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Perfusion-CT assessment of the cerebrovascular reserve: A revisit to the acetazolamide challenges - 09/07/08

Doi : 10.1016/j.neurad.2007.11.002 
L. McG. Smith a, J.S. Elkins b, W.P. Dillon a, S. Schaeffer a, M. Wintermark a,
a Department of Radiology, Neuroradiology Section, University of California, San Francisco, 505 Parnassus Avenue, P.O. Box 0628, San Francisco, CA 94143-0628, USA 
b Department of Neurology, University of California, San Francisco, CA 94143-0628, USA 

Corresponding author.

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Summary

Background and purpose

Imaging techniques utilizing acetazolamide challenges classically measure cerebral blood flow (CBF). In addition to measuring CBF, Perfusion-CT (PCT) can also assess cerebral blood volume (CBV) and mean transit time (MTT), expanding but also complicating the results of acetazolamide challenges performed using PCT. The goal of this study is to clarify the interpretation of PCT studies obtained during acetazolamide challenges.

Methods

Four consecutive patients were referred for evaluation of their cerebrovascular reserve because of suspected or known large vessel stenosis or occlusion. In one patient, the potential stenosis was found to be artifactual, and this subject was considered as a normal control. The remaining three patients had clinical histories clearly suggestive of a worsening in cerebrovascular reserve (no.1 with a single transient ischemic attack (TIA), no.2 with several TIAs, no.3 with multiple, prolonged TIAs). All patients underwent a baseline PCT scan, followed by intravenous injection of 1g acetazolamide and, 20min postinjection, by a second PCT scan at exactly the same locations as the first. PCT cerebral blood flow, volume, and mean transit time values were measured in regions of interest (ROIs) encompassing the brain tissue at-risk and the normal brain tissue, defined based on the site of occlusion and the anatomy of the Circle of Willis. Changes in PCT parameters were calculated in corresponding ROIs on pre- and postacetazolamide PCT maps.

Results

As compared to the normal control patient, baseline CBF values in the at-risk regions were similar in patients nos.1 and 2, and lower in patient no.3. After acetazolamide administration, CBF increased by 32% in the normal patient and decreased by 11, 11, and 9% in the at-risk regions in patients nos.1, 2, and 3, respectively; CBV was stable for all patients except no.3, who showed a 36% increase; MTT was the PCT parameter whose change best differentiated the four patients (−17% in the normal patient, +9% in patient no.1, +24% in patient no.2, +48% in patient no.3). Interestingly, the baseline MTT values, measured before acetazolamide injection, showed a similar, gradual increase in the four patients, ranging from 4.5 to 8.1s.

Conclusion

The degree of impairment in cerebrovascular reserve, as assessed by clinical history, correlated most closely with the change in MTT in response to acetazolamide. Increased baseline MTT values may be a static, quantitative indicator of compromised cerebrovascular reserve in at-risk territories.

El texto completo de este artículo está disponible en PDF.

Résumé

Contexte et objectif

Les techniques d’imagerie qui utilisent des tests à l’acétazolamide mesurent classiquement le débit sanguin cérébral. Le scanner de perfusion mesure non seulement le débit sanguin cérébral (CBF), mais aussi le volume sanguin cérébral (CBV) et le temps de transit moyen (MTT), ce qui se traduit en termes de tests à l’acétazolamide utilisant le scanner de perfusion par des résultats plus riches en information mais aussi plus difficiles à interpréter. Le but de cet article est de clarifier l’interprétation des résultats de tests à l’acétazolamide utilisant le scanner de perfusion.

Méthodes

Quatre patients consécutifs nous furent référés pour une évaluation de leur réserve cérébrovasculaire à cause d’une occlusion ou sténose d’une artère cérébrale principale connue ou suspectée. Chez un patient, la sténose suspectée se révéla être un artefact et ce patient fut considéré comme un sujet témoin. Les trois autres patients avaient des anamnèses suggérant clairement une baisse de la réserve cérébrovasculaire (no 1 avec un seul épisode d’attaque ischémique transitoire, no 2 avec plusieurs attaques ischémiques transitoires, no 3 avec de très nombreuses attaques ischémiques transitoires). Un scanner de perfusion de base était réalisé chez les quatre patients de base, suivi par un second scanner de perfusion 20min après injection intraveineuse de 1g d’acétazolamide. Les valeurs de CBF, de CBV et de MTT furent mesurées dans des régions d’intérêt dessinées dans le tissu cérébral à risque et dans le tissu cérébral normal, définis sur la base du site d’occlusion et de l’anatomie du polygone de Willis. L’évolution des valeurs de scanner de perfusion avant et après acétazolamide fut calculée dans ces régions d’intérêts.

Résultats

Comparées aux valeurs mesurées chez le sujet témoin, les valeurs de base de CBF étaient stables chez les patients nos 1 et 2 et diminuées chez le patient no 3. Après l’administration d’acétazolamide, le CBF augmenta de 32 % chez le sujet témoin et diminua de 11, 11 et 9 % chez les patients nos 1, 2 et 3, respectivement ; le CBV était stable chez tous les patients à l’exception du patient no 3, chez qui une augmentation de 36 % fut observée ; le MTT était le paramètre dont le changement était le plus différent d’un patient à l’autre (−17 % chez le sujet témoin, +9 % chez le patient no 1, +24 % chez le patient no 2, +48 % chez le patient no 3). Les valeurs de MTT de base, mesurées avant l’injection d’acétazolamide, montrèrent une augmentation progressive chez les quatre patients, de 4,5 à 8,1s.

Conclusion

Le degré d’utilisation de la réserve cérébrovasculaire, tel que suggéré par l’anamnèse, est étroitement corrélé avec le changement de MTT en réponse à l’injection d’acétazolamide. Des valeurs de base de MTT augmentées pourraient représenter un indicateur statique du degré d’utilisation de la réserve cérébrovasculaire dans les territoires à risque.

El texto completo de este artículo está disponible en PDF.

Keywords : Perfusion-CT, Acetazolamide challenge, Cerebrovascular reserve, Carotid stenosis

Mots clés : Perfusion-CT, Défi d’acétazolamide, Réservation cérébrovasculaire, Sténose carotide


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Vol 35 - N° 3

P. 157-164 - juillet 2008 Regresar al número
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