(2014)Detection of Early Ischemic Changes in Non-contrast CT Head Improved with ‘‘Stroke Windows’’

0. Abstract

Non-contrast head CT(NCCT)는 급성 뇌졸중을 동반하는 환자를 위한 표준 방사선 검사이다. EIC(Early ischemic changes)는 종종 초기 NCCT에서 간과된다. 본 연구에서는 표준화된 영상 평가 방법(Stroke Windows)에 의해 향상된 EIC detection의 sensitivity와 specificity를 얻었다.

본 연구에서는 NCCT에 EIC를 보이는 환자들의 retrospective chart를 검토했다. EIC는 고밀도 MCA/basilar artery sign, sulcal effacement, basal ganglia/subcortical hypodensity, 그리고 cortical gray-white differentiation의 손실에 의해 정의되었다. NCCT는 standard window setting과 specialized stroke windows를 사용하여 검토되었다.

평균 NIHSS(National Institute of Health Stroke Scale) 수치가 13.4인 50명의 환자(여성 42%, 남성 58%)에 확인하였을 때 EIC가 standard windows로는 9명의 환자에서 검출된 반면, stroke windows를 사용하였을 때는 35명의 환자에게서 검출되었다(18% versus 70%; P < 0.0001). Hyperdense MCA sign은 가장 많이 보고된 EIC로, stroke windows를 사용하여 더 잘 감지되었다(14% 및 36%, P < 0.0198). 또한 Stroke widnws를 통해 나머지 EIC의 검출도 개선되었다(6% 및 46%, P < 0.0001).

EIC의 검출은 급성 허혈성 뇌졸중의 진단과 치료에 중요한 영향 미친다. Stroke windows의 활용으로 EIC 검출이 크게 향상되다.

• Window
  
  WW(Window Level): 영상의 gray scal 즉, contrast 조절 인자
  WL(Window Width): WW의 중앙 치 즉, CT Number

  Max HU : WL(Window Level) + WW(Window Width)/2
  Min HU : WL(Window Level) - WW(Window Width)/2

  Stroke windows는 대략적으로 WL(30), WH(30)을 말하며 Max HU(45), Min HU(15)이다.
  Bone: WW(2000), WL(500)
  Lung: WW(1600), WL(-600)
  Abdomen: WW(400), WL(40)
  Brain: WW(70), WL(30)
  Soft tissue: WW(350), WL(50)
  Liver: WW(160), WL(60)
  Mediastinum: WW(500), WL(50)
  Stroke: WW(30), WL(30)
  CTA: WW(600), WL(170)

1. Introduction

NCCT는 속도, 광범위한 가용성 및 낮은 비용으로 인해 급성 뇌졸중의 응급 평가를 위한 첫 번째 진단 테스트이다. Window width 및 center level 설정은 lesion을 잘 보이도록 하는 것과 진단의 정확도에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 많은 연구에서는 NCCT에서 EIC를 잘 검출하면 기능적 결과와 ICH(intracranial hemorrhage) 위험을 모두 예측할 수 있다고 말하고 있다.

뇌졸중을 평가하는 feature들은 다음과 같다. Hyperdense MCA/focal parenchymal hypoattenuation(특히 Insular tibbon or lenticular nuclei for MCA infartcs) 그리고 ventricular effacement 또는 cortical grey-white differentiation 손실에 의해 나타나는 cerebral swelling.

조기 뇌졸중에 수반되는 CT attenuation의 감소는 작으므로 gray, white matter의 HU에서 대략적으로 mean attenuation을 중심으로 한 narrow window setting을 사용함으로써 conspicuity를 증가 시킬 수 있다. 본 연구에서는 이 방법을 통해 lesion의 conspicuity의 증가는 non enhanced CT stroke detection의 정확도를 향상 시킬 수 있었다.

2. Materials and Methods

영상 해석 시, 신경과 레지던트는 interpreting radiologists가 사용할 수 있는 영상와 유사한 영상을 만들기 위해 NCCT를 획득해야 하는 이유를 제외한 모든 환자 정보에 대해 블라인드 되었다. 영상은 PACS 워크스테이션에서 검토되었다.

Window setting은 30 HU의 width와 35 HU의 center level로 조정되었으며, 이는 stroke windows로 지정되었다. 영상에 대한 최종 해석은 stroke windows로 부터 얻은 결과를 기반으로 neurology resident에 의해 수행되었다.

3. Results

총 50명의 환자로 실험이 진행되었다. EIC를 detection 함에 있어 Stroke windows는 70%(50명 중 35명)로 standard window group의 18%(50명 중 9명)에 비해 더 높았다(P < 0.0001).

(a), (c), (e): NCCT of head viewed on Standard windows(35/100)
(b), (d), (f): NCCT of head viewed on Stroke windows(35/30)

4. Discussion

본 연구는 CT의 hypoattenuation가 6시간 이내에 검출될 경우 돌이킬 수 없는 irreversible ischemic 뇌 손상에 대해 매우 분명하다고 제안한다. hypoattenuating 뇌 조직이 없는 환자는 더 유리한 임상 과정을 가진다. 초기 영상에서 식별 가능한 infarct이 없다고 해서 적절한 임상적 맥락에서의 뇌졸중 치료가 배제되는 것은 아니지만, infarct의 시각화는 임상 진단을 확인하고, infarct의 크기와 심각도에 기초해 thrombolysis와 endovascular intervention에 관한 보다 정확한 치료 결정을 내릴 수 있다.

본 연구에서는 NCCT를 사용한 EIC detection는 stroke windows를 사용함으로 상당히 개선되었다. 이는 급성 뇌졸중 치료에 있어 중요한 의미를 가지고 있으며, 특히 레지던트는 보통 이러한 환자를 처음 보는 경우가 많기에 더욱 그러하다.

5. Conclusion

일부 제한 사항에도 불구하고, EIC의 detection 비율은 stroke windows를 사용함으로써 크게 증가했다. 그리고 Stroke window를 사용함으로 급성 허혈성 뇌졸중 setting에서 CT 해석을 위한 gold standard를 확립하는 데 도움이 될 수 있다. 이 때, 본 연구의 경험에 기초하여 급성 허혈성 뇌졸중 환경에서 EIC의 검출을 개선하기 위해 neurology trainees, stroke neurologists, radiologists, ED physicians의 stroke windows 사용을 권고할 것이다.