Abstract Intracerebral hemorrhage (ICH) is the most pernicious form of stroke, with high mortality. Warfarin-associated ICH (WA-ICH) carries an even higher mortality rate. The major reason for the high mortality is explained by early hematoma growth. Warfarin use has rapidly increased with the aging of the population. We investigated temporal trends in the incidence and outcome of WA-ICHs. We found that although the proportion of warfarin users almost quadrupled in our population, the annual incidence and case fatality of WA-ICHs decreased. Management of ICH is mostly supportive. Prevention of associated complications is the issue in improving outcome. Hypertension is the most important modifiable risk factor for primary ICH, but little is known of the effect of preceding hypertension on outcome. Aggressive lowering of blood pressure is suggested to be a feasible treatment option. Reversal of warfarin anticoagulation with prothrombin complex concentrate (PCC) has been implemented as an acute treatment option for patients with WA-ICH. We found that the survival of WA-ICH subjects among our population improved after implementation of reversal of warfarin anticoagulation with PCC, likely because of the introduction of PCC. Because high mean arterial blood pressure (BP) at admission is an independent predictor of early death in patients with ICH, we explored its role in survival and poor outcome separately in normotensive subjects and subjects with treated and untreated hypertension. We found that despite their higher BP values at admission, subjects with untreated hypertension showed better survival and more often a favorable outcome after BP-lowering therapy than other patients. Studies on recurrent ICH are scarce. Underlying comorbidities, prior strokes, and drug-induced impaired platelet function may increase the risk for primary ICH (PICH). A lobar location of primary ICH may predict recurrent ICH. We investigated whether these factors predicted recurrence of PICH. In our study the annual incidence of recurrent ICH was 1.67%. Cumulative 5- and 10-year incidences were 9.6% and 14.2%. In multivariable analyses, prior ischemic stroke and diabetes proved to be independent predictors for recurrence. Moreover, diabetes was an independent risk factor for fatal recurrent PICH. Use of aspirin and serotonergic drugs did not significantly contribute to the risk. / Tiivistelmä Aivoverenvuoto (ICH) on aivoverenkiertohäiriöistä vakavin. Sille on tyypillistä korkea kuolleisuus erityisesti varfariinihoitoon liittyen, ja eloonjääneetkin vammautuvat usein vakavasti. Verenvuodon koon kasvu alkuvaiheessa selittänee korkean kuolleisuuden. Väestön ikääntymisen myötä varfariinin käyttö on lisääntynyt nopeasti. Aivoverenvuodon hoito perustuu pitkälti ennusteen parantamiseen komplikaatioita estämällä. Verenpaine on tärkein hoidettavissa oleva riskitekijä, mutta tutkimustieto akuutin vaiheen verenpainetason merkityksestä ennusteeseen on vähäistä. Tehokasta verenpaineen alentamista alkuvaiheessa pidetään lupaavana hoitomenetelmänä. Vuodon koon kasvua pyritään rajoittamaan kumoamalla varfariinin antikoaguloiva vaikutus protrombiinikompleksi-konsentraatilla (PCC). Väitöstyössäni selvitän varfariinin käyttöön liittyvien aivoverenvuotojen (WA-ICH) esiintymistiheyttä ja ennustetta ajan myötä. Tutkin myös vuodon koon kasvun rajoittamista ja alkuvaiheen korkean verenpaineen alentamista hoitomenetelminä sekä selvitän, mitkä tekijät johtavat ICH:n uusiutumiseen. Totesimme WA-ICH:n ilmaantuvuuden ja tapauskuolleisuuden pienentyneen, vaikka varfariinin käyttö miltei nelinkertaistui väestössämme. Toisaalta WA-ICH -potilaiden kuolleisuus pieneni PCC-hoidon aloittamisen jälkeen, mahdollisesti sen ansiosta. Tutkiessamme riippumattomasti varhaista kuolemaa ennustavan korkean tulovaiheen verenpaineen roolia normaaliverenpaineisilla, hoidettua ja hoitamatonta verenpainetautia sairastavilla totesimme hoitamattomien hypertonia-potilaiden selvinneen akuutin vaiheen lääkehoidon myötä muita useammin hengissä ja hyväkuntoisina korkeista tulovaiheen verenpainearvoista huolimatta. Aivoverenvuodon uusiutumiseen vaikuttavista tekijöistä on vähän tutkimustietoa. Muu sairastavuus, aiemmat aivoverenkiertohäiriöt ja trombosyyttien toimintaan vaikuttavat lääkkeet saattavat lisätä ICH:n uusiutumisriskiä. Totesimme vuosittaisen uuden ICH:n esiintymistiheyden olevan 1,67 %. Aikaisempi aivoinfarkti ja diabetes osoittautuivat riippumattomiksi uusiutumista ennustaviksi riskitekijöiksi, minkä lisäksi diabetes ennusti kuolemaan johtavaa uutta ICH:a. Asetyylisalisyylihapon ja selektiivisten serotoniinin takaisinoton estäjien käyttäminen ei vaikuttanut merkittävästi uusiutumisriskiin.

Abstract Primary intracerebral hemorrhage (pICH) is a severe, suddenly occurring disease involving high mortality and poor functional outcome. In the absence of curative treatment patient management is mainly supportive with the emphasis on preventing hematoma enlargement and complications. Better understanding of the factors predicting outcome are needed to define effective treatments. An unselected population-based registry study of 982 pICH patients admitted to Oulu University Hospital during the years 1993 to 2008 was conducted The study revealed that concomitant use of warfarin and serotonin-modulating antidepressants at the time of pICH increases the case fatality rate compared to patients with warfarin alone. An elevated C-reactive protein value on admission was an independent predictor of unfavorable outcome after pICH. This association was not explained by pre-existing heart disease, diabetes, severity of the bleeding, or infections. Patients undergoing surgical hematoma evacuation were observed to have improved 3-month survival compared to conservatively treated patients. Improved survival was noticed especially in patients with ≤70 years of age with ≥30ml supratentorial ICHs. Hematoma evacuation did not improve functional outcome. Earlier ischemic stroke was found to be an independent predictor of recurrent pICH. Diabetes seemed to increase and treated hypertension decrease the risk for fatal recurrence. Aspirin or serotonin-modulating antidepressants did not seem to increase the risk of recurrence. / Tiivistelmä Primääri aivoverenvuoto (pICH) on vakava, yhtäkkisesti alkava sairaus, johon liittyy korkea kuolleisuus ja vaikea vammautuminen. Parantavan hoidon puuttuessa on hoito lähinnä elintoimintoja tukevaa vuodon laajenemisen ja komplikaatioiden estämistä. Ennusteeseen vaikuttavien tekijöiden parempi tunteminen on ehto tehokkaiden hoitojen löytämiseksi. Väitöskirjatutkimustani varten kerättiin Oulun yliopistollisen sairaalan alueelta vuosien 1993-2008 aikana 982 aivoverenvuotoon sairastuneen potilaan väestöpohjainen aineisto. Tutkimus osoitti, että varfariinin ja selektiivisen serotoniinin takaisinoton estäjän (SSRI) yhteiskäyttö aivoverenvuodon aikana lisäsi kuolevuutta pelkkään varfariiniin nähden. Alkuvaiheen koholla oleva C-reaktiivinen proteiini oli itsenäinen aivoverenvuodon jälkeistä vammautuneisuutta ennustava tekijä. Yhteys ei selittynyt olemassa olevalla sydänsairaudella, diabeteksella, aivoverenvuodon vaikeudella tai infektioilla. Kirurginen aivoverenvuodon poistoleikkaus paransi kolmen kuukauden ennustetta verrattuna potilaisiin ilman leikkausta. Erityisesti leikkaus auttoi alle 70-vuotiaita potilaita, joilla oli yli 30 millilitran kokoinen pinnallisempi vuoto. Leikkaus ei parantanut fyysistä kuntoutumista. Aiempi sairastettu aivoinfarkti oli itsenäinen aivoverenvuodon uusiutumista ennustava tekijä. Diabetes saattaa lisätä ja hoidossa oleva verenpainetauti laskea riskiä tappavaan uusintavuotoon. Aspiriinin tai SSRI:n käyttö eivät lisänneet uusintavuodon riskiä.

Abstract Cardiovascular abnormalities are frequent after non-traumatic intracranial hemorrhage (NT-IH). They have mainly been studied in patients with subarachnoid hemorrhage (SAH), in which they have been reported to be associated with a poorer outcome. The aim of this observational clinical study was to evaluate cardiovascular abnormalities in patients with NT-IH requiring intensive care: clinical picture, predisposing factors and impact on outcome were examined. Additionally, the validity of cardiac output (CO) monitoring via uncalibrated arterial pressure waveform analysis (APCO, FloTrac/Vigileo™) was evaluated. The thesis was comprised of retrospective (n=229) and prospective (n=108) studies. The cardiovascular abnormalities evaluated were repolarization abnormalities (RAs) in electrocardiography (ECG), myocardial injury and dysfunction, and neurogenic pulmonary edema (NPE). Cardiovascular dysfunction severity was assessed using the Sequential Organ Failure Assessment cardiovascular (SOFAcv) score. Predisposing factors for RAs and NPE were examined. The one-year mortality and functional outcome were assessed. APCO was compared with the intermittent bolus thermodilution technique (TDCO). Cardiovascular abnormalities were almost universal after NT-IH and comparable after intracerebral hemorrhage (ICH) and SAH. Each RAs (QT interval prolongation, ischemic-like ECG changes and morphological end-repolarization abnormalities) had characteristic predisposing factors. The Acute Physiology And Chronic Health Evaluation (APACHE) II score ≥20 and systemic interleukin 6 concentration >40 pg/mL were independent predictors for NPE. In the retrospective study the mortality rate was 32% after SAH and 44% after ICH. In the prospective study the rates for mortality were 18% vs. 29% and for a poor functional outcome 41% vs. 69%, respectively. Ischemic-like ECG changes were associated with a poorer functional outcome. APCO underestimated CO compared to TDCO and was biased by low systemic vascular resistance (SVR). In conclusion, cardiovascular abnormalities after NT-IH are comparable after SAH and ICH. Predisposing factors for each RAs vary. Inflammatory mechanisms play an important role in NPE development. Ischemic-like ECG changes are associated with a poorer one-year functional outcome. The validity of APCO is insufficient and biased by low SVR in patients with NT-IH. / Tiivistelmä Sydämen ja verenkierron toimintahäiriöt ovat yleisiä ei-traumaattisen aivoverenvuodon (NT-IH) jälkeen. Niitä on tutkittu lähinnä lukinkalvonalaisvuotopotilailla (SAV), joilla niiden on todettu olevan yhteydessä huonompaan ennusteeseen. Tässä havainnoivassa kliinisessä tutkimuksessa selvitettiin tehohoidettujen NT-IH -potilaiden sydämen ja verenkierron toimintahäiriöiden kliinistä oirekuvaa, altistavia tekijöitä ja vaikutusta ennusteeseen. Tutkimuksessa arvioitiin myös valtimopainekäyräanalyysiin perustuvan monitorointimenetelmän (APCO, FloTrac/Vigileo™) luotettavuutta mitattaessa sydämen minuuttitilavuutta. Väitöskirjatyö koostui retrospektiivisesta (n=229) ja prospektiivisesta (n=108) tutkimuksesta. Tutkittavia toimintahäiriöitä olivat elektrokardiografiassa (EKG) nähtävät repolarisaatiohäiriöt (RAs), sydänlihaksen vaurio ja supistumishäiriö sekä keuhkopöhö. Sydämen ja verenkierron toimintahäiriön yleistä vaikeusastetta arvioitiin SOFAcv -pisteytyksellä. RAs:lle ja keuhkopöhölle altistavia tekijöitä määritettiin. Potilaiden kuolleisuus ja toiminnallinen ennuste selvitettiin vuoden seuranta-aikana. APCO:a verrattiin lämpölaimennusmenetelmään (TDCO). Sydämen ja verenkierron toimintahäiriöitä esiintyi lähes kaikilla, eivätkä ne oirekuvaltaan eronneet aivokudoksen sisäistä vuotoa (ICH) ja SAV:a sairastavilla potilailla. Eri RAs:llä (QT-ajan pidentyminen, iskeemistyyppiset EKG-muutokset ja loppurepolarisaation morfologiset poikkeavuudet) oli kullekin ominaiset altistavat tekijät. APACHE II –pisteet ≥20 ja veren interleukiini 6 –pitoisuus >40 pg/ml ennustivat keuhkopöhön kehittymistä. Retrospektiivisessä aineistossa kuolleisuus oli 32 % SAV-potilailla ja 44 % ICH-potilailla. Prospektiivisessa aineistossa kuolleisuus ja huono toiminnallinen ennuste olivat vastaavasti 18 % vs. 29 % ja 41 % vs. 69 %. Iskeemistyypiset EKG-muutokset olivat yhteydessä huonompaan toiminnalliseen ennusteeseen. APCO aliarvioi TDCO:a matalan systeemiverenkierron vastuksen (SVR) kasvattaessa harhaa. Yhteenvetona todettakoon, että sydämen ja verenkierron toimintahäiriöt eivät eroa SAV- ja ICH-potilailla. Eri RAs:lle altistavat kullekin ominaiset tekijät. Tulehdukselliset mekanismit ovat keskeisiä keuhkopöhön kehittymisessä. Iskeemistyyppiset EKG-muutokset ovat yhteydessä huonompaan toiminnalliseen ennusteeseen. APCO:n luotettavuus NT-IH -potilailla on riittämätön, ja harhaa lisää matala SVR.

Abstract Children born preterm are prone to acute brain insults related to subsequent neurodevelopmental impairments. However, the role of specific biomarkers and perinatal clinical factors in the pathogenesis of brain injury and neurodevelopmental sequelae has remained poorly understood. The present study evaluated whether specific immunoproteins at birth predict the risk of intraventricular hemorrhage (IVH) and whether their receptors are localized at the bleeding site. We further investigated whether children who went on to develop cerebral palsy (CP) could be identified on the basis of blood immunoproteins collected during the perinatal period. The association between single nucleotide polymorphisms in the chemokine CCL18 gene and susceptibility to CP was also studied. Finally, we investigated the association of pre- and postnatal factors with cognitive outcomes in very preterm-born schoolchildren without impairments. The present study revealed that a low concentration of CCL18 in cord blood was an independent risk factor of IVH in very preterm infants. The CCL18 receptor, CCR3, was detectable in the periventricular area and in the neurons of the hippocampus in preterm infants already at 23 weeks of gestation. We also identified a cluster of cord blood cytokines that was associated with the risk of CP. In addition, inflammatory cytokine levels were associated with CP risk on days 1 and 7 after birth. The genetic study showed that both IVH and the CCL18 polymorphism independently and additively had an influence on CP susceptibility. Our study further demonstrated that schoolchildren born very preterm without CP or cognitive impairment had poorer performance in visuospatial–sensorimotor skills and in attention–executive functions than term-born children. Fetal growth restriction was an independent risk factor of compromised neurocognitive outcome in very preterm children predicting difficulties in language, memory and learning. In conclusion, specific cytokines and cytokine clusters serve as biomarkers of different pathways involved in damage to the brain structures and in the pathogenesis of CP. In addition, genetic factors can affect these processes. Further, fetal growth restriction and prematurity play important roles in neurocognitive development later in life. / Tiivistelmä Hyvin ennenaikaisina syntyneet lapset ovat alttiita akuuteille aivovaurioille sekä myöhemmin ilmeneville kehityshäiriöille. Eri välittäjäaineiden sekä raskaudenaikaisten ja syntymänjälkeisten kliinisten tekijöiden vaikutusta aivojen vaurioherkkyyteen sekä neurologiseen ja neurokognitiiviseen kehitykseen ei kuitenkaan ole tutkittu riittävästi. Tässä tutkimuksessa tarkasteltiin, ennustaako jokin napaverestä tutkituista sytokiineista aivoverenvuotoa hyvin ennenaikaisesti syntyneillä vastasyntyneillä. Lisäksi selvitettiin, onko sytokiinin spesifinen reseptori osoitettavissa vuotoherkällä alueella aivoissa. Tutkimme myös, ennustaako jokin napaveren immunoproteiini-profiilin komponentti CP-vamman syntyä joko itsenäisesti tai yhdessä muiden perinataalisten riskitekijöiden kanssa sekä lisääkö tietyn sytokiinin (CCL18) geneettinen vaihtelu CP-vamman riskiä hyvin ennenaikaisesti syntyneillä lapsilla. Lisäksi selvitimme, vaikuttavatko raskaudenaikaiset tekijät ja vastasyntyneisyyskauden sairaudet neurokognitiiviseen kehitykseen kouluiässä. Tämän tutkimuksen mukaan napaveren matala CCL18-kemokiinipitoisuus oli itsenäinen aivoverenvuodon riskitekijä. CCR3-reseptori, johon CCL18 sitoutuu, oli osoitettavissa sekä vuotoherkällä alueella että hermosoluissa 23. raskausviikon iästä lähtien. Havaitsimme myös, että tietyt napaveren sytokiiniryppäät ja yksittäisten tulehdusvastevälittäjäaineiden pitoisuudet 1. ja 7. elinpäivänä olivat yhteydessä CP-riskiin. Lisäksi havaitsimme yhteyden CCL18-kemokiinin geneettisen vaihtelun ja aivoverenvuodon sekä CP-vamman kehittymisen välillä. Tutkimuksemme mukaan hyvin ennenaikaisesti syntyneet koululaiset, joilla ei ollut CP- tai kehitysvammaa, suoriutuivat täysiaikaisina syntyneitä verrokkeja heikommin visuaalista hahmotusta ja sensomotoriikkaa sekä tarkkaavuutta ja toiminnanohjausta mittaavissa testeissä. Lisäksi havaitsimme sikiöaikaisen kasvuhäiriön ennustavan itsenäisesti heikkoa suoritusta kieltä, muistia ja oppimista testaavissa tehtävissä ennenaikaisesti syntyneillä lapsilla. Tietyt sytokiinit ja sytokiiniryppäät ovat yhteydessä aivovauriomekanismeihin. Nämä mekanismit saattavat yhdessä perinnöllisen alttiuden kanssa vaikuttaa myös CP-vamman syntyyn. Sikiöaikainen kasvuhäiriö ja ennenaikaisuus vaikuttavat lapsen myöhempään neurokognitiiviseen kehitykseen.

Abstract Background: Childhood brain tumors (CBTs) are the most common solid tumors in childhood. CBT survivors have a high risk of several late-effects, including cerebrovascular disease (CVD), neurocognitive impairment, secondary neoplasms, and low bone mineral density; however, only a few studies have clinically investigated the late-sequelae in young-adult CBT survivors. Aim: To determine the prevalence of CVD, neurocognitive impairment, secondary neoplasms, and bone mineral density in a national cohort of radiotherapy-treated long-term survivors of CBT. Subjects and Methods: Radiotherapy-treated CBT survivors diagnosed between 1970–2008 were selected based on the following inclusion criteria: follow-up ≥5 years since the cessation of therapy and age of ≥16 years at the time of the study. Survivors were clinically and neuropsychologically examined, and investigated by magnetic resonance imaging (MRI), bone mineral densitometry, and laboratory analysis. Results: We included 74 survivors after a mean follow-up time of 18.9 ± 6.1 years. The mean age at follow-up was 28.4 ± 6.8 years and at diagnosis 8.3 ± 4.3 years. At the 20-year follow-up, the cumulative prevalence of CVD, along with small- and large-vessel disease was 52%, 38%, and 16%, respectively. Ischemic infarcts or transient ischemic attacks were diagnosed in 11% of the survivors, lacunar infarcts in 10%, and cerebral hemorrhage in 3%. White matter lesions (WMLs) were noted in 49% of the survivors. Higher blood pressure was associated with CVD, large-vessel disease, WMLs, and lacunar infarcts. Survivors had lower cognitive performance in all neuropsychological domains than controls. Mean verbal intelligence quotient was 89 ± 14 and mean performance intelligence quotient 87 ± 19. Executive functions (Z-score -5.0 ± 5.3 SD) and processing speed (Z-score -4.3 ± 5.4 SD) were extensively impaired. Executive functions and processing speed were associated with everyday life skills. Cumulative incidence of secondary meningiomas was 10.2% at the 25-year follow-up using the clinical data, and that of secondary neoplasms was 2.4% using the Finnish Cancer Registry data. We observed low bone mineral density in 23.6% of the survivors, which was associated with fractures in long bones. Conclusions: Young adult CBT survivors experienced late-consequences typically associated with ageing. / Tiivistelmä Taustaa: Suomessa sairastuu vuosittain 46-60 lasta aivokasvaimeen, joka on lapsuusiän yleisin, kiinteä kasvain. Selviytyneillä on todettu lisääntynyt hoitojen myöhäisvaikutuksien riski. Kuitenkin nuorten aikuisten haittavaikutuksia on toistaiseksi tutkittu melko vähän. Tutkimuksen tarkoitus: Tarkoituksena oli selvittää sädehoidon jälkihaittoina esiintyvien sairauksien, kuten aivoverisuonisairauksien, älyllisten ongelmien, sekundaaristen kasvainten ja luustonhaurastumisen yleisyyttä ja riskitekijöitä suomalaisessa, kansallisessa kohortissa. Aineisto ja Menetelmät: Tutkimukseen kutsuttiin kaikki Suomessa lapsuusiällä aivokasvaimen sairastaneet aikuiset, jotka oli hoidettu sädehoidolla vuosina 1970-2008. Tutkittavat olivat yli 16-vuotiaita ja hoitojen päättymisestä oli yli 5 vuotta. Osallistuneille tehtiin kliininen ja neuropsykologinen tutkimus, pään magneettikuvaus, luustontiheysmittaus ja laboratoriotutkimuksia. Tulokset: Tutkimukseemme osallistui 74 nuorta aikuista 18,9 ± 6,1 vuotta hoitojen päättymisen jälkeen. Tutkittavat olivat iältään 28,4 ± 6,8 -vuotiaita osallistuessaan, ja 8,3 ± 4,3 -vuotiaita diagnoosihetkellä. Aivoverisuonisairaus todettiin 52% tutkimukseen osallistuneella 20 vuoden seurannan jälkeen, pienten suonten tauti oli 38 %:lla ja suurten suonten tauti 16 %:lla. Aivoinfarktin oli sairastanut 9 % tutkituista, lakuunainfarktin 10 % ja aivoverenvuodon 3 % tutkituista. Valkean aivoaineen muutoksia todettiin 49 %:lla magneettikuvauksessa. Korkea verenpaine lisäsi aivoverisuonisairauden, suurten suonten taudin, valkoisen aivoaineen muutoksien sekä lakuunainfarktien riskiä. Selviytyjien keskimääräinen kielellinen älykkyysosamäärä oli 89 ± 14 ja ei-kielellinen 87 ± 19. Suurimmat vaikeudet todettiin toiminnanohjauksessa (Z-luku -5,0 ± 5,3 SD) ja prosessointinopeudessa (Z-luku -4,3 ± 5,4 SD). Toiminnanohjauksen ja prosessointinopeuden vaikeudet olivat yhteydessä arkielämän haasteisiin. Sekundaaristen aivokalvokasvainten kumulatiivinen esiintyvyys oli 25 vuoden seuranta-aikana 10,2 % kliinisessä tutkimuksessa ja sekundaaristen kasvainten 2,4 % Syöpärekisteriaineistossa. Matala luustontiheys todettiin 23,6%:lla selviytyneistä. Johtopäätökset: Nuorilla aikuisilla, jotka ovat lapsena aivokasvaimen vuoksi saaneet sädehoitoa, esiintyy useita sellaisia jälkihaittoja, jotka yleensä liittyvät ikääntymiseen.