Slikovna diagnostika pri akutni možganski kapi
UVOD
Z začetkom zdravljenja kapi s tkivnim aktivatorjem plazminogena (tPA) se je vzporedno razvijala tudi slikovna diagnostika, predvsem magnetnorezonančna (MR) perfuzija in difuzija, ki je omogočila vpogled v fiziologijo kapi ishemično penumbro. Potrebo po funkcionalni slikovni diagnostiki so okrepile dodatne možnosti zdravljenja kapi, predvsem intraarterijska tromboliza (1, 2) in mehanična rekanalizacija (3). Kljub vsemu so bila pričakovanja o hitrem obvladovanju ishemične kapi prezgodnja, kajti samo majhen delež potencialnih bolnikov prejme ustrezno zdravljenje (4, 5). Tudi novejše slikovne diagnostike so premalo uporabljane pri vsakdanji obravnavi teh bolnikov.
Glavna vodila v zdravljenju kapi so klinična slika, čas nastanka kapi in negativni znaki na nekontrastni računalniškotomografski (CT) preiskavi. Prisotnost krvavitve in obsežno hipodenzno območje, ki zajema več kot tretjino povirja srednje cerebralne arterije, so kontraindikacije za intravensko trombolizo (6). Upoštevajoč priporočila je samo 1 do 7 % potencialnih bolnikov primernih za intravensko trombolizo (4, 5). Glavni izključevalni dejavnik je ozko časovno okno.
Intraarterijska rekanalizacija
V številnih centrih, kjer poteka aktivno zdravljenje kapi, v zadnjih letih razvijajo endovaskularno zdravljenje. Metoda je omejena na bolnike z zaporo velike možganske arterije, ki jo lahko dosežemo z mikrokatetrom, čemur sledi mehanična odstranitev trombembolusa ali dajanje tPA. Intraarterijska rekanalizacija, bodisi farmakološka ali mehanična, omogoča zdravljenje bolnikov v 4,5-urnem intervalu. Pri zapori velike možganske arterije, notranje karotidne, srednje cerebralne in bazilarne arterije dosega 3- do 5-krat večji uspeh tudi znotraj samega intervala. Za izbiro najprimernejšega načina zdravljenja moramo poznati prehodnost velikih možganskih arterij in funkcionalno stanje možganovine.
ISHEMIČNA PENUMBRA
Koncept penumbre (polsence) je vpeljal Astrup kot območje hipoperfuzije, električno nemega in funkcijsko oslabljenega, vendar še viabilnega tkiva (7). Ishemična kap močno zmanjša pretok v možgane, posledica je celična smrt, ki znotraj jedra infarkta nastopi v nekaj minutah. Celice na perifernih območjih okrog jedra pa vzdržuje kolateralna prekrvitev. Ishemična penumbra predstavlja tkivo perifernih regij, ki je lahko potencialno rešljivo z pravočasno vzpostavitvijo pretoka (8, 9, 10). Model penumbre so razvili pred 25 leti pri opicah, ko so določili prag možganske ishemije, le-ta je povezan s stopnjo in trajanjem zmanjšanega možganskega pretoka (11).
PRIKAZ ISHEMIČNE PENUMBRE
S CT ali MR perfuzijskim algoritmom med vnosom kontrastnega sredstva slikamo dano rezino možganov v hitrem zaporedju. Z računalniško obdelavo osnovnih slik, ki nosijo informacijo spremembe jakosti signala v časovni odvisnosti, dobimo barvne mape, ki ponazarjajo možgansko hemodinamiko. Osnovne mape prikazujejo možganski pretok (cerebral blood flow CBF), možganski volumen krvi (cerebral blood volume CBV), srednji čas prehoda kontrasta (mean transit time MTT) in čas do vrha največje opacifikacije (time to peak TTP). V nadaljevanju besedila bodo zaradi enostavnejše predstavitve uporabljene kratice.
Prikaz jedra infarkta
Od vseh slikovnih možnostih so difuzijsko obtežene MR slike (diffusion weighted images DWI) najzanesljivejše za oceno ishemičnega jedra, to je tkiva, ki je najverjetneje ireverzibilno okvarjeno. DWI pokažejo ishemijo zelo zgodaj v razvoju infarkta, že po nekaj minutah (11, 14).
Tudi hipodenzno območje na nekontrastni CT preiskavi kaže na ireverzibilno okvaro tkiva. Vendar je nekontrastni CT, razen subtilnih znakov, v prvih urah razvoja infarkta večinoma normalen. Naslednji dober pokazatelj jedra je območje nenormalnosti na CT perfuzijski mapi CBV (15 18).
Prikaz ishemične penumbre
Razlika med jedrom infarkta, ireverzibilno okvaro in območjem zmanjšane perfuzije prikaže ishemično penumbro (18). Brez ustreznega zdravljenja bo končna velikost infarkta večja od jedra in lahko doseže velikost penumbre. Najbolje preizkušena metoda za dokaz penumbre je MR. Penumbra odraža velikost tkiva, ki jo dobimo, če od velikosti zmanjšane perfuzije odštejemo velikost nenormalne difuzije (DWI), kar imenujemo neujemanje difuzije/perfuzije (19).
Podobno informacijo lahko dobimo tudi na osnovi CT, v večini centrov pa za dokaz penumbre uporabljajo perfuzijske mape, razliko med CBV in CBF ali TTP.
Raziskave so pokazale, da je trajanje ishemične penumbre, to je časovnega okna, ko lahko še vedno rešimo dele možganovine, pri bolnikih različno, in sicer od 6 do 9 ur od začetka simptomov (20, 21).
SLIKOVNA DIAGNOSTIKA PRI AKUTNI MOŽGANSKI KAPI
CT in MR aparati so danes široko dostopni in dajejo informacijo o stanju parenhima možganov, prehodnosti žil in perfuziji tkiva. Kot vodilo pri izbiri najprimernejše slikovne metode je treba upoštevati več dejavnikov: bolnikovo stanje, čas nastanka kapi, logistične omejitve in dostopnost intraarterijske rekanalizacije. S slikanjem moramo odgovoriti na 4 ključna vprašanja:
- 1.Ali obstaja krvavitev?
- 2.Ali je zaprta velika arterija?
- 3.Kateri del možganov je ireverzibilno okvarjen?
- 4.Ali obstaja penumbra?
1. Ali obstaja krvavitev? CT je boljša preiskava za odkrivanje parenhimske krvavitve in akutne subarahnoidne krvavitve.
2. Ali je zaprta velika arterija? Z računalniškotomografsko angiografijo (CTA) vratnih in začetnega dela intrakranialnih arterij lahko z enim odmerkom kontrastnega sredstva pregledamo glavno nevrovaskularno os. Zelo pomembno je odgovoriti na vprašanje, ali so notranja karotidna, srednja možganska in bazilarna arterija zaprte, predvsem če obstajajo možnosti intraarterijske intervencije. Primerljiva s CTA je magnetnoresonančna angiografija (MRA), vendar je preiskava daljša in občutljivejša za artefakte zaradi bolnikovega premikanja.
3. Kateri del možganov je ireverzibilno okvarjen? Difuzijsko MR slikanje je bolj senzitivno od CT perfuzijskih meritev CBV.
4. Ali obstaja klinično pomembna penumbra? CT in MR perfuzijske mape vsebujejo primerljive informacije, vendar lahko z MR perfuzijo pregledamo večji delež možganov kot s CT perfuzijo.
Kaj uporabljamo na našem oddelku v Kliničnem centru v Ljubljani? V večini preiskav je prva slikovna metoda CT brez kontrasta za izključitev krvavitve, sledita CTA in CT perfuzija. Celotna preiskava (vključno z obdelavo slik) je hitra, traja približno 10 minut in je dostopna 24 ur. MR preiskava je smiselna pri otrocih, nosečnicah, obravnavi kapi v zadnji kotanji in pri znani alergiji na jodno kontrastno sredstvo.
SKLEP
Napredovala slikovna diagnostika omogoča vpogled v anatomijo in fiziologijo akutne ishemične možganske kapi, ishemično penumbro. Nove metode zdravljenja s trombolizo so se učinkovito izkazale tudi pri klasičnem časovnem oknu, kar pa ne izključuje urgentne obravnave bolnika z akutno možgansko kapjo. Upoštevajoč ta načela so radiologi dobili veliko odgovornost in priložnost, da aktivno sodelujejo pri diagnostiki in zdravljenju ishemične možganske kapi.
LITERATURA
- 1.Lisboa RC, Jovanovic BD, Alberts MJ. Analysis of the safety and efficancy of intraarterial thrombolytic therapy in ischemic stroke. Stroke, 2002; 33: 2866-71.
- 2.Furlan A, Higashida R, Wechsler L in sod. Intraarterial prourokinase for acute ischemic stroke: The PROACT II study a randomized controlled trial-Prolyse in Acute Cerebral Thromboembolism. JAMA, 1999; 282: 2003-11.
- 3.Smith WS, Sung G, Starkman S in sod. Safety and efficacy of mechanical embolectomy in acute ischemic stroke: results of the MERCI trial. Stroke, 2005; 36:1432-38.
- 4.Cocho D, Belvis R, Marti-Fabrega J in sod. Reasons for exclusion from thrombolytic therapy following acute ischemic stroke. Neurology, 2005; 64: 719-20.
- 5.Katzan IL, Furlan AJ, Lloyd LE in sod. Use of tissue-type plasminogen activator for acute ischemic stroke: the Cleveland area experience. JAMA, 2000; 283: 1151-58.
- 6.Albers GW, Amarenco P, Easton JD in sod. Antithrombotic and thrombolytic therapy for ischemic stroke: the Seventh ACCP Conference on Antithrombotic and Thrombolytic Therapy. Chest, 2004; 126(suppl): 483S-512S.
- 7.Murphy BD, Fox AJ, Lee DH in sod. Identification of Penumbra and Infarct in Acute Ischemic Stroke Using Computed Tomography Perfusion-Derived Blood Flow and Blood Volume Measurements. Stroke, 2006; 37: 1771-1777.
- 8.Ginsberg MD, Pulsinelli WA. The ischemic penumbra, injurj thresholds, and therapeutic window for acute stroke. Ann Neurol, 1994; 36: 553-54.
- 9.Hossmann KA. Viability thresholds and the penumbra of foca ischemia. Ann Neurology, 1994; 36: 557-65.
- 10.Markus R, Reutens DC, Kazui S in sod. Hypoxic tissue in ishemic stroke: perzistence and clinical consequences of spontaneous survival. Brain, 2004; 127(Pt 6): 1427-36 .
- 11.Jones TH, Morawetz RB, Crowell RM in sod. Thresholds of focal cerebral ischemia in awake monkeys. J Neurosurg, 1981; 54: 773-82.
- 12.Mullins ME, Schaefer PW, Sorensen AG in sod. CT and conventional and diffusion- weighted MR imaging in acute stroke: study in 691 patients at presentation to the emergency department. Radiology, 2002; 224: 353-60.
- 13.Schaefer PW, Ozsunar Y, He J in sod. Assesing tissue viability with MR diffusion and perfusion imaging. AJNR Am J Neuroradiol, 2003; 24: 436-43.
- 14.Yamada K, Wu O, Gonzalez RG in sod. Magnetic resonance perfusion-weighted imaging of acute cerebral infarction: effect of the calculation methods and underlying vasculopaty. Stroke, 2002; 33: 87-94.
- 15.Berzin T, Lev M, Goodman D in sod. CT perfusion imaging versus MR diffusion weighted imaging: prediction of final infarct size in hyperacute stroke. Stroke, 2001; 32: 317.
- 16.Hunter GJ, Hamburg LM, Ponzo JA in sod. Assesment of cerebral perfusion and arterial anatomy in hyperacute stroke with three-dimensional functional CT: early clinical results. AJNR Am J Neuroradiol, 1998;19: 29-37.
- 17.Cenic A,Nabavi DG,Craen RA in sod. Dynamic CT measurements of cerebralblood flow: a validation study. AJNR Am J Neuroradiol, 1999; 20: 36-37.
- 18.Eastwood JD, Lev MH, Azhari T in sod. CT perfusion scanning with deconvolution analysis: pilot study in patients with acute middle cerebral artery stroke. Radiology, 2002; 222: 227-36.
- 19.Schlaug G, Benfield A, Baird AE in sod. The ischemic penumbra: operationally defined by diffusion and perfusion MRI. Neurology, 1999; 53: 1528-37.
- 20.Koenig M, Klotz E, Luka B in sod. Perfusion CT of the brain: diagnostic approach for early detection of ischemic stroke. Radiology, 1998; 209: 85-93.
- 21.Hacke W, Albers G, Al-Rawi Y in sod. The Desmoteplase in Acute Ischemic Stroke Trial (DIAS): a phase II MRI-based 9-hour window acute stroke thrombolysis trial with intravenous desmoteplase. Stroke, 2005; 36: 66-73.