Transcranial Contrast Imaging of Cerebral Perfusion in Stroke Patients Following Decompressive Craniectomy

 

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Zusammenfassung

Ziel: Mit Hilfe der kontrastverstärkten transkraniellen getriggerten B-Bild Sonographie ist es möglich, zerebrale Perfusion darzustellen. Diese Untersuchungstechnik hat jedoch methodische Probleme, insbesondere bei einem ungenügenden transtemporalen Knochenfenster. Ziel dieser Studie ist es, die Darstellbarkeit des zerebralen Perfusionsdefizits nach Applikation des Ultraschallkontrastmittels SonoVue™ bei Patienten mit einem frischen Schlaganfall nach dekompressiver Kraniotomie zu untersuchen. Methode: Zehn Schlaganfallpatienten (im Alter von 39 bis 59 Jahren, mittleres Alter 57 Jahre), nach einer dekompressiven Kraniotomie aufgrund einer malignen, raumfordernden zerebralen Ischämie bzw. Hämorrhagie, wurden duplexsonographisch nach Applikation des Ultraschallkontrastmittels SonoVue™ untersucht. Die transkranielle Untersuchung wurde mit dem „transient response harmonic grey scale imaging” Verfahren mit Boluskinetik, mit Hilfe von Contrast Harmonic Imaging mit „single-pulse transmission technology” - Software durchgeführt. Der mechanische Index lag bei 1.0 bis 1.1. Die Zeit-Intensitäts-Kurven aus den bestimmten Gehirnregionen wurden anhand von getriggerten Ultraschallbildern mit Pulsabständen von 1000 ms errechnet. Die sonographisch dargestellten hypoperfundierten Regionen wurden mit entsprechenden CCT und MRT Aufnahmen verglichen. Ergebnisse: Nach der Applikation des Kontrastmittels konnte das Perfusionsdefizit entsprechend der betroffenen Gefäßregion ipsilateral bei 5 Patienten im Versorgungsgebiet der A. cerebri media (ACM), bei zwei Patienten im Versorgungsgebiet der ACM- und A. cerebri anterior (ACA), bei einem Patienten im Versorgungsgebiet der ACM, ACA und A.cerebri posterior (ACP) sowie bei zwei Patienten im Bereich der intrakraniellen Hämorrhagie dargestellt werden. Die Differenzbilder zeigten eine gute Übereinstimmung des sonographischen Befundes mit der Computertomographie bzw. Kernspintomigraphie bezüglich der Fläche und der Form des Perfusionsdefizits. Zusätzlich konnten wir einige interessante Kontrastmittel-induzierte Phänomene im Gehirnparenchym beobachten sowie spezifische Zeit-Intensitäts-Kurven aus verschiedenen Gehirnregionen ermitteln. Schlussfolgerung: Mit Hilfe der Kontrastmittel-verstärkten Duplexsonographie mit der „transient response harmonic imaging” - Technologie ist es möglich, das zerebrale Perfusionsdefizit in der Mikrozirkulation bei Patienten nach dekompressiver Kraniotomie darzustellen und neue Einblicke in die Patophysiologie der hypoperfundierten Areale zu gewinnen. Weitere Studien durch die intakte Schädelkalotte sollten bei Patienten mit akutem Schlaganfall durchgeführt werden, um diese Methode zu standardisieren und die Darstellung des zerebralen Perfusionsdefizits zu optimieren.

Abstract

Aim: Contrast-enhanced transcranial triggered B-mode technology can be used to examine cerebral perfusion. However, this technique is still faced with methodological problems, especially the difficulty of overcoming the temporal bone window. The aim of the present study is to evaluate a deficit in cerebral perfusion after administration of the contrast agent SonoVue^TM in acute stroke patients following decompressive craniectomy. Methods: Ten stroke patients (aged 39 to 59 years, mean age 57 years), in whom a decompressive craniectomy due to a malignant space-occupying infarction or intracerebral haemorrhage was performed, were examined with transcranial duplex sonography after application of the contrast agent SonoVue^TM. The transcranial examination was performed using transient response harmonic grey scale imaging with bolus kinetics based on a contrast harmonic imaging software with single-pulse transmission technology. The mechanical index was set at 1.0 to 1.1. Triggered images with pulsing intervals of 1000 ms were used for the evaluation of time intensity curves in several regions of interest. The sonographically imaged areas of hypoperfusion were compared with CT or MRI findings. Results: After injection of the contrast agent, the perfusion deficit could be detected ipsilaterally according to the affected vascular territory in the area of the MCA in 5 patients, in the area of ACA and MCA in 2 patients, in the area of the MCA, ACA and PCA in one patient and in the area of intracranial haemorrhage in 2 patients. The calculated average peak images corresponded precisely with the superimposed CT or MRI images in shape and size in all patients. Additionally, it was possible to observe several interesting contrast-induced phenomena in the cerebral parenchyma, as well as specific transit-time curve characteristics in the perfusion deficit area. Conclusions: Using contrast-enhanced transcranial duplex sonography with transient response harmonic imaging, it is possible to depict the perfusion deficit in cerebral microcirculation in patients following decompressive craniectomy and to obtain new insights into the pathophysiology of the hypoperfusion areas. Further studies should be done in stroke patients through the intact skull to standardise this method for early diagnosis of acute deficit in cerebral perfusion.

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MD, PhD Eva Bartels

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