Abstrakt Einführung Im Falle eines akuten ischämischen Schlaganfalls ist die zeitnahe Reperfusion von penumbralem Gewebe essentiell. Für Patienten, welche sich außerhalb des aktuellen Zeitfensters (4,5 Stunden/6 Stunden) für eine rekanalisierende Therapie vorstellen, gewinnt die Mismatchdetektion mittels Magnetresonanztomographie (MRT) für Therapieentscheidungen stetig an Bedeutung. Ein klinischer Benefit konnte nach erfolgreicher Rekanalisation bei vorhandenem Mismatch erstmals in einer Studie auch noch bis 16 Stunden nach Auftreten der Symptome (DEFUSE 3) nachgewiesen werden. Das Mismatch ergibt sich hierbei aus der Differenz zwischen den Läsionen der diffusions- (DWI) und perfusionsgewichteten Bildgebung (PWI) und repräsentiert das penumbrale Gewebe, welches noch vital ist, aber ohne Intervention unterzugehen droht. Uneinigkeit besteht nach wie vor über optimale PWI Parameter und zugehörige Grenzwerte bei der Abgrenzung der Penumbra von der sie umgebenden benignen Oligämie in der MRT-basierten Bildgebung. Aus diesem Grund validierten wir zum ersten Mal die nicht-dekonvolierten, nicht-zeitbasierten PWI Parameter „maximum concentration“ (Cmax), „maximum slope“ (MS) und das zerebrale Blutvolumen errechnet aus der Kontrastmittelkonzentration-Zeit-Kurve (CBVctc) mit dem in vivo Goldstandard zur Penumbradetektion, der Positronenemissionstomographie (PET), hinsichtlich ihrer Fähigkeit zur Detektion der oberen Penumbragrenze. Methoden 15O-H2O PET und MR-PWI wurden bei 22 Patienten mit akutem oder subakutem kortikalen Schlaganfall konsekutiv durchgeführt. Es wurden Parameterkarten der nicht-dekonvolierten Perfusionsparameter Cmax, MS und CBVctc mit dem PET zerebralen Blutfluss (CBF) < 20 ml/100g/min validiert und mit dem etablierten dekonvolierten Parameter „time to maximum“ (Tmax) verglichen. Die Validierung der PWI Parameter erfolgte durch eine „receiver operating characteristic“ (ROC) Kurvenanalyse. XIII Ergebnisse Mit einer „area under the curve“ (AUC) von 0,92 („interquartile range“ (IQR) 0,84-0,96) konnte Cmax den Penumbragrenzwert PET-CBF < 20 ml/100g/min am besten detektieren. Die Ergebnisse sind dabei nicht signifikant schlechter als die des dekonvolierten Parameters Tmax (AUC 0,93). Nach Normalisierung erhielten wir einen relativen Grenzwert Cmax < 0,66 (IQR 0,56-0,71) mit einer Sensitivität von 84 % (IQR 0,76-0,89) und einer Spezifität von 84 % (IQR 0,76-0,91). Die Parameter MS (AUC 0,84) und CBVctc (AUC 0,70) schnitten in unserer Auswertung signifikant schlechter ab (p < 0,05). Schlussfolgerung Cmax zeigt sich in der vorliegenden Arbeit als gute Alternative zum dekonvolierten Parameter Tmax. Wir empfehlen die Verwendung des relativen Grenzwertes Cmax < 0,66, um Gewebe mit einem penumbralen Fluss (PET-CBF < 20 ml/100g/min) von der benignen Oligämie abzugrenzen. Cmax ist ein geeigneter PWI Parameter um Patienten mit ischämischem Schlaganfall für eine rekanalisierende Therapie jenseits des durch die Leitlinien vorgegebenen Zeitfensters zu selektieren.
Abstract Introduction In case of acute ischemic stroke reperfusion of penumbral tissue is crucial and time is the most important predictor for the clinical outcome. Therefore, in stroke patients presenting beyond the current time window (4.5 hours/6 hours) therapeutic decisions on reperfusion treatment based on mismatch detection with magnetic resonance imaging (MRI) is becoming more and more important. This is particularly true since a recent clinical trial could show that patients treated beyond the current time window with thrombectomy up to 16 hours (DEFUSE 3) based on mismatch detection had a better clinical outcome. Mismatch is defined by the difference between diffusion weighted imaging (DWI) and perfusion weighted imaging (PWI) and is a surrogate of penumbral tissue which can be rescued from infarction if reperfusion is established. The choice of optimal PWI parameters and thresholds to differentiate the penumbra from the surrounding benign oligemia is still a matter of debate. Therefore, we validated for the first time the non-deconvolved perfusion parameters maximum concentration (Cmax), maximum slope (MS) and cerebral blood volume from concentration time curve (CBVctc) with positron emission tomography (PET), the in vivo gold standard for penumbra imaging, to see how well they can detect penumbral flow. Methods 15O-water PET and MR-PWI were measured back-to-back in 22 patients with acute or subacute cortical stroke. Non-deconvolved perfusion parameters Cmax, MS and CBVctc were validated against the established penumbra threshold PET cerebral blood flow (CBF) < 20 ml/100g/min and compared to previously validated deconvolved time to maximum (Tmax). The validation of PWI parameters against PET-CBF was done with a receiver operating characteristic (ROC) curve analysis. XI Results The best MR-PWI parameter to detect the penumbra threshold PET-CBF < 20 ml/100g/min was Cmax with an area under the curve (AUC) of 0.92 (interquartile range (IQR) 0.84-0.96). The relative threshold after normalization was Cmax < 0.66 (IQR 0.56-0.71) with a sensitivity of 84 % (IQR 0.76-0.89) and a specificity of 84 % (IQR 0.76-0.91). The performance of MS (AUC 0.84) and CBVctc (AUC 0.70) was significantly inferior (p < 0.05). Cmax performed as well as the best previously validated deconvolved parameter Tmax (AUC 0.93). Conclusion Cmax is a good alternative to deconvolved Tmax. We recommend the use of the relative threshold Cmax < 0.66 to detect penumbral flow as defined by PET-CBF < 20 ml/100g/min to select patients for reperfusion therapy in acute ischemic stroke presenting beyond the current time window set by guidelines.
