Zusammenfassung
Ziel: Evaluation des Einsatzes der Mehrschicht-Spiral-CT (MS-CT) in Kombination mit einem
parametrischen Dekonvolutionsalgorithmus (DA) zur zerebralen Perfusionsbildgebung
bei Patienten mit klinischen Zeichen einer akuten territorialen Ischämie. Material und Methoden: 52 Patienten (Altersspanne 34 - 89 Jahre) mit klinischen Zeichen einer akuten territorialen
Ischämie sowie fehlender Infarktdemarkierung in der nativen CT erhielten eine CT-Perfusion
(CTP) im Mittel 3,4 Stunden nach Symptombeginn an einem MS-CT Gerät (4 × 8 mm Scanvolumen).
Die Parameterbilder der CTP (zerebrale Blutperfusion (CBP), zerebrales Blutvolumen
(CBV) und mittlere Transitzeit (MTT)) wurden mittels eines parametrischen DA generiert
und bezüglich einer zerebralen Minderperfusion verblindet durch zwei Neuroradiologen
ausgewertet. Die Ausprägung und die Volumina der Perfusionsstörungen wurden ermittelt
und mit konventionellen bildgebenden Verlaufskontrollen korreliert. Ergebnisse: Perfusionsbilder konnten von 44 Patienten generiert werden, hiervon entwickelten
22 Patienten einen im Verlauf gesicherten Infarkt. Ischämische Veränderungen konnten
am besten anhand der MTT-Bilder (Sensitivität MTT 95 %, CBP 91 %, CBV 77 %) erfasst
werden. Die Spezifität war für die CBV-Bilder am höchsten (100 %). Patienten mit Infarkt
zeigten seitenvergleichend eine signifikante (p < 0,001) Reduktion der CBP (10,7 bzw.
38,3 ml/100 ml/min), des CBV (1,3 bzw. 2,3 ml/100 ml) und eine Verlängerung der MTT
(12,3 bzw. 4,3 s) in ischämischen Arealen, wohingegen Patienten, die keinen Infarkt
entwickelten, keine signifikante Seitendifferenz aufwiesen. Die Ausdehnung der CBV-Reduktion
ergab die beste Korrelation (r = 0,82) mit dem endgültigen Infarktvolumen. Schlussfolgerung: Das in dieser Studie evaluierte DA-basierte CTP-Protokoll ist zur frühzeitigen Erkennung
und Quantifizierung einer akuten zerebralen Ischämie geeignet.
Abstract
Objectives: Evaluation of a parametric deconvolution algorithm (DA) in the diagnostic assessment
of stroke patients by multi- slice spiral computed tomography (MS-CT). Material and Methods: 52 patients (age range 34 - 89 years) with clinically suspected acute ischemia of
one hemisphere and no infarct demarcation on plain cerebral CT underwent CT perfusion
(CTP), performed on average 3.4 hours after the onset of symptoms by using MS-CT (4
× 8 mm scan volume). Using a DA-based software module, perfusion images of the cerebral
blood perfusion (CBP), cerebral blood volume (CBV) and mean transit time (MTT) were
calculated and assessed by two readers for visually apparent perfusion abnormalities.
Amount and extension of perfusion disturbances were measured and correlated with the
outcome. Results: Of 44 patients, in whom perfusion maps could be generated, territorial infarction
was confirmed by follow-up in 22 subjects. With a sensitivity of 95 % ischemia could
be detected on MTT-maps (CBP 91 %, CBV 77 %). Specificity was highest (100 %) for
CBV-maps. Patients with infarction showed significant (p < 0.001) reduction of CBP
(10.7 vs. 38.3 ml/100 ml/min), CBV (1.3 vs. 2.3 ml/100 ml) and prolongation of MTT
(12.3 vs. 4.3 s) compared to the contralateral hemisphere, whereas in patients without
infarction no significant changes were found. Extension of CBV reduction showed the
best correlation (r = 0.82) with final infarct volume. Conclusion: The DA-based CTP protocol evaluated in this study is a suitable tool for the early
identification and quantification of acute cerebral ischemia.
Key words
Brain, CT - brain, ischemia - brain, blood flow - CT, perfusion study
Literatur
- 1
Rosamond W D, Folsom A R, Chambless L E, Wang C H, McGovern P G, Howard G, Copper L S,
Shahar E.
Stroke incidence and survival among middle-aged adults: 9-year follow-up of the Atherosclerosis
Risk in Communities (ARIC) cohort.
Stroke.
1999;
30
736-743
- 2
Furlan A, Higashida R, Wechsler L. et al .
Intra-arterial prourokinase for acute ischemic stroke. The PROACT II study: a randomized
controlled trial. Prolyse in Acute Cerebral Thromboembolisation.
J Am Med Ass.
1999;
282
2003-2011
- 3
The National Institute of Neurological Disorders and Stroke rt-PA Stroke Study Group
.
Tissue plasminogen activator for acute ischemic stroke.
N Engl J Med.
1995;
333
1581-1587
- 4
Ueda T, Hatakeyama T, Kumon Y, Sakaki S, Uraoka T.
Evaluation of risk of hemorrhagic transformation in local intra-arterial thrombolysis
in acute ischemic stroke by initial SPECT.
Stroke.
1994;
25
298-303
- 5
Ueda T, Sakaki S, Yuh W T, Nochide I, Ohta S.
Outcome in acute stroke with successful intra-arterial thrombolysis and predictive
value of initial single-photon emission-computed tomography.
J Cereb Blood Flow Metab.
1999;
19
99-108
- 6
Heiss W D, Grond M, Thiel A, von Stockhausen H M, Rudolf J, Ghaemi M, Lottgen J, Stenzel C,
Pawlik G.
Tissue at risk of infarction rescued by early reperfusion: a positron emission tomography
study in systemic recombinant tissue plasminogen activator thrombolysis of acute stroke.
J Cereb Blood Flow Metab.
1998;
18
1298-1307
- 7
Rubin G, Firlik A D, Levy E I, Pindzola R R, Yonas H.
Relationship between cerebral blood flow and clinical outcome in acute stroke.
Cerebrovasc Dis.
2000;
10
298-306
- 8
Neumann-Haefelin T, Wittsack H J, Wenserski F, Siebler M, Seitz R J, Mödder U, Freund H J.
Diffusion- and perfusion-weighted MRI. the DWI/PWI mismatch region in acute stroke.
Stroke.
1999;
30
1591-1597
- 9
König M, Klotz E, Luka B, Venderink D J, Spittler J F, Heuser L.
Perfusion CT of the brain: diagnostic approach for early detection of ischemic stroke.
Radiology.
1998;
209
85-93
- 10
Nabavi D G, Cenic A, Craen R A, Gelb A W, Bennett J D, Kozak R, Lee T Y.
CT assessment of cerebral perfusion: experimental validation and initial clinical
experience.
Radiology.
1999;
213
141-149
- 11
König M, Kraus M, Theek C, Klotz E, Gehlen W, Heuser L.
Quantitative Assessment of the Ischemic Brain by Means of Perfusion-Related Parameters
Derived from Perfusion CT.
Stroke.
2001;
32
431-437
- 12
Eastwood J D, Lev M H, Azhari T. et al .
CT Perfusion Scanning with Deconvolution Analysis: Pilot Study in Patients with Acute
Middle Cerebral Artery Stroke.
Radiology.
2002;
222
227-236
- 13
König M, Klotz E, Heuser L.
Zerebrale Perfusions-CT - Theoretische Grundlagen, methodische Realisierung und praktische
Erfahrungen in der Diagnostik des ischämischen Hirninfarktes.
Fortschr Röntgenstr.
2000;
172
210-218
- 14
Bronikowski T A, Dawson C A, Linehan J H.
Model-free deconvolution techniques for estimating vascular transport functions.
Int J Biomed Comput.
1983;
14
411-429
- 15
Nambu K, Takehara R, Terada T.
A method of regional cerebral blood perfusion measurement using dynamic CT with an
iodinated contrast medium.
Acta Neurol Scand Suppl.
1996;
166
28-31
- 16
Moonis M, Fisher M.
Imaging of acute stroke.
Cerebrovasc Dis.
2001;
11
143-150
- 17
Rother J.
CT and MRI In the diagnosis of acute stroke and their role in thrombolysis.
Thromb Res.
2001;
103
(Suppl 1)
S 125-S 133
- 18
Schellinger P D, Jansen O, Fiebach J B, Pohlers O, Ryssel H, Heiland S, Steiner T,
Hacke W, Sartor K.
Feasibility and practicability of MR imaging of stroke in the management of hyperacute
cerebral ischemia.
Am J Neuroradiol.
2000;
21
1184-1189
- 19
Eastwood J D, Provenzale J M, Hurwitz L M, Lee T Y.
Practical injection-rate CT perfusion imaging: deconvolution-derived hemodynamics
in a case of stroke.
Neuroradiology.
2001;
43
223-226
- 20
Mayer T E, Hamann G F, Baranczyk J, Rosengarten B, Klotz E, Wiesmann M, Missler U,
Schulte-Altedorneburg G, Brueckmann H J.
Dynamic CT perfusion imaging of acute stroke.
Am J Neuroradiol.
2000;
21
1441-1449
- 21
Roberts H C, Roberts T P, Smith W S, Lee T J, Fischbein N J, Dillon W P.
Multisection dynamic CT perfusion for acute cerebral ischemia: the “toggling-table”
technique.
Am J Neuroradiol.
2001;
22
1077-1080
- 22
Ueda T, Yuh W T, Maley J E, Quets J P, Hahn P Y, Magnotta V A.
Outcome of acute ischemic lesions evaluated by diffusion and perfusion MR imaging.
Am J Neuroradiol.
1999;
20
983-989
- 23
Sorensen A G, Copen W A, Ostergaard L. et al .
Hyperacute stroke: simultaneous measurement of relative cerebral blood volume, relative
cerebral blood flow, and mean tissue transit time.
Radiology.
1999;
210
519-527
- 24
Leenders K L, Perani D, Lammertsma A A. et al .
Cerebral blood flow, blood volume and oxygen utilization. Normal values and effect
of age.
Brain.
1990;
113
27-47
- 25
Brott T, Adams H P, Olinger C P. et al .
Measurements of acute cerebral infarction: a clinical examination scale.
Stroke.
1989;
20
864-870
- 26
Jaffray D A, Siewerdsen J H.
Cone-beam computed tomography with a flat-panel imager: initial performance characterization.
Med Phys.
2000;
27
1311-1323
Georg Bohner
Institut für Radiologie, Charité, Campus Mitte, Humboldt-Universität zu Berlin
Schumannstraße 20/21
10098 Berlin
Telefon: + 49-30-450527031
Fax: + 49-30-450527903
eMail: georg.bohner@charite.de