Perfusions-CCT (PCCT)

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1 Perfusions-CCT (PCCT) Welcher Informationsgewinn steckt hinter bunten Bildchen und wie beeinflusst dieser die Therapieentscheidung beim Schlaganfall Bild: Leiva-Salinas C et al.: Responses to the 10 most frequently asked questions about perfusion CT (AJR Am J Roentgenol Jan;196(1):53-60)

2 Methodik funktionelle Bildgebung, die nach Kontrastmittelbolusinjektion (handelsübliches jodhaltiges Kontrastmittel) Dichteänderungen im Hirngewebe in zeitlicher und örtlicher Auflösung detektiert Graphische Darstellung der zeitlichen Veränderungen der CT-Dichtewerte (Zeit-Dichtekurven) in einer arteriellen region of interest (ROI), in einer venösen ROI und in jedem Pixel Bild: Hoeffner EG et al.: Cerebral Perfusion CT: Technique and clinical Applications (Radiology 2004 Jun;231(3):632-44)

3 Methodik mit Hilfe einer speziellen Software und auf der Basis verschiedener mathematischer Modellansätze lassen sich aus diesen Zeit-Dichtekurven für jeden Bildpunkt Parameter der cerebralen Perfusion berechnen, die in Form von farbskalierten Parameterbildern (je nach Geschmack in untersch. Farbskalierungen) dargestellt werden können Bild: Hoeffner EG et al.: Cerebral Perfusion CT: Technique and clinical Applications (Radiology 2004 Jun;231(3):632-44) CBF CBV MTT

4 Methodik: Berechnete Parameter Zerebraler Blutfluss/Cerebral blood flow (CBF): gibt an, wie viel Blut (ml) pro Masse Gewebe (g) pro Zeit (min) fließt Zerebrales Blutvolumen/Cerebral blood volume (CBV): gibt an, wie viel Blut (ml) pro Masse Gewebe (g) vorzufinden ist Zeitspanne bis zum lokalen Dichtemaximum/Time-to-peak (TTP): gibt an, wie viel Zeit ein Kontrastmittel-Bolus benötigt, bis er sich in einer bestimmten Gewebe-Region maximal anreichert (Zeit bis zur maximalen Hyperdensität) Mittlere Verweildauer des Kontrastmittels/Mean transit time (MTT):gibt an, wie lange ein Kontrastmittel-Bolus braucht, um aus einer zuführenden Arterie durch das interessierende Gewebe in ein venöses Gefäß überzutreten Central volume principle : CBF = CBV/MTT

5 Methodik prinzipiell an jedem CT mit 16 oder mehr Zeilen durchführbar 8-10 Schichten (5-10mm Schichtdicke) in Höhe der Basalganglien ACA, MCA und PCA-Gefäßterritorien werden abgebildet (an unserem Gerät kann ein Scanbereich von 9 cm abgedeckt werden, moderne 128-Zeilen-CTs ermöglichen eine vollständige Abbildung des Neurokraniums) Scanzeit: max. 60 Sek.

6 Anwendungsbereiche Schlaganfalldiagnostik Diagnostik von Perfusionsstörungen durch Vasospasmen nach SAB Bestimmung der zerebrovaskulären Reservekapazität bei Patienten mit extra- und intrakraniellen Stenosen Diagnostik hirneigener Tumoren

7 PCCT in der Schlaganfalldiagnostik - konventionelle vs. funktionelle Bildgebung - konventionelles CCT: Ausschluss einer intrakraniellen Blutung Infarktnachweis bei subakuten/älteren Hirninfarkten in der (hyper-) akuten Phase meist keine Infarktdemarkation, allenfalls Infarktfrühzeichen Problematik: Entscheidung über i.v.- Thrombolyse/ i.a.-thrombolyse müssen in der akuten Phase meist ohne Ischämienachweis in der CCT gefällt werden

8 PCCT in der Schlaganfalldiagnostik - konventionelle vs. funktionelle Bildgebung - Perfusions-CCT: Positivnachweis einer Ischämie auch in der akuten Phase geringeres Risiko ein Krankheitsbild, das klinisch einen Schlaganfall imitiert ( stroke mimic ), zu lysieren Aussage bzgl. Infarktkern und Penumbra möglich Problem: bisher keine CT-Perfusionsparameter oder Schwellenwerte (tresholds), die die irreversible Infarktausdehnung (Infarktkern) optimal und standardisiert definieren, zudem abhängig von benutzter Bearbeitungssoftware (unterschiedliche mathematische Modelle)

9 PCCT: Penumbra und Infarktkern Parameter MTT CBF CBV Infarktkern erhöht erniedrigt erniedrigt Penumbra erhöht erniedrigt normal/erhöht Ischämie: relative MTT mit einem treshold von 145% (verlängerte MTT von mind. 145%) im Vergleich zur kontralateralen gesunden Hemisphäre) [9] relative MTT mit einem treshold von 150% [7] Infarktkern: absolutes CBV mit einem treshold von 2ml/100g (CBV 2ml/100g) [9] relative CBV mit einem treshold von 56% [7] relativer CBF mit einem treshold von 31% [1] CAVE: MTT, TTP auch verlängert und CBF auch vermindert bei ipsilateraler Carotisstenose/-verschluss Penumbra: Ischämie-Infarktkern ABER: nicht standardisiert!!!!

10 Was bedeutet das für die klinische Anwendung und Therapieentscheidung beim Schlaganfall z. Zt. i.v.-lyse routinemäßig in den ersten 3-4,5 h nach Symptombeginn nur wenige Patienten stellen sich innerhalb dieses Lysezeitfensters in der Notaufnahme vor, weshalb nur ca. 5-10% (in Lübeck ca. 14%) der Schlaganfallpatienten einer Lysetherapie zugeführt werden in Studien, auf denen die Zeitfensterrichtlinie beruht, wurde der Schlaganfall mittels klinischem Befund und nativ CCT, welches eine ICB ausschließen sollte, diagnostiziert mittels PCCT könnte eine Entscheidung zur Lysetherapie je nach Infarktkernausdehnung bzw. Penumbra abgewogen werden und damit eine individuelle Therapieentscheidung erreicht werden Lysetherapie über das 4,5h-Zeitfenster hinaus auf der Basis von Penumbra-Infarktkern-mismatch aber z.zt. noch individueller Heilversuch, da PCCT-Parameter nicht standardisiert sind und noch keine eindeutige Studienlage

11 Was bedeutet das für die klinische Anwendung und Therapieentscheidung beim Schlaganfall im 4.5h-Zeitfenster durchgeführtes PCCT sichert im Vergleich zur nativ CCT nur die bereits klinisch gestellte Diagnose durchgeführte PCCTs nach 4.5h-Zeitfenster können einen individuellen Heilversuch mittel i.v.-lyse rechtfertigen

12 Wann führe ich in der Notaufnahme ein PCCT durch? klinische Präsentation eines Patienten nicht eindeutig einem ischämischen Ereignis zuzuordnen aber: eine klar indizierte i-v. Thrombolyse sollte nicht wegen der Durchführung eines PCCT verzögert werden! Symptom-onset > 4.5h, im nativ CCT noch keine Infarktdemarkation, kein Stroke-MRT verfügbar individueller Heilversuch Bild: Leiva-Salinas C et al.: Responses to the 10 most frequently asked questions about perfusion CT (AJR Am J Roentgenol Jan;196(1):53-60)

13 Vor- und Nachteile PCCT vs. cmrt: PCCT Vorteile gute Verfügbarkeit (auch nachts, am WE) kurze Untersuchungsdauer (10-15 min.) auch durchführbar bei Patienten mit Herzschrittmacher/ Metallimplantaten Nachteile nur wenige Schichten werden untersucht schlechte temporale Auflösung bisher kein Konsens über Parameter, die sicher den Infarktkern/Penumbra identifizieren z.zt. noch keine routinemäßige Lyse bei Patienten, die nicht mehr im 4,5h-Zeitfenster sind keine zeitliche Einordnung des Infarktes keine routinemäßige Lyse von wake-up-strokes

14 Vor- und Nachteile PCCT vs. cmrt: cmrt Vorteile ganzes Gehirn wird untersucht hohe Sensitivität auch für kleinere/lakunäre Läsionen und Ischämien in der hinteren Schädelgrube mittels DWI/Flair mismatch kann Zeitpunkt des Infarktes abgeschätzt werden DWI-positive Läsion mit normaler FLAIR suggeriert ein Zeitfenster < 3-4,5h Lyse eines wake-up-strokes möglich keine Strahlenbelastung Kontrastmittel nur für Perfusion notwendig, besser verträglich Nachteile schlechte Vefügbarkeit lange Untersuchungsdauer auch hier noch keine eindeutige Studienlage zur i.v.-lyse außerhalb des 4,5h-Zeitfensters aufgrund eines PWI/DWImissmatchs

15 Literatur 1. Campbell BCV et al. (2011) Cerebral blood flow is the optimal perfusion parameter for assesing infarct core. Stroke 42(12): Guerrero WR et al. (2012) The role of perfusion CT in identifying stroke mimics in the emergency room: a case of status epilepticus presenting with perfusion CT alterations. Int J Emerg Med 5(1): Hoeffner EG et al. (2004) Cerebral perfusion CT: technique and clinical applications. Radiology 231(3): Leiva-Salinas C et al. (2010) Responses to the 10 most frequently asked questions about perfusion CT. AJR Am J Roentgenol 196(1): Leiva-Salinas C et al. (2011) Neuroimaging of Cerebral Ischemia and Infarction. Neurotherapeutics 8(1): Löve A et al. (2011) Comprehensive CT evaluation in acute ischemic stroke: Impact on Diagnosis and treatment decisions. Stroke Res Treat: Article ID Schaefer PW et al. (2008) Quantitative assessment of core/penumbra mismatch in acute stroke: CT and MR perfusion imaging are strongly correlated when sufficient brain volume is imaged. Stroke 39(11): Sztriha LK et al. (2011) Safety and clinical outcome of thrombolysis in ischemic stroke using a perfusion CT mismatch between 3 and 6 hours. PLoS One 6(10): e Wintermark M et al. (2006) Perfusion-CT assessment of infarct core and penumbra: Receiver operating characteristic curve analysis in 130 patients suspected of acute hemispheric stroke. Stroke 37: