Medição do deslocamento de linha média do cérebro e sua automatização: Uma Revisão de Técnicas e Algoritmos

Abstract

Midline shift (MLS) do cérebro é uma característica importante que pode ser medida usando várias modalidades de imagem, incluindo raio-X, ultra-som, tomografia computadorizada, e ressonância magnética. O deslocamento das estruturas intracranianas da linha média ajuda no diagnóstico de lesões intracranianas, especialmente traumatismo craniano, acidente vascular cerebral, tumor cerebral e abscesso. Sendo um sinal de aumento da pressão intracraniana, o MLS também é um indicador de redução da perfusão cerebral causada por uma massa intracraniana ou efeito de massa. Nós revisamos estudos que utilizaram a MLS para prever os resultados de pacientes com massa intracraniana. Em alguns estudos, a MLS também foi correlacionada com características clínicas. Os algoritmos de medição automatizada de MLS têm potenciais significativos para auxiliar especialistas humanos na avaliação de imagens cerebrais. Em algoritmos baseados em simetria, a linha média deformada é detectada e sua distância da linha média ideal é tomada como a MLS. Nos baseados em pontos de referência, o MLS foi medido após a identificação de pontos de referência anatômicos específicos. Para validar estes algoritmos, as medições que utilizam estes algoritmos foram comparadas com as medições de MLS feitas por especialistas humanos. Além de medir o MLS em um determinado estudo de imagem, houve novas aplicações do MLS que incluíram a comparação de múltiplas medições MLS antes e depois do tratamento e o desenvolvimento de características adicionais para indicar o efeito de massa. São fornecidas sugestões para pesquisas futuras.

1. Introdução

1.1. História do deslocamento da linha média como recurso de imagem

Cabeça humana é aproximadamente simétrica bilateralmente. Embora existam diferenças funcionais entre os hemisférios do cérebro, a morfologia bruta segue a regra . Tanto o cérebro quanto o cerebelo são simétricos com lobos, ventrículos e núcleos profundos de tamanho e forma semelhantes em ambos os hemisférios. A subtil assimetria estrutural não desempenha qualquer papel no diagnóstico clínico neurorradiológico. A partir de exames patológicos, os médicos já sabem que a massa intracraniana pode causar deslocamento cerebral, seguido por hérnia, compressão do tronco encefálico e morte. Portanto, eles dependem do deslocamento de estruturas da linha média para auxiliar o diagnóstico desde o início da neuroimagem. O deslocamento da glândula pineal calcificada na radiografia simples foi utilizado inicialmente, seguido pela pneumoencefalografia e angiografia .

Após a invenção da ultra-sonografia (US), tomografia computadorizada (TC) e ressonância magnética (RM), a imagem da secção transversal torna-se possível com grande melhora na resolução e contraste tecidual . Enquanto o líquido cefalorraquidiano (LCR) contendo o terceiro ventrículo (V3, Figura 1) é mais facilmente identificado nas imagens de US , a maioria dos autores descreve o grau de deslocamento do pelúcido do septo (SP, Figura 1), uma membrana fina entre os chifres frontais (FH) dos ventrículos laterais, em relação à linha média ideal (iML) nas imagens de TC . Seja a glândula pineal, o V3 ou o SP utilizados, o desvio da estrutura da linha média dada em relação ao iML é denominado deslocamento da linha média (MLS). Como a simetria desempenha um papel fundamental na avaliação radiológica do cérebro, presume-se que qualquer deslocamento das estruturas da linha média representa uma lesão de massa no lado do qual a linha média é deslocada . Para fins práticos, não há lesões cerebrais agudas “sugadoras” que atraiam a linha média para si mesmas.

Figura 1
> Uma imagem tomográfica computadorizada de um paciente com traumatismo cranioencefálico mostrando pontos anatômicos usados para medir o deslocamento da linha média (2 mm nesta imagem) e diferentes tipos de hemorragia intracraniana. SP: septum pellucidum, V3: terceiro ventrículo (apenas a parte mais rostral mostrada), SDH: hematoma subdural, SAH: hemorragia subaracnoidea, e EDH: hematoma epidural.

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1.2. Usando o deslocamento da linha média como um indicador quantitativo do efeito da massa para prever o resultado em pacientes com trauma

>>17783 Alexander Monro deduziu que o crânio é uma “caixa rígida” preenchida com um “cérebro quase incompressível” e que seu volume total tende a permanecer constante . A doutrina afirma que qualquer aumento no volume do conteúdo craniano (por exemplo, cérebro, sangue ou LCR) elevará a pressão intracraniana (PIC). Além disso, se um destes três elementos aumenta de volume, deve ocorrer às custas do volume dos outros dois elementos. Em 1824, Kellie confirmou muitas das primeiras observações de Monro. De acordo com esta doutrina, a patologia intracraniana focal pode danificar todas as estruturas intracranianas, reduzindo sua perfusão a partir do aumento da PIC, se todos os mecanismos compensatórios forem esgotados. Tal fenômeno é chamado de “efeito de massa”

No NIH Traumatic Coma Data Bank, um grande estudo multicêntrico prospectivo, os autores examinaram dados derivados das tomografias iniciais de 753 pacientes com traumatismo craniano grave (TCE), definido como uma Escala de Coma de Glasgow (GCS) de 8 ou menos . Quando os achados da TC foram relacionados ao aumento da PIC e morte, as características mais importantes das varreduras foram MLS, compressão ou obliteração das cisternas perimesencefálicas e presença de sangue subaracnoideo (hemorragia subaracnoidea, SAH) . Em muitos estudos subseqüentes, a presença de ELA estava relacionada ao aumento da PIC e pior prognóstico; entretanto, existe interação com a presença de lesões intracranianas e outros parâmetros da TC, como resumido em uma revisão anterior. A MLS na TC continua a ser um estimador não invasivo da PIC em pacientes com TCE antes de realmente medi-la durante a cirurgia e é considerada como um recurso de imagem que suporta a doutrina de Monro-Kellie. Uma relação dose-dependente entre a MLS e o resultado de pacientes com TCE tem sido demonstrada . Relação similar também existe entre a MLS e a consciência em pacientes com massa hemisférica aguda .

Embora os esquemas de classificação fossem altamente variáveis em relatórios anteriores, a MLS é uma medida quantitativa que pode ser feita em imagens não melhoradas ou melhoradas em contraste. Ela pode ter valores positivos e negativos e pode ser definida como 0 em um sujeito sem nenhuma mudança. Como o MLS pode ser medido em qualquer cérebro, com ou sem patologia, ele se tornou parte integrante na avaliação de imagens cerebrais. No entanto, o MLS é menos adequado para representar o efeito de massa quando existem lesões múltiplas . Por outro lado, a compressão cisternal perimesencefálica é capaz de revelar efeito de massa na presença de lesões bilaterais, múltiplas ou posteriores da fossa; mas é, na melhor das hipóteses, considerada medida semiquantitativa.

1,3. Padronização da medida do deslocamento da linha média

Para diminuir ainda mais as variações na medida da EML em pacientes com TCE, a Brain Trauma Foundation (BTF) propôs um protocolo padronizado do procedimento de imagem tomográfica em 2006. Foram propostos métodos padronizados de estimativa do volume do hematoma usando o método “” e a medição do ELA. Eles sugeriram o uso de fatias axiais (horizontais) de 5 mm desde o forame magno até a sela e fatias de 10 mm acima da sela, paralelas à linha orbitomeatal . Como novos tomógrafos são capazes de obter voxels isotrópicos permitindo a reconstrução da imagem em qualquer plano anatômico sem perda de resolução, muitos hospitais agora utilizam cortes de 5 mm ao longo do procedimento .

Em uma determinada imagem axial, o MLS é medido ao nível do forame de Monro (FM), que é o canal que liga as FHs dos ventrículos laterais ao V3, como mostrado nas Figuras 1 e 2. Ao nível da FM, apenas a parte mais superior do V3 pode ser vista, como ilustrado na Figura 2. O maior diâmetro anterior-posterior do V3 é geralmente caudal até este nível . A diretriz do BTF sugeriu determinar o MLS (“”” na Figura 2(a)), primeiro medindo a largura do espaço intracraniano (“””), seguido pela medição da distância do osso até o SP (“””). Em seguida, o MLS pode ser determinado através do cálculo do . Nas diretrizes, o BTF também recomenda a cirurgia de emergência para qualquer peridural traumática (EDH), subdural (SDH) ou hematoma intracerebral (HIC), causando uma MLS maior que 5 mm .


(a)

(b)


(a)
(b)

Figura 2
Avaliação do deslocamento da linha média (MLS) sobre uma imagem de hematoma intracerebral (HIC) comprimindo o cérebro. (a) Embora a determinação da MLS medindo primeiro a largura do espaço intracraniano () tenha sido sugerida pela diretriz, muitos neurocirurgiões mediram-na desenhando primeiro a linha média ideal (linha pontilhada). (b) Nosso modelo computacional para a linha média deformada incluiu uma curva quadrática de Bezier (branca) entre dois segmentos de linha (preta). Adaptado de .

Porque o crânio nem sempre é simétrico e o paciente pode não estar perfeitamente alinhado durante o exame de TC, muitos especialistas medem o MLS primeiro desenhando o iML unindo os pontos mais anteriores e posteriores visíveis na falsa (linha pontilhada na Figura 2(a)) e depois medindo o ponto mais distante no SP (o ponto mais à direita do segmento da linha horizontal branca na Figura 2(a)) como perpendicular a partir do iML. Tal método também demonstrou ter alta concordância interobservador em pacientes com ICH espontânea. Além disso, determinar o iML é mais fácil do que determinar a largura do espaço intracraniano quando o crânio é deformado ou removido por cirurgia ou trauma.

Após provar seu valor prognóstico em pacientes com TCE, o MLS é amplamente utilizado na avaliação de doenças neurológicas como um indicador do efeito de massa. Como cada doença tem sua história natural, a medida e análise da EML deve ser realizada sob o contexto do diagnóstico primário, conforme tabulado na Tabela 1. Neste artigo, revisamos os métodos de imagem comumente utilizados para a medição de MLS e suas aplicações a diferentes doenças na Seção 2. Na Seção 3, revisamos os algoritmos para medição automatizada de MLS e suas vantagens e limitações. Novas aplicações, incluindo medições de MLS em imagens pós-tratamento e desenvolvimento de novas características de efeito de massa, são revisadas na Seção 4 e, finalmente, são fornecidas observações conclusivas.

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Método Dose ou indicação Referências relacionadas
Calculadas tomografia Lesão cerebral traumática
Infarto da artéria cerebral média
Horragia intracerebral espontânea
Hematoma subdural crônico
Abcesso cerebral
Cranioplastia
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Ressonância magnética Infarto de artéria cerebral média
Trombose venosa cerebral
Tumor cerebral ,
Brain abscess
Ultrasom Lesão cerebral traumática
Infarto da artéria cerebral média
Horragia intracerebral espontânea
Número de referência seguido de um punhal () denota estudos que não demonstram correlação significativa com outras variáveis.

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Tabela 1
Métodos de medição de deslocamento de linha média e suas aplicações.

2. Métodos

2.1. Tomografia Computadorizada

CT usa um computador para reconstruir imagens transversais a partir de medições de transmissão de raios X através de finas fatias de tecido do paciente . A tomografia computadorizada sem contraste é a modalidade de imagem de escolha para o TCE devido à ampla disponibilidade, rápida aquisição de imagens, detalhes ósseos superiores, capacidade de aquisição de imagens de corpo inteiro em pacientes com lesões múltiplas, baixos custos associados e compatibilidade com a maioria dos dispositivos médicos, permitindo o exame de pacientes instáveis . Nas imagens de TC, é possível medir o MLS usando o SP, a glândula pineal, ou o V3 como um marco anatômico.

Generalmente, a TC cerebral é realizada para condições neurológicas agudas e a RM para casos subagudos ou crônicos. Além do TCE, o AVC é outra condição neurológica aguda importante que requer imagens cerebrais. O escore do National Institutes of Health Stroke Scale (NIHSS) é freqüentemente usado para quantificar o comprometimento neurológico. A tomografia computadorizada sem contraste é o estudo de imagem inicial preferido para pacientes com acidente vascular cerebral porque pode identificar hemorragia hiperdensa e diferenciá-la do infarto cerebral, orientando a intervenção imediata junto com o escore NIHSS. Entretanto, os sinais iniciais de infartos na TC são sutis e a identificação precisa da área infartada geralmente é impossível .

O surgimento de inchaço cerebral é a conseqüência mais temida de risco de vida de um acidente vascular cerebral isquêmico de grande extensão. O termo infarto da artéria cerebral média maligna (ACM), introduzido em 1996, foi originalmente definido como infarto de todo o território da ACM, ou mesmo de áreas maiores, aparecendo como áreas de atenuação diminuída (hipodensidades) na TC em 48 horas. A deterioração neurológica geralmente ocorre na maioria dos pacientes em 72 a 96 horas, mas alguns pacientes podem sofrer deterioração nos próximos dias. A TC é também a modalidade de escolha para pacientes instáveis com infartos de MCA com inchaço que requerem imagens de acompanhamento. O grau de MLS é comumente usado como referência para a deterioração radiográfica. No entanto, a definição varia entre os estudos . Uma vez diagnosticado o infarto maligno de MCA, a craniectomia descompressiva (DC) com duraplastia expansiva é o único tratamento eficaz. A DC também é comumente realizada isoladamente ou em conjunto com a remoção de hematoma em pacientes com aumento da PIC após TCE .

Pullicino et al. mediram vários parâmetros na TC axial realizada em 48 horas após o início em 118 pacientes consecutivos com acidente vascular encefálico agudo hemisférico grave . Os fatores de risco cru para mortalidade em 14 dias, que ocorreram em 46 pacientes, foram um volume de lesão de 400 ml ou maior, uma MLS SP de 9 mm ou maior, uma MLS pineal de 4 mm ou maior, hemorragia intraventricular, e coma na admissão. Apenas a MLS SP foi significativamente correlacionada à sobrevida em análise multivariada, mas as duas medidas de MLS foram altamente correlacionadas com um coeficiente de correlação de 0,82,

Lam et al. analisaram características da TC axial realizada dentro de 24 horas do início dos sintomas em 55 pacientes com infarto agudo da MCA extensa. Os autores categorizaram suas medidas de MLS em três grupos: sem MLS, MLS menor que 10 mm, e MLS maior que 10 mm. Eles também não descreveram qual marco foi utilizado para medir a MLS. A análise da variável única explicativa mostrou NIHSS, presença de MLS, MLS maior que 10 mm, extensão do infarto, presença de hidrocefalia, derrame do espaço subaracnoideo ou cella média, e perda da diferenciação corticomedular foram associadas à mortalidade em 30 dias (14 pacientes). A análise de regressão logística mostrou que a extensão do infarto e do NIHSS foram os únicos preditores independentes. Como o edema cerebral geralmente se desenvolve mais tarde, os autores consideraram a MLS “precoce” no primeiro dia um sinal altamente específico, porém insensível.

Park et al. usaram a RM por difusão (DWI) dentro de 14 horas e a TC 24 ± 4 horas após o início do AVC em 61 pacientes para avaliar o volume do infarto e a MLS em SP . O grau de atrofia cerebral também foi avaliado usando a razão de bicaudato. Para os pacientes que apresentaram um infarto hemisférico agudo, um volume de infarto maior que 220 ml ou MLS maior que 3,7 mm na TC de seguimento aproximadamente 24 h após o início do AVC prevê infarto maligno, o que foi observado em 21 pacientes. Para pacientes com infarto com cérebros menos atróficos, definidos por uma razão de bicaudato menor que 0,16, um volume inicial de infarto maior que 160 ml em um DWI dentro de 14 h após o início do AVC é altamente preditivo de um curso maligno.

A ICH espontânea é o subtipo mais comum de AVC hemorrágico. A decisão sobre se e quando remover cirurgicamente a ICH geralmente depende do volume e localização do hematoma. Similar ao hematoma traumático, o volume da HIC espontânea é estimado usando a fórmula do ABC . A MLS medida na SP ou na glândula pineal também é usada para quantificar a progressão do efeito da massa após a HIC. Zazulia et al. encontraram 17 casos de progressão da MLS, definida como um aumento de mais de 2 mm, em 76 pacientes que realizaram tomografias repetidas após a HIC supratentorial espontânea . Dentre eles, 10 ocorreram em 2 dias e foram associados ao aumento do hematoma, e 7 ocorreram posteriormente e foram associados à progressão do edema. A progressão do efeito de massa devido ao edema ocorreu com maiores volumes de hemorragia. Em comparação com a MLS pineal, a MLS SP foi uma medida mais sensível. Entretanto, a significância clínica do edema tardio e o resultado do paciente não foram relatados.

Song et al. coma correlacionado (escore GCS de 8 ou menos) e anisocoria com achados de TC em 118 pacientes com CHI supratentorial espontânea. A análise univariada revelou que o volume do hematoma, o escore de hemorragia intraventricular e a amplitude da MLS estavam relacionados ao coma e à anisocoria. As médias das MLS foram de 1,3, 5,9 e 10,1mm nos pacientes sem coma, naqueles coma mas não anisocoria e naqueles com coma e anisocoria, respectivamente. Os autores não mencionaram se algum ponto de referência especificado foi utilizado para medir a MLS. A mortalidade em 30 dias foi de 33,9% e se algum paciente operado não foi relatado. Além disso, seus achados clínicos não foram correlacionados ao resultado.

O hematoma subdural crônico (CSDH) é composto de líquido negro espesso como óleo motor contendo coágulo de sangue lisado. É geralmente encontrado em idosos e a evolução de SDH aguda para cSDH leva várias semanas. Os sintomas clínicos e sinais de cSDH são menos dramáticos que os da SDH aguda, que é rapidamente letal se não for tratada. Nas imagens tomográficas, a cSDH aparece como uma coleção de baixa atenuação fora do cérebro. A MLS pode ser significativa, especialmente em pacientes com cérebros atróficos. Clinicamente, a maioria dos pacientes com cSDH apresenta dor de cabeça ou fraqueza leve dos membros (hemiparesia), mesmo com SMN grande. A CSDH bilateral é comum. Quando ocorre, a linha média é empurrada de volta à sua posição normal, tornando a MLS menos útil em tais pacientes. Outras características de imagem devem ser adicionadas para avaliar adequadamente o efeito da massa.

Em vez da mortalidade, a MLS está correlacionada a outras variáveis em pacientes com CSLM. Jukovic e Stojanovic avaliaram 83 pacientes com 53 cSDH unilaterais e 30 bilaterais para determinar o limiar de MLS para hemiparesia. Os autores não descreveram como mensuraram a MLS. Seus resultados sugeriram que na CSDH unilateral o limiar de MLS poderia ser de 10 mm; para a CSDH bilateral o limiar foi de 4,5 mm. Curiosamente, os pacientes com CSDH unilateral têm maior probabilidade de apresentar tanto hemiparesia (44 pacientes) quanto ELA (48 pacientes), mas a curva característica operacional do receptor foi menor do que a derivada dos pacientes com CSDH bilateral. Os autores não relataram como seus pacientes foram tratados, mas encontraram hemiparesia contralateral ao lado da camada mais espessa do hematoma nas cSDHs bilaterais. Alguns de seus pacientes podem ter lesões “bilaterais” assimetricamente distribuídas, que se comportam como uma cSDH unilateral clínica e radiologicamente.

Em alguns pacientes com cSDH, a consciência é prejudicada. Sucu et al. avaliaram 45 pacientes com CSDH que foram submetidos à craniostomia de burr-hole ou twist-drill. Eles compararam o nível de consciência dos pacientes medidos pelo escore de GCS, MLS na glândula pineal e SP tanto no pré-operatório quanto no pós-operatório precoce. Em todos os pacientes, a MLS da glândula pineal foi quase sempre menor que a MLS da glândula SP, tanto no pré quanto no pós-operatório de TC. As tomografias pós-operatórias foram avaliadas logo após a retirada dos cateteres de drenagem, 2 a 4 dias após a cirurgia. Dos 45 pacientes incluídos, 28 apresentavam comprometimento da consciência definido pelo escore de GCS inferior a 15. Metade deles tinha escore de GCS de 13 (8 pacientes) e 14 (6 pacientes). Em pacientes com CSDH e comprometimento da consciência, verificaram que a probabilidade de retorno do GCS a 15 após a operação era maior se o SP MLS fosse 10 mm ou maior. Os autores concluíram que é improvável que a evacuação da CSDH restaure a consciência se a MLS associada não for suficientemente grande para explicar um baixo nível de consciência. Em outras palavras, uma pequena MLS torna mais provável que haja uma causa separada. Em ambos os estudos sobre a CSDH, os limiares de MLS são consideravelmente maiores do que os usados em pacientes com TCE ou infarto de MCA. Tais diferenças podem ser explicadas por diferentes fisiopatologias e maior grau de atrofia cerebral em pacientes com cSDH.

O abscesso cerebral é definido como um processo supurativo focal dentro do parênquima cerebral. Em estágios iniciais do abscesso cerebral chamado cerebrite, a lesão supurativa é mal demarcada do cérebro circundante. Quando a cápsula do abscesso se forma em estágios posteriores, a tomografia computadorizada e a ressonância magnética mostram uma borda de realce bem definida, geralmente suave e fina (realce do anel). Demir et al. avaliaram as imagens de TC e RM de 96 pacientes com diagnóstico clínico de abscessos cerebrais retrospectivamente. Eles coletaram características de imagem em termos do número, localização e tamanho das lesões e da presença e extensão do edema perilesional e do MLS. Um índice de gravidade da imagem foi construído em conformidade. Nesses pacientes, 86 foram submetidos à cirurgia, a maioria aspirada (72 pacientes). Os autores provavelmente mediram a MLS perto da SP ou do V3, como mostrado em suas figuras, mas detalhes não foram fornecidos. Eles classificaram a MLS como leve (menor que 5 mm), moderada (entre 5 e 10 mm) ou grave (maior que 10 mm) e então somaram escores obtidos de outros parâmetros. Eles mostraram uma correlação negativa entre o índice de gravidade da imagem e a GCS inicial. Houve diferença significativa entre os parâmetros clínicos e de imagem dos pacientes com um evento adverso em relação aos pacientes com boa recuperação.

Após a DC para TCE ou infarto maligno da MCA, os pacientes apresentam grandes defeitos crânio-encefálicos. Eles são submetidos a cranioplastia após edema cerebral diminuído para proteção e cosmose. Além de determinar se a DC é necessária, o MLS também foi utilizado para prever a melhora neurológica após a cranioplastia. Lin et al. inscreveram 56 pacientes com cranioplastia, 35 com MLS variando de 1 a 12 mm e 21 sem MLS, e analisaram suas características clínicas. Quarenta e seis de seus pacientes apresentavam DC para TCE ou ICH espontânea e 10 para grandes infartos ou infecção intracraniana. Todos eles tinham sido submetidos a grandes DC unilateral com diâmetros de defeito no crânio maiores que 100 mm. Houve melhorias significativas nos escores de GCS, potência muscular do braço e da perna um ano após a cranioplastia. Uma melhora significativa maior no escore de GCS foi observada no grupo MLS. Oito pacientes do grupo de MLS tiveram cérebro afundado, o que implica em maior lesão antecedente causada por TCE ou acidente vascular cerebral. Grandes insultos cerebrais são freqüentemente relacionados à síndrome da trefilação (ST) após a DC, quando o edema cerebral se resolve com o tempo. Os autores atribuem a melhora neurológica à resolução da ST, mas não relataram quantos dos 9 pacientes com melhora do escore de MLS e GCS tiveram cérebro afundado.

2,2. Ressonância Magnética

MRI é uma técnica que produz imagens tomográficas por meio de campos magnéticos e ondas de rádio . Proporciona excelente contraste de tecidos moles, substancialmente melhor do que qualquer outra modalidade de imagem, incluindo TC e US. Em qualquer paciente em que a neoplasia intracraniana ou infecção é uma consideração, a RM com contraste é o estudo preferido, pois essas lesões podem ser identificadas como realce anormal. Como o sinal da RM é muito fraco, o tempo prolongado de imagem e a cooperação do paciente são frequentemente necessários, tornando-a menos adequada para examinar pacientes instáveis. Reconstruída usando planos ortogonais padrão, ou seja, axial, sagital e coronal, as imagens de RM axial com ângulo ligeiramente diferente das suas contrapartes de TC, que são reconstruídas paralelamente à linha orbitomeatal. Apesar dessa diferença, a medição do MLS nas imagens de RM e nas imagens de TC é essencialmente o mesmo processo. Uma vez selecionada a fatia contendo o marco anatômico relevante, a MLS pode ser determinada medindo a distância entre aquela estrutura e a iML, ou metade da largura do espaço intracraniano, como descrito na Seção 1.3.

Comparada à TC, a RM DWI detecta o volume infartado nas primeiras horas, permitindo a identificação precoce do território envolvido e a previsão do inchaço cerebral, incluindo o infarto maligno da MCA. Entretanto, a TC continua sendo a base para o diagnóstico do inchaço cerebral no acompanhamento por imagem quando ocorre o agravamento clínico. Em um estudo de coorte prospectivo, multicêntrico e observacional, Thomalla et al. estudaram pacientes com infarto agudo de MCA usando técnicas de RM, incluindo DWI, perfusão e angiografia por RM dentro de 6 horas após o início dos sintomas. Dos 140 pacientes incluídos, 27 desenvolveram infarto maligno da MCA, definido como piora do escore NIHSS e grande infarto por MCA no seguimento de RM ou TC de pelo menos dois terços do seu território com compressão dos ventrículos ou MLS. Neste estudo, a MLS é usada como um ponto final e não como um preditor de resultados. Uma vez detectado juntamente com um infarto grande na RM ou TC, o infarto maligno de MCA pode ser diagnosticado. No entanto, não foi dada uma definição quantitativa de MLS. Embora a TC seja o exame mais seguro para pacientes instáveis com deterioração neurológica, alguns pacientes poderiam ter MLS detectada na RM de acompanhamento antes da piora clínica. O limiar pré-especificado de uma lesão com DWI maior que 82 ml previa infecção maligna com alta especificidade, mas a sensibilidade era baixa. Os autores concluíram que, em um subconjunto de pacientes com pequeno volume inicial de lesão do DWI, são necessários testes diagnósticos repetidos. Pela mesma razão, o acompanhamento tomográfico de rotina com medida da EML também foi realizado por Park et al. como descrito anteriormente na Seção 2.1 .

Tranmbose venosa cerebral (TVC) é um subtipo raro de acidente vascular cerebral com curso clínico altamente variável. Yii et al. conduziram um estudo retrospectivo de 106 pacientes consecutivos com TVC confirmada por imagem, de 1997 a 2010. O estudo mostrou que os infartos venosos e a hiperintensidade no DWI estavam associados à deterioração clínica. Outras características de imagem, incluindo hemorragia parenquimatosa, edema vasogênico, MLS e localização da trombose, não foram preditivas de deterioração clínica. Esses resultados indicaram que a TVC tem uma história natural diferente do infarto da ACM.

Neoplasia intracraniana e abscesso podem ter história subaguda semelhante e déficit neurológico focal. Tanto o abscesso quanto o tumor têm edema perifocal (ao redor), mas o primeiro tende a ter realce do anel nas imagens de TC e RM, enquanto o segundo pode ser sólido ou cístico com parede espessa e irregular. Demir et al. fizeram RM com contraste em pacientes com diagnóstico clínico de abscesso cerebral quando não havia contra-indicação. Na RM, a MLS pode ser medida usando a mesma técnica que na TC. Estes resultados podem ser comparados diretamente e coletados juntos para análise estatística adicional, como descrito na Seção 2.1.

Baris et al. revisaram as imagens de RM de 40 pacientes com tumores cerebrais intra-axiais supratentoriais metastáticos e 40 com tumores cerebrais intra-axiais. O grupo de tumor cerebral supratentorial primário solitário também foi subdividido em subgrupo de glioblastoma multiforme (GBM) (24 pacientes) e outro subgrupo que não o GBM (16 pacientes). MLS, volume do tumor, volume do edema perifocal e a relação do edema com o tumor foram medidos. Os diagnósticos patológicos de tumores primários que não a GBM incluem tumores de grau inferior, subtipo menos agressivo. Os autores utilizaram imagens FLAIR axiais para medir a hérnia subfalcina, que parecia ser sinônimo de MLS. Entretanto, eles não relataram se algum marco específico, como o SP, foi utilizado. O grau de MLS foi categorizado como hérnia de grau 1 quando a MLS era menor que 5 mm e como hérnia de grau 2 quando a MLS era maior. Seus resultados mostraram que a MLS e o volume tumoral do grupo tumoral primário eram maiores do que o grupo de metástase, enquanto o volume do edema em relação ao volume tumoral era menor. A MLS maior que 5 mm era mais comum em tumores primários. Como tumores maiores têm maior MLS e menor espaço adicional para edema, a diferença de tamanho do tumor entre os grupos pode contribuir para essas diferenças.

Comparados aos tumores malignos, os tumores cerebrais benignos têm comportamento biológico e história natural diferentes. Zeidman et al. revisaram 21 que fizeram ressonâncias cerebrais em série para determinar a taxa de crescimento de meningiomas não operados. A decisão de não ter cirurgia incluiu a ausência de sintomas ou sinais neurológicos relacionados e a preocupação com o alto risco operatório de comprometimento neurológico. Eles concluíram que a taxa média de crescimento volumétrico era significativamente maior do que a taxa de crescimento planimétrico. Embora também registrassem características especiais de imagem, incluindo calcificação, hipointensidade T2, cauda dural, efeito de massa e MLS, nenhuma delas estava correlacionada com a taxa de crescimento. Como os meningiomas são, em sua maioria, tumores benignos de crescimento lento, a PIC permanece normal até que o tumor se torne muito grande. Portanto, a MLS tem pouco papel no seguimento de pacientes com meningioma.

2,3. Ultra-som

A imagem dos EUA é realizada usando a técnica pulse-echo. O transdutor americano converte a energia elétrica em um breve pulso sonoro de alta freqüência que é transmitido aos tecidos do paciente, e então se torna um receptor, detectando ecos de energia sonora refletida. Ao invés de se fazer imagens de todo o volume anatômico e reconstruir cortes axiais, sagitais e coronais padronizados, as imagens US são produzidas em qualquer plano anatômico ajustando a orientação e angulação do transdutor e a posição do paciente. A visualização das estruturas anatômicas por US é limitada pelo osso e por estruturas contendo gás, como o crânio e o intestino.

Exceto em lactentes, US não é a ferramenta diagnóstica de primeira linha para imagens cerebrais. Pacientes com condições neurológicas são submetidos primeiro ao exame de TC ou ressonância magnética. Depois, a US pode ser usada para avaliar as carótidas ou para avaliar os vasos intracranianos com técnicas de ultrassonografia transcraniana por Doppler colorido (TCCS). Uma vantagem importante da US é a conveniência do exame à beira do leito, que é útil para pacientes instáveis que podem ter ventiladores, monitores e bombas intravenosas, tornando o transporte pesado e arriscado .

Seidel et al. realizaram o exame de TCCS à beira do leito para estudar os padrões de fluxo da MCA em pacientes com AVC. Eles concluíram que a TCCS pode fornecer dados rápidos e confiáveis sobre o subtipo e mecanismo do AVC imediatamente após o início, mas o exame não pôde ser realizado devido à insuficiente janela acústica temporal em 17 dos seus 84 pacientes. Além disso, eles também foram pioneiros na medição do MLS, utilizando o US, auxiliado pelo TCCS . Após a identificação das artérias do círculo de Willis, a profundidade da janela de insonação foi ajustada para que o meio do cérebro no centro da imagem e o crânio contralateral se tornassem visíveis. A partir desta posição, o transdutor foi inclinado para cima em 10 graus para identificar o V3 usando suas margens hiperecogênicas e o tálamo e a glândula pineal hipoecogênica ao redor. Embora um pouco inclinado, o plano de varredura dos EUA é aproximadamente horizontal. As distâncias entre a sonda US e o centro do V3 foram medidas de ambos os lados da cabeça. Estas duas distâncias, e , podem então ser usadas para calcular o MLS de acordo com a fórmula . Matematicamente, esta fórmula é a mesma que a fórmula MLS descrita na Secção 1.3.

Em cérebros com doenças degenerativas, é possível encontrar o V3 e medir o seu diâmetro utilizando a imagem transcraniana do modo B . Entretanto, quando os ventrículos são comprimidos, o TCCS ajuda a encontrar o V3 e a medir o MLS. Portanto, usamos o termo “US” para representar todo o processo de medição, incluindo a identificação do fluxo arterial usando o TCCS nas seções seguintes. Para validar a medição do MLS por US, uma imagem de TC correspondente dentro de uma determinada janela de tempo, geralmente horas, é usada como o padrão ouro . Como o plano de varredura dos EUA é aproximadamente horizontal, as medidas de MLS e MLS por TC foram geralmente comparadas diretamente sem qualquer transformação ou conversão.

Stolz et al. recrutaram prospectivamente 61 pacientes com infarto supratentorial (45 pacientes) ou hemorragia intracerebral (16 pacientes) . Um total de 122 medidas ultrassonográficas de MLS à beira do leito foram comparadas com os dados da TC em uma janela de tempo de 12 horas. O coeficiente de correlação global foi de 0,93. Para as 50 medidas de US realizadas em uma janela de 3 horas, a correlação foi ainda melhor. O intervalo de confiança total de 95% da diferença de confiança entre as medidas de MLS e CT foi de ±1,78 mm. Todas as diferenças foram inferiores a 2 mm. Além de validar seus resultados, os autores concluíram que os US são particularmente adequados para pacientes críticos que não estão aptos para o transporte. A tomografia computadorizada e a ultrassonografia duplex carotídea foram realizadas na admissão. A TCCS foi realizada 8 ± 3, 16 ± 3, 24 ± 3, 32 ± 3, e 40 ± 3 horas após o início do AVC. O tamanho do enfarte foi determinado a partir da TC de acompanhamento. Doze de seus pacientes morreram em decorrência de hérnia cerebral e 28 sobreviveram. Dois homens receberam DC 27 e 30 horas após o acidente vascular cerebral e sobreviveram. Eles foram excluídos de análise posterior. A MLS foi significativamente maior no grupo de hérnia já 16 horas após o início do AVC. A mortalidade foi de 100% quando a MLS sonográfica foi maior que 2,5, 3,5, 4,0 e 5,0 mm após 16, 24, 32 e 40 horas, respectivamente. Dezesseis dos 42 pacientes foram sedados e ventilados artificialmente durante as primeiras 48 horas, tornando a monitorização clínica extremamente difícil. Os autores sugeriram que a monitorização de SCCT à beira do leito de MLS é uma alternativa diagnóstica em pacientes críticos, que não podem ser monitorizados adequadamente.

Tang et al. avaliaram 51 pacientes consecutivos com SCCT aguda supratentorial espontânea usando US . Dezoito pacientes foram excluídos por apresentarem janelas ósseas acústicas temporais ruins em pelo menos um lado do crânio. Além da LCM, também mediram o índice de pulsatilidade (IP) da ACM e o compararam com os dados da TC, incluindo a LCM e o volume do hematoma calculado através da fórmula. O coeficiente de correlação entre o MLS por US e por TC foi de 0,91. Em comparação com volume ICH inferior a 25 mL, aqueles com maior volume tinham maior MLS e maior PI do MCA ipsilateral. Utilizando US, o MLS foi mais sensível e específico que o PI na detecção de grandes ICH e na previsão de maus resultados. Os autores confirmaram a precisão da mensuração ultrassonográfica da MLS e também concluíram que a monitorização da MLS pelos EUA pode detectar expansão do hematoma e prever resultados funcionais a curto prazo. Eles forneceram um paciente cuja expansão do hematoma foi detectada pelos EUA e confirmada pela TC de acompanhamento, mas se havia outros pacientes com cursos semelhantes não foi relatado.

Llompart Pou et al. conduziram prospectivamente 60 estudos de TCCS à beira do leito em 41 pacientes com TCCS com um intervalo de tempo médio entre os estudos de TC cranial e TCCS de 322 ± 216 min . De acordo com a classificação de Marshall (TCDB), 11 dos seus 60 estudos de TCS foram do tipo V (massa evacuada). Entretanto, os autores não relataram mais detalhes sobre as cirurgias realizadas. Nenhum paciente foi excluído por causa de uma janela acústica insuficiente. O coeficiente de correlação entre o MLS medido pela TC e pelo TCCS foi de 0,88. As diferenças entre elas variaram de +2,33 a -2,07 mm, com média de 0,12 mm. Não houve diferenças estatisticamente significativas em nenhum subgrupo. Os autores chegaram a uma conclusão semelhante de que a medida ultrassonográfica de MLS é precisa e adequada para monitorização à beira do leito em pacientes com TCE.

Medições ultrassonográficas de MLS usando o V3 como ponto de referência é precisa em comparação com cortes de TC ao nível do V3 . Entretanto, a comparação direta dos dados da MLS ultrassonográfica com os dados da MLS da TC medidos no SP é inadequada, pois o diâmetro anterior-posterior máximo do V3 é caudal (inferior) e posterior ao SP. Motuel et al. conduziram um estudo prospectivo em 52 pacientes consecutivos da unidade de terapia intensiva neurocirúrgica, dos quais 31 foram admitidos para TCE grave. Sete pacientes tinham sido operados para remover massa intracraniana. A MLS ultra-sonográfica foi medida o mais rápido possível antes ou depois da TC utilizando o V3 como um marco histórico. Além de compará-los aos dados de MLS da TC no V3 (método 1), os autores também compararam seus dados de MLS ultrassonográfica com os dados de MLS da TC “padrão” no SP (método 2). O coeficiente de correlação foi de 0,76 para o método 1 e 0,81 para o método 2. A diferença entre as medidas de US e CT foi em média 0,1mm para o método 1 e 0,9mm para o método 2,

Embora não seja estatisticamente significativa, os autores relataram MLS ligeiramente menor medida por CT usando o V3 como ponto de referência (4,2 ± 5,5mm) comparado ao MLS obtido usando o SP (4,7 ± 6,7mm). A relação entre a MLS e a ICP foi estudada através do exame dos resultados dos 30 pacientes com monitorização invasiva da ICP. Não foi encontrada correlação significativa entre ICP e MLS, conforme avaliado através dos três métodos. Tais resultados sugerem que a MLS não é uniforme em todo o espaço subfalcino e que as restrições anatômicas desempenham um papel na determinação da MLS em diferentes marcadores anatômicos. Da mesma forma, também houve diferenças entre o MLS determinado usando o SP e o MLS usando a glândula pineal como medida em imagens de TC, mesmo quando estão na mesma fatia . Com base nestes resultados, as medições de MLS parecem ser comparáveis apenas quando o mesmo marco é usado.

3. Algoritmos para Medição Automatizada de Desvio da Linha Média

Sistemas de diagnóstico por imagem auxiliados por computador têm potenciais significativos para auxiliar especialistas humanos na avaliação de imagens cerebrais. Além de identificar lesões intracranianas, a medição de MLS deve ser um componente importante desses sistemas. Nesta seção, nós revisamos algoritmos que podem medir o MLS automaticamente. A maioria deles são baseados em imagens de TC, mas podem ser facilmente modificados para trabalhar em imagens de RM.

Para um especialista humano, medir o MLS em imagens de um determinado estudo é bastante simples. Após pegar a fatia ou nível axial direito e encontrar o ponto de referência determinado pelo iML ou pelo ponto médio da largura do espaço intracraniano, o MLS pode ser medido como a distância perpendicular entre o ponto de referência (o SP ou a glândula pineal) e o ponto de referência. É fácil para um sistema de computador medir distâncias em imagens digitais. No entanto, técnicas especializadas de pré-processamento e extracção de características devem ser aplicadas para encontrar os pontos pertinentes nas imagens de entrada antes de medir realmente o MLS. Diversos métodos que detectam o plano médio-sagital intacto (iMSP) em um estudo completo de TC cerebral podem ser usados para fornecer informações sobre o iML na única fatia usada para medir o MLS. Além disso, para medir o MLS “padronizado” no nível do FM, a fatia correta deve ser corretamente identificada manual ou automaticamente.

Algoritmos que medem o MLS são classificados em dois tipos: baseados na simetria e baseados em marcos. Em algoritmos baseados na simetria, o reconhecimento de pontos de referência anatômicos específicos é desnecessário. Em vez disso, uma curva ligando todas as estruturas deslocadas e deformadas é procurada. Como algumas estruturas como o SP e a pineal são deslocadas por uma massa intracraniana, enquanto outras, como os ventrículos e o corpo caloso são deformados, usamos o termo “linha média deformada (dML)” para descrever coletivamente esta curva. Em algoritmos baseados em pontos de referência, estruturas específicas, muitas vezes partes dos ventrículos laterais, são reconhecidas primeiro. Dentro das regiões (ventriculares) dadas, o SP ou outro ponto de referência é identificado e o MLS é medido de acordo.

3.1. Métodos baseados na simetria

Liao et al. propuseram um método automatizado para reconhecer a dML em cortes de TC ao nível da FM . Como mostrado na Figura 2(b), o dML foi decomposto em três segmentos: o segmento superior e o segmento inferior reto (linhas pretas) representando partes do cerebri falx duro que separa dois hemisférios cerebrais, e o segmento central curvo formado por uma curva quadrática de Bezier (curva branca), representando o tecido cerebral mole interveniente. Os autores assumiram que a dML é a curva com máxima simetria bilateral, calculada pela minimização do quadrado somatório das diferenças entre todos os pixels da linha média em uma faixa horizontal (esquerda-direita) de 24 mm. Para simplificar ainda mais o cálculo, os segmentos superior e inferior do falx foram assumidos como imóveis, transformando-os em linhas verticais. Um algoritmo genético foi aplicado para derivar os valores ótimos das quatro variáveis que determinam as posições dos três pontos de controle da curva de Bezier. O algoritmo foi repetido três vezes com os valores máximos permitidos do MLS definidos em 15, 22,5 e 30 mm. Se os resultados fossem estáveis, o MLS era prontamente determinado pela posição do ponto de controle central após a detecção do dML. Caso contrário, eles foram considerados falhas.

Nosso algoritmo foi avaliado em imagens patológicas de 81 pacientes consecutivos tratados em um único instituto durante um período de um ano. Cinqüenta e quatro desses pacientes tinham TCE e 25 tinham ICH espontânea. O nosso algoritmo foi capaz de medir o MLS de 65 (80%) pacientes. Em 62 (95%) deles, a diferença foi inferior a 1 mm. Todos os três resultados imprecisos ocorreram em imagens com MLS maior que 10 mm. Embora a taxa de sucesso das medições de MLS tenha diminuído com o aumento da MLS, a maioria dos pacientes com MLS maior que 5 mm foi medida corretamente. Uma grande desvantagem do nosso algoritmo foi a maior taxa de falha nas imagens de ICH espontânea, que freqüentemente ocorre em gânglios basais próximos à linha média. Utilizando dados de MLS medidos manual e automaticamente, também realizamos análise de resultados em pacientes com TCE. Embora não estatisticamente significativa, a MLS pareceu ser um preditor de mortalidade. A previsão de morte usando uma MLS de 3,5 mm como limiar foi 76% sensível (13/17) e 71% (24/34) específica. Para a predição de mortalidade, nosso algoritmo automatizado não realizou pior que a medida manual de MLS.

Chen et al. propuseram um método automático para estimar a dML em imagens de RM em pacientes com glioma. Os autores construíram um modelo Voigt melhorado que previu a localização da dML na fatia axial com o diâmetro máximo do tumor, usando o tamanho e a localização da lesão. Eles usaram um coeficiente elástico e um coeficiente de viscosidade do tecido cerebral da literatura. Uma métrica composta de simetria local combinando simetria de intensidade local e simetria de gradiente de intensidade local é proposta para refinar a linha média prevista dentro de uma janela local cujo tamanho é determinado de acordo com um modelo de câmera pinhole. Sem prova teórica, os autores tentaram diferentes valores do fator de modulação empiricamente e o candidato com máxima soma de simetria local composta foi tratado como a dML “predita” em cada caso. Em seguida, esse dML foi refinado e suavizado de acordo com a simetria local.

O método proposto foi validado em 30 conjuntos de dados de RM do desafio Segmentação Multimodal do Tumor Cerebral na conferência MICCAI 2013. Os autores escolheram manualmente a fatia axial com MLS máxima, enquanto a consideram correspondente à fatia com relação tumor-cérebro máxima. A MLS nestas fatias de RMN variou entre 0 e 6 mm. Embora a dML delineada não estivesse no nível comumente utilizado para avaliação “padronizada” da MLS e avaliação dos resultados, o autor obteve resultados precisos. Comparado aos dMLs traçados manualmente, seu método produziu uma diferença média de 0,61 ± 0,27 mm e uma diferença média máxima de 1,89 ± 1,18 mm.

3,2. Landmark-Based Methods

Yuh et al. desenvolveram um conjunto de algoritmos computacionais, dentro do ambiente de programação MATLAB 7.0.1 para avaliar a TC para evidências de TBI . O algoritmo parecia detectar primeiro o crânio e o iMSP, mas os detalhes não foram fornecidos. Em seguida, o sangue e os pixels do LCR foram detectados usando limiares apropriados de densidade da TC, filtragem espacial e análise de agrupamento. Uma vez identificados os pixels contendo sangue, eles são classificados como EDH, SDH, ICH, SAH, ou IVH de acordo com sua localização em relação ao crânio. A fim de calcular a MLS, a simetria dos pixels do fluido cerebrospinal nos ventrículos laterais foi avaliada em relação ao iML determinado pelo eixo de simetria do crânio. O volume do conjunto de pixels do LCR basal foi calculado para determinar o estado das cisternas basais. Entretanto, os autores não relataram como os pixels do LCR foram identificados como ventrículos ou cisternas. O software foi então aplicado a uma amostra de validação de mais de 200 pacientes avaliados por suspeita de TCE agudo. A detecção automatizada da presença de pelo menos um sinal radiológico de TCE agudo demonstrou uma sensibilidade elevada de 98%. Os autores não relataram resultados quantitativos da mensuração do MLS. Eles relataram uma sensibilidade de 100% e uma especificidade de 98% para a detecção de MLS maior que 5 mm. Como havia apenas 9 pacientes com tais achados e mais 4 pacientes têm resultados falso positivos, a taxa de predição positiva do seu método de detecção de MLS foi de apenas 70%.

Xiao et al. propuseram um procedimento que pode medir a MLS através do reconhecimento da SP dentro do estudo CT em questão. Todas as fatias do estudo foram introduzidas em um sistema de pré-processamento que reconheceu o crânio, e o iMSP e removido de todas as regiões extracranianas usando uma combinação de filtros em uma abordagem multi-resolução. Em seguida, a fatia contendo as FHs e o SP foi selecionada de todas as regiões ventriculares por regras de especialistas e por um método de conjunto de nível binário multiresolução. O iML foi definido como a intersecção entre o iMSP, calculado usando o método de Liu , e o plano dessa fatia. Finalmente, o SP é reconhecido como um segmento de linha isodensa dentro das FHs hipodensas utilizando a transformada de Hough, ponderada por uma erosão morfológica repetida. O ponto mais distante do SP como perpendicular ao iML foi usado para medir o MLS. Normalmente era o ponto mais posterior.

O nosso sistema foi testado em imagens de 96 pacientes consecutivos admitidos na unidade de terapia intensiva neurocirúrgica . Os resultados são avaliados por especialistas humanos. Nosso algoritmo falhou em reconhecer FHs em imagens de 16 pacientes, todos com grande hematoma intracraniano (13 SDHs, 1 EDH, e 2 ICHs) com deformação cerebral acentuada. Em 2 casos com cavum septum pellucidum, onde SP tem uma separação entre seus dois folhetos, nosso algoritmo reconheceu apenas um dos dois folhetos. Nos 78 pacientes restantes, a diferença média entre as medidas de MLS automática e manual é de 0,23 ± 0,52 mm. SP com desvio acentuado foi reconhecido com sucesso e MLS até 30mm foi medido com precisão. A diferença entre a MLS medida automaticamente e a medida manual foi inferior a 1mm em 70 dos 78 casos e inferior a 0,5mm em 60. O erro não aumentou com o MLS maior. O nosso método é robusto e pode ser aplicado em configurações de emergência e rotina. Trinta pacientes foram submetidos a cirurgia. Sua MLS média foi muito maior que a sem cirurgia (9,2 ± 7,1 versus 1,7 ± 1,3 mm, ), confirmando a utilidade da MLS para orientar a intervenção cirúrgica imediata.

Chen et al. apresentaram um sistema automatizado baseado em imagens de TC que pode estimar a MLS e tela para aumento da PIC . Seu método foi baseado em seu trabalho anterior de detecção ventricular . Os pixels do LCR foram detectados usando um modelo de mistura Gaussiano para cada fatia de TC para classificar os pixels em quatro tipos de tecido: osso ou hematoma, matéria cinzenta, matéria branca e LCR. Usando esses pixels, os ventrículos foram detectados usando-se critérios de tamanho e localização. Para estimar o MLS, os autores primeiro realizaram a estimativa iML com base na simetria do crânio, falx, e sulco interhemisférico. Em seguida, foi realizada a segmentação dos ventrículos a partir da tomografia computadorizada e utilizada como guia para a identificação da dML através da correspondência da forma. Os autores consideraram esses processos para imitar o processo de mensuração pelos médicos e mostraram resultados promissores na avaliação.

conjuntos de dados de TC contendo 391 fatias de 17 pacientes com TCE foram testados para detecção de iML e dML, assim como para mensuração de MLS e estimativa de ICP. Na maioria das fatias (mais de 80%), os erros entre o iML estimado pela sua estrutura de métodos e a anotação manual foram de cerca de 2 pixels, ou cerca de 1 mm. Para a dML, acima de 80% tem menos de 2,25 mm de diferença, desde que a qualidade da segmentação ventricular seja relativamente boa, definida como um resultado de segmentação permitindo a medição manual do MLS. Em outras palavras, o método também falhou quando os ventrículos não puderam ser identificados devido à deformação cerebral acentuada.

Liu et al. apresentaram outro método baseado em pontos de referência para detectar e quantificar automaticamente o deslocamento MLS em imagens de TC TCE. Após a discretização do histograma, os pixels com as imagens foram classificados como crânio, hematoma, cérebro ou LCR. A “fatia do meio”, provavelmente a fatia ao nível da FM, foi detectada a partir de todas as imagens do estudo em questão usando um mapa de probabilidade contendo as FHs, o V3 e a cisterna perimesencefálica. Nessa fatia, os anexos anterior e posterior do falx foram detectados dentro de um determinado intervalo com base na espessura do crânio. Um processo de agrupamento de misturas gaussianas foi usado para detectar as regiões do LCR e os pixels de referência dentro delas. Múltiplos candidatos de candidatos falx foram detectados usando uma única cadeia de ligação direccional após a detecção da borda. As relações espaciais entre estes marcadores foram treinadas a partir de dados de 200 pacientes. A distribuição de probabilidade é aprendida a partir dos dados de treinamento da fatia média de 200 pacientes usando um modelo de mistura Gaussiano.

Os autores testaram seu método em um conjunto de dados experimentais contendo 565 pacientes com cerca de 12 fatias de TC por paciente. Se os dados de treinamento se sobrepõem aos dados de teste não foram relatados. Mais de 100 pacientes tinham MLS maior que 5 mm. O seu método atingiu um erro máximo de distância de 4,7 ± 5,1 mm. O autor concluiu que seu método superou os métodos anteriores, especialmente nos casos de HIC de grande porte e ventrículos ausentes.

4. Aplicações mais recentes: Além do Diagnóstico Auxiliar e Tratamento Orientador

4,1. Medição do deslocamento da linha média pós-tratamento

Lesões intracranianas diagnosticadas na TC ou outras imagens evoluem com o tempo. A sua forma e tamanho também são alterados por tratamento médico ou cirúrgico. Após esses tratamentos, o MLS ainda pode ser medido usando os mesmos métodos descritos na Seção 1.3. Os pacientes submetidos à CC têm partes do crânio removidas, o que dificulta a medição da largura do espaço intracraniano. No entanto, o iML ainda pode ser identificado e utilizado para medir o MLS. Após o tratamento bem sucedido, o MLS deve diminuir. Nós definimos o retorno da linha média (MLR) da seguinte forma: MLR = , onde e denotam o MLS medido a partir do pós-tratamento e o das imagens de linha de base, respectivamente . Além disso, propusemos alguns parâmetros quantitativos de imagem para avaliação dos esforços descompressivos e dos efeitos descompressivos. O esforço da DC, o volume da craniectomia, pode ser estimado usando o método ABC . Por outro lado, o volume da hérnia cerebral transcalvar (HCT), correspondente ao efeito do tratamento criado pela remoção do crânio e duroplastia expansiva, é modelado como diferença entre duas tampas esféricas .

Takeuchi et al. reviram retrospectivamente imagens de TC pré-operatórias e pós-operatórias de 186 pacientes consecutivos que foram submetidos a cirurgia para TCE e investigaram os fatores prognósticos de novos achados de TC surgindo menos de 24 horas após a cirurgia . Embora não houvesse uma regra padronizada ou estabelecida para o momento do exame pós-operatório, 139 dos 186 pacientes fizeram TC dentro de 1 hora após a cirurgia, incluindo 138 acompanhamentos de rotina. Um total de 30 novos achados na TC pós-operatória foram observados em 29 pacientes (15,6%), incluindo SDH em 11 pacientes (10 contralaterais, 1 ipsilateral), contusões cerebrais em 11 (9 contralaterais, 2 ipsilateral), EDH contralateral em 5, e isquemia cerebral total em 3. Os autores não relataram exames de MLS pós-operatórios no acompanhamento da TC. Dez pacientes com novos achados foram submetidos a um total de 11 cirurgias subseqüentes, sendo que sete deles apresentavam HCE. Uma análise univariada mostrou que o escore de GCS de 8 ou menos, a HDC como indicação primária para cirurgia, a ELA, a cisterna basal obliterada e a CD estavam significativamente associadas a maior risco para novos achados. Como a CD foi realizada como o primeiro procedimento em 26 dos 29 pacientes com novos achados, 24 deles tiveram a remoção da SDH com efeito de massa, incluindo grandes (9,0 ± 5,7 mm) MLS e obliteração da cisterna basal, e esses fatores estavam de fato intimamente relacionados. A análise de regressão logística múltipla revelou a CD, SMG baixa e obliteração da cisterna basal como fatores de risco significativos.

Sucu et al. avaliaram 45 pacientes com CSDH que foram submetidos à craniostomia com burr-hole ou twist-drill. Embora a MLS tenha sido medida tanto no pré-operatório quanto nas imagens de TC no pós-operatório precoce, apenas a MLS pré-operatória se correlacionou com melhora em 28 pacientes com comprometimento da consciência antes da cirurgia. Entretanto, os autores observaram redução da MLS, ou MLR, tanto em SP quanto na glândula pineal, na maioria dos pacientes. A MLR provavelmente contribui para a melhora de outros sintomas além da recuperação da consciência, como hemiparesia ou dor de cabeça. A mensuração da MLS pós-operatória por si só provavelmente desempenha um papel menor na CSDH porque a melhora clínica pode ser alcançada mesmo com evacuação parcial deixando a CSDH e a MLS residuais .

Jeon et al. estudaram 70 pacientes com infarto maligno da MCA que foram submetidos à DC . A MLS foi medida na SP e na glândula pineal nas últimas imagens de TC pré-operatórias e pós-operatórias, com intervalo médio de 8,3 horas. A redução na SMM, ou MLR, foi associada a escores de GCS pós-operatórios mais elevados e menor mortalidade aos 6 meses após o AVC, após ajuste para idade, sexo, escore NIHSS e SMM pré-operatória. O diâmetro anterior-posterior dos retalhos ósseos criados pela CD foi de aproximadamente 130mm. O “volume de abaulamento extracraniano”, o volume do tecido cerebral além da superfície formada pela borda da janela do crânio criada pela DC, estava significativamente relacionado à redução da MLS. Em média, os pacientes com redução de MLS têm o menor volume de enfarte e aqueles com progressão de MLS têm o maior. No entanto, a diferença não foi significativa. Se uma DC maior pode levar a uma redução maior do MLS permanece desconhecido. Ao invés de medir o volume de abaulamento extracraniano, nosso modelo geométrico da TCH pode fornecer uma estimativa mais precisa sobre o efeito descompressivo .

Missori et al. avaliaram imagens de TC pré-operatórias e pós-operatórias precoces de 73 pacientes com DC unilateral. A MLS pós-operatória precoce foi medida nas imagens obtidas em 3 dias de pós-operatório. Os motivos para a CD foram acidente vascular cerebral hemorrágico ou isquêmico em 48, TCE em 22 e infecção em 3. O único fator associado à sobrevida 12 meses após a cirurgia foi a redução da MLS pós-operatória em SP de uma média pré-operatória de 9,2 ± 3,8 mm para 2,3 ± 2,7 mm em 42 pacientes sobreviventes. Por outro lado, a MLS reduziu menos efetivamente, de 11,5 ± 4,8 mm para 4,7 ± 4,8 mm, em 31 pacientes falecidos. Os autores removeram abas ósseas relativamente pequenas, com áreas de superfície de 7643 mm2 em pacientes sobreviventes e 7372 mm2 em pacientes falecidos. Sugeriram que alguns pacientes deveriam ter tido uma CD mais ampla para aumentar a probabilidade de sobrevivência, provavelmente diminuindo ainda mais a PIC e reduzindo a SMM. Para ajudar na tomada de decisão pré e intra-operatória, nossa fórmula fornece um método fácil para estimar o volume do retalho ósseo proposto, ou seja, o esforço descompressivo .

Além da CD, a MLS também foi usada como preditor neuroanatômico de despertar em pacientes comatosos agudos. Kowalski et al. realizaram um estudo observacional prospectivo que incluiu todos os novos pacientes em coma de início admitidos na Unidade de Cuidados Críticos em Neurociências durante 12 meses consecutivos. As tomografias foram analisadas independentemente no início do coma, após o despertar, e no acompanhamento. A MLS foi medida no SP e na glândula pineal. Dos 85 pacientes estudados, a média de idade foi de 58 ± 16 anos, 51% eram do sexo feminino e 78% tinham etiologia cerebrovascular de coma. Os autores não descreveram como eles trataram esses pacientes, seja medicamente ou cirurgicamente. No total, 43 pacientes foram despertados. Na TC examinada no início do coma, a extensão da MLS pineal foi menos pronunciada nos pacientes que acordaram. O tempo decorrido entre a TC de início do coma e a TC de seguimento foi semelhante para os pacientes que acordaram (mediana de 4 dias) e aqueles que não acordaram (mediana de 3 dias). Na TC de seguimento, a MLS inferior a 6 mm em SP e glândula pineal foi associada à emergência do coma. A reversão ou limitação do deslocamento lateral do cérebro está associada ao despertar agudo em pacientes comatosos. Os autores sugeriram que a MLS pode ser um parâmetro objetivo para orientar o prognóstico e o tratamento desses pacientes. Outros preditores independentes do despertar foram idade mais jovem, maior escore de GCS no início do coma e etiologia do coma não-traumático.

4,2. Desenvolvimento de Novos Recursos de Imagem de Efeito de Massa

Derivados de estudos de TCE, compressão cisterna perimesencefálica e MLS são recursos de imagem representando efeito de massa. Por definição, o efeito de massa, que causa o aumento da PIC e o comprometimento da perfusão cerebral por si só, é secundário à massa intracraniana, como o EDH ou SDH. Tal “lesão secundária” é patofisiologicamente diferente do dano infligido pela massa intracraniana, ou “lesão primária”. Portanto, características de uma massa intracraniana, como seu volume ou espessura, e as do efeito da massa, são tratadas como diferentes variáveis que afetam os resultados do paciente de forma independente e são listadas como itens separados em uma diretriz . Mizutani et al. realizaram análise de regressão múltipla para investigar a relação entre a PIC inicial e os achados da primeira tomografia computadorizada para 100 pacientes consecutivos com TCE moderados a graves. Eles foram capazes de estimar a PIC em 80% dos pacientes. Listados por ordem de importância, as características da TC que contribuíram para a estimativa da PIC incluem compressão cisternal, tamanho da SDH, tamanho ventricular, estado de SAH, estado de contusão cerebral, MLS e índice ventricular. Essas variáveis podem ser agrupadas naquelas que representam lesão primária e aquelas que representam lesão secundária.

No entanto, Quattrocchi et al. encontraram uma interação entre o tamanho do hematoma e a ELA. Quando as taxas de desfecho e mortalidade dos pacientes são consideradas, seu estudo indicou que uma MLS fora da proporção da espessura da hemorragia intracraniana, medida radialmente a partir da tabela interna do crânio, foi um preditor altamente útil de mau resultado do paciente após o TCE. Uma interação semelhante foi redescoberta por Bartels et al. . Eles descobriram que a MLS em relação à espessura do SDH previu mortalidade. Foram incluídos 59 pacientes submetidos à evacuação de SDH e tratamento intensivo para aumento da PIC, dos quais 29 morreram. Eles encontraram uma forte correlação entre a espessura do hematoma de 3 mm ou mais e a mortalidade subseqüente. Nesses 8 pacientes, pareceu que o trauma resultou em mais danos do que apenas uma SDH aguda. Semelhante aos grandes infartos de MCA, este dano adicional causa inchaço cerebral, agravando a EML. Os autores concluíram que a relação entre a MLS e a espessura do hematoma poderia ser incluída como um fator separado para predição de resultados.

Desde que a MLS seja medida no SP, ela certamente é afetada por alterações nas formas e tamanhos ventriculares. Toth et al. realizaram uma retrospectiva em 76 adultos com TCE grave e rombo, necessitando de uma ventriculostomia. Eles quantificaram os volumes ventriculares laterais esquerdo e direito através de medidas volumétricas manuais assistidas por computador. Sessenta pacientes não apresentavam MLS ou tinham um volume pequeno (inferior a 5 mm) na tomografia inicial. Destes, 15 pacientes desenvolveram MLS maior que 5 mm posteriormente. A razão de tamanho do ventrículo lateral de admissão (RVL) de mais de 1,67 foi mostrada para predizer grande SML subseqüente com uma sensibilidade de 73,3% e uma especificidade de 73,3%. Eles concluíram que a análise da RVL é simples e rapidamente realizada e pode permitir intervenções mais precoces para atenuar a SML posterior. Não foi discutido se a ventriculostomia modificaria sua medida.

5. Conclusões e Orientações Futuras

O deslocamento da linha média é um sinal de imagem composto bem comprovado que pode ser medido em TC, RM e US. A padronização da medição MLS facilita a comunicação e comparação entre os diferentes avaliadores e permite maior automação. Nós resumimos o estado atual da arte em medição de MLS e sua relação com outros parâmetros clínicos e de imagem. As características, limitações e validação dos algoritmos automatizados que ajudam a medir o MLS foram revistas. Também destacamos novos parâmetros de imagem ou suas combinações que podem levar a uma melhor compreensão do deslocamento e deformação cerebral, assim como suas implicações clínicas. Além de refinar a prática atual da medição de MLS em TC axial, RM e imagens dos EUA, a avaliação de MLS em cortes coronais ou volumes tridimensionais fornecerá mais informações que podem ser usadas para otimizar tratamentos médicos ou cirúrgicos da massa intracraniana e seu efeito de massa.

Conflitos de interesse

Os autores declaram que não há conflitos de interesse em relação à publicação deste trabalho.

Agradecimentos

Este trabalho foi apoiado pelo Ministério da Ciência e Tecnologia de Taiwan (Grant 106-2314-B-002-082).

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