Spreading depolarizations (SD) contribute to lesion progression after experimental focal cerebral ischemia while such correlation has never been shown in stroke patients. In this prospective, diagnostic study, we investigate the association of SDs and secondary infarct progression after malignant hemispheric stroke. SDs were continuously monitored for 3–9 days with electrocorticography after decompressive hemicraniectomy for malignant hemispheric stroke. To ensure valid detection and analysis of SDs, a threshold based on the electrocorticographic baseline activity was calculated to identify valid electrocorticographic recordings. Subsequently SD characteristics were analyzed in association to infarct progression based on serial MRI. Overall, 62 patients with a mean stroke volume of 289.6 ± 68 cm 3 were included. Valid electrocorticographic recordings were found in 44/62 patients with a mean recording duration of 139.6 ± 26.5 hours and 52.5 ± 39.5 SDs per patient. Infarct progression of more than 5% was found in 21/44 patients. While the number of SDs was similar between patients with and without infarct progression, the SD-induced depression duration per day was significantly longer in patients with infarct progression (593.8 vs. 314.1 minutes; *p = 0.046). Therefore, infarct progression is associated with a prolonged SD-induced depression duration. Real-time analysis of electrocorticographic recordings may identify secondary stroke progression and help implementing targeted management strategies.

Abstract Spreading depolarization (SD) describes a propagating neuronal mass depolarization within the cerebral cortex that represents a mediator of infarct development and strongly stimulates the metabolic rate of O2 consumption. Here, we investigated the influence of Spreading Depolarization (SD) on brain tissue partial pressure of O2 (ptiO2) within the peri-infarct tissue of patients suffering malignant hemispheric stroke (MHS). This prospective observational trial included 25 patients with MHS that underwent decompressive hemicraniectomy followed by subdural placement of electrodes for electrocorticography (ECoG) and neighboring implantation of a ptiO2 probe within the peri-infarcted cortex. Continuous side-by-side ECoG + ptiO2 recordings were obtained for 3-6 days postoperatively and analyzed for the occurrence of SD-independent and SD-coupled ptiO2 changes, radiological findings, as well as their association with clinical outcome at 6 months. During the combined ECoG + ptiO2 monitoring period of 2,604 hours and among 1,022 SDs, 483 (47%) SD-coupled ptiO2 variations were identified as biphasic (59%), hypoxic (36%) or hyperoxic (5%) ptiO2 responses that differed significantly (*p<0.0001). Among the remaining 538/1,022 (53%) SDs, no SD-coupled ptiO2 response was detected, which we categorized as ‘No response’. The overall infarct progression was 1.7% (IQR -2.5–10.9). Spreading Depolarization characteristics regarding type, duration and frequency, as well as SD-independent baseline ptiO2 had no association with outcome. In contrast, a high occurrence rate and amplitude of SD-coupled variations in ptiO2 were associated with improved outcome at 6 months (occurrence: r=-0.62, *p=0.035; amplitude: r=-0.57, *p=0.024; Spearman correlation). In conclusion, an absent or reduced ptiO2 response to SD could indicate tissue-at-risk and help direct targeted treatment strategies in ischemic stroke, which is further evidence that not all SDs are the same, but that tissue responses coupled to SD such as ptiO2 contain prognostic information. In particular, a lack of SD-coupled ptiO2 variations appears to be a predictor of worse outcome in large hemispheric stroke.

Aneurysmal subarachnoid hemorrhage (aSAH) has a high complications burden, with in-hospital mortality as the most devastating outcome. We aimed to develop and validate a risk score for early prediction of in-hospital mortality after aSAH.