AIVOVERENKIERTOHÄIRIÖIDEN TIETOKONETOMOGRAFIA- PERFUUSIOKUVANTAMINEN JA
PERFUUSION TUNNUSLUKUJEN MERKITYS LIUOTUSHOITOARVIOINNISSA
Arto Lähteelä Syventävien opintojen kirjallinen työ Tampereen yliopisto Lääketieteen laitos Tampereen yliopistollinen sairaala, Kuvantamiskeskus /sdia Elokuu 2010
Tampereen yliopisto Lääketieteen laitos
Tampereen yliopistollinen sairaala, Kuvantamiskeskus /sdia
ARTO LÄHTEELÄ: AKUUTTIEN AIVOVERENKIERTOHÄIRIÖIDEN
TIETOKONETOMOGRAFIAPERFUUSIOKUVANTAMINEN JA PERFUUSION TUNNUSLUKUJEN MERKITYS LIUOTUSHOITOARVIOINNISSA
Kirjallinen työ, 30 s.
Ohjaajat: professori Seppo Soimakallio, lääketieteen lisensiaatti Niko Sillanpää Elokuu 2010
______________________________________________________________________
Avainsanat: aivoinfarkti, ASPECTS, iskemia, penumbra, puolivarjo, trombolyysi Akuuttien aivoverenkiertohäiriöiden diagnostiikassa käytetään rutiininomaisesti varjo- ainetehostamatonta pään tietokonetomografiatutkimusta (TT). Monileike-TT-tekniikan kehittäminen on mahdollistanut aivo- ja kaulavaltimoiden varjoainekuvauksen eli TT- angiografian ja veren läpivirtausta luonnehtivien TT-perfuusiotutkimusten käyttämisen liuotushoitoarvion tukena.
Tässä tutkimuksessa sovellettiin Alberta Stroke Program Early CT Score (ASPECTS) - pisteytysjärjestelmää 92:n akuuttiin aivoverenkierron häiriöön sairastuneen potilaan perfuusiokarttojen tulkinnassa. Perfuusion tunnuslukujen käyttökelpoisuutta selvitettiin akuutin aivoverenkiertohäiriön ja liuotushoidon tehokkuuden arvioinnissa.
Tutkimus osoitti, että aivokudoksen alentuneen veritilavuuden (CBV) pinta-ala arvioi hyvin lopullisen aivoinfarktin kokoa ja että pinta-ala korreloi CBV-ASPECTS-pisteiden kanssa. Palautuvasti iskeemisen kudosalueen (penumbra eli puolivarjo) laajuuden arvi- oimisessa ASPECTS-pisteiden erotus CBV:n ja veren pidentyneen keskimääräisen kauttakulkuajan (MTT) välillä osoittautui käyttökelpoiseksi. Kolmella potilaalla neljästä puolivarjoalueen laajuuden ylärajaa arvioiva poikkeavan MTT:n pinta-ala oli suurempi kuin lopullinen infarkti, mikä viittaa liuotushoidon hyvään radiologiseen vasteeseen.
1 JOHDANTO ... 1
1.1 Akuutit aivoverenkierron häiriöt ja aivoinfarkti ... 1
1.2 Monileiketietokonetomografia akuuttien aivoverenkiertohäiriöiden kuvantamisessa ... 4
1.3 Aivoiskemian topografinen arviointi ... 8
1.4 Magneettitutkimuksista ... 11
2 AINEISTO JA MENETELMÄT ... 12
2.1 Potilaiden valinta ... 12
2.2 Tietokonetomografiatutkimukset ... 12
2.3 Kuva-analyysi ... 13
2.4 Tilastollinen analyysi ... 14
3 TULOKSET ... 15
3.1 Liuotushoidon tehokkuus ... 15
3.2 CBV-muuttujan tarkkuus infarktin koon arvioinnissa ... 18
3.3 ASPECTS-pisteiden käyttökelpoisuus pelastettavissa olevan kudoksen arvioinnissa ... 20
4 POHDINTA ... 22
KIRJALLISUUS ... 25
1 JOHDANTO
1.1 Akuutit aivoverenkierron häiriöt ja aivoinfarkti
Aivoverenkierron sairauksien, aivoinfarktin ja -verenvuotojen, kansanterveydellinen merkitys on huomattava. Murrayn ja Lopezin (1997) mukaan ne aiheuttavat 9 % maail- man kokonaiskuolleisuudesta. Aivoverenkierron häiriöt ovat Suomessa kuten muualla- kin länsimaissa kolmanneksi yleisin kuolinsyy sepelvaltimotaudin ja syöpäsairauksien jälkeen (Tilastokeskus 2004). Suomessa aivoverenkiertohäiriöön sairastuu vuosittain noin 14 000 ihmistä (Aivoinfarkti. Käypä hoito -suositus. www.kaypahoito.fi 2006).
Aivoverenkierron häiriö on yhteisnimitys ohimeneviä tai pitkäaikaisia neurologisia oi- reita aiheuttaville aivoverisuonten tai aivoverenkierron tai molempien sairauksille. Ai- voinfarkti on vaillinaisen verenvirtauksen tai verenvirtauksen puuttumisen aiheuttama aivokudoksen pysyvä vaurio. (Aivoinfarkti. Käypä hoito -suositus. www.kaypahoito.fi 2006.) Johnstonin (2002) mukaan potilas saa aivoinfarktin 5 %:n todennäköisyydellä 48 tunnin kuluessa neurologisten oireiden ilmaantumisesta. Ohimenevän verenkierron häi- riön tai pienen infarktin jälkeen potilas saa aivoinfarktin jopa 30 %:n todennäköisyydel- lä ensimmäisen kuukauden kuluessa (Johnston ym. 2000). Ohimenevän aivoverenkier- tohäiriön ja aivoinfarktin patofysiologia on sama, mutta jälkimmäisessä verenpuutteesta eli iskemiasta aiheutuvat vauriot ovat palautumattomia (Piccini & Nilsson 2006).
Aivoinfarktin riskiä kasvattaa merkittävimmin hypertensio (Whisnant 1996, Kannel ym.1970). Muita tärkeitä riskitekijöitä ovat mm. ylipaino (Folsom ym. 1990, Walker ym. 1996, Wilson ym. 2002), diabetes (Abbott ym. 1987, Aho ym. 1987, Kannel &
Wolf 1983), sydämen vajaatoiminta ja vasemman kammion liikakasvu (Kannel, Wolf &
Verter 1983), eteisvärinä (Brand ym. 1985, Kannel ym. 1982, Petersen 1990), tupakoin- ti (Colditz ym. 1988, Salonen ym. 1982, Wolf ym. 1988) sekä näiden yhteisvaikutukset (Wolf ym. 1991). Saccon ym. (1982) mukaan myös korkea ikä, suvussa esiintyneet sy- dän- ja verisuonitapahtumat sekä aiemmin sairastettu sepelvaltimotauti, ohimenevä ai- voverenkiertohäiriö tai aivoinfarkti lisäävät huomattavasti aivoinfarktin riskiä.
Iskemia on solutason luonteeltaan eksitotoksista. Iskeemisten neuroneiden energiavaras- tot ja proteiinisynteesi loppuvat ja niihin kehittyy puutteellinen glukoosi- ja happihome- ostaasi. Solun adenosiinitrifosfaatin väheneminen johtaa anaerobiseen energiantuottoon
ja solukalvon depolarisaatioon, joista seuraa laktaatin ja kiihdyttävän välittäjäaineen, glutamaatin, vapautuminen. Glutamaatti sitoutuu postsynaptisiinN-metyyli-D- asparagiinihappo (NMDA)- ja -amino-3-hydroksyyli-5-metyyli-4-isoksatsoli-
propionaatti (AMPA) -reseptoreihin ja kohottaa solunsisäisen Ca2+:n pitoisuutta, mikä aktivoi proteiineja ja lipidejä hajottavien entsyymien toimintaa. Lipidien peroksidaatios- sa syntyy vapaita radikaaleja, jotka vaurioittavat hiussuonten seinämiä ja veri-
aivoestettä. Happamoituminen voi häiritä mitokondrioiden aineenvaihduntaa ja edistää soluja tuhoavan turvotuksen eli ödeeman muodostumista (Siesjö 1992). Lopulta solut kuolevat nekroottisesti ja aivokudos infarktoituu. Vaikea-asteisimmasta iskemiasta kär- sivillä alueilla nekroosi voi seurata minuuteissa (Doyle, Simon & Stenzel-Poore 2008).
Infarktoituneen kudoksen ympärillä, iskeemisen alueen perifeerisissä osissa veren virta- us suonten rinnakkaishaaroista tai pehmeä- ja lukinkalvon alueelta hidastaa infarktin etenemistä. Nopea läpivirtauksen palautuminen ja tukkeutuneen suonen avautuminen voi edesauttaa yksittäisten solujen selviytymistä (Paciaroni, Caso & Agnelli 2009).
Akuutin eli äkillisen, lyhytkestoisen aivoiskemian seurauksena peruuttamattomasti in- farktoituneen kudoksen ympärille voi kehittyä iskeeminen puolivarjo- eli penumbra- alue. Astrup, Siesjö ja Symon (1981) määrittelevät puolivarjon verenvirtaukseltaan ja toiminnaltaan heikentyneeksi mutta rakenteellisesti eheäksi aivokudokseksi, jolla on kyky toipua veren läpivirtauksen eli perfuusion parantuessa. Hössmannin (1994) mu- kaan infarktiydin laajenee ilman hoitoa puolivarjoalueelle ja lopulta korvaa sen (kuva 1). Puolivarjon alueella saattaa esiintyä inflammaatiota. Apoptoottinen solukuolema on hitaampaa kuin infarktialueen ytimessä (Gonzalez ym. 2006). Iskeeminen puolivarjo on hyvä mittari arvioitaessa liuotushoidon kykyä vaikuttaa palautuviin muutoksiin aivopa- renkyymissä.
Kuva 1. Infarktoitunut ja pelastettavissa oleva aivokudos. Laajeneva infarktoitunut ydin (musta) korvaa vähitellen iskeemisen penumbran eli puolivarjoalueen (harmaa).
Aivoinfarktit voidaan luokitella etiologian ja sijainnin mukaan. Trial of Org 10172 in Acute Stroke Treatment (TOAST) -kriteerit luokittelevat akuutit aivoinfarktit suurten suonten rasvakovetustautiin eli ateroskleroosiin liittyviksi tukoksiksi (mekanismeina tulppautuminen eli embolia tai hyytymämuodostus eli tromboosi), sydänperäisen veri- tulpan aiheuttamiksi tukoksiksi ja pienten suonten tukoksiksi (pistemäiset eli lakunaari- set infarktit). Etiologia voi olla myös muu tai se voi jäädä epäselväksi esimerkiksi usean todetun syyn vuoksi. (Adams ym. 1993.) Noin 25 % aivoinfarkteista on verihyytymiin ja 75 % tulppautumiseen liittyviä (Piccini & Nilsson 2006).
Oikea ja vasen sisempi päänvaltimo eli arteria (a.) carotis interna dextra et sinistra toi- mittavat verta aivojen etuverenkiertoon, jonka suurimmat valtimot ovat oikea ja vasen keskimmäinen aivovaltimo (a. cerebri media) sekä oikea ja vasen etumainen aivovalti- mo (a. cerebri anterior). Etukierron infarkti sijaitsee tavallisimmin keskimmäisen aivo- valtimon suonitusalueella ja rajoittuu toiseen aivopuoliskoon. Oireisiin kuuluvat muun muassa vastakkaisen puolen yläraajapainotteinen sensorinen tai motorinen osittaishal- vaus, kasvohermohalvaus, kielellinen häiriö, ääntämishäiriö, toispuoleinen tarkkaavai- suushäiriö, katseen poikkeama infarktiin päin ja homonyymi näkökenttäpuutos. Kes- kimmäisen aivovaltimon proksimaaliosan tukkeutuminen vaikuttaa tyvitumakkeisiin.
Aivoinfarkti voi sijaita harvinaisemmin myös etumaisen aivovaltimon suonitusalueella, jolloin oirekuvaan liittyy yleensä vastakkaisen puolen alaraajan osittaishalvaus. (Don- nan ym. 2008, Roine 2008.)
Takaverenkiertoon verta tuovat oikea ja vasen nikamavaltimo (a. vertebralis) sekä kal- lonpohjavaltimo (a. basilaris), jonka tromboosissa oirekuva vaihtelee. Takakierron in- farktin tyyppioire on huimaus, johon liittyy muita aivorungon häiriöitä, kuten nielemis- vaikeuksia, tai puhe- ja ääntämishäiriöitä, kaksoiskuvia ja osittaishalvauksia. Takim- maisen aivovaltimon (a. cerebri posterior) suonitusalueen infarktin oirekuvaan kuuluu homonyymi näkökenttäpuutos ilman halvausoireita. (Donnan ym. 2008, Roine 2008.) Pienet pistemäiset infarktit sijaitsevat tyypillisesti aivojen syvissä rakenteissa ja liittyvät usein kohenneeseen verenpaineeseen. Infarktit johtuvat päätevaltimoiden tukoksista ja sijaitsevat aivokuorenalaisesti tai tyvitumakkeissa ja aivorungossa. Oirekuvaan kuuluvat mm. motorinen tai sensorinen toispuolihalvaus, sekavuustila, akuutit pyramidiradan ulkopuolisen häiriön aiheuttamat oireet tai vaskulaarinen dementia. Harvinainen veri- viemärin tukos (eli sinustromboosi) aiheuttaa kohonneen kallonsisäisen paineen oireita, tajuttomuus-kouristuskohtauksia ja halvauksia. (Luisto 1996.)
Akuuttien iskeemisten aivotapahtumien hoidon lopputulosta parantavat merkittävästi ohimenevien oireiden varhainen tutkimus ja hoito sekä aivoinfarktin varhainen akuutti- hoito mukaan luettuna liuotushoito tähän soveltuville potilaille. National Institute of Neurologic Disorders and Stroken tutkimus (NINDS 1995) johti hoitosuositukseen käyttää tukkeutuneen verisuonen avaamiseksi yhdistelmä-DNA-tekniikalla valmistettua kudoksen plasminogeenin aktivaattoria, alteplaasia (rtPA, Actilyse®), laskimonsisäises- ti kolmen tunnin kuluessa oireiden alkamisesta. Hacken ym. (2008) ja Wahlgrenin ym.
(2008) tutkimuksessa tukoksen liuotus- eli trombolyysihoito osoittautui tehokkaaksi ja turvalliseksi käytettynä 4,5 tunnin kuluessa oireiden alkamisesta. Myös asetyylisalisyy- lihappo ja klopidogreeli vaikuttavat hyödyllisiltä akuuttivaiheen hoidossa. (Antithrom- botic Trialists’ Collaboration 2002, International Stroke Trial Collaborative Group 1997.) Antikoagulaatiohoito voidaan toteuttaa fraktioidulla tai pienimolekyylisellä he- pariinilla (Sandercock, Counsell & Stobbs 2005). Glykoproteiiniestäjien tehokkuudesta ja turvallisuudesta akuuteissa aivoverenkiertohäiriöissä ei tällä hetkellä tiedetä tarpeeksi (Ciccone, Abraha & Santilli 2006).
Akuuttihoito pyrkii lisäksi vähentämään aivoturvotusta, alentamaan kallonsisäistä pai- netta sekä ehkäisemään ja hoitamaan komplikaatioita. Tavoitteena on lisäksi verensoke- rin, neste- ja elektrolyyttitasapainon, kehon lämpötilan ja verenpaineen normaalistumi- nen sekä varhainen sekundaariehkäisy. (Aivoinfarkti. Käypä hoito -suositus.
www.kaypahoito.fi 2006, Toni ym. 2004.)
1.2 Monileiketietokonetomografia akuuttien aivoverenkiertohäiriöiden kuvantamisessa
Kroonisten iskeemisten rappeumamuutosten lisäksi akuuttien iskeemisten muutosten laajuus ja paikantuminen sekä puolivarjoalue voidaan tunnistaa kuvantamistutkimuksil- la (Wintermark ym. 2008). Aivojen kuvantaminen on osa aivoverenkiertohäiriöiden akuutin ja puoliakuutin vaiheen diagnostiikkaa erityisesti liuotushoitoa harkittaessa sekä tämän tehoa ja mahdollisia komplikaatioita arvioitaessa (Adams ym. 1994). Toistaiseksi konsensushoitosuositusten mukainen arviointi perustuu (toistettuun) pään varjoainete- hostamattomaan kerroskuvaukseen eli tietokonetomografiaan (TT). Monileike-TT- laitteistojen kehittäminen on mahdollistanut tarkempien anatomisten ja toiminnallisten kuvantamismenetelmien, kuten aivo- ja kaulavaltimoiden varjoainetehostetun TT- kuvauksen eli TT-angiografian sekä veren läpivirtausta luonnehtivan TT-perfuusion
(CTP, computed tomography perfusion), käytön akuutin aivoverenkiertohäiriön kuvan- tamisessa (Tomandl ym. 2003).
TT-angiografiassa verisuonet kuvautuvat kontrastiainetta käyttämällä. Akuuttivaiheen tutkimuksissa hyödynnetään kolmiulotteisia vapaiden tarkastelusuuntien monitasore- konstruktioita (MPR, multiplanar reconstruction) ja maksimi-intensiteetti-projektioita (MIP, maximum intensity projection) kallonsisäisten tukosten etsimisessä sekä suonten seinämien arvioimisessa (Blank & Kalender 2000, Katz ym. 1995).
TT-perfuusiotutkimuksissa kuvataan samaa anatomista aluetta useita kertoja varjoaine- erän ruiskuttamisen jälkeen varjoainetehostumisen jäljittämiseksi. Saman sijainnin ku- vausten välillä on lyhyt viive – yleensä 0,5–4 s. Tällaiset ensikierron CTP-tutkimukset tuottavat aivojen perfuusion tilaa kuvailevia hemodynaamisia muuttujia. Aivokudoksen verenvirtaus (CBF, cerebral blood flow) määritetään joko dekonvoluutioon perustuvalla menetelmällä tai mittaamalla varjoaineen suurinta kertymänopeutta (Konstas ym.
2009a). Veren keskimääräinen kauttakulkuaika (MTT, mean transit time) riippuu ve- renvirtauksesta ja aivokudoksen veritilavuudesta (CBV, cerebral blood volume) yhtälön
CBF
MTT= CBVmukaisesti (Meier & Zierler 1954). CBV kuvaa aivojen hiussuonten ja pikkulaskimoiden veritilavuutta aivokudoksen massaa kohti ja MTT keskimääräistä aikaa, joka kuluu veren virratessa aivohiussuonten läpi. Verenvirtaus edustaa hetkellistä virtausta hiussuonissa. (Axel 1980, Eastwood ym. 2002, Wintermark ym. 2002, 2005.) Akuutin aivoverenkiertohäiriön arviointi on eräs CTP-tutkimuksen pääindikaatio (Höff- ner ym. 2004). Tutkimuksen tavoitteena on tunnistaa ja erottaa pelastettavissa oleva kudos infarktoituneesta (König ym. 1998, Von Kummer 1997, Wintermark ym. 2001).
Wintermarkin ym. (2005) mukaan CTP havaitsee varjoainetehostamattomia TT- tutkimuksia herkemmin akuutteja aivoverenkiertohäiriöitä. CTP on osoittautunut erit- täin luotettavaksi verenkiertohäiriöiden laajuuden arvioinnissa, ja nopeutensa vuoksi se soveltuu käytettäväksi myös liuotushoitoarvioinnissa (Srinivasan ym. 2005).
Eastwood ym. (2002) arvioivat tutkimustensa nojalla iskeemisessä aivokudoksessa pa- tologisen tilan kynnysarvoiksi CBF = 0–10 ml (100 g)–1 min–1, CBV = 0–1,5
ml (100 g)–1 ja MTT 6 s. Tutkimus osoitti, että MTT on herkin epänormaalin per- fuusion indikaattori, kun taas CBF ja CBV osoittautuivat paremmiksi erottamaan is- keemiset alueet infarktoituneista. Puolivarjoalueella MTT on pidentynyt verenkierron itsesäätelyn vaikutuksesta ja CBV on kohonnut tai normaali. Infarktoituneessa kudok-
sessa MTT on pidentynyt, ja verivolyymin yläraja-arvoksi on arvioitu CBV = 2,0 ml (100 g)–1 (Nabavi ym. 1999, Wintermark ym. 2001, 2002, 2006). Silvennoisen ym.
(2008) mukaan MTT-kartan löydöstä voidaan yksinään käyttää perfuusiohäiriöalueen ylärajana. Sama tutkimus osoitti myös, että CBV-kartan perfuusiopuutos ei välttämättä edusta kokonaisuudessaan peruuttamattomasti vahingoittunutta kudosta. Sanellin ym.
(2004) mukaan erityisesti kuva-analyysivaiheessa tehtävä vertailulaskimon valinta aihe- uttaa epävarmuutta kvantitatiivisiin CTP-suureisiin.
Tyypillisessä multimodaalisessa akuutin aivoverenkiertohäiriön kuvantamistutkimuk- sessa potilaan aivot TT-kuvataan sekä ilman kontrastitehostusta että varjoaineruiskeen jälkeen perfuusio- ja angiografiaprotokollilla. TT-perfuusio ja -angiografia lisäävät in- farktin sijainnin määrityksen ja verisuonen tukkeuman tunnistuksen tarkkuutta (Ezzed- dine ym. 2002). Kuvan 2 esimerkkitapauksessa akuutin vaiheen natiivitutkimus ei pal- jasta iskeemisen aivotapahtuman laajuutta yhtä selvästi kuin CTP-kuvaus. Varjoainete- hostamaton (natiivi)kuvaus toistetaan 24 tunnin kuluttua (mahdollisesta) liuotushoidosta erityisesti verenvuotojen toteamiseksi.
Kuva 2. 77-vuotiaan miehen liuotusarvio- ja seuranta-TT-tutkimukset; leiketasot ovat luvussa 1.3 esiteltävät ASPECTS-tasot. Leikkeet (a)–(f) on kuvattu 2 h oikeanpuoleis- ten halvausoireiden ja puhehäiriöiden alkamisen jälkeen. Varjoainetehostamattomissa kuvissa (a) ja (b) ei näy selviä infarktimuutosten merkkejä. Perfuusiokartoissa (c) ja (d) erottuu pidentyneen keskimääräisen kauttakulkuajan (MTT) alue ja kartoissa (e) ja (f) vähentyneen verivolyymin (CBV) alue vasemmassa aivopuoliskossa (nuolenkärkien välissä). Natiivileikkeet (g) ja (h) on kuvattu 24 h liuotushoidon aloittamisesta. Vasem- massa hemisfäärissä visualisoituu selkeimmin nuolenkärkien väleissä a. cerebri median alueella suuri, hieman ekspansiivinen infarktiharventuma, joka on laajempi kuin CBV- kartan muutosalue mutta pienempi kuin MTT-kartan perfuusiohäiriöalue.
1.3 Aivoiskemian topografinen arviointi
Liuotushoitoarvioinnissa voidaan käyttää lähtökohtana von Kummerin ym. (1997) ha- vaintoa, jonka mukaan iskeemiset muutokset, jotka kattavat varjoainetehostamattomassa TT-tutkimuksessa yli kolmanneksen keskimmäisen aivovaltimon suonitusalueesta, en- nustavat sekä huonoa kliinistä tulosta että tehotonta alteplaasihoitoa.
Myöhemmin osoittautui, että iskemiamuutosten laajuuden arvioimisen toistettavuus on heikko. Pexman ym. (2001) kehittivät arvioinnin luotettavuuden ja nopeuden lisäämi- seksi puolikvantitatiivisen pisteytysjärjestelmän (ASPECTS, The Alberta stroke prog- ram early CT score). Järjestelmää käytetään etukierron akuuttien iskeemisten muutosten arvioinnissa (Barber ym. 2000). Se jakaa keskimmäisen aivovaltimon suonitusalueen kuvan 3 mukaisesti yhteensä kymmeneen segmenttiin, jotka sijaitsevat kahdella vaki- oidulla aksiaalisella leiketasolla: (1) talamuksen ja tyvitumakkeiden taso sekä (2) sivu- kammioiden yläosia leikkaava taso.
Kuva 3. ASPECTS-leiketasot. (a) Tyvitumaketason leikkeessä näkyvät aivokuoren segmentit M1–M3, I = insula (aivosaari), IC = capsula interna (sisäkotelo), NC = nucle- us caudatus (häntätumake) ja NL = nucleus lentiformis (linssitumake). (b) Sepelviuhkan (corona radiata) tason leikkeessä näkyvät aivokuoren osiot M4–M6. (c) Läpivalaisuku- va, johon kuvien (a) ja (b) leiketasot on merkitty.
Normaali TT-tutkimuslöydös saa kymmenen ASPECTS-pistettä. Mikäli yhdellä tai use- ammalla jaokkeella kuvautuu akuutteja iskeemisiä muutoksia, yksi piste vähennetään kutakin tällaista segmenttiä kohti. Muutoksiin kuuluu mm. terveeseen aivopuoliskoon verrattuna alitiheä aivokudos ja aivo-selkäydinnestetiloja pienentävä massavaikutus.
Koko hemisfäärin kattavat epätarkkarajaiset iskemiamuutokset pisteytetään siis nollak- si. Kuolleisuuden on havaittu kasvavan jyrkästi, kun kokonaispistemäärä on alle kah- deksan (Pexman ym. 2001).
Barber ym. (2000) ja Pexman ym. (2001) tutkivat kuvien tulkitsijoiden välistä yksimie- lisyyttä TT-kuvien ASPECTS-pisteytyksessä. Tulkitsijan erikoisalasta (neuroradiologia, neurologia) ja kokemuksesta (erikoislääkäri, erikoistuva lääkäri) riippumatta ASPECTS osoittautui luotettavaksi menetelmäksi.
Lin ym. (2009) tutkivat ASPECTS:n käyttöä TT-perfuusiokarttojen tulkinnassa: piste- erotus CBV-ASPECTS – MTT-ASPECTS korreloi MTT- ja CBV-karttojen välisten perfuusiopoikkeavuuksien tilavuuserotuksen kanssa Spearmanin kertoimella 0,76.
Ryhmä totesi, että kun CBV- ja MTT-ASPECTS-pisteiden välinen erotus on vähintään 1, iskemia- ja infarktimuutosten välillä on vähintään 20 %:n tilavuusero. Kun pidenty- neen MTT:n alue on suuri ja matalan CBV:n alue pieni eli vastaavien karttojen välinen pinta-alaerotus MTT – CBV on suuri, iskeeminen puolivarjoalue on laaja. Kuvassa 4 on esimerkki kartoissa esiintyneistä eroista.
Kuva 4. Iskeeminen muutos ja infarkti ASPECTS-tasoilla. (a)–(b) 79-vuotias nainen, jolle tehtiin CTP-tutkimus 2 h oikeanpuoleisen halvausoireiston ja kasvohermon alaosan heikkouden sekä puhevaikeuksien alkamisesta. (a) M2:n ja aivosaaren alueella on näh- tävissä pidentyneen MTT:n alue. (b) Vastaavan leikkeen CBV-kartassa ei näy poik- keavuuksia vastakkaiseen puoliskoon verrattuna, joten kyse on palautuvasta iskemiasta.
(c)–(d) 84-vuotias mies, jolle tehtiin CTP-tutkimus 1,3 h puhehäiriöiden alkamisesta. (c) MTT-kartan M6-segmentissä näkyy iskeeminen muutos. (d) Vastaavalla alueella kuvau- tuu infarktimuutokseen sopiva matalan CBV:n alue. MTT-kartan perfuusiopuutos on jonkin verran tätä kookkaampi, joten iskemia on osittain palautuvaa tyyppiä.
1.4 Magneettitutkimuksista
Magneettikuvausta käytetään, kun tarvitaan varma suonitilanteen diagnoosi, halutaan varmistaa akuutti iskeeminen kudosvaurio, mitataan puolivarjoalueen kokoa tai var- mennetaan takakuopan iskeeminen muutos (Aivoinfarkti. Käypä hoito -suositus.
www.kaypahoito.fi 2006).
Varjoainetehostamaton magneettikuvaus havaitsee akuutin aivoverenkiertohäiriön her- kemmin ja tarkemmin kuin natiivi-TT ensimmäisten tuntien aikana oireiden alkamisesta (Provenzale ym. 2003). Tyypillisesti käytetyt pulssisarjat eli sekvenssit ovat T1-
painotettu spinkaikusarja gadoliniumvahvistuksella tai ilman, T2-painotettu nopea spin- kaiku, FLAIR (fluid-attenuated inversion recovery) ja T2*-painotettu gradienttikaiku- sarja. Sekä varjoaineettomia että varjoainetehostettuja magneettiangiografiatutkimuksia käytetään TT-angiografian tavoin tromboosien paikantamiseen sekä päänvaltimon haa- rautumiskohdan tarkasteluun. (Srinivasan ym. 2006.)
Diffuusiopainotettu magneettikuvaus mahdollistaa hyperakuutin aivoinfarktin tunnista- misen natiivimagneettitutkimusta herkemmin (Schaefer, Grant & Gonzalez 2000). Me- netelmää käytetään akuutin ja kroonisen aivoinfarktin erottelussa (Moseley ym. 1995, Weber ym. 2000). Infarktoituneessa kudoksessa esiintyvä soluja tuhoava turvotus ja veden diffuusion vähentyminen havaitaan alentuneesta signaalihäviöstä johtuen kirk- kaana diffuusiopainotteisissa kuvissa (Provenzale ym. 2003, Schaefer, Grant & Gonza- lez 2000, Stejskal & Tanner 1965).
Perfuusiopainotetussa magneettikuvauksessa perfuusion seuraamiseen varjoaineen ruis- kutuksen aikana käytetään nopeita T2- tai T2*-painotteisia EPI (echo planar imaging) - pulssisarjoja (Heiland ym. 1998). Peruuttamattomasti infarktoitunut aivokudos visuali- soituu epänormaalina sekä diffuusio- että perfuusiotekniikalla, kun taas iskeeminen puolivarjo kuvautuu vain perfuusiopainotteisissa kuvissa (Barber ym. 1998, Sorensen ym. 1996).
Wintermarkin ym. (2007) vertailututkimuksen mukaan TT-perfuusio- ja -
angiografialöydökset korreloivat erinomaisesti magneettitutkimuslöydäksen kanssa ar- vioitaessa potilaiden soveltuvuutta liuotushoitoon näillä menetelmillä.
2 AINEISTO JA MENETELMÄT
2.1 Potilaiden valinta
Kohorttina käytettiin Tampereen yliopistollisessa sairaalassa (TAYS) vuonna 2007 en- sihoidon aivoinfarktin liuotushoitokoodilla B706 tutkittuja potilaita, joista tässä osatut- kimuksessa käsiteltiin laskimonsisäisen liuotushoidon saaneet 92 potilasta. Tutkittavien mediaani-ikä oli 71 ja kvartiiliväli 58–79 vuotta. Potilaista naisia oli 42. Voimakkaan liikeartefaktin vuoksi heikkolaatuiset tai yksinomaan takakuopan tason leikkeitä sisältä- neet perfuusiosarjat hylättiin. Kun lisäksi aineistosta poistettiin potilaat, joille ei ollut tehty perfuusiotutkimusta, jäljelle jäi 74 CTP-tutkimusta sisältävää havaintoyksikköä.
Potilastiedot kerättiin sairauskertomuksista ja kuvantamistutkimukset analysoitiin käyt- täen TAYS:n Picture Archiving and Communications System (PACS) -kuva-arkistoa.
2.2 Tietokonetomografiatutkimukset
Kuvantamistutkimukset tehtiin potilaiden saavuttua TAYS:n ensiapuun, ja seurantatut- kimus tehtiin 24 tunnin kuluttua liuotushoidon antamisesta. Tulovaiheessa potilaille tehtiin pään natiivitutkimus sekä TT-perfuusio- ja -angiografiatutkimus joko 16-leike- TT-laitteella (General Electric Lightspeed; GE Healthcare, Milwaukee, WI, USA) tai 64-leike-TT-laitteella (Philips Brilliance CT; Philips Medical Systems, Cleveland OH, USA). Natiivitutkimuksen jälkeen, ennen perfuusio- ja angiografiatutkimuksia potilaan laskimoon ruiskutettiin varjoaine-erä (iobitridoli, Xenetix® 350 mg/ml), jonka koko oli angiografiatutkimuksessa 70 ml ja perfuusiotutkimuksessa 60 ml. 16-leikelaitteella ku- vaus kesti 50 s ja tuotti 200 leikettä 20 mm:n paksuiselta alueelta. 64-leikelaitteella ku- vaus kesti 55,2 s ja tuotti 120 leikettä 80 mm:n paksuiselta alueelta. Perfuusiokuvauksen rekonstruktioalgoritmi muodosti 512 × 512 -kokoiselle kuvamatriisille neljä kartta- leikettä leikepaksuuden ollessa 5 mm (16-leikelaite) tai kahdeksan karttaleikettä leike- paksuuden ollessa 10 mm (64-leikelaite). Kuvausalue sisälsi molemmat ASPECTS- tasot.
2.3 Kuva-analyysi
Perfuusiodata analysoitiin kuvatyöasemalla (GE Medical Systems, Advantage Worksta- tion) CT Perfusion 3 FuncTool 2.6.6i -ohjelmalla, joka muodosti dekonvoluutiomene- telmällä perfuusiosarjasta leiketasoja vastaavat kaksiulotteiset CBV-, MTT- ja CBF- kartat.
Potilaan pään liikkeet eliminoitiin automaattisella keskiöintityökalulla. Kohinasignaalin minimoimiseksi kuva kynnystettiin: sopivalla pehmytkudosikkunoinnilla ilma ja luuku- dos jätettiin analyysin ulkopuolelle.
Varjoaine-erän läpimenokäyrien määritystä varten perfuusiokartasta määritettiin käsin sopiva valtimo, ja verta vastaavan TT-luvun normittamiseksi valittiin soveltuva laski- mo. 1–2 kuvaelementin kokoiset kiinnostusalueet pyrittiin asettamaan suoniin, jotka kulkivat kohtisuorasti leiketasoa vastaan. Valtimoksi valittiin esimerkiksi a. cerebri an- terior ja laskimoksi esimerkiksi suuri aivolaskimo (vena cerebri magna). Mikäli sopivaa syvää laskimoa ei löytynyt, kiinnostusalueen sijoituskohdaksi valittiin ylempi nuoliveri- viemäri (sinus sagittalis superior) tai veriviemäreiden yhtymäkohta (confluens sinuum).
MTT- ja CBV-kartat tutkittiin vertailevasti hemisfäärien välistä perfuusion puolieroa etsien. Erityisesti tarkasteltiin kahta kuvan 3 mukaista vakioitua ASPECTS-leiketasoa.
Mikäli jommassakummassa kartassa esiintyi pidentyneen MTT:n tai matalan CBV:n alue verrattuna vastakkaiseen aivopuoliskoon, iskeemisen aivokudoksen pinta-ala mitat- tiin spline-työkalulla kiertäen aivo-selkäydinnestetilat ja suurimmat verisuonihaarat (Höffner ym. 2004). Jos muutoksia kuvautui kummassakin leiketasossa, pinta-alat las- kettiin yhteen. Vaatimuksena oli yli 25 mm2:n pinta-ala, jolla MTT oli yli 7 s tai CBV oli pienempi kuin 2,5 ml/100 g (Konstas ym. 2009b). Ohjelma laski kiinnostusalueen sisältämän aivokudoksen MTT- ja CBV-parametrien keskiarvon ja keskihajonnan.
ASPECTS-tasojen ulkopuoliset iskeemiset tai infarktoituneet alueet mitattiin vain, jos standarditasoilla ei ollut viitteitä iskemiasta. ASPECTS-pisteytystä sovellettiin per- fuusiokarttoihin luvussa 1.3 esitetyllä tavalla.
Seurantatutkimuksen natiivi-TT-kuvat ASPECTS-pisteytettiin ja niistä mitattiin iskee- misten alueiden pinta-alat. Iskeemisen aivokudoksen pinta-ala mitattiin jokaisesta leik- keestä, jossa alitiheää aivokudosta visualisoitui. Kokonaispinta-ala oli näiden alojen
summa. ASPECTS-leiketasoilla kuvautuneet harventumat mitattiin erikseen ja laskettiin yhteen.
2.4 Tilastollinen analyysi
Tiedot syötettiin Microsoft Excel -ohjelmaan ja analysoitiin Statistical Package for the Social Sciences (SPSS) -ohjelman versiolla 16.
Jakaumien normaalisuus selvitettiin niiden muotoa tutkimalla sekä Kolmogorovin- Smirnovin testillä. Jatkuvien jakaumien välistä lineaarista riippuvuutta mitattiin Spear- manin korrelaatiokertoimella. Akuutin ja seurantatutkimuksen ASPECTS-pisteytysten yhtäpitävyyttä tarkasteltiin ristiintaulukoimalla. Kvantitatiivisesti pisteytyksiä verrattiin keskenään Fisherin tarkalla testillä, koska 2-testin oletukset eivät olleet voimassa. Pis- teytysten yhteyttä mitattuihin pinta-aloihin tutkittiin Kruskalin-Wallisin testillä.
Tilastollisen merkitsevyyden rajana pidettiin arvoap = 0,05.
3 TULOKSET
Tutkittavien potilaiden ikä oli normaalisti jakautunut. Sen sijaan natiivikuvista määrite- tyt infarktipinta-alat sekä CTP-ASPECTS-kartoista mitatut MTT- ja CBV-alueiden pin- ta-alat eivät olleet normaalisti jakautuneet. Aineistossa 40 potilaalla (43 %) visualisoitui perfuusiohäiriö ASPECTS-leiketasoilla, ja kuudessa tapauksessa perfuusiohäiriö sijaitsi tasojen ulkopuolella.
3.1 Liuotushoidon tehokkuus
Vuorokauden kohdalla tehdyssä natiivi-TT-seurantatutkimuksessa ASPECTS-tasojen infarktimuutosten pinta-ala oli keskimäärin 22 % suurempi kuin tulovaiheen CBV- ASPECTS-kartan perfuusiohäiriöalueen pinta-ala ja keskimäärin 16 % pienempi kuin MTT-ASPECTS-kartan perfuusiohäiriöalueen pinta-ala. MTT- ja CBV-pinta-alat anta- vat lopullisen infarktin koon arviolle keskimääräisen ylä- ja alarajan.
Kuvassa 5 on verrattu iskeemisen puolivarjon pinta-alaa seurantatutkimuksessa kuvau- tuneeseen harventumapinta-alaan. Käsittelyssä ovat potilaat, joiden perfuusiokartassa oli nähtävissä häiriö ASPECTS-tasoilla. Suurempi puolivarjo ennakoi suurempaa muu- tosta kontrollitutkimuksen kuvissa: pinta-alaerotus (MTT – CBV) korreloi natiivikuvan ASPECTS-pinta-alaan kertoimella 0,32 (p = 0,042) ja infarktin kokonaispinta-alaan kertoimella 0,35 (p = 0,026). Kun aineistosta poistetaan 11 potilasta (28 %), joilla in- farktimuutoksia ei visualisoitunut, vastaaviksi korrelaatioiksi saadaan 0,45 (p = 0,013) ja 0,31 (p = 0,102 eli ei ole tilastollisesti merkitsevä).
Kuva 5. Seurantatutkimuksen TT-kuvissa ilmenneiden muutosten pinta-alojen vertailu CTP-ASPECTS-tutkimukseen. Puolivarjoa eli perfuusiokartoissa visualisoituneiden poikkeamien pinta-alojen erotusta MTT – CBV on verrattu seurantatutkimuksessa ku- vautuneen infarktiharventuman pinta-alaan. Pinta-alojen yksikkö on mm2. Pistejoukkoi- hin on sovitettu regressiosuorat. Alemmasta kuvasta on poistettu yksitoista potilasta (28 %), joiden seurantatutkimus osoitti perfuusion palautuneen, eikä infarktimuutoksia näin ollen kuvautunut.
Kuvassa 6 ovat kasvavassa järjestyksessä ASPECTS-pinta-alaerotukset, joissa pidenty- neen MTT:n alueen pinta-alasta on vähennetty seurantatutkimuksessa havaittu harven- tumapinta-ala. Vertailussa on puolivarjoa luonnehtiva pinta-alaerotus MTT – CBV. Po- tilaista, joilla perfuusiohäiriö erottui, 30:lla (75 %) MTT-ala oli suurempi kuin lopulli- nen infarkti ja 4 tapauksessa (10 %) infarkti kasvoi alkuperäistä MTT-muutosta merkit- tävästi kookkaammaksi. Näillä potilailla infarkti käsitti usein lähes koko hemisfäärin.
Pidentyneen MTT:n pinta-ala oli aineistossa keskimäärin 475 mm2 ja puolivarjo keski- määrin 194 mm2 lopullista infarktia suurempi.
n = 40
-3000 -2000 -1000 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39
Potilasnumero
Pinta-alaerotus
MTT - CBV MTT - infarkti
Kuva 6. Absoluuttiset pinta-alaerotukset (mm2), joissa MTT-ASPECTS-pinta-aloista on vähennetty seurantatutkimuksessa visualisoitunut lopullisen infarktin ASPECTS-ala.
Erotusta on verrattu kullekin potilaalle määritettyyn iskeemiseen puolivarjoon eli ASPECTS-pinta-alaerotukseen MTT – CBV.
Potilaiden 1–10 iskemiasta kärsivä aivoalue on liuotushoidosta huolimatta edennyt ko- konaisuudessaan infarktiksi. Potilaiden 5–15 puolivarjoalue on pieni, eikä trombolyysi- hoito ei ole juuri muuttanut iskeemisen alueen kokoa. Potilaiden 11–40 aivoiskemia on ollut kokonaan tai osittain palautuvaa, eli reperfuusio tai liuotushoito on pienentänyt iskeemisen alueen kokoa. Seitsemän potilaan, selvimmin potilaiden 38 ja 39, infarkti- pinta-ala on pienempi kuin CBV-ASPECTS-pinta-ala. Tällainen näennäisesti palautuva CBV johtuu yleensä viiveestä, jonka esimerkiksi valtimon tukkeutuminen ja huono rin- nakkaisverenkierto aiheuttavat varjoaine-erän läpimenokäyrään. Ilmiö yliarvioi matalan CBV:n pinta-alaa, mikäli perfuusio-ohjelman algoritmi ei korjaa aikaviivettä. Uusim-
man sukupolven perfuusio-ohjelmissa tämä ilmiö on huomioitu. Todellinen CBV- häiriöalueen palautuvuus on äärimmäisen harvinaista. (Konstas ym. 2009b, Schaefer ym. 2009, Mui ym. 2008.)
3.2 CBV-muuttujan tarkkuus infarktin koon arvioinnissa
Rajoitutaan 21 potilaaseen, joiden CBV-ASPECTS-kartassa visualisoitui muutoksia.
Matalan veritilavuuden pinta-alan ja seurantatutkimuksen ASPECTS-tasoilla kuvautu- neen infarktipinta-alan väliseksi korrelaatioksi saadaan 0,76 (p < 0,001). CBV-pinta-ala korreloi infarktin kokonaispinta-alaan kertoimella 0,63 (p = 0,002). Kuvan 7 pisteparvi- kuviot suorasovituksineen havainnollistavat yhteyttä.
Kuva 7. Akuutin vaiheen perfuusiokuvauksen CBV-ASPECTS-pinta-alojen vertailu natiivikuvien harventumamuutosten pinta-aloihin (mm2). Kahden potilaan (10 %) tapa- uksessa infarktia ei kuvautunut, jolloin kyseessä on luvun 3.1 mukainen pseudopalautu- va CBV.
Kruskalin-Wallisin testin nojalla liuotushoitoarvion yhteydessä annetut CBV-
ASPECTS-pisteet ennustivat hyvin natiivitutkimuksen ASPECTS-tasojen infarktihar- ventumapinta-alaa (p < 0,001) sekä infarktin kokonaispinta-alaa (p < 0,001). Pieni ASPECTS-pistemäärä ennakoi suurta infarktia: CBV-ASPECTS-pisteet korreloivat CBV-perfuusiohäiriön pinta-alaan kertoimella –0,86 (p < 0,001) ja seurantatutkimuksen ASPECTS-infarktipinta-alaan kertoimella –0,65 (p < 0,001). Kuvassa 8 ovat CBV- ASPECTS-pisteittäin luokitellut perfuusio- sekä seurantatutkimuksessa kuvautuneet infarktipinta-alat.
Kuva 8. CBV-ASPECTS-kartassa ja seuranta-TT-tutkimuksessa kuvautuneet iskeemis- ten alueiden pinta-alat (mm2) on luokiteltu CBV-ASPECTS-pisteittäin. Kumpaankin pistejoukkoon on sovitettu suora. Kuvassa ovat potilaat, joilla CBV-pinta-ala oli nollas- ta poikkeava. Potilas, jonka pistemäärä oli 5, sai laajan hemisfääri-infarktin
Fisherin tarkan testin nojalla perfuusiokartalle määritetty CBV-ASPECTS-pistemäärä ennusti erinomaisesti 24 tunnin seuranta-TT-tutkimuksessa mitattuja natiivi-ASPECTS- pisteitä (p < 0,001). Kuvassa 9 on pisteytysten välisten erojen suhteelliset osuudet poti- laille, joilla perfuusiohäiriö oli havaittavissa.
n = 40
0 5 10 15 20 25 30 35 40
-2 -1 0 1 2 3 4 5 6
CBV-ASPECTS (0 h) - Natiivi-ASPECTS (24 h)
(%)
Kuva 9. Perfuusiotutkimuksen CBV-ASPECTS- ja seurantatutkimuksen natiivi- ASPECTS-pisteiden välisen erotuksen jakauma.
Useimmissa tapauksissa (88 %) CBV-kartta sai vähintään yhtä suuren pistearvon kuin natiivikuva. Näiden potilaiden infarktiydin on joko pysynyt ennallaan (35 %) tai laajen- tunut (53 %). Viiden potilaan (13 %) ASPECTS-piste-erotus on negatiivinen, mikä joh- tuu luvussa 3.1 kuvatusta näennäisesti palautuvasta CBV-häiriöstä.
3.3 ASPECTS-pisteiden käyttökelpoisuus pelastettavissa olevan ku- doksen arvioinnissa
Kruskalin-Wallisin testi osoitti, että suuri piste-erotus CBV-ASPECTS – MTT- ASPECTS ennustaa suurempaa eroa MTT- ja CBV-kartoista mitattujen pinta-alojen välillä (p < 0,001) (kuva 10). Pinta-alaerotus korreloi piste-erotuksen kanssa Spearma- nin kertoimella 0,77 (p < 0,001).
Kuva 10. ASPECTS-puolivarjo eli pinta-alaerotus MTT – CBV (mm2) piste-
erotusluokittain. Suurempi piste-erotus (CBV-ASPECTS – MTT-ASPECTS) ennustaa suurempaa erotusta pinta-alojen välillä. Pisteparveen on sovitettu regressiosuora. Poti- laista 36:lla (39 %) piste-erotus oli nollasta poikkeava.
Piste-erotus CBV-ASPECTS – MTT-ASPECTS on tuloksen nojalla hyvä mittari puoli- varjopinta-alan arvioinnissa.
4 POHDINTA
Akuutti aivoverenkiertohäiriö vaatii nopean ja toimivan hoitoketjun. Diagnostiikassa ja hoidon arvioinnissa käytetään lisääntyvässä määrin varjoainetehostamattomien TT- tutkimusten lisäksi monileiketietokonetomografian suomia mahdollisuuksia: per- fuusiotutkimuksia ja angiografiaa.
Tässä tutkimuksessa sovellettiin ASPECTS-pisteytystä TT-perfuusiokarttojen tulkintaan ja arvioitiin laskimonsisäisen liuotushoidon potentiaalia ja onnistumista CTP-muuttujien avulla. CBV-pinta-ala korreloi lopullisen infarktin koon kanssa kertoimella 0,76 ja olennaisesti arvioi syntyvän infarktin koon alarajan. Vastaavasti pidentyneeseen kautta- kulkuaikaan (MTT) liittyvä pinta-ala antaa hyvän yläraja-arvion infarktin koolle. Natii- vi-TT-seurantatutkimuksessa visualisoitunut harventumapinta-ala osoittautui kolmella neljästä potilaasta MTT-pinta-alaa pienemmäksi. Näillä potilailla voidaan arvioida liuo- tushoidon tai spontaanin rekanalisaation pelastaneen alkutilanteessa iskeemistä aivoku- dosta.
Akuuttivaiheen perfuusiokartan CBV-ASPECTS-pisteytys ennustaa hyvin sekä lopulli- sen infarktin ASPECTS-pisteitä että tämän pinta-alaa: pienempi yhteispistemäärä enna- koi laajempaa infarktia. Teoreettisessa tarkastelussa CBV- ja MTT-karttojen eron perus- teella voidaan arvioida iskeemisen puolivarjon kokoa (Schaefer ym. 2008). CBV- ja MTT-ASPECTS:n välinen piste-erotus korreloi vastaavan pinta-alaerotuksen kanssa kertoimella 0,77. Näin ollen ASPECTS-piste-erotus arvioi iskeemisen puolivarjon ko- koa luotettavasti. Tämä vastaa Linin ym. (2009) tutkimustulosta. MTT- ja CBV-
ASPECTS-pisteytykset ovat tulosten nojalla käyttökelpoisia liuotushoitoarvioinnissa – huolellisesti ja kriittisesti tulkitut karttojen väliset pinta-ala- ja ASPECTS-piste-erot osoittavat pelastettavissa olevan aivokudoksen laajuuden.
CTP-tutkimuksista mitattujen perfuusiohäiriöiden pinta-alat voivat yliarvioida muutos- ten todellista kokoa: muun muassa infarktialuetta ympäröivä turvotus ja aivojen peh- mytkalvon (pia mater) verenkierto kuvautuvat poikkeavuuksina CTP-kartoissa. Tapauk- sissa, joissa seurantatutkimuksen infarkti osoittautui CBV-pinta-alaa pienemmäksi, kyse oli todennäköisimmin matalan CBV:n näennäisestä palautuvuudesta (ks. luku 3.1). Il- miö johtuu perfuusio-ohjelmasta, jonka dekonvoluutioalgoritmi yliarvioi CBV-pinta-
alaa. Lisäksi heikko yhteistoiminta saattaa aiheuttaa karttoihin liikeartefakteja, joita voi jälkikäsittelyllä jossain määrin korjata.
TT-perfuusio- ja -angiografiatutkimukset aiheuttavat potilaalle säderasitusta ja niissä käytettävä jodivarjoaine lisää akuutin munuaisten vajaatoiminnan riskiä. Ne vievät pelkkää varjoainetehostamatonta tutkimusta enemmän aikaa kuvantamistilanteessa, mutta mahdollisesti säästävät aikaa myöhemmin päätöksentekovaiheessa. Varhaisten infarktiin viittaavien natiivitutkimuslöydösten – harventuman, harmaan ja valkean ai- neen rajan hämärtymisen, ödeeman ja aivouurteiden umpeutumisen – tulkinta edellyttää kliinistä ja aivoinfarktiin keskittyvää radiologista kokemusta ja on Lindsbergin ja Kas- teen (1997) mukaan jopa alan erikoislääkäreille haasteellista. Akuutit verenkiertohäiriöt erottuvat natiivikuvista heikommin kuin perfuusiokartoista, jolloin CTP-ASPECTS- tutkimuksiin nojaava hoitopäätös perustuu potentiaalisesti paremmalle näytön asteelle kuin pelkän natiivikuvan käyttö. Tämä on edullista erityisesti päivystysajalla, jolloin neuroradiologin välitön konsultoiminen ei yleensä ole mahdollista. CTP on perfuusio- painotteista magneettitutkimusta käyttökelpoisempi menetelmä: magneettiperfuusioku- vaus on CTP:tä kattavampi, mutta hitaampi, liikeartefakteille alttiimpi ja saatavuudel- taan rajallisempi (Silvennoinen, Lindsberg & Valanne 2010).
Diagnostiikka ei voi silti kokonaan perustua perfuusiokarttoihin, ja erityisesti CBV- karttoja on tulkittava kriittisesti. Esimerkiksi rajautunut vanha infarktiarpi erottuu natii- vikuvasta useimmiten hyvin. Perfuusiokartassa sellaisen voi tunnistaa alueeksi, jossa veritilavuus on matala, mutta tällainen alue on mahdollista tulkita myös ajankohtaiseksi iskeemiseksi muutokseksi. CTP-tutkimus havaitsee heikoimmin lakunaariset ja aivotel- tan alapuoliset iskeemiset häiriöt (Eckert ym. 2010). Lisäksi tutkimusalue ei yleensä kata koko aivostoa, jolloin perfuusiohäiriöalue voi jäädä kokonaisuudessaan tutkitun kudostilan ulkopuolelle.
Osaa tehdyistä perfuusiotutkimuksista ei voitu käyttää tutkimusaineistossa, koska per- fuusiopakka ei sisältänyt molempia ASPECTS-tasoja. Yhden leiketason käyttäminen voi riittää alustavaan arvioon, mutta tarkempaa ja kattavampaa arviota varten tarvitaan molemmat leiketasot. On siis syytä kiinnittää huomiota kuvantamisen oikeaan suoritus- tapaan.
Monileike-TT:n hyödyt voivat olla haittoja runsaammat. Koska CTP-ASPECTS:n käyt- tö saattaa tarkentaa diagnostiikkaa ja iskemian paikallistamista, parantaa luotettavuutta
sekä nopeuttaa hoitoa, menetelmän käyttö liuotushoitoarvioinnissa lienee perusteltua.
Tämän varmentamiseksi tarvitaan suuria prospektiivisia tutkimusaineistoja.
Tutkimusta jatketaan vuonna 2010 analysoimalla TAYS:ssa vuonna 2007 kuvatut 180 liuotushoitokandidaattia, joilla oli todettu aivoverenkierron häiriö, mutta jotka eivät saaneet liuotushoitoa. Tämän jälkeen analysoidaan vuosina 2004–2006 TAYS:ssa kuva- tut liuotushoidon saaneet potilaat.
KIRJALLISUUS
Abbott RD, Donahue RP, MacMahon SW, Reed DM, Yano K. Diabetes and the risk of stroke. The Honolulu Heart Program. JAMA 1987;251:949–52
Adams HP Jr, Bendixen BH, Kappelle LJ, Biller J, Love BB, Gordon DL, Marsh EEI, for the TOAST investigators. Classification of subtype of acute ischemic stroke. Defini- tions for use in a multicenter clinical trial. TOAST. Trial of Org 10172 in Acute Stroke Treatment. Stroke 1993;24:35–41
Adams HP, Brott TG, Crowell RM, Furlan AJ, Gomez CR, Grotta J, Helgason CM, Marler JR, Woolson RF, Zivin JA Guidelines for the management of patients with acute ischemic stroke. A statement for healthcare professionals from a special writing group of the Stroke Council, American Heart Association. Stroke 1994;25:1901–1914 Aho K, Reunanen A, Aromaa A, Knekt P. Risk factors for different stroke manifesta- tions. J Neurol 1985;232:93
Aivoinfarkti [verkkoversio]. Käypä hoito-suositus. Suomalaisen lääkäriseuran Duode- cimin ja Suomen Neurologinen yhdistys ry:n asettama työryhmä. Helsinki: Suomalai- nen Lääkäriseura Duodecim [päivitetty 15.10.2006]. www.kaypahoito.fi
Antithrombotic Trialists’ Collaboration. Collaborative meta-analysis of randomised trials of antiplatelet therapy for prevention of death, myocardial infarction, and stroke in high risk patients. BMJ 2002;324:71–86
Astrup J, Siesjö BK, Symon L. Thresholds in cerebral ischemia – the ischemic penum- bra. Stroke 1981;12:723–725
Axel L. Cerebral blood flow determination by rapid-sequence computed tomography:
theoretical analysis. Radiology 1980;137:679–686
Barber PA, Darby DG, Desmond PM, Yang Q, Gerraty RP, Jolley D, Donnan GA, Tress BM, Davis SM. Prediction of stroke outcome with echoplanar perfusion- and dif- fusion-weighted MRI. Neurology 1998;51:418–456
Barber PA, Demchuk AM, Zhang J, Buchan AM. The ASPECTS Study Group. The validity and reliability of a novel quantitative CT score in predicting outcome in hy- peracute stroke prior to thrombolytic therapy. Lancet 2000;355:1670–1674
Blank M, Kalender WA. Medical volume exploration: gaining insights virtually. Eur J Radiol 2000;33:161–169
Brand FN, Abbott RD, Kannel WB, Wolf PA. Characteristics and prognosis of lone atrial fibrillation. 30-year follow-up in the Framingham Study. JAMA 1985;254:3449–
3453
Cheng Z-M, CAST (Chinese Acute Stroke Trial) Collaborative Group. CAST: random- ized placebo-controlled trial of early aspirin use in 20 0000 patients with acute ischae- mic stroke. Lancet 1997;349:1641–1649
Ciccone A, Abraha I, Santilli I. Glycoprotein IIb-IIIa inhibitors for acute ischaemic stroke. Cochrane Database of Systematic Reviews 2006(4):CD005208
Colditz GA, Bonita R, Stampfer MJ, Willett WC, Rosner B, Speizer FE, Hennekens CE. Cigarette smoking and risk of stroke in middle-aged women. N Engl J Med 1988;318:937–941
Donnan GA, Fisher M, Macleod M, Davis SM. Stroke. Lancet 2008;371(9624):1612–
1623
Doyle KP, Simon RP, Stenzel-Poore MP. Mechanisms of ischemic brain damage. Neu- ropharmacology 2008;55:310–318
Eastwood JD, Lev MH, Azhari T, Lee TY, Barboriak DP, Delong DM, Fitzek C, Her- zau M, Wintermark M, Meuli R, Brazier D, Provenzale JM. CT perfusion scanning with deconvolution analysis: pilot study in patients with acute middle cerebral artery stroke.
Radiology 2002;222:227–236
Eckert B, Küsel T, Leppien A, Michels P, Müller-Jensen A, Fiehler J. Clinical outcome and imaging follow-up in acute stroke patients with normal perfusion CT and normal CT angiography. Neuroradiology 2010 Apr 27 [Epub]
Ezzeddine MA, Lev MH, McDonald CT, Rordorf G, Oliveira-Filho J, Aksoy FG, Far- kas J, Segal AZ, Schwamm LH, Gonzalez RG, Koroshetz WJ. CT angiography with whole brain perfused blood volume imaging: added clinical value in the assessment of acute stroke. Stroke 2002;33(4):959–966
Folsom AR, Prineas RJ, Kaye, SA, Munger RG. Incidence of hypertension and stroke in relation to body fat distribution and other risk factors in older women. Stroke
1990;21:701–706
Gonzalez RG, et al. Hyperacute stroke: evaluation with combined multisection diffu- sion-weighted and hemodynamically weighted echo-planar MR imaging. Radiology 1996;199:391–401
Gonzalez RG, Hirsch JA, Koroshetz WJ, Lev MH, Schaefer P, eds. Acute Ischemic Stroke. Imaging and Intervention, Springer 2006.
Hacke W, Kaste M, Bluhmki E, Brozman M, Dávalos A, Guidetti D, Larrue V, Lees KR, Medeghri Z, Machnig T, Schneider D, von Kummer R, Wahlgren N, Toni D for the ECASS Investigators. Thrombolysis with alteplase 3 to 4.5 hours after acute ischemic stroke. N Engl J Med 2008;359:1317–1329
Heiland S, Kreibich W, Reith W, Benner T, Dörfler A, Forsting M, Sartor K. Compari- son of echo-planar sequences for perfusion-weighted MRI: which is best? Neuroradiol- ogy 1998;40:216–221
Höffner EG, Case I, Jain R, Gujar SK, Shah GV, Deveikis JP, Carlos RC, Thompson BG, Harrigan MR, Mukherji SK. Cerebral Perfusion CT: Technique and Clinical Appli- cations. Radiology 2004;231:632–644
Hössmann KA. Viability thresholds and the penumbra of focal ischemia. Ann Neurol 1994;36: 557–565
International Stroke Trial Collaborative Group. The International Stroke Trial (IST): a randomised trial of aspirin, subcutaneous heparin, both, or neither among 19 435 pa- tients with acute ischaemic stroke. International Stroke Trial Collaborative Group. Lan- cet 1997;349:1569–1581
Johnston SC, Gress DR, Browner WS, Sidney S. Short-term prognosis after emergency department diagnosis of TIA. JAMA 2000;284:2901–2906
Johnston SC. Transient ischemic attack. N Engl J Med 2002;347:1687
Kannel WB, Abbott RD, Savage DD, McNamara PM. Epidemiologic features of chronic atrial fibrillation: the Framingham study. N Engl J Med 1982;306:1018–1022 Kannel WB, Wolf PA, Verter J. Manifestations of coronary disease predisposing to stroke. The Framingham study. JAMA 1983;250:2942–2946
Kannel WB, Wolf PA. Epidemiology of cerebrovascular disease. Kirjassa: Vascular disease of the central nervous system. 2. painos, ss. 1–24. Ross-Russell RW (toim.) Churchill Livingstone, Edinburgh 1983
Katz DA, Marks MP, Napel SA, Bracci PM, Roberts SL. Circle of Willis: evaluation with spiral CT angiography, MR angiography, and conventional angiography. Radiol- ogy 1995;195:445–449
Konstas AA, Goldmakher GV, Lee T-Y, Lev MH. Theoretic Basis and Technical Im- plementations of CT Perfusion in Acute Ischemic Stroke, Part 1: Theoretic Basis. Am J Neuroradiol 2009a;30:662–668
Konstas AA, Goldmakher GV, Lee T-Y, Lev MH. Theoretic Basis and Technical Im- plementations of CT Perfusion in Acute Ischemic Stroke, Part 2: Technical Implementa- tions. Am J Neuroradiol 2009b;30:885–892
König M, Klotz E, Luka B, Venderink DJ, Spittler JF, Heuser L. Perfusion CT of the brain: diagnostic approach for early detection of ischemic stroke. Radiology
1998;209:85–93
Lin K, Rapalino O, Lee B, Do KG, Sussmann AR, Law M, Pramanik BK. Correlation of volumetric mismatch and mismatch of Alberta Stroke Program Early CT Scores on CT perfusion maps. Neuroradiology 2009;51(1):17–23
Lindsberg PJ, Kaste M. Voidaanko aivoinfarktin aiheuttamaa halvausoireistoa rajoittaa?
Duodecim 1997;113:1765–1770
Luisto M. Äkillisen aivo-oireiston diagnostiikka ja hoito avohoidossa. Duodecim 1996;112(6):465
Meier P, Zierler KL. On the theory of indicator-dilution method for the measurement of blood flow and volume. J. Appl. Physiol. 1954;6:731–744
Moseley ME, Butts K, Marks M, de Crespigny A. Clinical aspects of DWI. NMR Bio- med 1995;8:387–96
Mui K, Nogueira R, Lev MH, et al. CT CBV lesions do not always infarct in acute stroke following IA and IV thrombolysis. Proceedings of the 46th Annual Meeting of the American Society of Neuroradiology, New Orleans, La, June 2, 2008
Murray CJ, Lopez AD. Mortality by cause for eight regions of the world: Global Bur- den of Disease Study, Lancet 1997;349:1269–1276
Nabavi DG, Cenic A, Craen RA, Gelb AW, Bennett JD, Kozak R, Lee T-Y. CT As- sessment of Cerebral Perfusion: Experimental Validation and Initial Clinical Experi- ence. Radiology. 1999;213:141–149
Paciaroni M, Caso V, Agnelli G. The concept of ischemic penumbra in acute stroke and therapeutic opportunities. Eur Neurol. 2009;61(6):321–330
Petersen P. Thromboembolic complications in atrial fibrillation. Stroke 1990;21:4–13 Pexman JHW, Barber PA, Hill MD, Sevick RJ, Demchuk AM, Hudon ME, Hu WY, Buchan AM. Use of the Alberta Stroke Program Early CT Score (ASPECTS) for As- sessing CT Scans in Patients with Acute Stroke. American Journal of Neuroradiology 2001;22:1534–1542
Piccini JP, Nilsson KR. The Osler Medical Handbook, 2nd ed. Saunders Elsevier, Philadelphia USA. ISBN 0-323-03748-8
Provenzale JM, Jahan R, Naidich TP, Fox AJ. Assessment of the patient with hy- peracute stroke: imaging and therapy. Radiology 2003;229:347–359
Roine RO. Aivoinfarkti. Lääkärin käsikirja. Duodecim 2008.
Sacco RL, Wolf PA, Kannel WB, McNamara PM. Survival and recurrence following stroke: the Framingham Study. Stroke 1982;13:290
Salonen JT, Puska P, Tuomilehto J, Homan K. Relation of blood pressure, serum lipids, and smoking to the risk of cerebral stroke. A longitudinal study in Eastern Finland.
Stroke 1982;13:327–33
Sandercock P, Counsell C, Stobbs SL. Low-molecular-weight heparins or heparinoids versus standard unfractionated heparin for acute ischaemic stroke. Cochrane Database Syst Rev 2005;(2):CD000119
Sanelli PC, Lev MH, Eastwood JD, Gonzalez RG, Lee TY. The effect of varying user- selected input parameters on quantitative values in CT perfusion maps. Acad Radiol 2004;11:1085–1092
Schaefer PW, Barak ER, Kamalian S, Gharai LR, Schwamm L, Gonzalez RG, Lev MH. Quantitative Assessment of Core/Penumbra Mismatch in Acute Stroke: CT and MR Perfusion Imaging Are Strongly Correlated When Sufficient Brain Volume Is Ima- ged. Stroke. 2008;39:2986
Schaefer PW, Grant PE, Gonzalez RG. Diffusion-weighted MR imaging of the brain.
Radiology 2000;217:331–345
Schaefer PW, Mui K, Kamalian S, Nogueira RG, Gonzalez RG, Lev MH. Avoiding
"Pseudo-Reversibility" of CT-CBV Infarct Core Lesions in Acute Stroke Patients After
Thrombolytic Therapy: The Need for Algorithmically "Delay-Corrected" CT Perfusion Map Postprocessing Software. Stroke 2009;40:2875–2878
Siesjö BK. Pathophysiology and treatment of focal cerebral ischemia. Part II: mecha- nisms of damage and treatment. J Neurosurg 1992;77:337–354
Silvennoinen HM, Hamberg LM, Lindsberg PJ, Valanne L, Hunter GJ. CT Perfusion Identifies Increased Salvage of Tissue in Patients Receiving Intravenous Recombinant Tissue Plasminogen Activator within 3 Hours of Stroke Onset. American Journal of Neuroradiology 2008;29:1118–1123
Silvennoinen H, Lindsberg PJ, Valanne L. Perfuusiokuvaus aivoiskemian diagnostiikas- sa. Duodecim 2010;126(1):33-9
SITS-MOST-rekisteri http://www.acutestroke.org/
Sorensen AG, Buonanno FS, Gonzalez RG, Schwamm LH, Lev MH, Huang-Helbinger FR, Reese TG, Weisskoff RM, Davis TL, Suwanwela N, Can U, Moreira JA, Copen WA, Look RB, Finklestein SP, Rosen BR, Koroshetz WJ. Hyperacute Stroke: Evalua- tion with Combined Multisection Diffusion-weighted and Hemodynamically Weighted Echoplanar MR Imaging. Radiology 1996;199:391–401
Srinivasan A, Goyal M, Al Azri F, Lum C. State-of-the-Art Imaging of Acute Stroke.
RadioGraphics 2006;26:75–95
Srinivasan A, Goyal M, Lum C, Nguyen T, Miller W. Processing and interpretation times of CT angiogram and CT perfusion studies in stroke. Can J Neurol Sci
2005;32:483–486
Stejskal E, Tanner J. Spin diffusion measurements: spin echoes in the presence of a time-dependent field gradient. J Chem Phys 1965;42:288–292
Suomen tilastollinen vuosikirja. Tilastokeskus 2004
The National Institute of Neurological Disorders and Stroke rt-PA Stroke Study Group (NINDS). Tissue plasminogen activator for acute ischemic stroke. N Engl J
Med 1995;333:1581
Tomandl BF, Klotz E, Handschu R, Stemper B, Reinhardt F, Huk WJ, Eberhardt KE, Fateh-Moghadam S. Comprehensive Imaging of Ischemic Stroke with Multisection CT.
RadioGraphics 2003;23:565–592
Toni D, Chamorro A, Kaste M, Lees K, Wahlgren NG, Hacke W; EUSI Executive Committee; EUSI Writing Committee. Acute treatment of ischaemic stroke. European Stroke Initiative. Cerebrovasc Dis 2004;(Suppl 2):30–46
Von Kummer R, Allen KL, Holle R, Bozzao L, Bastianello S, Manelfe C, Bluhmki E, Ringleb P, Meier DH, Hacke W. Acute Stroke: Usefulness of Early CT Findings before Thrombolytic Therapy. Radiology 1997;205:327–333
Wahlgren N, Ahmed N, Dávalos A, Hacke W, Millán M, Muir K, Roine RO, Toni D, Lees KR for the SITS investigators. Thrombolysis with alteplase 3–4.5 h after acute ischaemic stroke (SITS-ISTR): an observational study. Lancet 2008;372:1303–1309
Walker SP, Rimm EB, Ascherio A, Kawachi I, Stampfer MJ, Willett WC. Body size and fat distribution as predictors of stroke among US men. Am J Epidemiol
1996;144:1143-1150
Weber J, Mattle HP, Heid O, Remonda L, Schroth G. Diffusion-weighted imaging in ischaemic stroke: a follow-up study. Neuroradiology 2000;42:184–191
Whisnant JP. Effectiveness versus efficacy of treatment of hypertension for stroke pre- vention. Neurology. 1996 Feb;46(2):301–307
Wilson PWF, D'Agostino RB, Sullivan L, Parise H, Kannel WB. Overweight and obe- sity as determinants of cardiovascular risk: the Framingham experience. Arch Intern Med 2002;162:1867–1872
Wintermark M, Albers GW, Alexandrov AV, Alger JR, Bammer R, Baron JC, Davis S, Demaerschalk BM, Derdeyn CP, Donnan GA, Eastwood JD, Fiebach JB, Fisher M, Furie KL, Goldmakher GV, Hacke W, Kidwell CS, Kloska SP, Köhrmann M, Kor- oshetz W, Lee TY, Lees KR, Lev MH, Liebeskind DS, Ostergaard L, Powers WJ, Provenzale J, Schellinger P, Silbergleit R, Sorensen AG, Wardlaw J, Wu O, Warach S.
Acute stroke imaging research roadmap. Stroke. 2008;39(5):1621–1628.
Wintermark M, Fischbein NJ, Smith WS, Ko NU, Quist M, Dillon WP. Accuracy of dynamic perfusion CT with deconvolution in detecting acute hemispheric stroke.
American Journal of Neuroradiology 2005;26:104–112
Wintermark M, Flanders AE, Velthuis B, Meuli R, van Leeuwen M, Goldsher D, Pineda C, Serena J, van der Schaaf I, Waaijer A, Anderson J, Nesbit G, Gabriely I, Me- dina V, Quiles A, Pohlman S, Quist M, Schnyder P, Bogousslavsky J, Dillon WP, Pedraza S. Perfusion-CT Assessment of Infarct Core and Penumbra: Receiver Operating Characteristic Curve Analysis in 130 Patients Suspected of Acute Hemispheric Stroke.
Stroke 2006;37:979–985
Wintermark M, Maeder P, Thiran JP, Schnyder P, Meuli R. Quantitative assessment of regional cerebral blood flow by perfusion CT studies at low injection rates: a critical review of the underlying theoretical models. Eur Radiol 2001;11:1220–1230
Wintermark M, Meuli R, Browaeys P, Reichhart M, Bogousslavsky J, Schnyder P, Michel P. Comparison of CT perfusion and angiography and MRI in selecting stroke patients for acute treatment. Neurology 2007;68:694–697
Wintermark M, Reichhart M, Thiran J-P, Maeder P, Chalaron M, Schnyder P, Bo- gousslavsky J, Meuli R. Prognostic accuracy of cerebral blood flow measurement by perfusion computed tomography, at the time of emergency room admission, in acute stroke patients. Ann Neurol 2002;51:417–432
Wolf PA, D'Agostino RB, Belanger AJ, Kannel WB. Probability of stroke: a risk profile from the Framingham Study. Stroke 1991;22:312–318
Wolf PA, D'Agostino RB, Kannel WB, Bonita R, Belanger AJ. Cigarette smoking as a risk factor for stroke. The Framingham Study. JAMA 1988;259:1025–1029
