Hintergrund: Bei einem akuten ischämischen Schlaganfall ist eine frühe Bildgebung wichtig, um therapierelevante Informationen über die Ursache, Lokalisation und Größe des Schlaganfalls zu erhalten. Es ist von Interesse, minderdurchblutetes Gewebe (Penumbra) von bereits irreversibel geschädigtem Gewebe (Infarktkern) zu unterscheiden, da die reversibel geschädigte Penumbra durch frühzeitige therapeutische Maßnahmen erhalten werden kann. Eine Nativ-CT-Untersuchung kann in der Akutsituation den Infarktkern und die Penumbra nicht ausreichend beurteilen. Bei einer computertomografischen Perfusionsuntersuchung (PCT-Untersuchung) dagegen können durch verschiedene Computertechniken und Berechnungen funktionelle Perfusionsparameter dargestellt werden, anhand derer zu einem frühen Zeitpunkt Angaben zu einem minderperfundierten oder infarzierten Gewebe gemacht werden können.
Im Rahmen dieser Arbeit soll untersucht werden, inwiefern diese Mehrinformation durch die PCT-Untersuchung in der Akutsituation eines ischämischen Schlaganfalls Rückschlüsse zulässt, die von prognostischem Wert sind. Es wird analysiert, ob durch die PCT-Untersuchung die finale Infarktgröße und die Penumbra abgeschätzt werden können und ob es einen bestimmten Perfusionsparameter gibt, der in besonderem Maße mit diesen zusammenhängt. Zusätzlich werden die Ergebnisse der PCT-Untersuchung mit dem neurologischen Befund und dem Kollateralstatus der Patienten, sowie dem Zeitfenster des Symptombeginns bis zur Therapie in Bezug gesetzt.
Patienten und Methoden: In diese Studie konnten 57 Patienten aus der Datenbank der Klinik für Diagnostische und Interventionelle Neuroradiologie der Universitätsklinik Homburg im Zeitraum von Dezember 2015 bis einschließlich November 2017 eingeschlossen werden.
Um den prognostischen Wert der zerebralen PCT-Untersuchung zu beurteilen, wurden die Daten der Perfusionsuntersuchung mit weiteren patientenrelevanten Parametern aus der Patientenakte und dem Volumen der Infarktdemarkierung in einer CT-Verlaufskontrolle 24 Stunden später verglichen. Zur Auswertung der Daten der PCT-Untersuchung wurde als Postprocessing-Software der Perfusion Mismatch Analyzer der Forschungsgruppe ASIST Japan genutzt.
Um Zusammenhänge zwischen den verschiedenen Parametern herzustellen wurde je nach Messniveau eine Rangkorrelation nach Spearman oder eine einfache Regressionsanalyse, gefolgt von einer multiplen Regressionsanalyse mit vorwärts Selektion der Variablen, durchgeführt.
Ergebnisse: Mittels Regressionsanalyse konnte gezeigt werden, dass es einen signifikanten Zusammenhang zwischen den Volumen der CBF- und CBV-Perfusionsparameterkarte der PCT-Perfusionsuntersuchung und dem finalen Infarktvolumen gibt. Je größer das minderperfundierte bzw. infarzierte Areal der PCT-Perfusionsparameterkarten desto größer stellt sich das Infarktareal 24 Stunden später in der CT-Verlaufskontrolle dar. Eine multiple Regressionsanalyse im Anschluss ergab, dass die CBF-Perfusionsparameterkarte den stärksten Zusammenhang zum finalen Infarktvolumen zeigte. Jedoch war der Unterschied in der Effektstärke nach Cohen bei der einfachen Regressionsanalyse zwischen der CBF-Perfusionsparameterkarte mit 0,51 und der CBV-Perfusionsparameterkarte mit 0,5 gering, sodass in unserer Arbeit sowohl das Volumen der CBF- als auch der CBV-Perfusionsparameterkarte einen starken Zusammenhang zum finalen Infarktvolumen zeigt und somit eine Vorhersage möglich macht.
Auch die Perfusionsparameter, vor allem der CBF- und CBV-Perfusionsparameterkarten, zeigen einen statistisch signifikanten Zusammenhang zum finalen Infarktvolumen. Einen besonders starken Zusammenhang zeigen der Parameter CBV sSVD und die Ratio CBV dSVD().
Ebenfalls konnte gezeigt werden, dass anhand der Daten der PCT-Untersuchung mittels Volumen-Mismatch-Berechnung eine Penumbra berechnet werden konnte, mit deren Hilfe ein potentiell reperfundierbares Gewebe abgeschätzt werden kann. In unserer Arbeit zeigte ein „CBF-CBV-Volumen-Mismatch“ einen deutlich stärkeren statistischen Zusammenhang mit dem reperfundierten Gewebe und dem finalen Infarktvolumen als ein „MTT-CBV-Volumen-Mismatch“.
Bei der Korrelation der Ergebnisse der CT-Untersuchungen mit dem neurologischen Befund zeigte sich, dass je schlechter der neurologische Status war, desto größer präsentierten sich die auffälligen Areale in der CBF-, CBV-Perfusionsparameterkarte und das finalen Infarktvolumen in der CT-Verlaufskontrolle.
Eine Aussagekraft über die Prognosekraft des PCT in Abhängigkeit einer Therapie konnte nicht zufriedenstellend geklärt werden.
Bei der Korrelation der Ergebnisse der CT-Untersuchungen mit dem Kollateralstatus zeigte sich, dass je größer sich das minderperfundierten bzw. infarzierten Areale in der Untersuchung zeigte, desto schlechter war der Kollateralstatus des Patienten.
Schlussfolgerung: Zusammenfassend zeigt diese Arbeit, dass die zerebrale computertomografische Perfusionsuntersuchung bei Patienten mit akutem Schlaganfall einen hohen prognostischen Aussagewert hinsichtlich des finalen Infarktvolumen und der Penumbra hat. Es zeigten sich positive Zusammenhänge sowohl zwischen der PCT-Untersuchung und dem neurologischen Status als auch zwischen der PCT-Untersuchung und dem Kollateralstatus der Patienten.
Im Vergleich zu einer Nativ-CT-Untersuchung hat man durch die PCT-Untersuchung in der Frühphase eines Schlaganfalls einen deutlich größeren Informationszugewinn. Für eine mögliche Therapieentscheidung kann dies von großer Bedeutung sein.Background: In acute ischaemic stroke, early imaging is important to obtain therapy-relevant information about the cause, localisation and size of the stroke. It is of interest to distinguish low perfused tissue (penumbra) from already irreversibly damaged tissue (infarct core), because the reversibly damaged penumbra can be preserved by early therapeutic measures. A native CT scan cannot adequately assess the infarct core and penumbra in the acute situation. A computed tomographic perfusion scan (CT perfusion), on the other hand, can use various computer techniques and calculations to display functional perfusion parameters, which can be used to provide information about underperfused or infarcted tissue at an early stage.
The aim of this study is to investigate the extent to which this additional information provided by CT perfusion in the acute situation of an ischaemic stroke allows conclusions to be drawn that are of prognostic value. It will be analysed whether the final infarct size and the penumbra can be estimated by the CT perfusion and whether there is a specific perfusion parameter that is particularly related to these. In addition, the results of the CT perfusion will be related to the neurological findings and collateral status of the patients, as well as the time window of symptom onset to therapy.
Patients and methods: This study was able to include 57 patients from the database of the Department of Diagnostic and Interventional Neuroradiology at Homburg University Hospital from December 2015 to November 2017 inclusive.
In order to assess the prognostic value of the cerebral CT perfusion, the data of the perfusion examination were compared with further patient-relevant parameters from the patient file and the volume of the infarct demarcation in a CT follow-up 24 hours later. To analyse the data of the CT perfusion, the Perfusion Mismatch Analyzer of the research group ASIST Japan was used as post-processing software.
To establish correlations between the different parameters, a rank correlation according to Spearman or a simple regression analysis, followed by a multiple regression analysis with forward selection of variables, was performed depending on the level of measurement.
Results: Regression analysis showed that there is a significant correlation between the volumes of the CBF and CBV perfusion parameter maps of the CT perfusion and the final infarct volume. The larger the inferiorly perfused or infarcted area of the CT perfusion parameter maps, the larger the infarct area 24 hours later in the CT follow-up. A subsequent multiple regression analysis showed that the CBF perfusion parameter map had the strongest association with final infarct volume. However, the difference in effect size according to Cohen in the simple regression analysis between the CBF perfusion parameter map with 0,51 and the CBV perfusion parameter map with 0,5 was small, so that in our work both the volume of the CBF and the CBV perfusion parameter map showed a strong correlation to the final infarct volume and thus made prediction possible.
The perfusion parameters, especially the CBF and CBV perfusion parameter maps, also show a statistically significant relationship to the final infarct volume. The parameter CBV sSVD and the ratio CBV dSVD() show a particularly strong correlation.
It was also shown that a penumbra could be calculated based on the data of the CT perfusion using volume mismatch calculation, which can be used to estimate a potentially reperfusable tissue. In our work, a "CBF-CBV volume mismatch" showed a significantly stronger statistical correlation with reperfused tissue and final infarct volume than a "MTT-CBV volume mismatch".
The correlation of the results of the CT examinations with the neurological findings showed that the worse the neurological status, the larger the abnormal areas in the CBF and CBV perfusion parameter map and the final infarct volume in the CT follow-up.
The prognostic value of CT perfusion in relation to therapy could not be satisfactorily clarified.
The correlation of the results of the CT examinations with the collateral status showed that the larger the inferiorly perfused or infarcted areas in the examination, the worse the collateral status of the patient.
Conclusion: In summary, this work shows that cerebral computed tomographic perfusion examination in patients with acute stroke has a high prognostic value with regard to final infarct volume and penumbra. Positive correlations were shown between CT perfusion and neurological status as well as between CT perfusion and collateral status of patients.
Compared to a native CT scan, the CT perfusion provides significantly more information in the early phase of a stroke. This can be of great importance for a possible therapy decision
