Occluson Pattern in Circle of Willis: Prognostic Marker for Endovascular Treatment in Acute Carotid Terminus Occlusion

Abstract

Background & OBJECTIVES: Although the recent progress in acute ischemic stroke treatment, carotid terminus occlusion (CTO) is quite demanding to recanalize, and even if it is achieved, the morbidity and mortality rates remain high. In this study, we aimed to discover a prognostic marker for acute CTO, thereby selectively sorting out patients who are not worthwhile for further endovascular treatment. METHODS: This is a retrospective study by reviewing our prospectively registered database of acute ischemic stroke patients from March 2006 to July 2013. Consecutive patients with acute symptomatic CTO within 6 hours, who underwent endovascular treatment were included. We investigated the baseline configuration of circle of Willis and the occlusion pattern of each cerebral artery and divided patients into middle cerebral artery (MCA) only group and MCA plus group by CT angiography. Patients in MCA only group had only MCA occlusion whereas those in MCA plus group had other major intracranial artery occlusion such as ipsilateral A2, P2, or contralateral A2 resulting from CTO. Baseline demographics, characteristics and clinical/radiologic outcomes were compared. Poor prognosis was defined as modified Rankin Scale (mRS) 5 and 6 at 3 months. We evaluated whether MCA plus group would be a ‘stop sign’ of further endovascular treatment for acute CTO by analyzing logistic regression model and receiver operating characteristic (ROC) curve. RESULTS: Of 54 patients, 33 patients were included in MCA only group, while 21 patients were grouped as MCA plus group. Age (72.6±11.0 vs 66.1±13.2, p=0.066) and median NIHSS score at presentation [16 (14–18)vs 19 (18–22), p=0.006) were higher in the MCA plus group than the only group. Frequency of male gender and cardioembolic source did not differ. Successful reperfusion was achieved higher in MCA-only group [Thrombolysis in Cerebral infarction (TICI) classification 2b–3 14/33 (42.4%) vs. 3/21 (14.3%), p=0.030]. Patients in MCA only group had significantly better prognosis than MCA-plus (p=0.001). The MCA plus was proven as an independent predictor for poor prognosis at 3 months when age and sex, and initial NIHSS score were adjusted (OR 8.62; 95% CI 1.11- 66.64, p=0.039). Based on our findings, we made a formulanamed as CTO score to predict poor prognosis in acute CTO patients, with occlusion pattern of MCAplus, age and initial NIHSS based on the beta value of the logistic regression model. The area under the ROC curve for the formula was 0.794. CONCLUSION: Detection and characterization of collateral status is mandatory but of limit in acute CTO. Assessment of the configuration and patency of CoW may be non-invasive, practical and time-saving method to estimate the collateral status in CTO, hence be applicable to guide acute therapeutic intervention. CTO score can be utilized as a valuable early indicator of prognosis in acute CTO.

도입: 근래 급성 허혈성 뇌졸중 치료의 진보에도 불구하고, 내경동맥말단부폐색은 재개통에 대개 반응하지 않으며, 재개통이 되더라도, 임상적 예후는 불량하다. 본 연구에서 저자들은 내경동맥말단부폐색의 임상적 예후인자를 찾고자하였으며 이를 통해 추후 재개통 치료 계획수립에 도움이 되고자한다. 방법: 본 연구는 2006년 3월부터 2013년 7월까지 전향적으로 등록된 저자들의 데이터베이스를 후향적으로 검색하여 진행되었다. 증상발생 후 6시간 내 내원하여 재개통 치료를 시행받은 급성 내경동맥말단부폐색 환자들을 대상으로 하였다. 저자들은 혈관 전산화단층촬영(CT angiography)에 의해 확인된 환자들의 윌리스 고리의 기본적 구조 및 폐색양상에 따라 단독중대뇌동맥(Middle cerebral artery[MCA]-only)와 복합중대뇌동맥(MCA-plus) 폐색으로 구분 하였다. 정의에 따라 단독 중대뇌동맥환자들은 중대뇌동맥의 폐색 외에 동측의 A2, P2, 반대편의A1 분절은 온전하였다. 두 군의 환자들의 기본정보, 특징 및 임상적/영상의학적 치료결과들을 비교하였으며 불량한 임상적 예후는 3개월 modified Rankin scale(mRS) 5,6으로 정의하였다. 또한 복합 중대뇌동맥폐색이 내경동맥말단부폐색의 재개통 치료에 있어 stop sign이 될 수 있는지 확인하고자 로지스틱회귀분석 및 receiver operating characteristic (ROC) curve를 확인하였다. 결과: 총 54명의 환자 중 33명이 단독 중대뇌동맥폐색에 해당하였고 21명이 복합 중대뇌동맥폐색에 해당하였다. 복합군의 경우 단독군에 비해 연령(72.6±11.0 vs 66.1±13.2, p=0.066) 및 NIHSS 점수[16 (14–18)vs 19 (18–22), p=0.006)]도 높았다. 남녀비 및 심인성색전증의 빈도는 두 군간의 차이를 보이지 않았다. 단독군의 경우 성공정인 재개통율이 더 빈번하게 나타났다. [Thrombolysis in Cerebral infarction (TICI) classification 2b–3 14/33 (42.4%) vs. 3/21 (14.3%), p=0.030]. 단독군은 복합군에 비해 3개월mRS에 있어 좋은 예후를 보임이 확인되었다 (p=0.001). 연령 및 성별, 초기 NIHSS 점수를 보정하였을 때에도 복합 중대뇌동맥폐색은 3개월 뒤 불량한 예후를 보이는 독립적인 인자로 확인되었다 (OR 8.62; 95% CI 1.11-66.64, p=0.039). 이러한 사실에 기초하여, 본 연구자들은 내경동맥말단부폐색 환자들의 예후를 예측하고자 CTO 점수를 개발하였으며 이는 복합 중대뇌동맥폐색, 고령의 연령, 높은 초기 NIHSS 점수의 로지스틱회귀 분석의 beta값을 기초로 하였다. 본 수식의 ROC curve 이하의 면적은 0.794였다. 결론: 급성 내경동맥말단부폐색에 있어 측부 순환을 파악하는 것은 필수불가결하나 임상적으로 이는 쉽지 않다. 윌리스 고리의 기본 구조 및 폐색패턴을 확인하는 것은 측부 순환을 파악하는데 있어 비침습적이며, 실용적이며, 시간을 절약 할 수 있는 방법으로 치료계획을 수립하는데 도움을 줄 수 있다. CTO 점수는 내경동맥말단부폐색의 예후를 판정하는데 있어 유용한 초기 예후평가 인자로 활용 될 수 있다.