DECT for å differensiere intracerebral blødning fra kontrastekstravasasjon (DECT-ICH)

Bakgrunn:

Hjerneslag er en ledende dødsårsak i verden, og flertallet av hjerneslag er iskemiske (80 %). Den første metoden for behandling av akutt iskemisk (AIS) er vevsplasminogenaktivator (tPA)[1, 2] , som er en trombolytisk medisin som bryter opp blokkeringen i blodåren. Den andre kalles endovaskulær trombektomi (EVT), som er en prosedyre der blodproppen fysisk hentes opp ved hjelp av et kateter[3]. Mens tPA bare kan brukes innen 4,5 timer, kan EVT brukes 16 timer[4] og til og med opptil 24 timer[5] etter at en pasient utvikler symptomer.

Go-to-modaliteten for avbildning av AIS er computertomografi (CT)[6, 7]. På et CT-skanningsbilde er de objektene som er lysere hyperdense og de objektene som er mørkere er hypodense. For å bestemme plasseringen av blokkeringen og fullføre EVT-prosedyren, brukes kontrastfarge i kombinasjon med CT. Hos pasienter som har forsinket AIS, brukes også CT-perfusjonsmodaliteten (CTP), som kan bestemme vev som får mindre blodstrøm, men som ikke har infarkt ennå. Interessant nok kan CTP også generere informasjon om permeabiliteten til blod-hjerne-barrieren, som kan brukes til å lage et "permeability-surface area product map" (PS). Tidligere arbeid fra vår gruppe har vist at ved bruk av PS kan sannsynligheten (ikke omfanget) for hemorragisk transformasjon forutsies[8].

Både tPA og EVT kan føre til komplikasjonen av intracerebral blødning (ICH). Hvis ICH utvikler seg hos en pasient etter AIS, er pleieplanen og prognosen svært forskjellige. En annen komplikasjon, om enn mindre farlig, er kontrast ekstravasasjon (CE) i området av hjerneslaget. Kontrasten forsvinner etter én til to dager og påvirker ikke pasienten klinisk. Det er standard omsorg å utføre en CT-skanning 24 timer etter at en pasient mottar AIS-intervensjon for å utelukke ICH. Konvensjonell, enkelt-energi CT (SECT) bruker ett røntgenspektrum. Fordi kontrast og blod begge er betydelig tettere sammenlignet med omkringliggende vev, virker de identiske med hverandre. I dual-energy CT (DECT) brukes to forskjellige røntgenspektra for å lage et ekstra "jodoverleggskart" (IOM) og et "virtuelt-ikke-kontrast"-bilde [9-11]. Ved å bruke IOM- og VNC-bildene sammen med originalt SECT-bilde, kan man skille ICH fra CE (Figur 1). DECT utsetter ikke pasienter for høyere nivåer av stråling sammenlignet med SECT og kan være en nyttig teknikk for å skille objekter på CT.

Vi vil utføre en studie som ser på om DECT nøyaktig kan identifisere hyperdensiteter forårsaket av blødning versus kontrast. Vi vil validere rollen til DECT i behandling etter hjerneslag for de pasientene som gjennomgår EVT og har hyperdensitet etter prosedyren.

Hypotese:

DECT vil ha en større sensitivitet og spesifisitet for å skille mellom ICH og CE sammenlignet med SECT hos pasienter med AIS som får akutt intervensjon.

Mål:

1. For å finne ut om DECT nøyaktig kan identifisere hyperdensiteter forårsaket av blødning versus kontrast.
2. Å validere rollen til DECT i behandling etter hjerneslag for de pasientene som gjennomgår intervensjon og har hyperdensitet etter prosedyren.

Metoder:

Utfallsmål:

Vårt primære resultat er sensitiviteten og spesifisiteten til DECT for å skille ICH fra CE.

Våre sekundære utfall inkluderer: varighet av sykehusinnleggelse, nivå av funksjonshemming etter utskrivning fra sykehus, mekanisme for stor arterieokklusjon, type behandling etter slag (antiplate vs antikoagulant).

Pasientvalg: Alle pasienter vil bli valgt prospektivt. I Manitoba er Health Sciences Center (HSC) den eneste institusjonen som tilbyr EVT. Derfor inkluderer pasientpopulasjonen for vår studie hele befolkningen som betjenes av HSC, som inkluderer provinsen Manitoba, nordvestlige Ontario og sørlige Nunavut.

Kriterier:

Inklusjonskriterier for vår studie er som følger: pasienter med AIS som er kandidater for 1) tPA (presenterer innen 4,5 timer etter symptomdebut, ingen ICH på CT, ikke på antikoagulasjon) og 2) EVT (presenterer innen 24 timer etter symptomdebut , okklusjon av store kar, National Institute of Health Stroke Scale (NIHSS) > 6).

Eksklusjonskriterier er pasienter som ikke er kandidater for EVT eller tPA. Prøvestørrelse: Prøvestørrelse ble beregnet ved å bruke formelen: prøvestørrelse= p(1-p)(Z/E)2. Konfidensintervallet ble satt til 95 % og derfor ble Z satt til 1,96 og ønsket feilmargin E ble satt til 0,05. Tidligere har det vært foreslått at andelen pasienter som utvikler ICH post-EVT for AIS var mer enn 68 %[12]. Basert på vår erfaring antar vi at en hyperdensitet kan sees hos opptil 85 % av pasientene som gjennomgår AIS-behandling på CT-skanning av hodet 24 timer etter behandling. Derfor ble 0,85 brukt som verdi for befolkningsandel, s. Med denne beregningen vil den ideelle utvalgsstørrelsen for rekruttering være 196. Vi tar sikte på en prøvestørrelse på 200. Med denne utvalgte prøvestørrelsen vil den resulterende feilmarginen være 0,06, noe vi fant som akseptabelt.

Avbildningsprotokoller: Standarden for omsorg er å utføre en ikke-kontrast-CT og CT med kontrast når pasientene først har symptomer på AIS. Hvis pasienter får tPA og/eller EVT, gjennomgår de en CT-skanning uten kontrast 24 timer etter behandling. Vi vil utføre DECT i tillegg til standard-of-care SECT på 24 timer. Mengden stråling som genereres av DECT er den samme om ikke mindre enn den som genereres av SECT[13].

Hos pasienter som har hyperdensitet, på 24-timers CT, vil en gjentatt skanning (enten CT eller MR) gjøres 72 timer etter intervensjon. 72-timers skanningen vil bli brukt som gullstandard for å avgjøre om hyperdensiteten på 24-timers CT faktisk var ICH eller CE.

Innsamling og analyse av bildedata: Bildene vil bli vurdert av alle trente subspesialitetsnevroradiologer som jobber ved Health Sciences Center.

Studiepopulasjonen vil først bli delt inn i to kategorier: pasienter 1) med og 2) uten hyperdensitet sett på post-24 timers SECT-skanning. Av pasientene med hyperdensitet vil vi videre kategorisere dem i fire grupper: 1) Diagnostisert som ICH på SECT og 2) diagnostisert som CE på SECT 3) Diagnostisert som ICH på DECT 4) Diagnostisert som CE på DECT. Til slutt, av pasientene med initial hyperdensitet av 24-timers skanning, vil det bli bestemt om hyperdensiteten fortsatt er tilstede på 72-timers skanning; hvis den fortsatt er til stede, vil diagnosen bli bekreftet som ICH.

Statistisk analyse:

Analyse vil bli utført av SPSS-programvare. Kontinuerlige data vil bli uttrykt som gjennomsnitt ± standardavvik eller 95 % konfidensintervaller, og kategoriske data vil bli uttrykt som antall pasienter med henholdsvis prosenter. Sensitivitet, spesifisitet, positiv prediktiv verdi, negativ prediktiv verdi og nøyaktighet av DECT for å identifisere ICH vil bli registrert. Statistisk signifikans vil bli beregnet ved hjelp av Fisher eksakt test. En 2-sidig P-verdi mindre enn 0,05 vil bli ansett for å indikere en signifikant forskjell. Vi vil utføre mottakerdriftskarakteristiske kurveanalyser for å beregne arealet under kurven (AUC). De optimale grenseverdiene for alle parametere vil bli bestemt av Youden-indeksen, forskjellen mellom sensitivitet og 1-spesifisitet. Diagnostisk ytelse vil bli sammenlignet ved bruk av ROC-analyse med DeLong-metoden.

Forventet resultat: Denne studien vil avgjøre om DECT er overlegen SECT når det gjelder å skille ICH fra CE og vil validere bruken av DECT hos pasienter med AIS som mottar intervensjon.

Betydning: Hjerneslag er en ledende dødsårsak i verden. I 2013 var det 405 000 individer i Canada som levde med virkningene av hjerneslag, og dette tallet forventes å øke til rundt 700 000 innen 2038[14]. Bare i Manitoba lider rundt 2000 pasienter hvert år av hjerneslag, og opptil 500 vil få et tilbakevendende slag. For å redusere risikoen for påfølgende slag, målretter leger optimalt blodtrykk, blodsukker og blodfortynnende behandling så snart det er trygt for pasienten. Trombolytiske trombektomibehandlinger har vist seg å redusere funksjonshemmingen som lider av Manitobans som har AIS, men en betydelig andel av disse pasientene utvikler ICH. Disse pasientenes omsorg er atskilt fra de som ikke utvikler ICH og er rettet mot å redusere blødningen i stedet for å forhindre tilbakevendende hjerneslag. Starten av antiplate- og antikoagulasjonsbehandlinger, som har vist seg å redusere sannsynligheten for påfølgende hjerneslag jo tidligere de startes, må utsettes. Blodtrykksmål er også separate for disse pasientene.

Hvis DECT er validert for bruk hos Manitobans som presenterer med AIS som mottar intervensjon, vil klinikere kunne fastslå mer nøyaktig om en pasient virkelig har en ICH og om behandlingen deres må endres tilsvarende. De pasientene som er fast bestemt på å bare ha CE på DECT vil ikke trenge å få unødvendig endret behandling, og deres omsorg kan rettes mot å unngå tilbakevendende hjerneslag. Bruken av DECT vil føre til mer diagnostisk nøyaktighet for de Manitobans som presenterer med AIS og mer effektiv, pasientrettet behandling.