IMAGING DELL ICTUS CARDIOEMBOLICO. Andrea Giorgianni UOC Neuroradiologia AO Ospedale di Circolo Varese

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1 IMAGING DELL ICTUS CARDIOEMBOLICO Andrea Giorgianni UOC Neuroradiologia AO Ospedale di Circolo Varese

2 Territori vascolari Imaging RM Sottotipi ictus Pattern DWI Pattern topografici Terapia endovascolare Conclusioni

3 TERRITORI VASCOLARI Confini determinati da: varianti anatomiche condizioni emodinamiche del flusso anastomotico leptomeningeo Circolazione arteriosa cerebrale divisa in due sistemi: SUPERFICIALE (leptomeningeo o piale) PROFONDO (o perforante) van der Zwan A et al (1992) Variability of the territories of the major cerebral arteries.j Neurosurg 77: Tatu L et al (1998) Arterial territories of the human brain: cerebral hemispheres. Neurology 50: Tatu L et al (1996) Arterial territories of human brain: brainstem and cerebellum.neurology 47: Hupperts RM et al (1994) Infarcts in the anterior choroidal artery territory: anatomical distribution, clinical syndromes, presumed pathogenesis and early outcome. Brain 117: Takahashi S et al (1994) Extent and location of cerebral infarcts on multiplanar MR images: correlation with distribution of perforating arteries on cerebral angiograms and on cadaveric microangiograms. Am J Roentgenol 163:

4 TERRITORI VASCOLARI 1.SISTEMA SUPERFICIALE INFARTI ANTERIORI INFARTI POSTERIORI INFARTI CENTRO SEMIOVALE INFARTI GIUNZIONALI 2.SISTEMA PROFONDO INFARTI LACUNARI

5 1. SISTEMA SUPERFICIALE Rami terminali di arterie cerebrali/cerebellari: corteccia-sostanza bianca INFARTI ANTERIORI (territori dell'arteria cerebrale media) Estesi: almeno 2/3 dei territori Maligno (80% di mortalità associata): edema cerebrale con aumento della pressione intracranica. DWI prevede l'infarto maligno (volume>145 cm 3 ). Heinsius T et al (1998) Large infarcts in the middle cerebral artery territory: etiology and outcome patterns. Neurology 50:

6 INFARTI ANTERIORI (territori dell'arteria cerebrale media) Non estesi: limitati ad 1/3 dei territori (profondo, superficiale anteriore e posteriore). Minore incidenza dei cardio-embolismi (dimensioni maggiori trombi cardiaci rispetto a trombi da aterosclerosi dei grandi vasi). Oppenheim C et al (2000) Prediction of malignant middle cerebral artery infarction by diffusion-weighted imaging. Stroke 31: Tei H et al (2000) Deteriorating ischemic stroke in 4 clinical categories classified by the Oxfordshire Community Stroke Project. Stroke 31:

7 INFARTI POSTERIORI: territori postero-inferiori (PICA: arteria cerebellare postero-inferiore) antero-inferiori (AICA: arteria cerebellare antero-inferiore) superiori (SCA: arteria cerebellare superiore) posteriori (PCA: arteria cerebrale posteriorie) I piccoli infarti cerebellari (<2 cm), riconosciuti solo con la RM Tatu L et al (1996) Arterial territories of human brain: brainstem and cerebellum. Neurology 47: Min WK et al (1999) Atherothrombotic cerebellar infarction: vascular lesion MRI correlation of 31 cases. Stroke 30: Amarenco P et al (1993) Very small (border zone) cerebellar infarcts: distribution, causes, mechanisms and clinical features. Brain 116: Amarenco P et al (1994) Causes and mechanisms of territorial and nonterritorial cerebellar infarcts in 115 consecutive patients. Stroke 25:

8 INFARTI DEL CENTRO SEMIOVALE Grande Infarto ( > 1,5 cm) colpisce più di un ramo per malattia carotidea o dell a.cerebrale media Piccolo infarto ( <1,5 cm) colpisce solo un ramo con prevalentemente coinvolgimento dei piccoli vasi (analogamente all infarto lacunare) Bogousslavsky J et al (1992) Centrum ovale infarcts: subcortical infarction in the superficial territory of the middle cerebral artery. Neurology 42:

9 INFARTI GIUNZIONALI Alla giunzione tra diversi territori arteriosi (ACA, MCA, PCA) Monolaterali da stenosi severa ICA o MCA Bilaterali da riduzione pressione di perfusione (ipossia, ipovolemia) Bogousslavsky J et al (1986) Borderzone infarctions distal to internal carotid artery occlusion: prognostic implications. Ann Neurol 20: Belden JR et al (1999) Mechanisms and clinical features of posterior border-zone infarcts. Neurology 53: Del Sette M et al (2000) Internal borderzone infarction: a marker for severe stenosis in patients with symptomatic internal carotid artery disease. For the North American Symptomatic Carotid Endarterectomy (NASCET) Group. Stroke 3:

10 Topografia Corticale: zone di confine si trovano tra ACA/MCA (confine corticale anteriore) e tra MCA/PCA (confine corticale posteriore) Profonda: di zone di confine tra ACA, MCA, PCA, lenticulo-striate, AChA, ecc.

11 2. SISTEMA PROFONDO Nasce da poligono Willis, AChA, a.basilare, attraversa il parenchima ed irrora diencefalo, gangli della base, capsula interna, tronco encefalico. Takahashi S et al (1994) Extent and location of cerebral infarcts on multiplanar MR images: correlation with distribution of perforating arteries on cerebral angiograms and on cadaveric microangiograms. Am J Roentgenol 163:

12 INFARTI LACUNARI (diametro <1,5 cm) 1. Sovratentoriali: occlusione lenticulostriate/talamoperforanti/ecc 2. Ponte: + frequenti in sede paramediana (arteriole lunghe: perforanti mediana ed anteromediali) 3. Bulbo e mesencefalo (meno frequente): irrorati da arteriole brevi meno vulnerabili dalle alterazioni ipertensive Malattia dei piccoli vasi: aterosclerosi lipoialinosi altre cause: vasculite infettiva/autoimmunitaria, embolia, dissezione, ipercoagulabilità Rara l embolia: bassa percentuale di flusso e angolo acuto tra vasi penetranti e vaso parente (rispetto al sistema leptomeningeo) Roh JK, et al (2000) Significance of acute multiple brain infarction on diffusion weighted imaging. Stroke 31:

13 Territori vascolari Imaging Sottotipi ictus Pattern DWI Pattern topografici Terapia endovascolare Conclusioni

14 IMAGING : RM Elevata risoluzione di contrasto Elevata sensibilità diagnostica (positività 70-80% dei casi) T1: rigonfiamento corticale, riduzione demarcazione tra sostanza bianca e grigia T2 iperintensità nella regione parenchimale interessata controindicazioni al campo magnetico meno diffusa e rapida della TC

15 IMAGING L'utilizzo in fase acuta dello studio DWI (diffusion-weighted imaging) permette: una diagnosi accurata e tempestiva del sottotitpo ischemico individuazione dei probabili meccanismi di ischemia rischio di progressione clinica Lee LJ et al (2000) Impact on stroke subtype diagnosis of early diffusion-weighted magnetic resonance imaging and magnetic resonance angiography. Stroke 31:

16 IMAGING: DWI movimenti browniani di translazione delle molecole d acqua nei territori ischemici (edema citotossico): diffusione Ridotta diffusività: iperintensità di segnale Elevata diffusività: ipointensità di segnale H 2 O H 2 O H 2 O H 2 O H 2 O H 2 O

17 Segnale ridotto: elevata velocità di diffusione Segnale elevato: ridotta velocità di diffusione o effetto T2 Schema di Stejskal-Tanner: sequenza SE T2 + due gradienti di uguale intensità e durata, ai lati dell impulso a 180, di segno opposto e separati da un intervallo di tempo Delta

18 ADC- DWI time course 6 hrs 9 hrs 30 hrs 5 days 3 months La valutazione della precisa estensione lesionale in fase precoce ha valore predittivo sull evoluzione clinica

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21 CLASSIFICAZIONE SOTTOTIPO ICTUS OCSP (Oxfordshire Community Stroke Project): quattro sottogruppi in base a segni e sintomi, con valore prognostico e correlazione tra fisiopatologia ed imaging TC (1991) Bamford J et al (1991) Classification and natural history of clinically identifiable subtypes of cerebral infarction. Lancet 337: Tei H et al (2000) Deteriorating ischemic stroke in 4 clinical categories classified by the Oxfordshire Community Stroke Project. Stroke 31:

22 CLASSIFICAZIONE SOTTOTIPO ICTUS La classificazione del sottotipo di ictus (TOAST) in 5 gruppi eziofisiopatologici si basa su fattori di rischio, clinica e test diagnostici: I. malattia dei grandi vasi (LAA) II. malattia dei piccoli vasi (SVO) III. cardio-embolismo (CE) IV. altre eziologie V. eziologia indefinita o multiple probabili eziologie Adams HP et al (1993) Classification of subtype of acute ischemic stroke: definitions for use in a Multicenter Clinical Trial. Stroke 24:35 41 Kolominsky-Rabas PL et al (2001) Epidemiology of ischemic stroke subtypes according to TOAST criteria: incidence, recurrence, and long-term survival in ischemic stroke subtypes: a populationbased study. Stroke 32: Lee LJ et al (2000) Impact on stroke subtype diagnosis of early diffusion-weighted magnetic resonance imaging and magnetic resonance angiography. Stroke 31:

23 I. MALATTIA DEI GRANDI VASI (LAA) lesioni superiori a 1,5 cm di diametro causa embolica (arteriosa) o emodinamica (steno-occlusione ICA) 5 tipi di lesioni ischemiche 1. Infarto corticale territoriale occlusione MCA distale occlusione MCA prossimale occlusione ICA Min WK et a (2000) Atherothrombotic middle cerebral artery territory infarction: topographic diversity with common occurrence of concomitant small cortical and subcortical infarcts. Stroke 31: Szabo K et al (2001) Acute stroke patterns in patients with internal carotid artery disease: a diffusion-weighted magnetic resonance imaging study. Stroke 32:

24 2. Infarto sottocorticale Territori rami perforanti 3. Infarto corticale + micro-localizzazioni Lesione corticale + microfocalità 4. Infarto multi-focale Diffuse microlesioni corticali emboliche 5. Infarto giunzionale Da steno-occlusione dell ICA +/- ipoperfusione transitoria

25 II. MALATTIA PICCOLI VASI (SVO) Aterosclerosi 1.a.perforanti (microateroma) 2.a.penetranti (ateroma giunzionale) 3.Willis (ateroma murale) LI sintomatici Lipoialinosi Associata ad ipertensione= piccole aa penetranti (<200 micron) Meccanismo: trombosi occlusiva o ipoperfusione poststenotica Roh JK et al (2000) Significance of acute multiple brain infarction on diffusionweighted imaging. Stroke 31: Arauz A et al (2003) Prospective study of single and multiple lacunar infarcts using magnetic resonance imaging. Stroke 34:

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27 MICROBLEEDS MALATTIA PICCOLI VASI (SVO)

28 III. CARDIOEMBOLISMO (CE) Incidenza maggiore < 45 anni (minore incidenza LAA) 16% associati a fibrillazione atriale (gravemente invalidante) 10% da embolia atriale Lesioni in più territori: ricerca di sorgente embolica Volume infarto CE maggiore rispetto ad LAA Ictus multifocale: cardio-embolico o da embolia arteriosa (ICA) Hart RG et al (2001) Atrial fibrillation and stroke: concepts and controversies. Stroke 32: Timsit SG et al (1993) Brain infarction severity differs according to cardiac or arterial embolic source. Neurology 43:

29 MECHANISM SUBTYPE PREVALENCE Borderzone 5 % Lacunar 20 % Cryptogenic and rare causes 20 % Artery-to-artery embolism 20 % Aortic arch atheroma 15 % Cardiac embolism 20 %

30 SORGENTI CARDIOEMBOLICHE Alto Rischio -Trombosi atriale Aritmie atriali Fibrillazione Atriale Flutter atriale Sick sinus syndrome Stenosi mitralica -Trombosi endoventricolare sn IMA Cardiomiopatie dilatative -Tumori cardiaci Primitivi (mixoma, fibroelastoma) Metastasi - Vegetazioni Infettive Non infettive -Protesi valvolari -Ateromasia aortica complicata Medio o incerto Rischio -Anomalie del setto interatriale PFO DIA Aneurisma SIA - Ecocontrasto spontaneo - Prolasso valvolare mitralico con mixomatosi - Calcificazioni valvolari Calcificazioni anulus mitralico Stenosi/sclerosi valv. Aortica - Strands valvolari Doufekias E et al. JACC 2008; 51:

31 SORGENTI CARDIOEMBOLICHE Infarto acuto 10% Trombosi ventricolare sn Fibrillazione atriale non valvolare 50% 10% 10% 5% 15% Patologia valvolare Protesi valvolari Atre cause (PFO, ASA, debris aortici, etc.)

32 FIBRILLAZIONE ATRIALE: ENTITÀ DEL RISCHIO Studio Framingham Prevalenza FA Stroke secondari a FA % Età (anni) Wolf PA et al. Stroke 1991; 22: 983-8

33 FORAME OVALE PERVIO (FOP) Valvola unidirezionale che permette il passaggio di sangue dall atrio destro all atrio sinistro. Causato dalla non fusione, nel postparto,, del septum secundum al septum primum.

34 ASA (ANEURISMA SETTO INTERATRIALE) deformità localizzata sacciforme, generalmente a livello della fossa ovale, che sporge nell atrio destro o sinistro o in entrambi. Porzione ridondante ed altamente mobile del setto interatriale.

35 FOP: PREVALENZA POPOLAZIONE GENERALE Incidence of asymptomatic patent foramen ovale, by age, in patients undergoing cardiothoracic surgery 17.3% Hart, S. A. et al. Ann Intern Med 2009;150:

36 FOP: RISCHIO POPOLAZIONE GENERALE Patent foramen ovale: innocent or guilty? Evidence from a prospective population-based study (SPARC study) p = 0.28 Meissner I et. al. JACC 2006;47:440-5

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38 PFO E STROKE CRIPTOGENETICO Meta-analysis of case-control studies Patients of any age Young patients (< 55 yrs) 6 5 PFO + ASA PFO + ASA Odds ratio PFO 1.83 ASA 2.35 Odds ratio PFO ASA studies (n= 2014) 9 studies (n= 1640) 4 studies (n= 770) 0 9 studies (n= 566) 4 studies (n= 277) 2 studies (n= 134) Overell JL et al, Neurology 2000; 55:

39 FATTORI DI RISCHIO DI STROKE FUP 4 yrs No PFO no ASA 4.2% PFO 2.3% PFO+ASA 15.2% Mas JL et al., NEJM 2001; 345:

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44 IMAGING: T2 GRE

45 CE: trombo rosso LAA:trombo bianco

46 IV. ALTRE EZIOLOGIE qualsiasi dimensione o topografia esclusioni fonti emboliche e aterosclerosi delle grandi arterie cause: 1. malattie vascolari non-ipertens.e non aterosclerotiche (Moya-Moya, dissezione cranio-cervicale, vasculiti sistemiche e primarie) 2. stati di ipercoagulabilità, disturbi ematologici 3. ictus iatrogeni 4. arteriopatia dei piccoli vasi geneticamente determinata autosomica dominante (CADASIL) 5. la malattia di Fabry Le microangiopatie rare non sempre differenziabili radiologicamente dall aterosclerosi V. EZIOLOGIA INDEFINITA O MULTIPLE PROBABILI EZIOLOGIE nessuna causa trovata più cause possibili (FA o stenosi sintomatica dei grossi vasi)

48 PATTERN LESIONALI DWI/TOAST criterio dimensionale: ictus embolico arterioso più piccolo e distale rispetto a CE (emboli di origine cardiaca: più voluminosi, diversa costituzione) criterio temporale: espansione della lesione o nuove lesioni (no SVO) Dong-Wha Kang et al. Association of Ischemic Lesion Patterns on Early Diffusion-Weighted Imaging With TOAST Stroke Subtypes Arch Neurol. 2003;60: Timsit SG et al Brain infarction severity differs according to cardiac or arterial embolic source. Neurology. 1993;43: Longstreth WT Jr et al. Lacunar infarcts defined by magnetic resonance imaging of 3660 elderly people: the Cardiovascular Health Study. Arch Neurol. 1998;55:

49 lesione singola cortico-sottocorticale (++CE)

50 lesioni multiple piccole in un territorio vascolare (+LAA) lesioni confluenti + lesione supplementare (++CE)

51 lesioni multiple unilaterali anteriori (+ LAA) lesioni multiple in sede anteriore o posteriore (+ LAA)

52 lesioni multiple in sede anteriore e posteriore (++CE) lesioni multiple bilaterali anteriori o anteriori e posteriori (++CE)

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54 Gruppo A

55 Gruppo B

56 Gruppo C/D

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62 Ictus da SVO: territorio ventrolaterale per arteriolopatia ipertensiva delle arterie talamogenicolate Stroke cardioembolico: territori ventro-laterale, postero-laterale Ictus da LAA: territorio mediale

64 TERAPIA ENDOVASCOLARE Vantaggi Infusione diretta farmaco (+concentrato) a ridosso del trombo Continuo controllo angiogragfico Trombectomia meccanica Svantaggi Inizio terapeutico meno rapido Rischi procedura (< 5%) Embolia Emorragie Perforazione arteriosa Ematoma retroperitoneale Zeumer H et al Neuroradiology 1993;35: Schellinger PD et al Crit care Med 2001;29:

65 TROMBECTOMIA MECCANICA 1. Dislocazione 2. Disgregazione 3. Retrazione 4. Aspirazione superamento occlusione apertura stent retrazione stent/trombo (Stroke. 2009;40:3552) First Food and Drug Administration-Approved Prospective Trial of Primary Intracranial Stenting for Acute Stroke SARIS (Stent-Assisted Recanalization in Acute Ischemic Stroke)

66 STENT PRE POST

68 CONCLUSIONI IMAGING IN ACUTO: identifica lesione ischemica (topografia, estensione, numero) RM migliora la sensibilità diagnostica: 1. DWI: ischemia acuta 2. RM MORFOLOGICA: lesioni ischemiche stabilizzate 3. Angio-RM/TC: studio vascolare ipotesi meccanismi ezio-patogenetici e sottotipo di ictus Influenza positiva sulle strategie diagnostico-terapeutiche

69 grazie per l attenzione