Hostname: page-component-6766d58669-kn6lq Total loading time: 0 Render date: 2026-05-21T15:10:17.102Z Has data issue: false hasContentIssue false

Qualitative Posttreatment Diffusion-Weighted Imaging as a Predictor of 90-day Outcome in Stroke Intervention

Published online by Cambridge University Press:  29 November 2019

Adam A Dmytriw*
Affiliation:
Department of Medical Imaging, Sunnybrook Health Sciences Centre, University of Toronto, Toronto, ON, Canada
Abdullah Alrashed
Affiliation:
Department of Medical Imaging, Sunnybrook Health Sciences Centre, University of Toronto, Toronto, ON, Canada
Alejandro Enriquez-Marulanda
Affiliation:
Department of Medical Imaging, Sunnybrook Health Sciences Centre, University of Toronto, Toronto, ON, Canada
Shadi Daghighi
Affiliation:
Department of Medical Imaging, Sunnybrook Health Sciences Centre, University of Toronto, Toronto, ON, Canada
Ghouth Waggas
Affiliation:
Department of Medical Imaging, Sunnybrook Health Sciences Centre, University of Toronto, Toronto, ON, Canada
Aria Rezaie
Affiliation:
Department of Medical Imaging, Sunnybrook Health Sciences Centre, University of Toronto, Toronto, ON, Canada
Chinthaka Heyn
Affiliation:
Department of Medical Imaging, Sunnybrook Health Sciences Centre, University of Toronto, Toronto, ON, Canada
Amy Yu
Affiliation:
Department of Neurology, Sunnybrook Health Sciences Centre, University of Toronto, Toronto, ON, Canada
Richard I Aviv
Affiliation:
Department of Medical Imaging, Sunnybrook Health Sciences Centre, University of Toronto, Toronto, ON, Canada
Leodante Da Costa
Affiliation:
Department of Neurosurgery, Sunnybrook Health Sciences Centre, University of Toronto, Toronto, ON, Canada
Victor XD Yang
Affiliation:
Department of Neurosurgery, Sunnybrook Health Sciences Centre, University of Toronto, Toronto, ON, Canada
*
Correspondence to: Victor XD Yang, Department of Neurosurgery, Sunnybrook Health Sciences Centre, University of Toronto, ON, Canada. Email: victor.yang@sunnybrook.ca
Rights & Permissions [Opens in a new window]

Abstract:

Purpose:

The aim was to assess the ability of post-treatment diffusion-weighted imaging (DWI) to predict 90-day functional outcome in patients with endovascular therapy (EVT) for large vessel occlusion in acute ischemic stroke (AIS).

Methods:

We examined a retrospective cohort from March 2016 to January 2018, of consecutive patients with AIS who received EVT. Planimetric DWI was obtained and infarct volume calculated. Four blinded readers were asked to predict modified Rankin Score (mRS) at 90 days post-thrombectomy.

Results:

Fifty-one patients received endovascular treatment (mean age 65.1 years, median National Institutes of Health Stroke Scale (NIHSS) 18). Mean infarct volume was 43.7 mL. The baseline NIHSS, 24-hour NIHSS, and the DWI volume were lower for the mRS 0–2 group. Also, the thrombolysis in cerebral infarction (TICI) 2b/3 rate was higher in the mRS 0–2 group. No differences were found in terms of the occlusion level, reperfusion technique, or recombinant tissue plasminogen activator use. There was a significant association noted between average infarct volume and mRS at 90 days. On multivariable analysis, higher infarct volume was significantly associated with 90-day mRS 3–5 when adjusted to TICI scores and occlusion location (OR 1.01; CI 95% 1.001–1.03; p = 0.008). Area under curve analysis showed poor performance of DWI volume reader ability to qualitatively predict 90-day mRS.

Conclusion:

The subjective impression of DWI as a predictor of clinical outcome is poorly correlated when controlling for premorbid status and other confounders. Qualitative DWI by experienced readers both overestimated the severity of stroke for patients who achieved good recovery and underestimated the mRS for poor outcome patients. Infarct core quantitation was reliable.

Résumé :

RÉSUMÉ :

Prédire de façon qualitative l’évolution de l’état de santé de patients au moyen d’IRM de diffusion à la suite d’AVC traités par thrombectomie endovasculaire. But de l’étude : Au bout de 90 jours, évaluer la capacité des IRM de diffusion (diffusion-weighted imaging) à prédire l’évolution fonctionnelle de patients ayant suivi un traitement endovasculaire à la suite d’un AVC aigu ayant affecté un vaisseau sanguin important. Méthodes : Pour ce faire, nous avons examiné une cohorte rétrospective de patients vus consécutivement de mars 2016 à janvier 2018 et ayant bénéficié d’un traitement endovasculaire. Des résultats planimétriques d’IRM de diffusion ont ainsi été obtenus, ce qui nous a permis de calculer le volume des AVC. On a ensuite demandé à quatre analystes à l’aveugle (blinded readers) de prédire des scores à l’échelle modifiée de Rankin (EMR) au bout de 90 jours de traitement. Résultats : Au total, 51 patients ont bénéficié d’un tel traitement (âge moyen 65,1 ; score médian de 18 à la NIH Stroke Scale ou NIHSS). Le volume moyen des AVC était de 43,7 mL. Dans le cas des analystes à l’aveugle 0 - 2, tant les scores de départ à la NIHSS, les scores à la NIHSS une fois 24 heures passées que les volumes détectés par IRM de diffusion étaient inférieurs alors que les taux de TICI 2b/3 prédits étaient plus élevés. Aucune différence n’a été observée en matière de niveau d’occlusion, de techniques de reperfusion ou d’utilisation du t-PA faisant appel à la technologie recombinante. Une association notable a été par ailleurs constatée entre le volume moyen des AVC et les scores à l’EMR au bout de 90 jours. Dans le cadre d’une analyse multivariée, il est aussi à noter que des volumes élevés d’AVC ont été associés de façon notable à des scores de 3 à 5 à l’EMR une fois ces derniers ajustés en fonction des taux de recanalisation TICI 2b/3 et de l’emplacement de l’occlusion (rapport des cotes 1,01 ; IC 95 % 1,001 – 1,03 ; p = 0,008). En terminant, la méthode d’analyse dite de « la surface sous la courbe » (AUC analysis) a montré une faible capacité de prédiction qualitative des scores à l’EMR en tenant compte des volumes d’AVC tels que révélés par les IRM de diffusion. Conclusion : Les impressions subjectives d’analystes à l’aveugle se basant sur des IRM de diffusion afin de prédire l’évolution clinique de patients sont faiblement corrélées une fois contrôlés leur état pré-morbide et d’autres facteurs de confusion. En somme, une telle lecture qualitative a à la fois surestimé la gravité des AVC de patients qui se sont par la suite bien rétablis et sous-estimé les scores à l’EMR de ceux dont l’évolution de l’état de santé s’est avérée défavorable. Cela étant, la quantification principale de ces AVC s’est révélée fiable.

Information

Type
Original Article
Copyright
Copyright © 2019 The Canadian Journal of Neurological Sciences Inc.
Figure 0

Table 1: Baseline clinical and imaging characteristics, treatment, and predictors of 3-month mRS

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Table 2: Infarction location characteristics

Figure 2

Table 3: Predictors of poor outcome (mRS > 2) at 90-day follow-up

Figure 3

Table 4: Diagnostic accuracy prediction of mRS per reader based on DWI

Figure 4

Figure 1. Performance plots for (A–B) readers, (C) mean DWI, and (D) infarct volume versus mRS across the MT for emergent large vessel occlusion cohort at our institution.

Figure 5

Figure 2. Receiver operating characteristic curve showing neither no correlation between rater prediction of mRS and true 90-day outcome.

Figure 6

Figure 3. Post-MT case (A) DWI and (B) apparent diffusion coefficient (ADC) maps in which the mRS was rated to be high (mRS 4–5) by readers on the basis of DWI findings and was ultimately mRS 1 at 90 days.

Figure 7

Figure 4. Post-MT case (A) DWI and (B) ADC maps in which the mRS was rated to be low (mRS 0–1) by readers on the basis of DWI findings and was ultimately mRS 4 at 90 days.