BACKGROUND: Sickle cell disease is a hereditary hemoglobinopathy globally widespread with constantly increasing prevalence. Cerebrovascular complications are among some of the most devastating complications of this pathology. Approximately 10% of deaths in children with sickle cell disease are attributable to stroke and, without adequate diagnostic and therapeutic procedures, 11% of patients develop cerebrovascular events within 20 years. Although the clinical management of these complications has improved over the years, especially following the introduction of Transcranial Doppler (TCD) screening for stroke prevention, cerebrovascular events are currently a significant cause of disability and death. Most of the available studies are based almost exclusively on the evaluation of the anterior vascular territory due to its greater involvement in the pathology. To date, there is little data available regarding the involvement of the posterior cerebral vascular territory. PURPOSE:The purpose of our study is to evaluate:(1)the presence of ischemic lesions in the posterior vascular territory and/or posterior watershed zone;(2)the entity and frequency of obstructive pathology affecting the posterior intracranial circulation;(3)the effectiveness of Transcranial Color-coded Doppler (TCCD) in identifying patients at risk of developing ischemic lesions in this vascular territory. MATERIALS AND METHODS: In the present observational study, patients affected by sickle cell disease belonging to the Sickle Cell Pediatric Oncohematology Center and the Neurosonology Service of the Stroke Unit at Padua University Hospital were prospectively enrolled from March 1st2005 to May 6th 2023. 92 patients were selected for the study, having at least: a brain MRI exam; a brain MRA exam; a TCCD performed close to the brain MRI. All patients were 18 years or younger at the time of the study MRI; demographic, clinical, and blood chemistry data were collected for each patient. RESULTS:None of the enrolled patients had a history of stroke. No patient had lesions in the vertebro-basilar region; 18.5% of patients (17/92) had lesions in the posterior watershed zone. These lesions were volumetrically larger than those of the anterior watershed zone. 9.8% of patients (9/92) had stenosis in the posterior circulation arteries; 36% of the ischemic lesions in the posterior watershed zone presented congruous stenosis. No statistically significant differences were observed between the outcomes of TCCD according to the STOP protocol in patients with lesions of the posterior vascular territory compared to patients without lesions in this brain area. An increase of TAMMV (time-averaged maximum mean velocity) values was observed at the level of the intracranial posterior circulation arteries in patients with ischemic lesions in the posterior watershed zone compared to patients without lesions in this territory. CONCLUSION:This study demonstrated that not uncommonly pediatric patients with sickle cell disease present silent ischemic lesions in the posterior watershed zone. The underlying mechanism may be the formation of congruous stenosis at the level of the intracranial arterial vessels. However, it appears that vasculopathy is not a necessary factor and it is likely that other mechanisms are also involved in the development of lesions. In relation to TCCD, the STOP protocol does not allow us to predict the localization of lesions in the anterior or posterior watershed zone. However, the increase in TAMMVs at the level of the posterior circulation vessels could be a predictive factor for the development of those lesions. For this reason, we plan to conduct a multicenter international study aimed at defining a threshold range of velocity values in the vertebral arteries, basilar artery and cerebral posterior arteries beyond which the risk of developing ischemic lesions in the posterior circulation is significantly increased.

PRESUPPOSTI:La drepanocitosi è un’emoglobinopatia ereditaria diffusa globalmente la cui prevalenza è in costante aumento. Il 10% delle morti in bambini con anemia falciforme sono imputabili a ictus e, senza procedure diagnostico-terapeutiche adeguate, l’11% dei pazienti sviluppa eventi cerebrovascolari entro i 20 anni. Sebbene la gestione clinica di queste complicanze sia migliorata negli anni, soprattutto a seguito dell’introduzione dello screening con Doppler Transcranico (TCD) per la prevenzione dell’ictus, gli eventi cerebrovascolari rappresentano un’importante causa di disabilità e mortalità. La maggior parte degli studi disponibili si basa quasi esclusivamente sulla valutazione del territorio vascolare anteriore a causa del suo maggior coinvolgimento da parte della patologia. A oggi, sono scarsamente disponibili dati relativi al coinvolgimento dei territori vascolari del circolo posteriore. SCOPI:Con questo studio abbiamo valutato:(1)la presenza di lesioni ischemiche nei territori del circolo posteriore e/o di confine;(2)la frequenza e l’entità della patologia ostruttiva a carico del circolo posteriore intracranico;(3)l’efficacia del Eco-color Doppler Transcranico (TCCD) nell’individuare i pazienti a rischio di sviluppare lesioni ischemiche in questo territorio vascolare. MATERIALI E METODI:Nello studio osservazionale sono stati arruolati in modo prospettico pazienti affetti da drepanocitosi afferenti al Centro Drepanocitosi della Oncoematologia Pediatrica e al Servizio di Neurosonologia della Stroke Unit dell'AOPD dall’1/3/2005 al 6/5/2023. Sono stati selezionati 92 pazienti per i quali era disponibile: un’esame di RM cerebrale; un esame di Angio-RM; un TCCD eseguito in prossimità della RM cerebrale. Tutti i pazienti avevano un’età non superiore ai 18 anni al momento della RM considerata per lo studio e per ogni paziente sono stati raccolti dati demografici, clinici ed ematochimici. RISULTATI:Nessun paziente arruolato aveva storia di ictus o TIA. Nessun paziente presentava lesioni a carico del territorio vertebro-basilare; il 18,5% dei pazienti (17/92) aveva lesioni in territorio di confine posteriore. Le lesioni sono volumetricamente più grandi rispetto a quelle del territorio di confine anteriore. Il 9,8% dei pazienti (9/92) aveva stenosi a carico del circolo posteriore; il 36% delle lesioni ischemiche in territorio di confine posteriore presentava una stenosi congrua. Non si sono osservate differenze statisticamente significative tra gli esiti del TCCD secondo protocollo STOP nei pazienti con lesioni del territorio vascolare posteriore rispetto ai pazienti senza lesioni in quest’area cerebrale. Si è osservato un aumento dei valori di TAMMV (time-averaged maximum mean velocity) a livello delle arterie del circolo posteriore intracraniche nei pazienti con lesioni in territorio di confine posteriore rispetto ai pazienti senza lesioni in questo territorio. CONCLUSIONI:Lo studio ha dimostrato la presenza di lesioni ischemiche silenti nel territorio di confine posteriore in pazienti pediatrici affetti da drepanocitosi. Il meccanismo a esse sotteso può essere la formazione di stenosi congrue a livello dei vasi arteriosi intracranici. Tuttavia, si evince come la vasculopatia non sia un fattore necessario e che verosimilmente, anche altri meccanismi siano coinvolti nello sviluppo delle lesioni. In relazione al TCCD, il protocollo STOP non permette di predire la localizzazione delle lesioni nel territorio di confine anteriore o posteriore. Tuttavia, l’aumento delle TAMMVs a livello dei vasi del circolo posteriore potrebbe costituire un fattore predittivo per lo sviluppo delle lesioni. Per tale motivo, è auspicabile uno studio multicentrico per definire un range di valori velocitometri soglia a livello delle arterie vertebrali, basilare e cerebrali posteriori oltre il quale aumenta il rischio di sviluppare lesioni ischemiche nel circolo posteriore.

Drepanocitosi e circolo posteriore: studio anatomico-funzionale.

VOLPATO, ALESSIA
2022/2023

Abstract

BACKGROUND: Sickle cell disease is a hereditary hemoglobinopathy globally widespread with constantly increasing prevalence. Cerebrovascular complications are among some of the most devastating complications of this pathology. Approximately 10% of deaths in children with sickle cell disease are attributable to stroke and, without adequate diagnostic and therapeutic procedures, 11% of patients develop cerebrovascular events within 20 years. Although the clinical management of these complications has improved over the years, especially following the introduction of Transcranial Doppler (TCD) screening for stroke prevention, cerebrovascular events are currently a significant cause of disability and death. Most of the available studies are based almost exclusively on the evaluation of the anterior vascular territory due to its greater involvement in the pathology. To date, there is little data available regarding the involvement of the posterior cerebral vascular territory. PURPOSE:The purpose of our study is to evaluate:(1)the presence of ischemic lesions in the posterior vascular territory and/or posterior watershed zone;(2)the entity and frequency of obstructive pathology affecting the posterior intracranial circulation;(3)the effectiveness of Transcranial Color-coded Doppler (TCCD) in identifying patients at risk of developing ischemic lesions in this vascular territory. MATERIALS AND METHODS: In the present observational study, patients affected by sickle cell disease belonging to the Sickle Cell Pediatric Oncohematology Center and the Neurosonology Service of the Stroke Unit at Padua University Hospital were prospectively enrolled from March 1st2005 to May 6th 2023. 92 patients were selected for the study, having at least: a brain MRI exam; a brain MRA exam; a TCCD performed close to the brain MRI. All patients were 18 years or younger at the time of the study MRI; demographic, clinical, and blood chemistry data were collected for each patient. RESULTS:None of the enrolled patients had a history of stroke. No patient had lesions in the vertebro-basilar region; 18.5% of patients (17/92) had lesions in the posterior watershed zone. These lesions were volumetrically larger than those of the anterior watershed zone. 9.8% of patients (9/92) had stenosis in the posterior circulation arteries; 36% of the ischemic lesions in the posterior watershed zone presented congruous stenosis. No statistically significant differences were observed between the outcomes of TCCD according to the STOP protocol in patients with lesions of the posterior vascular territory compared to patients without lesions in this brain area. An increase of TAMMV (time-averaged maximum mean velocity) values was observed at the level of the intracranial posterior circulation arteries in patients with ischemic lesions in the posterior watershed zone compared to patients without lesions in this territory. CONCLUSION:This study demonstrated that not uncommonly pediatric patients with sickle cell disease present silent ischemic lesions in the posterior watershed zone. The underlying mechanism may be the formation of congruous stenosis at the level of the intracranial arterial vessels. However, it appears that vasculopathy is not a necessary factor and it is likely that other mechanisms are also involved in the development of lesions. In relation to TCCD, the STOP protocol does not allow us to predict the localization of lesions in the anterior or posterior watershed zone. However, the increase in TAMMVs at the level of the posterior circulation vessels could be a predictive factor for the development of those lesions. For this reason, we plan to conduct a multicenter international study aimed at defining a threshold range of velocity values in the vertebral arteries, basilar artery and cerebral posterior arteries beyond which the risk of developing ischemic lesions in the posterior circulation is significantly increased.
Dipartimento di Medicina - DIMED
2022
Sickle cell disease and posterior circulation: anatomical and functional study.
PRESUPPOSTI:La drepanocitosi è un’emoglobinopatia ereditaria diffusa globalmente la cui prevalenza è in costante aumento. Il 10% delle morti in bambini con anemia falciforme sono imputabili a ictus e, senza procedure diagnostico-terapeutiche adeguate, l’11% dei pazienti sviluppa eventi cerebrovascolari entro i 20 anni. Sebbene la gestione clinica di queste complicanze sia migliorata negli anni, soprattutto a seguito dell’introduzione dello screening con Doppler Transcranico (TCD) per la prevenzione dell’ictus, gli eventi cerebrovascolari rappresentano un’importante causa di disabilità e mortalità. La maggior parte degli studi disponibili si basa quasi esclusivamente sulla valutazione del territorio vascolare anteriore a causa del suo maggior coinvolgimento da parte della patologia. A oggi, sono scarsamente disponibili dati relativi al coinvolgimento dei territori vascolari del circolo posteriore. SCOPI:Con questo studio abbiamo valutato:(1)la presenza di lesioni ischemiche nei territori del circolo posteriore e/o di confine;(2)la frequenza e l’entità della patologia ostruttiva a carico del circolo posteriore intracranico;(3)l’efficacia del Eco-color Doppler Transcranico (TCCD) nell’individuare i pazienti a rischio di sviluppare lesioni ischemiche in questo territorio vascolare. MATERIALI E METODI:Nello studio osservazionale sono stati arruolati in modo prospettico pazienti affetti da drepanocitosi afferenti al Centro Drepanocitosi della Oncoematologia Pediatrica e al Servizio di Neurosonologia della Stroke Unit dell'AOPD dall’1/3/2005 al 6/5/2023. Sono stati selezionati 92 pazienti per i quali era disponibile: un’esame di RM cerebrale; un esame di Angio-RM; un TCCD eseguito in prossimità della RM cerebrale. Tutti i pazienti avevano un’età non superiore ai 18 anni al momento della RM considerata per lo studio e per ogni paziente sono stati raccolti dati demografici, clinici ed ematochimici. RISULTATI:Nessun paziente arruolato aveva storia di ictus o TIA. Nessun paziente presentava lesioni a carico del territorio vertebro-basilare; il 18,5% dei pazienti (17/92) aveva lesioni in territorio di confine posteriore. Le lesioni sono volumetricamente più grandi rispetto a quelle del territorio di confine anteriore. Il 9,8% dei pazienti (9/92) aveva stenosi a carico del circolo posteriore; il 36% delle lesioni ischemiche in territorio di confine posteriore presentava una stenosi congrua. Non si sono osservate differenze statisticamente significative tra gli esiti del TCCD secondo protocollo STOP nei pazienti con lesioni del territorio vascolare posteriore rispetto ai pazienti senza lesioni in quest’area cerebrale. Si è osservato un aumento dei valori di TAMMV (time-averaged maximum mean velocity) a livello delle arterie del circolo posteriore intracraniche nei pazienti con lesioni in territorio di confine posteriore rispetto ai pazienti senza lesioni in questo territorio. CONCLUSIONI:Lo studio ha dimostrato la presenza di lesioni ischemiche silenti nel territorio di confine posteriore in pazienti pediatrici affetti da drepanocitosi. Il meccanismo a esse sotteso può essere la formazione di stenosi congrue a livello dei vasi arteriosi intracranici. Tuttavia, si evince come la vasculopatia non sia un fattore necessario e che verosimilmente, anche altri meccanismi siano coinvolti nello sviluppo delle lesioni. In relazione al TCCD, il protocollo STOP non permette di predire la localizzazione delle lesioni nel territorio di confine anteriore o posteriore. Tuttavia, l’aumento delle TAMMVs a livello dei vasi del circolo posteriore potrebbe costituire un fattore predittivo per lo sviluppo delle lesioni. Per tale motivo, è auspicabile uno studio multicentrico per definire un range di valori velocitometri soglia a livello delle arterie vertebrali, basilare e cerebrali posteriori oltre il quale aumenta il rischio di sviluppare lesioni ischemiche nel circolo posteriore.
drepanocitosi
ictus
doppler transcranico
neuroimaging
emodinamica
BARACCHINI, CLAUDIO
Lauree magistrali a ciclo unico
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/20.500.12608/47406