Imaging of acute stroke and transient ischaemic attack | Journal of Neurology, Neurosurgery & Psychiatry
On oktober 17, 2021 by adminACUTE STROKE
Rongeveer 85% van de gevallen van beroerte die voldoen aan de definitie van de Wereldgezondheidsorganisatie van 1976 zijn ischemisch van oorsprong, met 10% veroorzaakt door een focale bloeding en 5% door een subarachnoïdale bloeding (SAH). Aangezien SAH zich zelden met plotselinge focale symptomen presenteert, wordt SAH in dit overzicht buiten beschouwing gelaten.
Veel ischemische beroerten vertonen een snelle vroege verbetering, wat ertoe leidt dat clinici de term “TIA” gebruiken, terwijl dit etiket strikt genomen alleen wordt opgeplakt wanneer de symptomen binnen 24 uur volledig verdwijnen. De meeste echte TIA’s duren minuten, en hoe langer de symptomen duren, hoe groter de kans dat een oorzakelijk letsel wordt geïdentificeerd op beeldvorming.
Bloeding
Computatietomografie
Non-contrast CT (NCCT) blijft de gouden standaard voor het opsporen van intracraniële bloedingen bij een acute beroerte. Bloed is hyperdense vanwege zijn hoge elektronendichtheid (fig. 1). Naarmate bloed wordt afgebroken, daalt de dichtheid op de CT met ongeveer 1,5 Hounsfield units (HU) per dag. Oude bloedingen verschijnen hypodense op de CT binnen een tijdschaal die bepaald wordt door het volume van het initiële hematoom. Kleine bloedingen kunnen binnen enkele dagen na de gebeurtenis niet te onderscheiden zijn van infarcten.
De meeste op CT gedefinieerde EIC’s, en systemen zoals ASPECTS, hebben uitsluitend betrekking op beroerten veroorzaakt door occlusie van de halsslagader, de hoofdstam van het MCA, of de grote takken van het MCA. De gevoeligheid van CT voor ischemie binnen kleine doordringende slagadergebieden, de posterieure circulatie, of verspreide multifocale kleine infarcten die vaak worden aangetroffen bij embolische beroerte, is niet vastgesteld, en technische beperkingen betekenen dat de gevoeligheid van CT in deze scenario’s waarschijnlijk gering is.
Vaathyperdensiteit
Verhoogde dichtheid van het MCA of andere intracraniële vaten op NCCT is een indicatie van trombus die het vat gedeeltelijk of volledig afsluit. Het vlak van doorsnede van de CT betekent dat hoofdstam MCA-occlusies worden gezien als een lineaire hyperdensiteit in de sylviaanse fissuur, terwijl interne halsslagader (ICA) of tak MCA-occlusies kunnen worden gezien als hyperdense “stippen” in doorsnede. “Vals-positieve” hypderdense MCA’s kunnen worden gezien, met name bij aandoeningen die gepaard gaan met een verhoogd hematocriet (bijvoorbeeld polycythaemie) of waar hypodensiteit van hersenparenchym leidt tot een verhoogd contrast met normale vaten (bijvoorbeeld herpes encefalitis).
Contrast CT
Routinematig gebruik van contrastversterkte CT is van beperkte extra diagnostische waarde bij een acuut herseninfarct en wordt niet aanbevolen, hoewel de bezorgdheid dat doorbraak van de bloed-hersenbarrière zou leiden tot extravasatie van contrast met risico op verergering van het herseninfarct niet wordt ondersteund door bewijsmateriaal. Er is melding gemaakt van een verhoogde zichtbaarheid van ischemische laesies binnen zes uur na het begin op bronbeelden van CT-angiografie (CTA) onderzoeken, maar in feite levert de toediening van een hoge dosis contrast voor CTA een beeld op dat het cerebrale bloedvolume (CBV) weergeeft. Een verlaagde CBV komt overeen met een infarctkern. CT met routinedoses contrast is in dit opzicht niet gevalideerd, en in het algemeen moet het gebruik van contrastmiddelen dienen om aanvullende informatie te verkrijgen uit CTA of CT-perfusie (CTP), of om specifieke diagnostische zorgen over alternatieve pathologieën aan te pakken.
CT-angiografie
CTA van intracraniële vaten kan de plaats van vaatocclusie identificeren, wat van waarde kan zijn bij klinische managementbeslissingen. Bijvoorbeeld, de respons op intraveneuze trombolytische behandeling van tandem occlusies van de ipsilaterale ICA en MCA, carotis “T” occlusies, of van basilair arterie trombose, is slecht in vergelijking met geïsoleerde MCA occlusie, en in veel centra wordt beschouwd als een potentiële indicatie voor reddingstherapie met intra-arteriële trombolytica of mechanische embolus verwijdering.
CT-perfusie
Multidetector CT-scanners maken de acquisitie mogelijk van verscheidene doorsneden van de hersenen herhaaldelijk tijdens de intraveneuze passage van hoge doses gejodeerd contrastmiddel. De veranderingen in de dichtheid-tijdkromme voor elke pixel maken de berekening mogelijk van een aantal parameters die de weefseldoorbloeding weergeven door middel van wiskundige berekeningen die zijn gebaseerd op het centrale-volumeprincipe. Typische afgeleide parameters zijn de gemiddelde doorgangstijd (MTT), de tijd tot de boluspiek (TTP) en de CBV, waaruit de cerebrale bloedstroom (CBF) kan worden berekend (als MTT/CBV). TTP en MTT in de eerste 3-6 uur na het begin van de beroerte zijn voorspellend voor het uiteindelijke infarctvolume bij afwezigheid van reperfusie, en vertegenwoordigen weefsel dat risico loopt. Een verminderde CBV wijst waarschijnlijk op een falen van de autoregulatoire reacties en bijgevolg op weefselinfarct. Het verschil tussen CBV en TTP- of MTT-laesies kan worden beschouwd als een schatting van de “ischemische penumbra”, het volume van weefsel dat risico loopt op infarct maar nog levensvatbaar is (fig. 5).6 PCT is gevalideerd ten opzichte van andere technieken zoals diffusie en perfusie-MRI, en kwantitatieve PET. Beweringen dat CTP zelf in staat is de kwantitatieve bloedstroom te meten, worden niet door iedereen aanvaard.
(A) Perfusie CT (time to peak (TTP) map) van acute linker MCA ischaemie sub-drie uur en (B) equivalente niet-contrast CT. Perfusie CT voorspelt het uiteindelijke infarctvolume in afwezigheid van arteriële rekanalisatie: (C) drie uur TTP-kaart en (D) 24 uur niet-contrast CT.
Toediening van een hoge dosis contrast voor CTA of CTP brengt een risico van nierinsufficiëntie met zich mee en vereist ook het staken van metformine bij diabetici om het neerslaan van melkzuurose te voorkomen, een zeldzame complicatie. Er bestaat ook een risico op allergische reacties. De extra tijd die nodig is voor het onderzoek, en de noodzaak voor een patiënt om stil te liggen tijdens het scannen, kan problemen opleveren bij acuut zieke patiënten.
Magnetic resonance imaging
Conventionele MRI sequenties zoals T2 gewogen beelden hebben weinig voordeel ten opzichte van NCCT in gevoeligheid voor beroerte binnen de eerste uren. Nieuwere sequenties, met name diffusiegewogen MRI (DWI) en dynamische contrast bolus tracking perfusie MRI (algemeen aangeduid als “perfusie gewogen beeldvorming”, PWI) bieden echter een aanzienlijke verbetering van de diagnostische gevoeligheid en zijn momenteel beter gevalideerd dan CT-technieken bij het bepalen van pathofysiologische parameters zoals levensvatbaarheid van het weefsel bij een acute ischemische beroerte.
DWI is gebaseerd op de detectie van de mobiliteit van watermoleculen, gemeten als de schijnbare diffusiecoëfficiënt (ADC) van water. Bij ischemie worden door energietekort de cellulaire ionenpompen die normaal natrium uitdrijven, aangetast, waardoor natrium en extracellulair water in de cellen terechtkomen (cytotoxisch oedeem). Dit komt tot uiting in een verminderd ADC-signaal (intracellulair water kan minder vrij diffunderen dan water uit de extracellulaire ruimte) en dit wordt verwerkt om als helder op DWI te worden weergegeven (fig. 6).
Schijnbare diffusiecoëfficiënt (ADC) kaart en diffusie gewogen MRI (DWI) van subacute beroerte (dag 3). Beperkte diffusie van water leidt tot een verlaagd signaal op ADC, een verhoogd signaal op DWI.
DWI is zeer gevoelig voor ischemie, misschien wel meer dan 95% binnen de eerste uren, en veranderingen zijn gedocumenteerd binnen 40 minuten na het begin van de symptomen bij de mens (en binnen twee minuten na het begin bij diermodellen). De zichtbaarheid van de laesie is sterk verbeterd in vergelijking met andere sequenties of beeldvormingsmodaliteiten (fig. 7). DWI veranderingen zijn echter niet specifiek, en kunnen worden gezien bij focale aanvallen, encefalitis, en mogelijk ook migraine. Bij de interpretatie moet ook rekening worden gehouden met het fenomeen van T2 doorschijnen, een term die duidt op de zichtbaarheid op DWI van niet-acute laesies die helder zijn op T2 gewogen sequenties. Om te bevestigen of een DWI laesie acute ischemie vertegenwoordigt, moet een ADC kaart worden onderzocht om er zeker van te zijn dat ADC dienovereenkomstig is verlaagd. Het verhoogde DWI-signaal vervaagt geleidelijk na ongeveer 7-10 dagen (afhankelijk van de ernst van de ischemie en het laesievolume) tot een isointense achtergrond, zodat DWI het nuttigst is voor het onderscheiden van recente van ver verwijderde ischemie. Bij sommige patiënten na een TIA of een lichte beroerte is persistentie van DWI laesies gerapporteerd, die kan oplopen tot enkele maanden na de symptomen. De betekenis van aanhoudende DWI laesies is niet bekend.
Verbeterde laesie conspicuity van DWI bij acute ischemische beroerte. (A) DWI en (B) CT bij acute rechter MCA-occlusie. CT toont vroege ischemische veranderingen (sulcale effacement, verlies van grijs-wit differentiatie, compressie van laterale ventrikel, verlies van posterieure lentiforme kern definitie, anterior insulair lint verlies). (C) DWI en (D) conventionele T2 gewogen MRI in multifocaal (na trombolytische behandeling) rechts MCA infarct.
Perfusie MRI wordt meestal toegepast als bolus-tracking tijdens de intraveneuze toediening van gadolinium, waarbij dezelfde principes gelden als voor CTP beeldvorming waardoor TTP, MTT, CBV, en CBF kunnen worden afgeleid. De signaalintensiteit vermindert naarmate het gadolinium door het weefsel gaat, in plaats van de verhoogde dichtheid met gejodeerd contrast in CTP. PWI heeft het voordeel dat perfusiegegevens voor de gehele hersenen kunnen worden verkregen, terwijl de fysieke omvang van de CT-detector in de meeste systemen die momenteel klinisch worden gebruikt, beperkt is tot kleinere volumes (in het algemeen 20 mm schijfdikte). Met detectoren op grotere afstand van elkaar kunnen de volledige hersenen gelijktijdig in beeld worden gebracht. MRI PWI is ook een beter gevalideerde techniek met betrekking tot acute beroerten, en is op ruimere schaal beschikbaar. Arterial spin labelling, een nieuwere techniek die perfusie meet zonder contrastmiddelen, blijft momenteel experimenteel.
De DWI-PWI mismatch hypothese
In de eerste uren na een beroerte wordt DWI signaalverandering verondersteld irreversibele weefselschade te vertegenwoordigen, en dus de infarctkern aan te geven. Door vergelijking met het perfusiedefect op PWI, is het mogelijk een “diffusie-perfusie mismatch” te definiëren, die wordt voorgesteld als een MRI-handtekening van de ischemische penumbra. Bij misschien wel 70% van de acute beroerten veroorzaakt door een MCA-occlusie die binnen zes uur na het begin van het letsel worden onderzocht, is er sprake van een DWI-PWI-mismatch, waarbij de PWI-laesie (met hypoperfusie) groter is dan de DWI-laesie (“infarctkern”). Na verloop van tijd breidt de DWI laesie zich uit en omvat uiteindelijk het grootste deel van het PWI defect (fig. 8).7 Deze evolutie in de tijd is anatomisch consistent met de progressie van penumbra tot uiteindelijk infarct. Het verschijnsel van de mismatch is daarom een potentieel instrument om patiënten te selecteren bij wie er aanwijzingen zijn dat er mogelijk te redden weefsel is, hetzij voor klinische proeven, hetzij voor geïndividualiseerde behandeling. In de kleine DIAS-studie8 verbeterde de intraveneuze trombolytische behandeling van patiënten die op basis van een mismatch waren geselecteerd, de klinische en radiologische resultaten, ook al vond de behandeling tussen 3-9 uur na het begin van de beroerte plaats. Bevestiging van de klinische bruikbaarheid van de mismatch-hypothese zal komen uit verdere geplande of lopende trials. Recente studies die DWI-PWI mismatch vergelijken met PET hebben echter aangetoond dat, hoewel het mismatch weefsel aanzienlijk overlapt, het niet overeenkomt met PET gedefinieerde metabole afwijkingen die de penumbra aangeven, en dat de metabole patronen binnen het mismatch gebied complex zijn.9
Diffusie-perfusie mismatch in sub-six uur acute beroerte. (A) DWI (gedegradeerd door bewegingsartefacten) toont signaalverandering beperkt tot basale ganglia (MCA perforator) gebied en een klein gebied van abnormaal signaal in posterieur corticaal MCA gebied. (B) Gemiddelde doorgangstijd (MTT) perfusie MRI toont verlengde MTT in het gehele linker MCA gebied. (C) Dag 3 infarct op DWI toont uitbreiding van laesie om hypoperfuus laesievolume te vullen.
MR angiografie (MRA) in de vroege stadia van beroerte kan de plaats van arteriële occlusie identificeren op vrijwel dezelfde manier als CTA. Time of flight MRA vereist geen contrast, maar is langer uit te voeren, en daarom vaak moeilijk bij patiënten met een acute beroerte. Kortere time of flight sequenties zijn van mindere kwaliteit. MRA met contrastversterking verbetert de kwaliteit van de beeldvorming en verkort de beeldvormingstijd.
Andere MR-sequenties zoals spectroscopie hebben momenteel alleen onderzoekswaarde.
Tolerantie van de patiënt kan een beperkende factor zijn bij MRI voor een acuut herseninfarct: naast de conventionele MR-compatibiliteitsproblemen zoals ferromagnetische implantaten, pacemakers en metaalvreemde voorwerpen, is de duur van het onderzoek een punt van zorg omdat het monitoren van de patiënt wordt bemoeilijkt door de fysieke beperkingen van de scanner. Hoewel de vitale functies kunnen worden gecontroleerd met MRI-compatibele apparatuur, is het moeilijk om te gaan met een patiënt die braakt terwijl hij een MRI-scan ondergaat. Claustrofobie kan problematisch zijn, maar vaker bij herstellende patiënten en patiënten met lichte beroertes. Ondanks deze bezwaren zorgt een zorgvuldige selectie van sequenties ervoor dat multiparametrische MRI goed wordt verdragen en op grote schaal wordt gebruikt bij acute beroerten, en het onderzoek van eerste keuze is in veel beroertecentra wereldwijd.
Single photon emission computed tomography (SPECT)
SPECT-bloedstroombeeldvorming maakt gebruik van tracers die zijn gelabeld aan moleculen die aan het weefsel worden afgegeven en worden gefixeerd in verhouding tot de bloedstroom (bijvoorbeeld hexamethylpropyleenamine oxime (HMPAO), ethylcysteinaat dimer (ECD)). Dit levert kwalitatieve CBF-gegevens op en heeft het voordeel dat de opname de bloedstroom op het tijdstip van injectie weerspiegelt; de scan zelf kan enkele uren worden uitgesteld zonder dat dit van invloed is op de mogelijkheid om deze momentopname van perfusie in beeld te brengen. De duur van een volledige SPECT scan-acquisitie (ongeveer 40 minuten) is te lang voor routinematig klinisch gebruik, maar SPECT heeft waardevolle onderzoeksgegevens opgeleverd.
Specifieke liganden zoals de neuronale marker iomazenil of de NMDA-receptor tracer CNS 1261 zijn momenteel alleen van onderzoekswaarde.
Positron emissie tomografie (PET)
Multi-tracer PET is van onschatbare waarde geweest bij het bepalen van de pathofysiologie van acute beroerten, maar de techniek is beperkt tot onderzoek vanwege verschillende factoren, waaronder de noodzaak van een cyclotron om radiotracers te produceren in de nabijheid van klinische activiteit, en de noodzaak van arteriële toegang om kwantitatieve gegevens te produceren – steeds moeilijker in het tijdperk van trombolytica.
Zowel PET als SPECT zijn ongeschikt voor seriële beeldvorming bij individuele patiënten vanwege de stralingsdosis die ermee gemoeid is.
Xenon inhalatie CT (Xe-CT)
Dit is een theoretisch aantrekkelijke techniek omdat het in staat is kwantitatieve CBF-gegevens te produceren, gebaseerd op de inhalatie van bekende concentraties xenon en veranderingen in de weefseldichtheid die afhankelijk zijn van de weefselconcentratie. Hoewel een aantal nuttige onderzoeksgegevens zijn verkregen uit Xe-CT, hebben moeilijkheden bij de toediening van xenon (dat verdovende eigenschappen heeft) bij acute patiënten het gebruik van deze onderzoeksmodaliteit beperkt.
Transcraniële Doppler echografie (TCD)
Pulsed wave 2 MHz echografie via het temporale benige venster in TCD kan de diagnose stellen van occlusieve ziekte van de belangrijkste takken van de cirkel van Willis, en leent zich goed voor continue monitoring in de acute fase-bijvoorbeeld tijdens trombolytische behandeling om te bepalen of (en wanneer) rekanalisatie optreedt.
Recente rapporten ondersteunen het voorstel dat diagnostische TCD de klontervorming door recombinant weefselplasminogeenactivator (rt-PA) kan verbeteren, met hogere recanalisatiepercentages in de CLOTBUST klinische studie, en worden ondersteund door experimenteel bewijs. Echografiesystemen met een hogere energie hebben geleid tot slechtere resultaten vanwege een hoger percentage intracerebrale bloedingen.
TCD is echter zeer afhankelijk van de gebruiker en betrouwbare identificatie van de belangrijkste intracraniële vaten kan moeilijk zijn, vooral wanneer er één is afgesloten.
Geef een antwoord