Misura dello spostamento della linea mediana del cervello e la sua automazione: A Review of Techniques and Algorithms

2. Metodi

2.1. La tomografia computerizzata

CT usa un computer per ricostruire immagini trasversali dalle misure della trasmissione dei raggi X attraverso fette sottili di tessuto del paziente. La TAC non a contrasto è la modalità di imaging di scelta per la TBI a causa della disponibilità diffusa, l’acquisizione rapida di immagini, il dettaglio osseo superiore, la capacità di imaging del corpo intero in pazienti con lesioni multiple, i bassi costi associati, e la compatibilità con la maggior parte dei dispositivi medici che consentono l’esame di pazienti instabili. Sulle immagini CT, è possibile misurare il MLS utilizzando la SP, la ghiandola pineale, o la V3 come punto di riferimento anatomico.

Generalmente, la CT del cervello viene eseguita per le condizioni neurologiche acute e la MRI per i casi subacuti o cronici. Oltre alla TBI, l’ictus è un’altra importante condizione neurologica acuta che richiede l’imaging cerebrale. Il punteggio NIHSS (National Institutes of Health Stroke Scale) è spesso usato per quantificare la compromissione neurologica. La TAC senza contrasto è lo studio di imaging iniziale preferito per i pazienti con ictus perché può identificare l’emorragia iperdensa e differenziarla dall’infarto cerebrale, guidando l’intervento immediato insieme al punteggio NIHSS. Tuttavia, i segni precoci di infarti su CT sono sottili e l’identificazione precisa della zona infartuata è di solito impossibile.

L’emergere di gonfiore cerebrale è la più temuta conseguenza pericolosa per la vita di un ictus ischemico di grande territorio. Il termine infarto maligno dell’arteria cerebrale media (MCA), introdotto nel 1996, è stato originariamente definito come infarto dell’intero territorio MCA, o anche aree più grandi, che appaiono come aree di attenuazione diminuita (ipodensità) su CT entro 48 ore. Il deterioramento neurologico di solito si verifica nella maggior parte dei pazienti entro 72 a 96 ore, ma alcuni pazienti possono sperimentare il deterioramento nei giorni successivi. CT è anche la modalità di scelta per i pazienti instabili con infarti MCA con gonfiore che richiedono imaging di follow-up. Il grado della MLS è comunemente usato come punto di riferimento per il deterioramento radiografico. Tuttavia, la definizione varia tra gli studi. Una volta infarto MCA maligno è diagnosticato, craniectomia decompressiva (DC) con duroplastica espansiva è l’unico trattamento efficace. DC è anche comunemente eseguito da solo o in combinazione con la rimozione dell’ematoma su pazienti con aumento della pressione intracranica dopo TBI.

Pullicino et al. hanno misurato diversi parametri su CT assiale eseguita entro 48 ore dall’inizio in 118 pazienti consecutivi con grave ictus emisferico acuto. I fattori di rischio grezzi per la mortalità di 14 giorni, che si è verificato in 46 pazienti, erano un volume della lesione di 400 ml o più grande, un SP MLS di 9 mm o più grande, un MLS pineale di 4 mm o più grande, emorragia intraventricolare, e il coma all’ammissione. Solo la SP MLS era significativamente correlata alla sopravvivenza nell’analisi multivariata, ma le due misure MLS erano altamente correlate con un coefficiente di correlazione di 0,82.

Lam et al. hanno analizzato le caratteristiche sulla CT assiale eseguita entro 24 ore dall’inizio dei sintomi in 55 pazienti con infarto MCA acuto esteso. Gli autori hanno classificato la loro misurazione MLS in 3 gruppi: nessun MLS, MLS più piccolo di 10 mm e MLS più grande di 10 mm. Inoltre non hanno descritto quale punto di riferimento è stato utilizzato per misurare la MLS. L’analisi della singola variabile esplicativa ha mostrato NIHSS, presenza di MLS, MLS più grande di 10 mm, estensione dell’infarto, presenza di idrocefalo, effacement dello spazio subaracnoideo o cella media, e la perdita di differenziazione corticomedullare erano associati con la mortalità di 30 giorni (14 pazienti). L’analisi di regressione logistica ha mostrato che l’estensione dell’infarto e NIHSS erano gli unici predittori indipendenti. Poiché l’edema cerebrale di solito si sviluppa più tardi, gli autori hanno considerato MLS “precoce” il primo giorno un segno altamente specifico ma insensibile.

Park et al. hanno usato la risonanza magnetica pesata in diffusione (DWI) entro 14 ore e la TC 24 ± 4 ore dopo l’inizio dell’ictus in 61 pazienti per valutare il volume dell’infarto e MLS a SP . Il grado di atrofia cerebrale è stato valutato anche utilizzando il rapporto bicaudato. Per i pazienti che hanno presentato un infarto emisferico acuto, un volume dell’infarto più grande di 220 ml o MLS più grande di 3,7 mm sulla CT di follow-up circa 24 ore dopo l’insorgenza dell’ictus predice l’infarto maligno, che è stato notato in 21 pazienti. Per i pazienti infartuati con cervelli meno atrofici, definiti da un rapporto bicaudato inferiore a 0,16, un volume iniziale dell’infarto maggiore di 160 ml in una DWI entro 14 ore dall’inizio dell’ictus è altamente predittivo di un decorso maligno.

ICH spontanea è il sottotipo più comune di ictus emorragico. La decisione se e quando rimuovere chirurgicamente l’IC dipende solitamente dal volume e dalla posizione dell’ematoma. Simile all’ematoma traumatico, il volume dell’IC spontanea viene stimato utilizzando la formula ABC. Il MLS misurato al SP o alla ghiandola pineale è anche usato per quantificare la progressione dell’effetto massa dopo ICH. Zazulia et al. hanno trovato 17 casi di progressione della MLS, definita come un aumento di più di 2 mm, in 76 pazienti che hanno ripetuto le scansioni CT dopo ICH spontanea sopratentoriale. Tra questi, 10 si sono verificati entro 2 giorni e sono stati associati all’allargamento dell’ematoma, e 7 si sono verificati più tardi e sono stati associati alla progressione dell’edema. La progressione dell’effetto massa dovuta all’edema si è verificata con volumi di emorragia più grandi. Rispetto alla MLS pineale, la MLS SP era una misura più sensibile. Tuttavia, il significato clinico dell’edema tardivo e l’esito del paziente non sono stati riportati.

Song et al. hanno correlato il coma (punteggio GCS di 8 o meno) e l’anisocoria con i risultati della TC in 118 pazienti con ICH spontanea sovratentoriale. L’analisi univariata ha rivelato che il volume dell’ematoma, il punteggio dell’emorragia intraventricolare e l’ampiezza della MLS erano correlati al coma e all’anisocoria. Le MLS medie erano 1,3, 5,9 e 10,1 mm nei pazienti senza coma, in quelli con coma ma non anisocoria e in quelli con coma e anisocoria, rispettivamente. Gli autori non hanno menzionato se è stato utilizzato un punto di riferimento specifico per misurare il MLS. La mortalità a 30 giorni è stata del 33,9% e non è stato riportato se qualche paziente è stato operato. Inoltre, i loro risultati clinici non erano correlati al risultato.

L’ematoma subdurale cronico (cSDH) è composto da un liquido nero denso come l’olio di motore contenente un coagulo di sangue lisato. Si incontra di solito negli anziani e l’evoluzione da SDH acuto a cSDH richiede diverse settimane. I sintomi e i segni clinici della cSDH sono meno drammatici di quelli della SDH acuta, che è rapidamente letale se non trattata. Sulle immagini CT, il cSDH appare come una raccolta a bassa attenuazione al di fuori del cervello. La MLS può essere significativa, specialmente in pazienti con cervello atrofico. Clinicamente, la maggior parte dei pazienti con cSDH si presenta con cefalea o lieve debolezza degli arti (emiparesi) anche con una grande MLS. Il cSDH bilaterale è comune. Quando si verifica, la linea mediana viene spinta indietro nella sua posizione normale, rendendo la MLS meno utile in questi pazienti. Altre caratteristiche di imaging devono essere aggiunte per valutare adeguatamente l’effetto di massa.

Invece della mortalità, la MLS è correlata ad altre variabili nei pazienti con cSDH. Jukovic e Stojanovic hanno valutato 83 pazienti con 53 cSDH unilaterali e 30 bilaterali per determinare la soglia di MLS per l’emiparesi. Gli autori non hanno descritto come hanno misurato il MLS. I loro risultati hanno suggerito che nel cSDH unilaterale la soglia di MLS potrebbe essere a 10 mm; per il cSDH bilaterale la soglia era 4,5 mm. È interessante notare che i pazienti con CSDH unilaterale hanno più probabilità di avere sia emiparesi (44 pazienti) che MLS (48 pazienti), ma la curva caratteristica operativa del ricevitore era più piccola di quella derivata dai pazienti con CSDH bilaterale. Gli autori non hanno riferito come sono stati trattati i loro pazienti, ma hanno trovato emiparesi controlaterale al lato dello strato di ematoma più spesso nei cSDH bilaterali. Alcuni dei loro pazienti potrebbero avere lesioni “bilaterali” distribuite asimmetricamente che si comportano clinicamente e radiologicamente come le cSDH unilaterali.

In alcuni pazienti con cSDH, la coscienza è compromessa. Sucu et al. hanno valutato 45 pazienti con cSDH che sono stati sottoposti a burr-hole o twist-drill craniostomia. Hanno confrontato il livello di coscienza dei pazienti misurato dal punteggio GCS, MLS alla ghiandola pineale, e la SP sia nel periodo preoperatorio che nel primo periodo postoperatorio. In ogni paziente, l’MLS pineale era quasi sempre più piccolo dell’MLS SP sia nelle immagini CT pre- e post-operatorie. Le scansioni CT postoperatorie sono state valutate subito dopo la rimozione dei cateteri di drenaggio, da 2 a 4 giorni dopo l’intervento. Dei 45 pazienti inclusi, 28 avevano una coscienza compromessa definita da un punteggio GCS inferiore a 15. La metà di loro aveva punteggi GCS di 13 (8 pazienti) e 14 (6 pazienti). Nei pazienti con cSDH e coscienza compromessa, hanno scoperto che la probabilità che la GCS tornasse a 15 dopo l’operazione era maggiore se la SP MLS era di 10 mm o superiore. Gli autori hanno concluso che è improbabile che l’evacuazione di cSDH ripristini la coscienza se l’MLS associata non è abbastanza grande da spiegare un livello di coscienza insufficiente. In altre parole, una piccola MLS rende più probabile che ci sia una causa separata. In entrambi gli studi su cSDH, le soglie MLS sono notevolmente più grandi di quelle utilizzate in TBI o pazienti con infarto MCA. Tali differenze possono essere spiegate dalla diversa fisiopatologia e dal più alto grado di atrofia cerebrale nei pazienti cSDH.

L’ascesso cerebrale è definito come un processo suppurativo focale all’interno del parenchima cerebrale. Nei primi stadi dell’ascesso cerebrale chiamato cerebrite, la lesione suppurativa è scarsamente delimitata dal cervello circostante. Quando la capsula dell’ascesso si forma nelle fasi successive, la TAC e la risonanza magnetica potenziate dal contrasto mostrano un bordo ben definito, solitamente liscio e sottile, di valorizzazione (valorizzazione ad anello). Demir et al. hanno valutato le immagini CT e MRI di 96 pazienti con diagnosi clinica di ascessi cerebrali in modo retrospettivo. Hanno raccolto le caratteristiche di imaging in termini di numero, posizione e dimensioni delle lesioni e la presenza e l’estensione dell’edema perilesionale e la MLS. Un indice di gravità dell’imaging è stato costruito di conseguenza. In questi pazienti, 86 sono stati sottoposti a intervento chirurgico, per lo più di aspirazione (72 pazienti). Gli autori hanno probabilmente misurato l’MLS vicino alla SP o alla V3, come mostrato nelle loro figure, ma i dettagli non sono stati forniti. Hanno classificato la MLS come lieve (più piccola di 5 mm), moderata (tra 5 e 10 mm), o grave (più grande di 10 mm) e poi hanno sommato i punteggi ottenuti da altri parametri. Hanno mostrato una correlazione negativa tra l’indice di gravità dell’imaging e la GCS iniziale. C’era una differenza significativa tra i parametri clinici e di imaging dei pazienti con un evento avverso rispetto ai pazienti con un buon recupero.

Dopo DC per TBI o infarto MCA maligno, i pazienti hanno grandi difetti del cranio. Vengono sottoposti a cranioplastica dopo che l’edema cerebrale è diminuito per la protezione e la cosmesi. Oltre a determinare se DC è necessario, MLS è stato utilizzato anche per prevedere il miglioramento neurologico dopo cranioplastica. Lin et al. hanno arruolato 56 pazienti sottoposti a cranioplastica, 35 con MLS da 1 a 12 mm e 21 senza MLS, e hanno analizzato le loro caratteristiche cliniche. Quarantasei dei loro pazienti avevano DC per TBI o ICH spontanea e 10 per grande infarto o infezione intracranica. Tutti avevano subito un DC unilaterale di grandi dimensioni con un diametro del difetto del cranio superiore a 100 mm. Ci sono stati miglioramenti significativi nei punteggi GCS, potenza muscolare delle braccia e delle gambe un anno dopo la cranioplastica. Un miglioramento significativo più grande nel punteggio GCS è stato osservato nel gruppo MLS. Otto pazienti nel gruppo MLS avevano il cervello infossato, che implica una lesione antecedente più grande causata da TBI o ictus. Grandi insulti cerebrali sono frequentemente legati alla sindrome del trafitto (ST) dopo il DC quando l’edema cerebrale si risolve con il tempo. Gli autori attribuiscono il miglioramento neurologico alla risoluzione della ST, ma non hanno riportato quanti dei 9 pazienti con MLS e miglioramento del punteggio GCS avevano il cervello infossato.

2.2. La risonanza magnetica

La risonanza magnetica è una tecnica che produce immagini tomografiche per mezzo di campi magnetici e onde radio. Fornisce un eccezionale contrasto dei tessuti molli, sostanzialmente migliore di qualsiasi altra modalità di imaging tra cui CT e US. In qualsiasi paziente in cui la neoplasia intracranica o l’infezione è una considerazione, la risonanza magnetica con aumento di contrasto è lo studio preferito in quanto queste lesioni possono essere identificate come aumento anormale. Poiché il segnale della RM è molto debole, sono spesso necessari un tempo prolungato di imaging e la cooperazione del paziente, il che la rende meno adatta all’esame di pazienti instabili. Ricostruito utilizzando piani ortogonali standard, vale a dire, assiale, sagittale e coronale, le immagini di risonanza magnetica assiale angolo leggermente diverso dalle loro controparti CT, che sono ricostruiti parallelamente alla linea orbitomeatale. Nonostante questa differenza, la misurazione della MLS sulle immagini MRI e sulle immagini CT è essenzialmente lo stesso processo. Una volta che la fetta contenente rilevante punto di riferimento anatomico è selezionato, MLS può essere determinato misurando la distanza tra quella struttura e il iML, o la metà della larghezza dello spazio intracranico, come descritto nella sezione 1.3.

Rispetto alla CT, MRI DWI rileva il volume infartuato entro le prime ore, permettendo l’identificazione precoce del territorio coinvolto e la previsione di gonfiore del cervello, tra cui infarto MCA maligno. Tuttavia, CT rimane il pilastro nella diagnosi di gonfiore cerebrale su imaging di follow-up quando si verifica un peggioramento clinico. In uno studio di coorte prospettico, multicentrico, osservazionale, Thomalla et al. hanno studiato i pazienti con infarto acuto dell’MCA utilizzando tecniche di risonanza magnetica tra cui DWI, imaging di perfusione, e MR-angiografia entro 6 ore dall’inizio dei sintomi. Di 140 pazienti inclusi, 27 hanno sviluppato infarto MCA maligno, definito come NIHSS punteggio peggioramento e grande infarto MCA su follow-up MRI o CT di almeno due terzi del suo territorio con compressione dei ventricoli o MLS. In questo studio, MLS è usato come un punto finale piuttosto che un predittore di esito. Una volta che viene rilevato insieme a grande infarto su MRI o CT, infarto MCA maligno può essere diagnosticato. Tuttavia, una definizione quantitativa di MLS non è stata data. Anche se CT è l’esame più sicuro per i pazienti instabili con deterioramento neurologico, alcuni pazienti potrebbero avere MLS rilevato su MRI di follow-up prima del peggioramento clinico. La soglia prespecificata di un volume di lesione DWI maggiore di 82 ml ha predetto un’infezione maligna con alta specificità ma la sensibilità era bassa. Gli autori hanno concluso che, in un sottogruppo di pazienti con piccoli volumi di lesioni DWI iniziali, sono necessari ripetuti test diagnostici. Per lo stesso motivo, il follow-up CT di routine con misurazione MLS è stato eseguito anche da Park et al. come descritto in precedenza nella sezione 2.1.

La trombosi venosa cerebrale (CVT) è un sottotipo di ictus raro con un decorso clinico altamente variabile. Yii et al. hanno condotto uno studio retrospettivo di 106 pazienti consecutivi con CVT confermato da imaging dal 1997 al 2010. Il loro studio ha mostrato che gli infarti venosi e l’iperintensità su DWI erano associati al deterioramento clinico. Altre caratteristiche di imaging, tra cui emorragia parenchimale, edema vasogenico, MLS, e la posizione della trombosi, non erano predittivi di deterioramento clinico. Questi risultati hanno indicato che CVT ha una storia naturale diversa da infarto MCA.

Neoplasia intracranica e ascesso può avere simile storia subacuta e deficit neurologico focale. Sia l’ascesso che il tumore hanno un edema perifocale (circostante), ma il primo tende ad avere un miglioramento anulare su immagini CT e MRI mentre il secondo può essere solido o cistico con parete spessa e irregolare. Demir et al. hanno fatto la risonanza magnetica con contrasto su pazienti con diagnosi clinica di ascesso cerebrale quando non c’erano controindicazioni. Su MRI, MLS può essere misurato usando la stessa tecnica della CT. Questi risultati possono essere direttamente confrontati e raccolti insieme per ulteriori analisi statistiche, come descritto nella sezione 2.1.

Baris et al. hanno esaminato le immagini MRI di 40 pazienti con tumori cerebrali primari e 40 con tumori cerebrali supratentoriali intra-assiali metastatici. Il gruppo del tumore cerebrale primario solitario sopratentoriale è stato anche suddiviso in sottogruppo glioblastoma multiforme (GBM) (24 pazienti) e sottogruppo other-than-GBM (16 pazienti). Sono stati misurati MLS, volume del tumore, volume dell’edema perifocale e il rapporto tra edema e tumore. Le diagnosi patologiche di tumori primari diversi dal GBM includono tumori di grado inferiore, sottotipo meno aggressivo. Gli autori hanno usato immagini FLAIR assiali per misurare l’ernia subfalcine, che sembrava essere sinonimo di MLS. Tuttavia, non hanno riferito se è stato utilizzato un punto di riferimento specifico, come la SP. Il grado di MLS è stato classificato come ernia di grado 1 quando MLS era inferiore a 5 mm e come ernia di grado 2 quando MLS era più grande. I loro risultati hanno mostrato che la MLS e il volume del tumore del gruppo del tumore primario erano maggiori del gruppo delle metastasi, mentre il volume dell’edema rispetto al volume del tumore era minore. L’MLS più grande di 5 mm era più comune nei tumori primari. Poiché i tumori più grandi hanno MLS più grande e più piccolo spazio aggiuntivo per l’edema, la differenza di dimensioni del tumore tra i gruppi può contribuire a queste differenze.

Rispetto ai tumori maligni, i tumori cerebrali benigni hanno diverso comportamento biologico e storia naturale. Zeidman et al. hanno esaminato 21 persone che avevano scansioni cerebrali MRI seriali per determinare il tasso di crescita dei meningiomi non operati. La decisione di non avere un intervento chirurgico includeva l’assenza di sintomi o segni neurologici correlati e la preoccupazione per l’alto rischio operativo di compromissione neurologica. Hanno concluso che il tasso di crescita volumetrico medio era significativamente maggiore del tasso di crescita planimetrico. Mentre hanno anche registrato caratteristiche speciali di imaging tra cui calcificazione, ipointensità T2, coda durale, effetto massa e MLS, nessuno di loro era correlato al tasso di crescita. Poiché i meningiomi sono per lo più tumori benigni a crescita lenta, l’ICP rimane normale finché il tumore non diventa molto grande. Pertanto, la MLS gioca un ruolo limitato nel seguire i pazienti con meningioma.

2.3. L’imaging ad ultrasuoni

US viene eseguito utilizzando la tecnica pulse-echo. Il trasduttore US converte l’energia elettrica in un breve impulso sonoro ad alta frequenza che viene trasmesso nei tessuti del paziente, e poi diventa un ricevitore, rilevando gli echi di energia sonora riflessa. Invece di imaging l’intero volume anatomico e ricostruire fette assiali, sagittali e coronali standardizzati, immagini US sono prodotti in qualsiasi piano anatomico regolando l’orientamento e l’angolazione del trasduttore e la posizione del paziente. La visualizzazione delle strutture anatomiche con gli USA è limitata dall’osso e dalle strutture contenenti gas come il cranio e l’intestino.

Ad eccezione dei neonati, gli USA non sono lo strumento diagnostico di prima linea per l’imaging del cervello. I pazienti con condizioni neurologiche vengono prima sottoposti a un esame CT o MRI. Poi, gli USA possono essere utilizzati per valutare le carotidi o per valutare i vasi intracranici con tecniche di sonografia Doppler transcranica a colori (TCCS). Un vantaggio importante di US è la convenienza per l’esame al letto, che è utile per i pazienti instabili che possono avere ventilatori, monitor e pompe endovenose, rendendo il trasporto sia ingombrante e rischioso.

Seidel et al. eseguito l’esame TCCS lato letto per studiare i modelli di flusso MCA in pazienti con ictus. Hanno concluso che TCCS può fornire dati rapidi e affidabili per quanto riguarda il sottotipo di ictus e il meccanismo subito dopo l’inizio, ma l’esame non poteva essere eseguito a causa di insufficiente finestra temporale acustica in 17 dei loro 84 pazienti. Inoltre, hanno anche fatto da pioniere nella misurazione della MLS utilizzando gli Stati Uniti, con l’aiuto della TCCS. Dopo aver identificato le arterie del circolo di Willis, la profondità della finestra di insonazione è stata regolata in modo che il mesencefalo al centro dell’immagine e cranio controlaterale è diventato visibile. Da questa posizione, il trasduttore è stato inclinato verso l’alto di 10 gradi per identificare il V3 utilizzando i suoi margini iperecoici e il talamo circostante ipoecogeno e la ghiandola pineale iperecoica. Anche se un po’ inclinato, il piano di scansione US è approssimativamente orizzontale. Le distanze tra la sonda US e il centro della V3 sono state misurate da entrambi i lati della testa. Queste due distanze, e , possono essere utilizzate per calcolare MLS secondo la formula . Matematicamente, questa formula è la stessa della formula MLS descritta nella sezione 1.3.

Nei cervelli con malattie degenerative, è possibile trovare la V3 e misurare il suo diametro utilizzando l’immagine B-mode transcranica. Tuttavia, quando i ventricoli sono compressi, la TCCS aiuta a trovare la V3 e a misurare la MLS. Pertanto, usiamo il termine “US” per rappresentare l’intero processo di misurazione compresa l’identificazione del flusso arterioso utilizzando TCCS nelle sezioni seguenti. Per convalidare la misurazione della MLS con gli USA, un’immagine CT corrispondente entro una determinata finestra temporale, di solito ore, viene utilizzata come gold standard. Poiché il piano di scansione degli Stati Uniti è approssimativamente orizzontale, misurazioni MLS sonografica e CT MLS sono stati solitamente confrontati direttamente senza alcuna trasformazione o conversione.

Stolz et al. reclutato prospetticamente 61 pazienti con infarto sopratentoriale (45 pazienti) o emorragia intracerebrale (16 pazienti). Un totale di 122 misurazioni sonografiche a letto di MLS sono state confrontate con i dati CT in una finestra temporale di 12 ore. Il coefficiente di correlazione complessivo era 0,93. Per le 50 misurazioni US prese in una finestra di 3 ore, la correlazione era ancora migliore. L’intervallo di confidenza complessivo del 95% della differenza di MLS tra le misurazioni TCCS e CT era di ±1,78 mm. Tutte le differenze erano inferiori a 2 mm. Oltre a convalidare i loro risultati, gli autori hanno concluso che l’US è particolarmente adatto per i pazienti critici che non sono adatti al trasporto. Non hanno riferito se qualche paziente è stato escluso a causa di una finestra acustica temporale insufficiente.

Dopo aver confermato l’accuratezza della misurazione ecografica MLS, questi autori hanno arruolato 42 con ictus emisferico acuto e grave definito come avente punteggi della scala scandinava di ictus inferiori a 35 punti. CT e sonografia duplex carotidea sono stati eseguiti all’ammissione. TCCS è stato effettuato 8 ± 3, 16 ± 3, 24 ± 3, 32 ± 3, e 40 ± 3 ore dopo l’inizio del colpo. La dimensione dell’infarto è stata determinata dalla TAC di follow-up. Dodici dei loro pazienti sono morti a causa di ernia cerebrale e 28 sono sopravvissuti. Due uomini hanno ricevuto DC 27 e 30 ore dopo l’ictus e sono sopravvissuti. Sono stati esclusi da ulteriori analisi. MLS era significativamente più alto nel gruppo ernia già 16 ore dopo l’inizio dell’ictus. La mortalità era 100% quando MLS sonografica era più grande di 2.5, 3.5, 4.0, e 5.0 mm dopo 16, 24, 32, e 40 ore, rispettivamente. Sedici dei 42 pazienti erano sedati e ventilati artificialmente durante le prime 48 ore, rendendo il monitoraggio clinico estremamente difficile. Gli autori hanno suggerito che il monitoraggio TCCS al letto della MLS è un’alternativa diagnostica nei pazienti criticamente malati, che non possono altrimenti essere monitorati adeguatamente.

Tang et al. hanno valutato 51 pazienti consecutivi con ICH spontanea acuta sovratentoriale utilizzando gli Stati Uniti. Diciotto pazienti sono stati esclusi per le finestre dell’osso acustico temporale povere di almeno un lato del cranio. Oltre a MLS, hanno anche misurato l’indice di pulsatilità (PI) del MCA e confrontato con i dati CT, tra cui MLS e il volume dell’ematoma calcolato utilizzando la formula. Il coefficiente di correlazione tra l’MLS da US e da CT era 0,91. Rispetto al volume di ICH inferiore a 25 mL, quelli con un volume maggiore avevano MLS più grande e più alto PI della MCA omolaterale. Usando gli Stati Uniti, l’MLS era più sensibile e specifico del PI nel rilevare una grande ICH e nel predire un cattivo esito. Gli autori hanno confermato l’accuratezza della misurazione ecografica della MLS e hanno anche concluso che il monitoraggio della MLS mediante gli Stati Uniti può rilevare l’espansione dell’ematoma e prevedere l’esito funzionale a breve termine. Hanno fornito un paziente la cui espansione dell’ematoma è stata rilevata da US e confermata da CT di follow-up, ma se ci sono stati altri pazienti con corsi simili non è stato riportato.

Llompart Pou et al. ha condotto prospetticamente 60 studi TCCS al letto in 41 pazienti TBI con un intervallo di tempo medio tra CT cranica e studi TCCS di 322 ± 216 min . Secondo la classificazione di Marshall (TCDB), 11 dei loro 60 studi CT erano di tipo V (massa evacuata). Tuttavia, gli autori non hanno riportato ulteriori dettagli sugli interventi chirurgici eseguiti. Nessun paziente è stato escluso a causa di una finestra acustica insufficiente. Il coefficiente di correlazione tra la MLS misurata dalla CT e dalla TCCS era 0,88. Le differenze tra loro variavano da +2,33 a -2,07 mm con una media di 0,12 mm. Non c’erano differenze statisticamente significative in nessun sottogruppo. Gli autori sono arrivati a una conclusione simile che la misurazione MLS sonografica è accurata e adatta al monitoraggio al letto del paziente TBI.

Le misurazioni MLS sonografiche utilizzando la V3 come punto di riferimento sono accurate rispetto alle fette CT a livello della V3. Tuttavia, il confronto diretto dei dati MLS sonografici con i dati CT MLS misurati al SP è inappropriato perché il diametro massimo anteriore-posteriore della V3 è caudale (inferiore) e posteriore al SP. Motuel et al. hanno condotto uno studio prospettico su 52 pazienti consecutivi dell’unità di terapia intensiva neurochirurgica, e di loro 31 sono stati ammessi per TBI grave. Sette pazienti avevano subito un intervento chirurgico per rimuovere una massa intracranica. La MLS ecografica è stata misurata appena possibile prima o dopo la CT usando la V3 come punto di riferimento. Oltre a confrontarli con i dati CT MLS alla V3 (metodo 1), gli autori hanno anche confrontato i loro dati MLS sonografici con i dati “standard” CT MLS alla SP (metodo 2). Il coefficiente di correlazione era 0,76 per il metodo 1 e 0,81 per il metodo 2. La differenza tra le misurazioni US e CT era in media di 0,1 mm per il metodo 1 e di 0,9 mm per il metodo 2.

Anche se non è statisticamente significativo, gli autori hanno riportato una MLS leggermente più piccola misurata dalla CT usando la V3 come punto di riferimento (4,2 ± 5,5 mm) rispetto alla MLS ottenuta usando la SP (4,7 ± 6,7 mm). La relazione tra MLS e ICP è stata studiata esaminando i risultati dei 30 pazienti con monitoraggio invasivo dell’ICP. Non è stata trovata alcuna correlazione significativa tra ICP e MLS come valutato utilizzando tutti e tre i metodi. Tali risultati hanno suggerito che l’MLS non è uniforme in tutto lo spazio subfalcino e i vincoli anatomici giocano un ruolo nel determinare l’MLS in diversi marcatori anatomici. Allo stesso modo, c’erano anche differenze tra la MLS determinata utilizzando la SP e la MLS utilizzando la ghiandola pineale come misurato su immagini CT, anche quando sono sulla stessa fetta . Sulla base di questi risultati, le misurazioni MLS sembrano essere comparabili solo quando viene utilizzato lo stesso punto di riferimento.

3. Algoritmi per la misurazione automatica dello spostamento della linea mediana

I sistemi di diagnosi di imaging assistita dal computer hanno un potenziale significativo per assistere gli esperti umani nella valutazione delle immagini del cervello. Oltre a identificare le lesioni intracraniche, la misurazione della MLS dovrebbe essere una componente importante di questi sistemi. In questa sezione, esaminiamo gli algoritmi che possono misurare MLS automaticamente. La maggior parte di essi sono basati su immagini CT ma possono essere facilmente modificati per lavorare su immagini MRI.

Per uno specialista umano, misurare l’MLS sulle immagini di un dato studio è abbastanza semplice. Dopo aver preso la fetta o il livello assiale giusto e aver trovato il punto di riferimento determinato dall’iML o dal punto medio della larghezza dello spazio intracranico, la MLS può essere misurata come la distanza perpendicolare tra il punto di riferimento (la SP o la ghiandola pineale) e il punto di riferimento. È facile per un sistema informatico misurare le distanze su immagini digitali. Tuttavia, devono essere applicate tecniche specializzate di pre-elaborazione e di estrazione delle caratteristiche per trovare i punti pertinenti sulle immagini di input prima di misurare effettivamente la MLS. Un certo numero di metodi che rilevano il piano midsagittale intatto (iMSP) su uno studio CT del cervello completo può essere usato per fornire informazioni sulla iML sulla singola fetta usata per misurare la MLS. Inoltre, per misurare la MLS “standardizzata” a livello della FM, la fetta corretta deve essere identificata correttamente manualmente o automaticamente.

Gli algoritmi che misurano la MLS sono classificati in due tipi: quelli basati sulla simmetria e quelli basati sui punti di riferimento. Negli algoritmi basati sulla simmetria, il riconoscimento di specifici punti di riferimento anatomici non è necessario. Invece, si cerca una curva che colleghi tutte le strutture spostate e deformate. Poiché alcune strutture come il PS e la pineale sono spostate da una massa intracranica, mentre altre come i ventricoli e il corpo calloso sono deformati, usiamo il termine “linea mediana deformata (dML)” per descrivere collettivamente questa curva. Negli algoritmi basati sui punti di riferimento, strutture specifiche, spesso parti dei ventricoli laterali, vengono riconosciute per prime. All’interno delle regioni (ventricolari) date, la SP o un altro punto di riferimento viene identificato e la MLS viene misurata di conseguenza.

3.1. Metodi basati sulla simmetria

Liao et al. hanno proposto un metodo automatizzato per riconoscere la dML su fette CT a livello della FM . Come mostrato nella Figura 2(b), la dML è stata decomposta in tre segmenti: i segmenti superiori e inferiori rettilinei (linee nere) che rappresentano parti del duro falx cerebri che separa due emisferi cerebrali, e il segmento centrale curvo formato da una curva di Bezier quadratica (curva bianca), che rappresenta il tessuto cerebrale morbido che interviene. Gli autori hanno assunto che la dML sia la curva con la massima simmetria bilaterale, calcolata minimizzando il quadrato sommato delle differenze tra tutti i pixel della linea mediana su un intervallo orizzontale (sinistra-destra) di 24 mm. Per semplificare ulteriormente il calcolo, i segmenti falx superiore e inferiore sono stati assunti come immobili, trasformandoli in linee verticali. Un algoritmo genetico è stato applicato per ricavare i valori ottimali delle quattro variabili che determinano le posizioni dei tre punti di controllo della curva di Bezier. L’algoritmo è stato ripetuto tre volte con i valori massimi consentiti di MLS fissati a 15, 22,5 e 30 mm. Se i risultati erano stabili, l’MLS era prontamente determinato dalla posizione del punto di controllo centrale dopo aver rilevato il dML. Altrimenti sono stati considerati fallimenti.

Il nostro algoritmo è stato valutato su immagini patologiche di 81 pazienti consecutivi trattati in un singolo istituto per un periodo di un anno. Cinquantaquattro di questi pazienti avevano TBI e 25 avevano ICH spontanea. Il nostro algoritmo è stato in grado di misurare la MLS di 65 (80%) pazienti. In 62 (95%) di loro la differenza era inferiore a 1 mm. Tutti e tre i risultati imprecisi si sono verificati in immagini con MLS più grandi di 10 mm. Anche se il tasso di successo delle misurazioni MLS diminuiva con l’aumentare della MLS, la maggior parte dei pazienti con MLS più grande di 5 mm sono stati misurati correttamente. Uno svantaggio importante del nostro algoritmo è stato il tasso di fallimento più alto nelle immagini di ICH spontanea, che spesso si verifica a gangli basali vicino alla linea mediana. Utilizzando i dati MLS misurati manualmente e automaticamente, abbiamo anche eseguito l’analisi dei risultati nei pazienti TBI. Anche se non statisticamente significativo, MLS sembrava essere un predittore di mortalità. La previsione di morte usando un MLS di 3.5 mm come soglia era 76% sensibile (13/17) e 71% (24/34) specifico. Per la previsione di mortalità, il nostro algoritmo automatizzato non ha funzionato peggio della misurazione manuale di MLS.

Chen et al. hanno proposto un metodo automatico per stimare il dML su immagini MRI in pazienti con glioma. Gli autori hanno costruito un modello Voigt migliorato che ha previsto la posizione del dML sulla fetta assiale che porta il diametro massimo del tumore utilizzando la dimensione e la posizione della lesione. Hanno usato un coefficiente elastico e un coefficiente di viscosità del tessuto cerebrale dalla letteratura. Una metrica composita di simmetria locale che combina la simmetria dell’intensità locale e la simmetria del gradiente dell’intensità locale è proposta per raffinare la linea mediana prevista all’interno di una finestra locale le cui dimensioni sono determinate secondo un modello di fotocamera stenopeica. Senza prove teoriche, gli autori hanno provato empiricamente diversi valori del fattore di modulazione e il candidato con la massima somma di simmetria locale composita è stato trattato come la dML “prevista” in ogni caso. Poi, questo dML è stato raffinato e levigato secondo la simmetria locale.

Il metodo proposto è stato convalidato su 30 set di dati MRI da Multimodal Brain Tumor Segmentation challenge nella conferenza MICCAI 2013. Gli autori hanno scelto manualmente la fetta assiale con il massimo MLS, considerandola corrispondente alla fetta con il massimo rapporto tumore-cervello. L’MLS su queste fette MRI variava tra 0 e 6 mm. Anche se il dML delineato non era al livello comunemente usato per la valutazione “standardizzata” MLS e la valutazione del risultato, l’autore ha ottenuto risultati accurati. Rispetto ai dML tracciati manualmente, il loro metodo ha prodotto una differenza media di 0,61 ± 0,27 mm e una differenza media massima di 1,89 ± 1,18 mm.

3.2. Landmark-Based Methods

Yuh et al. hanno sviluppato una suite di algoritmi per computer, all’interno dell’ambiente di programmazione MATLAB 7.0.1 per valutare la CT per prove di TBI. L’algoritmo sembrava rilevare prima il cranio e l’iMSP, ma i dettagli non sono stati forniti. Poi, i pixel di sangue e CSF sono stati rilevati usando soglie di densità CT appropriate, filtraggio spaziale e analisi dei cluster. Una volta identificati i pixel contenenti sangue, essi vengono classificati come EDH, SDH, ICH, SAH o IVH in base alla loro posizione rispetto al cranio. Per calcolare l’MLS, la simmetria dei pixel del liquido cerebrospinale nei ventricoli laterali è stata valutata rispetto all’iML determinata dall’asse di simmetria del cranio. Il volume del gruppo di pixel del CSF basale è stato calcolato per determinare lo stato delle cisterne basali. Tuttavia, gli autori non hanno riportato come i pixel del CSF sono stati identificati come ventricoli o cisterne. Il software è stato poi applicato a un campione di validazione di più di 200 pazienti valutati per il sospetto di TBI acuta. Il rilevamento automatico della presenza di almeno un segno radiologico di TBI acuta ha dimostrato un’elevata sensibilità del 98%. Gli autori non hanno riportato i risultati quantitativi della misurazione MLS. Hanno riportato una sensibilità del 100% e una specificità del 98% per il rilevamento di MLS più grandi di 5 mm. Poiché c’erano solo 9 pazienti con tali risultati e altri 4 pazienti hanno risultati falsi positivi, il tasso di previsione positiva del loro metodo di rilevamento MLS era solo il 70%.

Xiao et al. hanno proposto una procedura che può misurare MLS riconoscendo la SP all’interno dello studio CT dato. Tutte le fette dello studio sono state alimentate in un sistema di pre-elaborazione che ha riconosciuto il cranio, e la iMSP e spogliato di tutte le regioni extracraniche utilizzando una combinazione di filtri in un approccio multirisoluzione. Poi, la fetta contenente le FH e la SP è stata selezionata da tutte le regioni ventricolari mediante regole esperte e un metodo di set di livelli binari multirisoluzione. L’iML è stata definita come l’intersezione tra l’iMSP, calcolata utilizzando il metodo di Liu, e il piano di quella fetta. Infine, la SP è riconosciuta come un segmento di linea isodensa all’interno di FHs ipodensi utilizzando la trasformata di Hough, ponderata da ripetute erosioni morfologiche. Il punto più lontano sulla SP perpendicolare alla iML è stato utilizzato per misurare la MLS. Di solito, era il punto più posteriore.

Il nostro sistema è stato testato su immagini di 96 pazienti consecutivi ammessi all’unità di terapia intensiva neurochirurgica. I risultati sono stati valutati da esperti umani. Il nostro algoritmo non è riuscito a riconoscere le FH nelle immagini di 16 pazienti, tutti con un grande ematoma intracranico (13 SDH, 1 EDH e 2 ICH) con una marcata deformazione del cervello. In 2 casi con cavum septum pellucidum, dove SP ha una separazione tra i suoi due foglietti, il nostro algoritmo ha riconosciuto solo uno dei due foglietti. Nei restanti 78 pazienti, la differenza media tra le misurazioni MLS automatiche e manuali è di 0,23 ± 0,52 mm. SP marcatamente deviato è stato riconosciuto con successo e MLS fino a 30 mm è stato accuratamente misurato. La differenza tra il MLS misurato automaticamente e quello misurato manualmente era inferiore a 1 mm in 70 dei 78 casi e inferiore a 0,5 mm in 60. L’errore non è aumentato con MLS più grandi. Il nostro metodo è robusto e può essere applicato in situazioni di emergenza e di routine. Trenta pazienti sono stati sottoposti a chirurgia. Il loro MLS medio era molto più grande di quelli senza intervento chirurgico (9,2 ± 7,1 contro 1,7 ± 1,3 mm, ), confermando l’utilità del MLS per guidare l’intervento chirurgico immediato.

Chen et al. hanno presentato un sistema automatizzato basato su immagini CT che può stimare il MLS e lo screening per l’aumento dell’ICP. Il loro metodo era basato sul loro precedente lavoro di rilevamento del ventricolo. I pixel del CSF sono stati rilevati utilizzando un modello di miscela gaussiana per ogni fetta CT per classificare i pixel in quattro tipi di tessuto: osso o ematoma, materia grigia, materia bianca e CSF. Utilizzando questi pixel, i ventricoli sono stati rilevati utilizzando criteri di dimensione e posizione. Per stimare l’MLS, gli autori hanno prima eseguito la stima iML basata sulla simmetria del cranio, il falx e il solco interemisferico. Poi, la segmentazione dei ventricoli dalla scansione CT è stata eseguita e utilizzata come guida per l’identificazione della dML attraverso la corrispondenza della forma. Gli autori hanno considerato questi processi per imitare il processo di misurazione da parte dei medici e hanno mostrato risultati promettenti nella valutazione.

I set di dati CT contenenti 391 fette da 17 pazienti TBI sono stati testati per la rilevazione iML e dML, così come la misurazione MLS e la stima ICP. Nella maggior parte delle fette (oltre 80%), gli errori tra l’iML stimato dal loro quadro metodo e l’annotazione manuale erano circa 2 pixel, o circa 1 mm. Per il dML, sopra 80% ha meno di 2.25 mm di differenza a condizione che la qualità della segmentazione ventricolare è relativamente buona, definito come un risultato di segmentazione permettendo la misurazione manuale MLS. In altre parole, il metodo ha fallito anche quando i ventricoli non potevano essere identificati a causa di una marcata deformazione del cervello.

Liu et al. hanno presentato un altro metodo basato su punti di riferimento per rilevare automaticamente e quantificare lo spostamento MLS su immagini CT TBI . Dopo la discretizzazione dell’istogramma, i pixel delle immagini sono stati classificati come cranio, ematoma, cervello o CSF. La “fetta centrale”, probabilmente la fetta a livello della FM, è stata individuata da tutte le immagini dello studio dato usando una mappa di probabilità che contiene le FH, la V3, e la cisterna perimesencefalica. Su quella fetta, gli attacchi falx anteriore e posteriore sono stati rilevati entro un determinato intervallo basato sullo spessore del cranio. Un processo di clustering misto gaussiano è stato utilizzato per rilevare le regioni CSF e i pixel di riferimento al loro interno. I candidati multipli di falx candidati sono stati rilevati usando la catena collegata singola direzionale dopo il rilevamento del bordo. Le relazioni spaziali tra questi marcatori sono state addestrate dai dati di 200 pazienti. La distribuzione di probabilità viene appresa dai dati di addestramento dalla fetta centrale di 200 pazienti utilizzando un modello di miscela gaussiana.

Gli autori hanno testato il loro metodo su un set di dati sperimentali contenente 565 pazienti con circa 12 fette CT per paziente. Non è stato riportato se i dati di allenamento si sovrappongono ai dati di test. Più di 100 pazienti avevano MLS più grandi di 5 mm. Il loro metodo ha raggiunto un errore di distanza massima di 4,7 ± 5,1 mm. L’autore ha concluso che il loro metodo ha superato i metodi precedenti, soprattutto nei casi di ICH grandi e ventricoli mancanti.

4. Applicazioni più recenti: Oltre ad aiutare la diagnosi e guidare il trattamento

4.1. Misurazione dello spostamento della linea mediana dopo il trattamento

Le lesioni intracraniche diagnosticate con la TAC o altre immagini si evolvono nel tempo. La loro forma e dimensione sono anche modificate dal trattamento medico o chirurgico. Dopo questi trattamenti, la MLS può ancora essere misurata usando gli stessi metodi descritti nella Sezione 1.3. I pazienti sottoposti a DC hanno parti del loro cranio rimosse, rendendo difficile misurare la larghezza dello spazio intracranico. Tuttavia, l’iML può ancora essere identificato e utilizzato per misurare la MLS. Dopo un trattamento riuscito, la MLS dovrebbe diminuire. Abbiamo definito il ritorno della linea mediana (MLR) come segue: MLR = , dove e denotano la MLS misurata dal post-trattamento e quella dalle immagini di base, rispettivamente. Inoltre, abbiamo proposto alcuni parametri quantitativi di imaging per la valutazione degli sforzi decompressivi e degli effetti decompressivi. Lo sforzo di DC, il volume di craniectomia, può essere stimato utilizzando il metodo ABC . D’altra parte, il volume di ernia cerebrale transcalvare (TCH), corrispondente all’effetto di trattamento creato dalla rimozione del cranio e duroplastica espansiva, è modellato come differenza tra due calotte sferiche.

Takeuchi et al. hanno esaminato retrospettivamente le immagini CT preoperatorie e postoperatorie di 186 pazienti consecutivi che sono stati sottoposti a chirurgia per TBI e studiato i fattori prognostici di nuovi risultati CT che appaiono meno di 24 ore dopo l’intervento. Anche se non c’era una regola standardizzata o stabilita per la tempistica della scansione postoperatoria, 139 dei 186 pazienti hanno avuto CT entro 1 ora dopo l’intervento, tra cui 138 follow-up di routine. Un totale di 30 nuovi risultati su CT postoperatorio sono stati osservati in 29 pazienti (15.6%), tra cui SDH in 11 pazienti (10 controlaterale, 1 ipsilaterale), contusioni cerebrali in 11 (9 controlaterale, 2 ipsilaterale), EDH controlaterale in 5, e ischemia cerebrale intera in 3. Gli autori non hanno riportato MLS postoperatorio su esami CT di follow-up. Dieci pazienti con nuovi risultati sono stati sottoposti a un totale di 11 interventi chirurgici successivi, e 7 di loro avevano DC. Un’analisi univariata ha mostrato che il punteggio GCS di 8 o meno, SDH come indicazione primaria per l’intervento chirurgico, MLS, cisterna basale obliterata e DC erano significativamente associati a un rischio maggiore di nuovi risultati. Poiché il DC è stato eseguito come prima procedura in 26 dei 29 pazienti con nuovi risultati, 24 di loro avendo la rimozione di SDH con effetto di massa tra cui grande (9.0 ± 5.7 mm) MLS e obliterazione cisterna basale, e questi fattori erano infatti strettamente correlati. L’analisi di regressione logistica multipla ha rivelato DC, GCS basso e obliterazione della cisterna basale come fattori di rischio significativi.

Sucu et al. hanno valutato 45 pazienti con cSDH sottoposti a burr-hole o twist-drill craniostomia. Anche se l’MLS è stato misurato sia nelle immagini CT preoperatorie che in quelle post-operatorie, solo l’MLS preoperatorio era correlato al miglioramento in 28 pazienti con coscienza compromessa prima dell’intervento. Tuttavia, gli autori hanno osservato una riduzione della MLS, o MLR, sia a SP che alla ghiandola pineale nella maggior parte dei pazienti. Il MLR probabilmente contribuire a miglioramenti di sintomi diversi dal recupero della coscienza, come emiparesi o mal di testa. Misurare MLS postoperatorio solo probabilmente gioca un ruolo minore in cSDH perché il miglioramento clinico può essere raggiunto anche con evacuazione parziale lasciando residuo cSDH e MLS.

Jeon et al. studiato 70 pazienti con infarto MCA maligno che sono stati sottoposti a DC. MLS è stato misurato al SP e ghiandola pineale sulle ultime immagini CT preoperatoria e postoperatoria con un intervallo medio mediano di 8.3 ore. Riduzione in MLS, o MLR, è stato associato con più alti punteggi GCS postoperatorio e minore mortalità a 6 mesi dopo l’ictus dopo aver regolato per età, sesso, punteggio NIHSS, e MLS preoperatorio. I diametri anteriore-posteriore dei lembi ossei creati da DC erano circa 130 mm. Il “volume di rigonfiamento extracranico”, il volume del tessuto cerebrale al di là della superficie formata da bordo finestra cranica creato da DC, era significativamente correlato alla riduzione MLS. In media, i pazienti con riduzione MLS hanno il più piccolo volume di infarto e quelli con progressione MLS hanno il più grande. Tuttavia, la differenza non era significativa. Se più grande DC può portare a più grande riduzione MLS rimane sconosciuto. Invece di misurare il volume di rigonfiamento extracranico, il nostro modello geometrico del TCH può fornire una stima più precisa sull’effetto decompressivo.

Missori et al. hanno valutato le immagini CT preoperatorie e postoperatorie di 73 pazienti con DC unilaterale. La MLS postoperatoria precoce è stata misurata su immagini ottenute entro 3 giorni post-operatori. Le ragioni del DC erano ictus emorragico o ischemico in 48, TBI in 22, e infezione in 3. L’unico fattore associato con la sopravvivenza 12 mesi dopo l’intervento chirurgico è stato un ridotto MLS postoperatorio a SP da una media preoperatoria di 9.2 ± 3.8 mm a 2.3 ± 2.7 mm in 42 pazienti sopravvissuti. D’altra parte, l’MLS si riduceva meno efficacemente, da 11,5 ± 4,8 mm a 4,7 ± 4,8 mm, in 31 pazienti deceduti. Gli autori hanno rimosso lembi ossei relativamente piccoli, con superfici di 7643 mm2 nei pazienti sopravvissuti e 7372 mm2 nei pazienti deceduti. Hanno suggerito che alcuni pazienti avrebbero dovuto avere un DC più ampio per aumentare la probabilità di sopravvivenza, probabilmente diminuendo ulteriormente l’ICP e riducendo la MLS. Per aiutare il processo decisionale pre- e intraoperatorio, la nostra formula fornisce un metodo semplice per stimare il volume del lembo osseo proposto, cioè lo sforzo decompressivo.

Oltre alla DC, la MLS è stata utilizzata anche come predittore neuroanatomico del risveglio nei pazienti acutamente comatosi. Kowalski et al. hanno eseguito uno studio prospettico osservazionale che ha incluso tutti i pazienti in coma di nuova insorgenza ricoverati nell’unità di terapia intensiva di neuroscienze per 12 mesi consecutivi. Le scansioni CT sono state analizzate indipendentemente all’inizio del coma, dopo il risveglio e al follow-up. La MLS è stata misurata al SP e alla ghiandola pineale. Degli 85 pazienti studiati, l’età media era di 58 ± 16 anni, il 51% era di sesso femminile e il 78% aveva un’eziologia cerebrovascolare del coma. Gli autori non hanno descritto come hanno trattato questi pazienti, né medicalmente né chirurgicamente. Un totale di 43 pazienti si è risvegliato. Alla TAC esaminata all’inizio del coma, l’estensione della MLS pineale era meno pronunciata nei pazienti che si sono risvegliati. Il tempo trascorso tra la TC all’inizio del coma e la TC di follow-up è stato simile per i pazienti che si sono svegliati (mediana 4 giorni) e quelli che non si sono svegliati (mediana 3 giorni). Su CT di follow-up, MLS meno di 6 mm a SP e ghiandola pineale è stato associato con l’emergere del coma. L’inversione o la limitazione dello spostamento laterale del cervello è associata al risveglio acuto nei pazienti in coma. Gli autori hanno suggerito che MLS può essere un parametro oggettivo per guidare la prognosi e il trattamento in questi pazienti. Ulteriori predittori indipendenti di risveglio erano più giovane età, più alto punteggio GCS all’inizio del coma e non traumatico coma etiologia.

4.2. Sviluppo di nuove caratteristiche di imaging dell’effetto massa

Derivato da studi di TBI, la compressione cisternale perimesencefalica e MLS sono caratteristiche di imaging che rappresentano l’effetto massa. Per definizione, l’effetto massa, che causa un aumento della pressione intracranica e una compromissione della perfusione cerebrale, è secondario alla massa intracranica come la EDH o la SDH. Tale “danno secondario” è patofisiologicamente diverso dal danno inflitto dalla massa intracranica, o “danno primario”. Pertanto, le caratteristiche di una massa intracranica, come il suo volume o spessore, e quelle dell’effetto massa, sono trattate come variabili diverse che influenzano gli esiti del paziente in modo indipendente e sono elencate come voci separate in una linea guida. Mizutani et al. hanno eseguito l’analisi di regressione multipla per indagare la relazione tra ICP iniziale e i risultati della prima scansione CT per 100 pazienti consecutivi TBI da moderati a gravi. Sono stati in grado di stimare l’ICP nell’80% dei pazienti. Elencate in ordine di importanza, le caratteristiche CT che hanno contribuito alla stima della ICP includono la compressione cisternale, la dimensione della SDH, la dimensione ventricolare, lo stato della SAH, lo stato della contusione cerebrale, MLS, e l’indice ventricolare. Queste variabili possono essere raggruppate in quelle che rappresentano la lesione primaria e quelle che rappresentano la lesione secondaria.

Tuttavia, Quattrocchi et al. hanno trovato un’interazione tra dimensione dell’ematoma e MLS. Quando il risultato del paziente e i tassi di mortalità sono considerati, il loro studio ha indicato che un MLS sproporzionato allo spessore dell’emorragia intracranica, misurato radialmente dalla tavola interna del cranio, era un predittore molto utile di un cattivo esito del paziente dopo TBI. Un’interazione simile è stata riscoperta da Bartels et al. Hanno trovato che MLS in relazione allo spessore SDH prevedeva la mortalità. Sono stati inclusi un totale di 59 pazienti sottoposti a evacuazione SDH e a trattamento intensivo per aumento dell’ICP, di cui 29 sono morti. Hanno trovato una forte correlazione tra un MLS che supera lo spessore dell’ematoma di 3 mm o più e la successiva mortalità. In questi 8 pazienti, sembra che il trauma abbia provocato più danni di un semplice SDH acuto. Simile a grandi infarti MCA, questo danno aggiuntivo provoca il cervello a gonfiarsi, aggravando la MLS. Gli autori hanno concluso che la relazione tra la MLS e lo spessore dell’ematoma potrebbe essere inclusa come fattore separato per la previsione dell’esito.

Siccome la MLS è misurata allo SP, è certamente influenzata dai cambiamenti nelle forme e dimensioni ventricolari. Toth et al. hanno eseguito una retrospettiva in 76 adulti con grave TBI contundente che richiedeva una ventricolostomia. Hanno quantificato i volumi del ventricolo laterale sinistro e destro mediante misurazioni volumetriche manuali assistite da computer. Sessanta pazienti non avevano o piccolo (meno di 5 mm) MLS sulla scansione CT iniziale. Di questi, 15 pazienti hanno sviluppato successivamente MLS più grandi di 5 mm. Il rapporto delle dimensioni ventricolari laterali di ammissione (LVR) superiore a 1,67 ha dimostrato di predire successive MLS di grandi dimensioni con una sensibilità del 73,3% e una specificità del 73,3%. Hanno concluso che l’analisi LVR è semplice e rapidamente realizzato e può consentire interventi precedenti per attenuare più tardi MLS. Se la ventricolostomia potrebbe modificare la loro misurazione non è stato discusso.

5. Conclusioni e direzioni future

Lo spostamento della linea mediana è un segno di imaging composito ben collaudato che può essere misurato su CT, MRI e US. La standardizzazione della misurazione di MLS facilita la comunicazione e il confronto tra diversi classificatori e permette un’ulteriore automazione. Abbiamo riassunto lo stato attuale dell’arte nella misurazione di MLS e la sua relazione con altri parametri clinici e di imaging. Caratteristiche, limitazioni e convalida degli algoritmi automatizzati che aiutano a misurare la MLS sono stati rivisti. Abbiamo anche evidenziato nuovi parametri di imaging o le loro combinazioni che possono portare a una migliore comprensione dello spostamento e della deformazione del cervello, nonché le loro implicazioni cliniche. Oltre a perfezionare la pratica attuale della misurazione MLS su immagini assiali CT, MRI e US, valutando MLS su fette coronali o volumi tridimensionali fornirà ulteriori informazioni che possono essere utilizzate per ottimizzare i trattamenti medici o chirurgici di massa intracranica e il suo effetto massa.

Conflitti di interesse

Gli autori dichiarano che non ci sono conflitti di interesse riguardanti la pubblicazione di questo articolo.

Riconoscimenti

Questo lavoro è stato sostenuto dal Ministero della Scienza e della Tecnologia di Taiwan (Grant 106-2314-B-002-082).