Przepuszczalność skrzepliny

Przepuszczalność skrzepliny
Test z	tomografia komputerowa

Przepuszczalność skrzepliny to biomarker obrazowania, który służy do oceny przepuszczalności skrzepu na podstawie obrazowania CT. Odzwierciedla zdolność skrzeplin zamykających tętnice do przepuszczania płynu do ich wnętrza i przez nie. Im bardziej przepuszczalna jest skrzeplina, tym więcej płynu przepuszcza. Przepuszczalność skrzepliny można mierzyć za pomocą obrazowania radiologicznego rutynowo wykonywanego w klinicznym leczeniu ostrego udaru niedokrwiennego: tomografia komputerowa bez dożylnego kontrastu (zwana także TK bez kontrastu, w skrócie NCCT) w połączeniu z tomografią komputerową po dożylnym podaniu płynu kontrastowego ( angiografia TK) , w skrócie CTA). Przezroczyste zakrzepy mogą przepuszczać więcej krwi do niedokrwionej tkanki mózgowej i/lub mieć większą powierzchnię kontaktu, a histopatologia jest bardziej wrażliwa na leki trombolityczne . Tak więc pacjenci z przebytą skrzepliną mogą mieć mniejsze uszkodzenie tkanki mózgowej przez udar. Obecnie prowadzone są badania nad wartością przepuszczalności skrzepliny w leczeniu ostrego udaru niedokrwiennego mózgu.

Etymologia

Emilie Santos i in. wprowadzili termin przepuszczalność skrzepliny w 2016 roku w celu oszacowania przepuszczalności skrzepliny u pacjentów z udarem niedokrwiennym mózgu. Wcześniej Mishra i in. użyli „resztkowego przepływu w skrzepie”, a Frölich i in. wykorzystali „przepływ wsteczny przez niecałkowite okluzje naczyń” do opisania oszacowania przepuszczalności skrzepliny. Przepuszczalność jest fizyczną miarą zdolności materiału do przepuszczania płynów w czasie. Aby zmierzyć przepuszczalność skrzepliny, należy zmierzyć przepływ kontrastu przez skrzep w czasie oraz spadek ciśnienia spowodowany okluzją, co zwykle nie jest możliwe w ostrym leczeniu pacjenta z ostrym udarem niedokrwiennym. Obecny standardowy protokół diagnostyczny ostrego udaru niedokrwiennego wymaga jedynie obrazowania jednofazowego, wizualizacji skrzepliny w jednej chwili. Dlatego przepuszczalność skrzepliny została wprowadzona jako pochodna miara przepuszczalności.

Pomiar

Ilość kontrastu , który przedostaje się do skrzepliny, można określić ilościowo na podstawie różnicy gęstości skrzeplin między obrazami tomografii komputerowej bez kontrastu (NCCT) i angiografii CT (CTA). Wprowadzono dwie miary przepuszczalności skrzepliny: (1) frakcję pustych przestrzeni i (2) wzrost tłumienia skrzepliny (TAI).

Frakcja pusta (ε)

Frakcja pustych przestrzeni reprezentuje stosunek objętości pustych przestrzeni w skrzeplinie wypełnionej objętością krwi (V _krwi ) do objętości materiału skrzepliny (V _skrzepliny ):

$${\ Displaystyle {\ tekst {ε}} = {\ Frac {{\ tekst {V}} _ {\ tekst {krew}}} {{\ tekst {V}} _ {\ tekst { zakrzep}}}}}$$

Frakcję pustych przestrzeni można oszacować, mierząc wzrost atenuacji (Δ) między NCCT i CTA w skrzeplinie (Δ _thrombus ) i w przeciwległej tętnicy, wypełniając kontrastem na CTA (Δ _krew ), a następnie obliczyć stosunek tych Δ:

$${\ Displaystyle {\ tekst {ε}} = {\ Frac {{\ tekst {ρ}} _ {\ tekst {CTA} }\,^{\text{skrzeplina}}-{\text{ρ}}_{\text{NCCT}}\,^{\text{skrzeplina}}}{{\text{ρ}}_{\text {CTA}}\,^{\text{krew}}-{\text{ρ}}_{\text{NCCT}}\,^{\text{krew}}}}={\frac {{\text {Δ}}_{\text{skrzeplina}}}{{\text{Δ}}_{\text{krew}}}}}$$

Wzrost tłumienia skrzepliny

Aby zmierzyć TAI, mierzy się średnie osłabienie ( gęstość w jednostkach Hounsfielda ) skrzepu w NCCT (ρ _{skrzeplina ^NCCT} ) i odejmuje się od gęstości skrzepliny mierzonej w CTA (ρ _{skrzeplina ^CTA} ). Gęstość skrzepliny w CTA zwiększa się po podaniu płynu kontrastowego o dużej gęstości stosowanego w CTA:

Δ _skrzeplina = ρ _{skrzeplina ^CTA} – ρ _{skrzeplina ^NCCT}

Opisano metodę ręczną (opartą na objętości zainteresowania [ROI]) i półautomatyczną (pełna segmentacja skrzepliny) do pomiaru gęstości skrzepliny.

Ręczna ocena TAI 3-ROI

W ręcznej ocenie przepuszczalności skrzepliny w skrzeplinie ręcznie umieszcza się sferyczne ROI o średnicy 2 mm, zarówno w NCCT, jak i CTA. Aby poprawić odzwierciedlenie możliwej niejednorodności skrzepliny, na każdą metodę obrazowania umieszcza się trzy ROI zamiast jednego. Średnia z każdych trzech ROI jest obliczana i wykorzystywana jako ρ _{skrzeplina ^NCCT} i ρ _{skrzeplina ^CTA} .

Półautomatyczna pełna segmentacja skrzepliny

W pomiarach automatycznych skrzeplina na obrazach CTA jest półautomatycznie dzielona na segmenty w trzech krokach.

1. Obserwator umieszcza cztery punkty nasion. Pierwsze dwa umieszcza się w układzie naczyniowym po tej samej stronie (po tej samej stronie co) okluzja, jeden proksymalnie, a drugi dystalnie względem skrzepu. Drugie dwa umieszcza się w przeciwległym układzie naczyniowym (po przeciwnej stronie), oba w przybliżeniu na tej samej wysokości co pierwsze dwa punkty. Zautomatyzowana metoda następnie segmentuje układ naczyniowy kontralateralny za pomocą tych punktów początkowych.
2. Segmentacja przeciwnej strony jest odwzorowywana na niedrożną tętnicę, przy użyciu lustrzanej symetrii, w celu segmentacji niedrożnej tętnicy.
3. Zakrzep jest segmentowany przy użyciu wzrostu regionu opartego na intensywności.
4. Na koniec rozkład gęstości całej skrzepliny w NCCT porównuje się z rozkładem w CTA, aby obliczyć wzrost osłabienia skrzepliny (Δ).

Porównanie 3-ROI i półautomatycznego pełnego pomiaru skrzepliny

Wykazano, że pomiar ręczny ma tendencję do zawyżania rzeczywistej całkowitej gęstości skrzepliny, zwłaszcza w przypadku skrzeplin o małej gęstości. Pomiary oparte na pełnej skrzeplinie wykazują większą różnorodność gęstości skrzeplin i lepsze rozróżnienie skrzeplin o dużej i małej gęstości oraz wykazują silniejszą korelację z pomiarami wyniku niż pomiary oparte na 3 ROI.

Wpływ parametrów obrazowania

Pomiary TAI wykonywane na tomografii komputerowej z grubszymi warstwami będą mniej dokładne, ponieważ uśrednianie objętości skutkuje zmniejszeniem gęstości skrzepliny w NCCT. Dlatego sugeruje się, aby do pomiaru przepuszczalności skrzepliny używać wyłącznie cienkowarstwowych obrazów CT (≤2,5 mm).

Dodatkowe środki przepuszczalności

Alternatywne pomiary o podobnej charakterystyce przepuszczalności skrzepliny zostały wprowadzone i są nadal wprowadzane. Mishra i in. wprowadzono stopień resztkowego przepływu, który wyróżnia brak penetracji kontrastu (stopień 0); kontrast przenikający dyfuzyjnie przez skrzeplinę (stopień 1); oraz maleńki włoskowaty prześwit lub smuga o wyraźnym kontraście w skrzeplinie rozciągająca się na całą jej długość lub część skrzepliny (stopień 2).

Znaczenie kliniczne

Obecnie leczenie ostrego udaru niedokrwiennego mózgu spowodowanego niedrożnością jednej z tętnic proksymalnego przedniego krążenia wewnątrzczaszkowego polega na dożylnym podaniu trombolizy, a następnie trombektomii wewnątrznaczyniowej dla pacjentów, którzy przybyli do szpitala w ciągu 4,5 godziny od wystąpienia udaru. Pacjenci, którzy przybyli później niż 4,5 godziny po zachorowaniu lub mają przeciwwskazania do dożylnej trombolizy, nadal mogą kwalifikować się wyłącznie do trombektomii wewnątrznaczyniowej. Nawet po leczeniu nie wszyscy pacjenci wracają do zdrowia po udarze; wielu zostaje z trwałym uszkodzeniem mózgu. Zwiększona przepuszczalność skrzepliny może zmniejszyć uszkodzenie mózgu podczas udaru, umożliwiając dotarcie większej ilości krwi do niedokrwionej tkanki. Ponadto poziom przepuszczalności może odzwierciedlać skład histopatologiczny skrzepów lub wielkość powierzchni kontaktu z lekiem trombolitycznym, wpływając w ten sposób na skuteczność trombolizy.

Przepuszczalność skrzepliny w badaniach

Przeprowadzono szereg badań nad wpływem przepuszczalności skrzepliny na NCCT i CTA. Ponadto dynamiczne metody obrazowania zostały wykorzystane do zbadania przepuszczalności/przepuszczalności skrzepliny w badaniach na zwierzętach iw badaniach laboratoryjnych oraz u ludzi przy użyciu cyfrowej angiografii subtrakcyjnej (DSA) i perfuzji CT/4D-CTA. 4D-CTA może umożliwić dokładniejszy pomiar TAI, ponieważ przezwycięża wpływ zmiennego czasu skanowania i nadejścia kontrastu w jednofazowej CTA.