로 하였다.
연속형 변수는 평균±표준편차로, 범주형 변수는 빈도와 백분율로 표기하였다. 환자군들 사이의 비교를 위하여 연속형 변수에 대해서 정규분포인 경우 독립 t-test를, 정규분포가 아닌 경우에는 Mann-Whitney U test를 시행하였고 범주형 변수는 chi-square test를 사용하였다.
영상 지표들은 중앙값을 기준으로 이분화하였는데 DWI BSS는 낮은 DWI BSS (0-2)와 높은 DWI BSS (3-12)로, pc-ASPECTS는 낮은 pc-ASPECTS (0-5)와 높은 pc-ASPECTS (6-10)로, HIR는 낮은 HIR (0.00-0.02)과 높은 HIR (>0.02)로, CAPS는 낮은 CAPS (0-3)와 높은 CAPS (4-6)로 이분화하여 정의하였다.
좋은 예후군과 나쁜 예후군에서 통계적으로 유의미한 차이를 보이는(p<0.05) 독립변수에 대하여 종속변수(90일째 mRS)와의 상관관계를 확인하기 위해 단순 로지스틱 회귀 분석을 시행하였다. 종속변수와 유의미한 상관관계를 보이는 독립변수들에 대하여 다른 변수들을 조정하기 위해 다중 로지스틱 회귀 분석을 시행하여 교차비(odds ratio, OR)와 95% 신뢰구간(confidence interval, CI)을 확인하였다. 로지스틱 회귀 분석의 적합도는 Hosmer-Lemeshow 적합도 검정을 통해 확인하였다.
ABAO 환자의 MT 전 측정한 DWI BSS로 시술 후 예후를 예측하는 것의 정확도와 결정치(cut-off value)를 검정하기 위하여 수신자 작동 특성 곡선(receiver operating characteristic curve, ROC curve)을 이용하여 분석하였다. ABAO 환자의 MT 전 DWI상 허혈 병변 크기로 시술 후 예후를 예측하는 로지스틱 모형 1을 설정하고 별도로 허혈 병변의 크기에 DWI BSS를 독립변수로 추가한 로지스틱 모형 2를 설정한 뒤 두 모형의 예측 정확도를 비교하기 위해 ROC comp (StataCorp LLC)를 이용하여 두 모형의 ROC curve의 area under curve (AUC)를 비교 분석하였다[19]. 이를 통해 시술 후 예후 예측에 있어서 DWI BSS가 DWI상 허혈 병변의 크기를 넘어서는 가치가 있는지 검정하였다.

결 과

1. 대상군의 임상적 특성

해당 연구 기간 동안 ABAO에 의한 AIS로 MT를 시행하고 시술 전 DWI을 포함한 MRI를 촬영한 환자는 총 71명이다. 이들의 평균 연령은 68.49±10.75세이며 남성은 53명(74.6%), 여성은 18명(25.4%)이다. 흡연자는 24명(33.8%)을 차지하였으며 고혈압 51명(71.8%), 심방세동 25명(35.2%), 당뇨병 23명(32.4%), 과거 뇌혈관 사고 16명(22.5%), 관상동맥질환 11명(15.5%) 순으로 동반 질환이 확인되었다. 입원 당시 NIHSS의 중앙값은 13 (interquartile range [IQR], 8-18)이었으며 급성기 재관류 치료로 정맥 내 혈전용해제를 투여한 환자는 38명(53.5%)이다. ABAO의 부위는 근위부 32명(45.1%), 중간부 15명(21.1%), 원위부 24명(33.8%)으로 확인되었다. OTPT는 중앙값 370분(IQR, 234-615)으로 확인되었다. DWI 허혈중심부 크기의 중앙값은 6 cc (IQR, 2.00-16.54)였다. DWI BSS는 낮은 점수(0-2)가 41명(57.7%), 높은 점수(3-12)는 30명(42.3%)이었으며 pc-ASPECTS는 낮은 점수(0-5)가 29명(40.8%), 높은 점수(6-10)는 42명(59.2%)이었다. MT 후 재관류 성공(mTICI grade, 2b-3)은 45명(63.4%)이었다. MT 후 90일째 좋은 예후 환자군은 24명(33.8%), 나쁜 예후 환자군은 47명(66.2%)으로 확인되었다(Table 2).

2. MT 시술 후 90일째 기능적 예후에 연관된 인자

시술 후 90일째 예후에 따른 두 환자군에서 인구역학, 뇌혈관 위험인자에 따른 빈도를 분석하였을 때 나이, 성별, 흡연, 고혈압, 당뇨병, 심방세동, 관상동맥질환, 뇌졸중 기왕력에 의한 통계학적으로 유의한 차이는 관찰되지 않았다. 두 환자군에서 시간 변수인 OTPT나 정맥 내 혈전용해제 투여 여부에 의한 유의한 차이는 관찰되지 않았지만 입원 당시 NIHSS는 좋은 예후 환자군에 비해 나쁜 예후 환자군에서 유의하게 더 높은 점수(중앙값, 11 vs. 14; p=0.009)가 관찰되었다. 영상 지표들에 대한 분석에서는 나쁜 예후 환자군에서 DWI 허혈중심부 크기가 유의하게 더 큰 값(중앙값, 1.90 vs. 8.42; p=0.022)이 관찰되었고 더 높은 BSS를 가지는 환자군(DWI BSS, 0-2 vs. 3-12)의 비율이 증가한 것(12.5% vs. 57.4%; p<0.001)이 관찰되었지만 pc-ASPECTS (0-5 vs. 6-10)에 의한 유의한 차이는 관찰되지 않았다. 두 환자군에서 MT 후 재관류 성공 여부에 따른 빈도를 분석하였을 때 나쁜 예후 환자군에서 재관류 실패(mTICI, 0-2a)를 보이는 환자의 빈도가 유의하게 더 높은 값(16.7% vs. 46.8%; p=0.013)을 보였다(Table 2).
따라서 시술 후 90일째 예후에 따른 두 환자군에서 유의미한 빈도 차이(p<0.05)를 보이는 독립변수는 입원 당시 NIHSS, DWI 허혈중심부 크기, DWI BSS, 재관류 성공 여부로 확인되었다. 이 변수들로 90일째 나쁜 예후에 대한 단순 로지스틱 회귀 분석 결과 입원 당시 NIHSS (OR, 1.12; 95% CI, 1.02-1.23; p=0.013), DWI 허혈중심부 크기(OR, 1.07; 95% CI, 1.01-1.14; p=0.032), 높은 DWI BSS (OR, 9.45; 95% CI, 2.47-36.12; p=0.001), 재관류 실패(OR, 4.40; 95% CI, 1.30-14.86; p=0.017)는 유의한 상관관계를 보였다. 상기 변수들을 이용하여 각 변수를 보정한 다중 로지스틱 회귀 분석을 시행한 결과 DWI BSS (OR, 8.27; 95% CI, 1.93-35.50; p=0.004), 재관류 실패(OR, 4.76; 95% CI, 1.17-19.29; p=0.029)는 90일째 나쁜 예후와 독립적인 상관관계가 확인되었다(Table 3).
MT 후 90일째 나쁜 예후를 예측하기 위한 최적의 DWI BSS 값을 알아보기 위하여 ROC curve를 이용해 분석한 결과 결정치(cut-off value)는 3이며 민감도 74.47%와 특이도 62.50%를 보였다. AUC는 0.76 (95% CI, 0.64-0.85)으로 측정되었다(Fig. A).

3. ABAO에서 MT 시술 후 예후 예측에 있어 DWI BSS의 추가적인 예측 능력 분석

DWI 허혈중심부 크기와 DWI BSS의 시술 후 예후 예측력을 비교하기 위하여 추가적인 분석을 시행하였다. DWI 허혈중심부 크기로 시술 후 예후를 예측하기 위한 로지스틱 모형 1의 예측 확률을 구하고 모형 1에 DWI BSS를 독립변수로 추가한 모형 2의 예측 확률을 구한 뒤 두 모형에서 ROC curve의 AUC를 계산하여 비교한 결과 모형 1의 AUC는 0.74 (95% CI, 0.60-0.87), 모형 2의 AUC는 0.84 (95% CI, 0.74-0.94)로 측정되어 모형 1에 비해 모형 2의 AUC가 유의하게 높았다(p<0.05) (Fig. B).

4. PWI상 CAPS의 MT 시술 후 90일째 예후 예측

연구 대상 71명 중 PWI를 촬영하고 RAPID 소프트웨어를 이용하여 분석한 26명의 환자들 중 시술 후 90일째 나쁜 예후 환자군은 13명(50.0%)이었다. 좋은 예후 환자군에 비해 나쁜 예후 환자군에서 높은 DWI BSS (7.7% vs. 84.6%, p<0.001), 높은 CAPS (15.4% vs. 53.8%, p=0.039)를 가지는 환자의 비율이 유의하게 더 높았다(Table 4).
단순 로지스틱 회귀 분석에서 DWI BSS (OR, 66.00; 95% CI, 5.23-833.56; p=0.001), CAPS (OR, 6.42; 95% CI, 1.00-41.21; p=0.050)는 90일째 나쁜 예후와 유의한 상관관계를 보였다. 각 변수를 보정한 다중 로지스틱 회귀 분석 결과 DWI BSS (OR, 69.97; 95% CI, 4.32-1,132.29; p=0.003)는 90일째 나쁜 예후와 여전히 유의한 상관관계를 보인 반면에 CAPS (OR, 7.17; 95% CI, 0.43-118.81; p=0.169)는 유의한 상관관계를 보이지 않았다(Table 5).

고 찰

본 연구에서 얻은 중요한 결론을 두 가지로 정리할 수 있다. 첫 번째는 ABAO 환자에서 MT 전 검사한 DWI BSS가 시술 후 90일째 기능적 예후를 예측하는 데 DWI 허혈중심부 크기나 pc-ASPECTS 측정보다 더 유용하였다. 두 번째는 DWI BSS가 PWI에서 RAPID 소프트웨어를 이용하여 분석한 CAPS에 비해 그 예측 정도가 떨어지지 않았다.
전순환계 LVO에 의한 AIS의 경우 주된 손상 부위는 대뇌인데 비해 후순환계의 경우 뇌간, 소뇌, 후두엽 그리고 시상을 포함한다. 신경계 기능이 비교적 균등하게 분포된 대뇌에 비해 후 순환계에서는 다른 부위들에 비해 뇌간에 중요 기능들이 압축되어 위치하고 있다[10]. 이런 이유로 이전 연구에서도 ABAO 후 DWI 허혈중심부 크기는 신경계 손상의 척도인 NIHSS와 비례하지 않았고[11] 민감하게 기능적 예후를 예측하지 못하였다. 본 연구의 71명의 ABAO 환자군에서는 DWI 허혈중심부 크기는 MT 시술 후 90일째 예후를 측정하는 데 의미 있는 결과를 보였으나 26명을 대상으로 한 분석에서는 DWI 허혈중심부 크기는 시술 후 90일째 예후를 의미 있게 예측하지 못했다. 이는 대상 환자의 특성을 고려하였을 때 특별히 ABAO로 인해 침범된 구역이 소뇌 혹은 후두엽이 많은 경우 DWI 허혈 병변의 크기가 크더라도 실제로 mRS로 측정되는 기능적 예후에 침범된 크기 만큼 영향을 주지 못할 가능성이 있다.
pc-ASPECTS는 ABAO 후 MT에 대한 많은 연구들에서 뇌 영상 지표로 사용되었다[8,9]. 그러나 일반적인 뇌CT를 이용한 경우에는 두개골 기저부의 밀집한 구조로 인하여 정확하게 뇌간 부위의 허혈 변화를 판별하기 어렵고 연구자 간에 일관성 있는 결과를 도출하지 못한다[13]. 이런 단점들을 보완하기 위하여 MRI 중 DWI를 이용하여 pc-ASPECTS를 측정해 사용한다. 본 연구에서도 DWI상 pc-ASPECTS를 측정하였으나 MT 후 90일째 기능적 예후를 예측하는 데 유용성을 보여주지 못하였다. pc-ASPECTS 측정 시 뇌간 이외에 소뇌, 후두엽 그리고 시상이 포함되어 있다. 뇌간 허혈 손상의 경우 작은 병변으로도 심각한 신경계장애를 유발할 수 있는데 비해 소뇌의 경우 크기가 큰 뇌경색임에도 불구하고 미약한 신경 손상만 남길 수 있다. 이런 이유로 최근 연구들에서 ABAO 후 MT에 대한 예후 예측을 위한 pc-ASPECTS의 cut-off point를 5 혹은 8으로 잡아야 한다는 일관되지 않은 결과가 나온다고 추측된다[16,20-22]. 특별히 BAOCHE 연구에서는 연구 배제 항목에서 pc-ASPECTS 외에 pons-midbrain-index라는 평가 도구를 추가하여 pc-ASPECTS의 단점을 보완하려는 시도가 있었다[9].
본 연구에서 병원 도착 시 NIHSS로 측정된 신경계 중증도 역시 ABAO 환자의 MT 후 예후를 추정할 수 있으나 후순환 뇌경색에서 관찰되는 실조, 안검하수, 삼킴곤란, 쉰소리 등의 뇌간 병변 증상들은 NIHSS에 반영되어 있지 않아 예후를 정확히 예측하기에는 부족하다.
ABAO 환자에서 뇌간 병변을 더 잘 반영하기 위한 BSS를 측정하는 다양한 방법들이 여러 논문을 통해 제시되었는데[12,23-26] 이 중 DWI BSS는 각 뇌간 부위를 좌우로 양분하여 침범 정도에 따라 점수를 세분화하였다[12]. 본 연구에서는 영상 지표 중 DWI 허혈중심부 크기와 DWI BSS가 예후와의 연관성을 보였지만 90일째 예후에 대한 다중 로지스틱 회귀 분석에서 DWI BSS의 교차비가 DWI 허혈중심부 크기보다 높았다(Table 3). 더구나 90일째 예후에 대한 DWI 허혈중심부 크기를 이용해 만든 로지스틱 모형 1의 ROC curve와 DWI BSS를 추가해 구성한 로지스틱 모형 2의 ROC 곡선을 비교하였을 때 모형 2의 AUC가 증가한 것으로 보아 DWI BSS가 DWI 허혈중심부 크기 측정보다 예후 예측에 있어 추가적인 이점이 있음을 확인하였다. 따라서 단순히 DWI 허혈중심부 크기 측정보다는 뇌간 손상 정도를 세분화하여 점수를 측정하는 DWI BSS가 예후 예측에 있어 더 유용하다고 판단된다. 한편 본 연구에서는 DWI BSS의 중앙값 3점을 기준으로 임의적으로 이분화하여 통계를 진행했는데 ROC 곡선을 통해 시술 후 예후 예측에 대한 결정치를 구한 값 역시 3점으로 이전 연구[12]와 동일한 결과를 보여주었다. 따라서 본 연구에서 사용한 분석 방법이 적절하였다고 판단할 수 있었다.
본 연구에서는 RAPID 소프트웨어를 포함한 PWI를 촬영한 26명에서 CAPS를 측정하여 DWI BSS와 MT 후 예후 예측 정도를 비교하였는데 이 분석에서 DWI BSS만이 90일째 예후 예측에 독립적인 연관성을 보였고 PWI CAPS는 연관성을 보이지 않았다. 이는 이전 연구에서 PWI CAPS가 ABAO에서 MT 후 예후 예측에 있어 허혈중심부 크기 측정보다 더욱 의미 있는 지표로 나타나 예후 예측에 유용하다는 연구 결과[13]와 상반된다. CAPS가 예후 예측 인자로 증명된 연구에서는 주로 관류 CT로 허혈 병변 크기 및 CAPS를 측정한 반면[13] 본 연구의 경우 모든 대상을 MRI를 이용하여 DWI상 허혈 병변 크기와 PWI 상 CAPS를 측정하였기에 연구 방법에 있어 이전 연구와 상당히 다르다. CT상 허혈 병변 크기 측정과 관류CT상 저관류 영역을 측정하는 것에 비해 MRI에서 DWI과 PWI를 이용한 측정이 더 용이하고 객관적이다. 본 연구를 통해 ABAO 환자에서 MT 후 예후 예측을 위하여 DWI BSS가 가장 유용한 영상 지표임을 확인하였다.
하지만 본 연구에서 CAPS를 측정한 환자의 수가 26명으로 적기 때문에 통계적 가치가 떨어지고 비교 강도가 약하다는 한계가 있다. 따라서 추후 더 큰 표본 크기에 대한 분석이 필요하다. 그 외에도 이 연구는 후향적이고 단일 센터에서 진행되어 선택 편향이 있을 가능성이 있으며 10년에 걸친 긴 데이터 수집 과정에서 MT의 적응증, 평가 방법, 치료 방법의 변화가 교란변수로 작동할 수 있다는 한계가 있다. 또한 증상 발생 후 DWI 영상을 촬영한 시간에 따라 DWI BSS의 결과가 다를 수 있기에 추후 이에 대한 자세한 연구가 필요할 것으로 보이며 뇌졸중 기전과 항혈전제 사용, 조기 재관류 등이 결과 예측에 잠재적인 혼란 변수로 작용할 가능성이 있어 향후 전향적인 연구를 통해 보정 및 분석이 필요할 것으로 사료된다.
본 연구를 통해 ABAO 환자에서 MT 시행 전 촬영한 DWI상 뇌간 손상 정도를 세분화하여 수치화한 DWI BSS 측정이 시술 후 예후 예측에 도움이 될 것으로 추측하며 그 점수가 3점 이상인 경우 시술 후 혈관 재개통이 되더라도 장기적으로 나쁜 예후를 보일 것으로 예상한다. 특별히 우리나라 인증 뇌졸중센터의 95%를 차지하는 재관류 치료 뇌졸중센터(thrombectomy-capable stroke center)의 필수 구성 장비에 DWI가 포함되므로[14] DWI BSS 측정은 일반적인 뇌졸중센터 수준에서 충분히 시행할 수 있는 검사라고 생각된다. 더욱이 PWI를 24시간 가동할 수 있는 뇌졸중센터가 드물고 대부분 뇌졸중센터에서 특히 RAPID 소프트웨어를 보유하지 않은 것을 고려하여 CAPS를 이용한 ABAO 환자들의 MT 후 예후 평가는 비현실적임을 감안할 때 DWI BSS의 유용성이 더 강조된다.

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Figure.
(A) ROC curve for predicting 90-day poor outcome according to DWI BSS. The cut-off value of DWI BSS for prediction of the poor outcome was 0.3 (sensitivity, 0.74; specificity, 0.63; AUC, 0.76; 95% CI, 0.64-0.85). (B) ROC curve for predicting 90-day poor outcome according to (blue) DWI lesion volume (AUC, 0.74; 95% CI, 0.60-0.87) and (red) DWI lesion volume with DWI BSS (AUC, 0.84; 95% CI, 0.74-0.94). DWI BSS; diffusion-weighted imaging brainstem score, ROC; receiver operating characteristic, AUC; area under the curve, CI; confidence interval.
jkna-43-1-1f1.jpg
Table 1.
Method of measuring DWI BSSa
Region Point
Midbrain 1-2/one side
Pons 1-2/one side
Medulla 1-2/one side

DWI; diffusion-weighted imaging, BSS; brainstem score.

a To measure the score, the left and right sides are analyzed separately at each level of the brainstem (midbrain, pons, and medulla). One point was given for each unilateral lesion at the brainstem level (medulla, pons, and midbrain) that occupied less than one-half of the area. Two points were given if the lesion occupied more than one-half of the area. To obtain higher interobserver reproducibility, the slide on which the lesion was more evident and more extended was chosen. The DWI BSS ranged from 0 to 12.

Table 2.
Baseline demographics, clinical and imaging characteristics of ABAO patients who underwent mechanical thrombectomy according to good and poor outcome groups
Parameter Good outcomea (n=24) Poor outcomeb (n=47) All (n=71) p-value
Age (years) 67.50±9.86 69.00±11.24 68.49±10.75 0.582
Sex 0.229
 Male 20 (83.3) 33 (70.2) 53 (74.6)
 Female 4 (16.7) 14 (29.8) 18 (25.4)
Smoking 7 (29.2) 17 (36.2) 24 (33.8) 0.193
Hypertension 15 (62.5) 36 (76.6) 51 (71.8) 0.212
Diabetes mellitus 7 (29.2) 16 (34.0) 23 (32.4) 0.678
Atrial fibrillation 10 (41.7) 15 (31.9) 25 (35.2) 0.416
Coronary artery disease 5 (20.8) 6 (12.8) 11 (15.5) 0.374
Prior CVA 6 (25.0) 10 (21.3) 16 (22.5) 0.722
NIHSS at admission 11 (5.5-13.0) 14 (9-19) 13 (8-18) 0.009
Portion of ABAO
 Distal 8 (33.3) 16 (34.0) 24 (33.8)
 Middle 7 (29.2) 8 (17.0) 15 (21.1)
 Proximal 9 (37.5) 23 (48.9) 32 (45.1)
TOAST classification
 Large artery atherosclerosis 9 (37.5) 21 (44.7) 30 (42.3)
 Small vessel occlusion 0 (0.0) 0 (0.0) 0 (0.0)
 Cardio-embolism 3 (12.5) 7 (14.9) 10 (14.1)
 Other determined etiology 1 (4.2) 2 (4.3) 3 (4.2)
 Undetermined etiology 11 (45.8) 17 (36.2) 28 (39.4)
IV thrombolysis 13 (54.2) 25 (53.2) 38 (53.5) 0.938
OTPT (min) 405 (234-650) 360 (234-610) 370 (234-615) 0.332
DWI lesion volume (cc) 1.90 (0.98-8.23) 8.42 (4.00-20.00) 6 (2.00-16.54) 0.022
DWI BSS <0.001
 Low, 0-2 21 (87.5) 20 (42.6) 41 (57.7)
 High, 3-12 3 (12.5) 27 (57.4) 30 (42.3)
pc-ASPECTS 0.153
 Low, 0-5 7 (29.2) 22 (46.8) 29 (40.8)
 High, 6-10 17 (70.8) 25 (53.2) 42 (59.2)
Recanalization
 Goodc 20 (83.3) 25 (53.2) 45 (63.4) 0.013
 Poord 4 (16.7) 22 (46.8) 26 (36.6)

Values are presented as number (%), mean±standard deviation, or median (interquartile range).

ABAO; acute basilar artery occlusion, CVA; cerebrovascular accident, NIHSS; National Institutes of Health stroke scale, TOAST; trial of Org 10172 in acute stroke treatment, IV; intravenous, OTPT; onset-to-puncture time, DWI; diffusion-weighted imaging, BSS; brainstem score, pc-ASPECTS; posterior circulation Alberta stroke program early computed tomography score, mRS; modified Rankin scale, mTICI; modified treatment in cerebral infarction.

a mRS≤2.

b mRS>2.

c mTICI, 2b-3.

d mTICI, 0-2a.

Table 3.
Simple and multiple logistic regression analysis of 90-day poor outcome for total patients
Simple logistic regression
Multiple logistic regression
OR (95% CI) p-value OR (95% CI) p-value
NIHSS at admission 1.12 (1.02-1.23) 0.013 1.07 (0.96-1.19) 0.208
DWI lesion volume 1.07 (1.01-1.14) 0.032 1.06 (0.99-1.13) 0.088
DWI BSS
 High, 3-12 9.45 (2.47-36.12) 0.001 8.27 (1.93-35.50) 0.004
Recanalization
 Poora 4.40 (1.30-14.86) 0.017 4.76 (1.17-19.29) 0.029

OR; odds ratio, CI; confidence interval, NIHSS; National Institutes of Health stroke scale, DWI; diffusion-weighted imaging, BSS; brainstem score, mTICI, modified treatment in cerebral infarction.

a mTICI 0-2a.

Table 4.
Baseline demographics, clinical and imaging characteristics of the patients who analyzed by perfusion MRI using RAPID according to good and poor outcome groups
Parameter Good outcomea (n=13) Poor outcomeb (n=13) All (n=26) p-value
Age (years) 69.46±10.67 71.31±13.41 70.39±11.91 0.701
Sex 1.000
 Male 11 (84.6) 11 (84.6) 22 (84.6)
 Female 2 (15.4) 2 (15.4) 4 (15.4)
Smoking 3 (23.1) 4 (30.8) 7 (26.9) 0.183
Hypertension 9 (69.2) 9 (69.2) 18 (69.2) 1.000
Diabetes mellitus 4 (30.8) 3 (23.1) 7 (26.9) 0.658
Atrial fibrillation 8 (61.5) 4 (30.8) 12 (46.2) 0.116
Coronary artery disease 3 (23.1) 4 (30.8) 7 (26.9) 0.658
Prior CVA 3 (23.1) 3 (23.1) 6 (23.1) 1.000
NIHSS at admission 10 (5-13) 13 (9-16) 11.5 (8-16) 0.106
Portion of ABAO
 Distal 4 (30.8) 6 (46.2) 10 (38.5)
 Middle 5 (38.5) 1 (7.7) 6 (23.1)
 Proximal 4 (30.8) 6 (46.2) 10 (38.5)
TOAST classification
 Large artery atherosclerosis 4 (30.8) 3 (23.1) 7 (26.9)
 Small vessel occlusion 0 (0.0) 0 (0.0) 0 (0.0)
 Cardio-embolism 3 (23.1) 1 (7.7) 4 (15.4)
 Other determined etiology 0 (0.0) 2 (15.4) 2 (7.7)
 Undetermined etiology 6 (46.2) 7 (53.8) 13 (50.0)
IV thrombolysis 6 (46.2) 6 (46.2) 12 (46.2) 1.000
OTPT (min) 380 (255-685) 288 (234-492) 372.5 (234-593) 0.541
DWI lesion volume (cc) 1.14 (0.96-6.00) 4.00 (1.57-24.00) 3.62 (1.00-9.00) 0.140
DWI BSS <0.001
 Low, 0-2 12 (92.3) 2 (15.4) 14 (53.8)
 High, 3-12 1 (7.7) 11 (84.6) 12 (46.2)
pc-ASPECTS 0.691
 Low, 0-5 8 (61.5) 7 (53.8) 15 (57.7)
 High, 6-10 5 (38.5) 6 (46.2) 11 (42.3)
CAPS 0.039
 Low, 0-3 11 (84.6) 6 (46.2) 17 (65.4)
 High, 4-6 2 (15.4) 7 (53.8) 9 (34.6)
HIR 0.027
 Low, 0.0-0.2 12 (92.3) 7 (53.8) 19 (73.1)
 High, >0.2 1 (7.7) 6 (46.2) 7 (26.9)
Recanalization 0.352
 Goodc 11 (84.6) 9 (69.2) 20 (76.9)
 Poord 2 (15.4) 4 (30.8) 6 (23.1)

Values are presented as number (%), mean±standard deviation or median (interquartile range).

MRI; magnetic resonance imaging, CVA; cerebrovascular accident, NIHSS; National Institutes of Health stroke scale, ABAO; acute basilar artery occlusion, TOAST; trial of Org 10172 in acute stroke treatment, IV; intravenous, OTPT; onset-to-door time, DWI; diffusion-weighted imaging, BSS; brainstem score, pc-ASPECTS; posterior circulation Alberta stroke program early computed tomography score, CAPS; critical area perfusion score, HIR, hypoperfusion intensity ratio, mRS; modified Rankin scale, mTICI, modified treatment in cerebral infarction.

a mRS≤2.

b mRS>2.

c mTICI, 2b-3.

d mTICI, 0, 1, and 2a.

Table 5.
Multiple logistic regression analysis of 90-day poor outcome for the patients who analyzed by perfusion MRI using RAPID
Simple logistic regression
Multiple logistic regression
OR (95% CI) p-value OR (95% CI) p-value
DWI BSS
 High, 3-12 66.00 (5.23-833.56) 0.001 69.97 (4.32-1,132.29) 0.003
CAPS
 High, 4-6 6.42 (1.00-41.21) 0.050 7.17 (0.43-118.81) 0.169

MRI; magnetic resonance imaging, OR; odds ratio, CI; confidence interval, DWI; diffusion-weighted imaging, BSS; brainstem score, CAPS; critical area perfusion score.

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