Transkraniell-sonographische Darstellung der Hirnperfusion mit

Transcrição

Aus der Klinik für Neurologie
der Universität zu Lübeck
Direktor: Prof. Dr. med. D. Kömpf
Transkraniell-sonographische
Darstellung der Hirnperfusion
mit dem Harmonic Imaging Verfahren
bei Patienten mit
akutem Hirninfarkt oder intrakraniellem Tumor
Inaugural-Dissertation
zur
Erlangung der Doktorwürde
der Universität zu Lübeck
$XVGHU0HGL]LQLVFKHQ)DNXOWlW
vorgelegt von
Grit Berdien
aus Bremerhaven
Lübeck 2004
Erster Berichterstatter
Prof. Dr.med. G.Seidel
Zweiter Berichterstatter /Berichterstatterin
Priv.-Doz. Dr.med. U.Missler
Tag der mündlichen Prüfung
18. August 2005
Zum Druck genehmigt.
Lübeck, den 18. August 2005
0HLQHQ(OWHUQ
Inhalt
,QKDOW
1
Einleitung und Zielsetzung ..............................................................................1
2
Material und Methoden ...................................................................................4
2.1
Technische Grundlagen.....................................................................4
2.1.1
A-Mode ............................................................................................. 4
2.1.2
B-Mode ............................................................................................. 5
2.1.3
Dopplersonographie ......................................................................... 5
2.1.4
Farbduplexsonographie .................................................................... 7
2.1.5
Harmonic Imaging........................................................................... 10
2.2
Gerätetechnik und Kontrastmittel.....................................................13
2.3
Patienten und Untersuchungsgang..................................................14
2.3.1
Patienten......................................................................................... 14
2.3.2
Farbduplexsonographie der intra- und extrakraniellen Gefäße....... 15
2.3.3
Harmonic Imaging bei Patienten mit akutem Hirninfarkt nach
SonoVue®-Injektion......................................................................... 15
2.3.4
Harmonic Imaging bei Patienten mit intrakraniellem Tumor nach
Levovist®-Injektion .......................................................................... 16
2.3.5
Datenanalyse.................................................................................. 17
2.3.6
Auswertung der Perfusionuntersuchungen ..................................... 17
2.4
3
Statistische Verfahren......................................................................19
Ergebnisse ....................................................................................................20
3.1
Patienten mit Hirninfarkt...................................................................20
3.1.1
Allgemeines .................................................................................... 20
3.1.2
Diagnosen....................................................................................... 21
3.1.3
Ergebnisse des Bolus Harmonic Imaging (BHI).............................. 23
3.1.4
Untersuchung der Zeit-Intensitäts-Kurven ...................................... 25
3.1.5
Vergleich der Infarktausdehnung in der Referenzbildgebung
(CCT / MRT) mit dem perfusionsgestörtem Areal im Harmonic
Imaging ........................................................................................... 28
3.1.6
Nachbefragung ............................................................................... 32
3.1.7
Artefakte ......................................................................................... 33
3.2
Patienten mit Hirntumor ...................................................................34
-I-
Inhalt
3.2.1
Allgemeines .................................................................................... 34
3.2.2
Diagnosen....................................................................................... 34
3.2.3
Ergebnisse des Harmonic Imaging ................................................. 35
3.3
4
Kasuistiken von Patienten mit Hirninfarkt ........................................39
3.3.1
Beispiel 1 ........................................................................................ 39
3.3.2
Beispiel 2 ........................................................................................ 41
Diskussion.....................................................................................................44
4.1
Patienten mit Hirninfarkt...................................................................44
4.1.1
Zielsetzung, Material und Methoden............................................... 44
4.1.2
Ergebnisse...................................................................................... 46
4.2
Patienten mit intrakraniellem Tumor ................................................47
4.2.1
Zielsetzung, Material und Methoden............................................... 47
4.2.2
Ergebnisse...................................................................................... 48
5
Zusammenfassung........................................................................................50
6
Literaturverzeichnis .......................................................................................52
7
Anhang 60
7.1
National Institutes of Health Stroke Scale (NIHSS) .........................60
7.2
Modified Rankin Score (mRS) .........................................................70
7.3
Karnofsky-Index...............................................................................70
8
Danksagung ..................................................................................................71
9
Lebenslauf.....................................................................................................72
-II-
Abkürzungsverzeichnis
$ENU]XQJVYHU]HLFKQLV
µm
Mikrometer
A
Arterie
A_Infarkt
Infarktareal in der Verlaufscomputertomographie
bzw. - magnetresonanztomographie
A_PPI
Fläche
mit
Signalminderung
über
50%
im
Pixelwise-Peak-Intensity-Bild
A_TTP
Fläche mit verzögerter Kontrastmittelanflutung von
mindestens drei Sekunden im Time-To-Peak-Bild
ACA
Arteria cerebri anterior
ACI
Arteria carotis interna
ACM
Arteria cerebri media
ACP
Arteria cerebri posterior
A-Mode
Amplitude Modulation
au²
acoustic units zum Quadrat
AV-Hypoplasie
Hypoplasie der Arteria vertebralis
BHI
Bolus Harmonic Imaging
B-Mode
Brightness-Mode
CCT
Kranielle Computertomographie
cm
Zentimeter
CT
Computertomographie
CW
Continous-wave-Technik
DEGUM
Deutsche Gesellschaft für Ultraschall in der
Medizin
DWI
diffusionsgewichtete Magnetresonanztomographie
ECCS
Extracranial color-coded sonography
EKG
Elektrokardiographie
GB
Gigabyte
h
Stunde
HI
Harmonic Imaging
Hz
Hertz
i
Intensität
IBS
Integrated Back Scatter
-III-
KM
Kontrastmittel
l
links
m
Meter
M
Monat
M1
Hauptstamm der Arteria cerebri media
M2
Anteil der Arteria cerebri media, der sich in der
Fossa lateralis aufzweigt
MFV
Mean Flow Velocity = Mittlere
Flussgeschwindigkeit
MI
Mechanical Index
ml
Milliliter
MOD
Magnetooptische Disc
mRS
Modified Rankin Score
MRT
Magnetresonanztomographie
ms
Millisekunden
NIHSS
National Institutes of Health Stroke Scale
NYHA
New York Heart Association
o.p.B.
Ohne pathologischen Befund
p
Irrtumswahrscheinlichkeit
PESDA
Perfluorocarbon-exposed sonicated dextrose
albumin
PET
Positronenemissionstomographie
PI
Peak Intensität
PPI
Pixelwise Peak Intensity
PRF
Puls-Repetitions-Frequenz
PW
Pulse-wave-Technik
PWI
perfusionsgewichtete
Magnetresonanztomographie
QA
Quartilsabstand (Spannweite der 50% mittleren
Werte)
r
rechts
RHI
Replenishment Harmonic Imaging
ROI
Region Of Interest
-IV-
s
Sekunde
SAB
Subarachnoidalblutung
SPECT
Single-Photon-Emissions-Computertomographie
t
Zeit
TCCS
Transcranial color-coded sonography
TCD
Transkranielle Dopplersonographie
TCS
Transkranielle Sonographie
TGC
Time Gain Compensation
TIBI-Klassifikation, -Score
Thrombolysis-in-brain-ischemia-Klassifikation,
- Score
TTP
Time To Peak
UKM
Ultraschallkontrastmittel
UKS-H
Universitätsklinikum Schleswig-Holstein
V0
Arteria vertebralis in ihrem Abgang aus der Arteria
subclavia
VHS
Video Home System
W
Watt
-V-
Einleitung
(LQOHLWXQJXQG=LHOVHW]XQJ
Die Rolle von Ultraschallverfahren bei der Diagnostik zerebraler Gefäßerkrankungen hat vor allem aufgrund ihrer vielseitigen Verwendbarkeit an
Bedeutung gewonnen (Kaps, 1994).
Bei zerebralen Gefäßerkrankungen sind vor allem Hirninfarkte zu nennen, die zu
den häufigsten Krankheitsbildern in der Neurologie gehören. In Deutschland
erleiden jährlich ca. 180.000 Menschen einen Hirninfarkt (Kolominsky-Rabas et
al., 1998).
Eine Letalität von 37,3% nach einem Jahr verdeutlicht die Bedeutung von
Therapie
und
Prognose
dieses
Krankheitsbildes
(Kolominsky-Rabas
und
Heuschmann, 2002).
Für die effektive Therapie in der Frühphase des Infarktes ist vor allem die
Erkennung der gefährdeten Infarktrandzone, der sogenannten Penumbra („tissueat-risk“) wichtig, bei der es sich um funktionsgestörtes Hirngewebe mit erhaltenem
Strukturstoffwechsel handelt (Röther, 2001; Moonis, 2002).
Hirntumore sind mit einer jährlichen Inzidenz von ca. 15.000 (Poeck und Hacke,
1998) zwar nicht so häufig wie Hirninfarkte, für die Betroffenen jedoch nicht minder
bedrohlich. Als Kriterium für die Malignität eines Hirntumors gilt eine vermehrte
Vaskularisation, die wiederum anhand der damit verbundenen Hyperperfusion mit
verschiedenen bildgebenden Verfahren dargestellt werden kann (Pollard et al.,
2002).
Verschiedene
sonographische
Methoden
wurden
bereits
vor
mehreren
Jahrzehnten zur Darstellung des Hirns bei diesen beiden Krankheitsbildern
eingesetzt.
Schon 1942 gelang Dussik sonographisch die eindimensionale Darstellung
intrakranieller Strukturen, doch konnte sich auch die 1965 durch Galicich
weiterentwickelte zweidimensionale Sonographie (Galicich, 1965) langfristig nicht
gegen die Anfang der 70er Jahre entwickelte Computertomographie durchsetzen
(Ambrose und Hounsfield, 1973).
Lediglich in der Kinderheilkunde wurde dieses Untersuchungsverfahren aufgrund
der besseren Schallbedingungen durch die offene Fontanelle nicht zuletzt wegen
der geringen Belastung für den Patienten beibehalten.
-1-
Einleitung
Seit Beginn der 90er Jahre konnte jedoch durch die Entwicklung niederfrequenter
Ultraschall-B-Bild-Scanner
erreicht
werden,
dass
auch
die
intrakraniellen
Strukturen des Erwachsenen zweidimensional und in Echtzeit darstellbar sind. Auf
diese Weise erlangte die seit den 40er Jahren bekannte Vermessung der
Mittellinie (Verlagerung des 3. Ventrikels) als prognostisches Merkmal neue
Bedeutung (Seidel et al., 1996; Stolz et al., 1999; Gerriets et al., 2001).
Mit der Entwicklung der transkraniellen Dopplersonographie (Aaslid et al., 1982)
wurde
es
darüber
hinaus
möglich,
die
Blutflussgeschwindigkeiten
der
Hirnbasisarterien zu messen.
Eine Weiterentwicklung erfuhr diese Methode durch die Kombination mit der BBild-Sonographie
zur
sogenannten
transkraniellen
farbkodierten
Duplex-
sonographie (Transcranial color-coded sonography = TCCS), bei der das
helligkeitsgewichtete Brightness-(B-) Bild mit der farbkodierten Darstellung der
Flussgeschwindigkeiten kombiniert wird, so dass eine leichtere räumliche
Zuordnung der Strukturen im zweidimensionalen Bild gelingt. Mit dieser Methode
können Stenosen und Verschlüsse der Hirnbasisarterien diagnostiziert werden
(Becker et al., 1991).
Als Bedside-Verfahren für das Monitoring von raumfordernden Hirninfarkten
gelangte die TCCS zu einer gewissen Bedeutung, da anhand dieses Verfahrens
sowohl Aussagen über die Flussgeschwindigkeiten der Hirnbasisarterien als auch
über infarktbedingte Veränderungen des Parenchyms und der Ventrikel getroffen
werden können (Seidel et al., 1995). Auf diese Weise ist im Gegensatz zu der
kraniellen Computertomographie (CCT) und der Magnetresonanztomographie
(MRT) eine kombinierte Darstellung struktureller und funktioneller Informationen
möglich.
Ein limitierender Faktor der transkraniellen Sonographie (TCS) ist dagegen vor
allem der zu durchdringende Schädelknochen, durch den es örtlich zu einer
schlechteren Auflösung kommen kann bzw. durch den bestimmte Areale nicht
beurteilt werden können.
Ein Vorteil der TCS gegenüber der CCT ist die fehlende Strahlenbelastung.
Darüber hinaus ist die Sonographie kostengünstig und kann jederzeit am
Patientenbett durchgeführt werden, so dass Wartezeiten und Anfahrtswege
entfallen und der Patient kontinuierlich überwacht werden kann.
-2-
Einleitung
Eine
Weiterentwicklung
erfuhr
die
TCS
durch
den
Einsatz
von
Ultraschallkontrastmitteln (UKM), die gashaltige Mikrobläschen in wässriger
Suspension enthalten. Die UKM führen zu einer Verbesserung des SignalRausch-Verhältnisses.
Ihre
Anwendung
stellt
die
Grundlage
für
die
Schnittbilddarstellung der Hirnperfusion mit Ultraschallverfahren dar und steigert
die Erfolgsrate der transkraniellen Darstellung der basalen Hirnarterien bei
ungenügendem Schallfenster um 80 – 95 % (Seidel et al., 2003).
Ihre Eigenschaften sind die Voraussetzung für neue sonographische Verfahren
wie das sogenannte Harmonic Imaging (HI). Bei diesem Verfahren werden selektiv
die harmonischen Eigenschaften der UKM-Mikrobläschen analysiert. Da die UKM
im Vergleich zum Hirngewebe besonders bei den niedrigen Beschallungsintensitäten des HI gut resonieren, ist dieses Verfahren sehr gut geeignet, um die
Kontrastmittelbläschen in der zerebralen Mikrozirkulation nachzuweisen (Seidel
und Meyer, 2001).
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Anwendung von HI bei zwei
Patientengruppen.
Zum
einen
Patienten
mit
akutem
Hirninfarkt,
die
möglicherweise Hirnareale mit Perfusionsminderung aufweisen und zum anderen
Patienten mit Hirntumoren, die neben Arealen mit Perfusionsminderung auch
Areale mit Perfusionssteigerung (Neovaskularisation) als Zeichen der Malignität
aufweisen können.
Im Einzelnen gilt es, folgende Fragen zu klären:
1. Lassen sich Areale mit Hypo- oder Hyperperfusion mit Harmonic Imaging
bei beiden Patientenkollektiven darstellen ?
2. Wie
korrelieren
Areale
mit
Hypo-
oder
Hyperperfusion
mit
den
entsprechenden Regionen in den Referenzschnittbildverfahren (CCT /
MRT) ?
3. Korreliert der Status der zerebralen Makrozirkulation mit den Befunden der
Harmonic-Imaging-Bildgebung bei Patienten mit Hirninfarkt ?
4. Wie ist die prognostische Bedeutung der Harmonic-Imaging-Bildgebung bei
Patienten mit akutem Hirninfarkt ?
-3-
Material und Methoden
0DWHULDOXQG0HWKRGHQ
7HFKQLVFKH*UXQGODJHQ
Die Sonographie ist eine nicht-invasive und beliebig oft wiederholbare Methode,
um morphologische und funktionelle Informationen über das Körperinnere zu
gewinnen.
Durch diese Eigenschaften sowie die Tatsache, dass bei der Sonographie keine
Strahlenbelastung entsteht, ist sie für die Diagnostik in vielen medizinischen
Fächern essentiell.
Bei der neurologischen Diagnostik sind dabei vor allem Doppler- und
Farbduplexsonographie von Bedeutung (Soldner, 1998).
Bei der Sonographie sendet ein piezoelektrischer Signalgeber hochfrequente
Schallwellen im Megahertzbereich in den zu untersuchenden Körper, wo je nach
Gewebszusammensetzung
bzw.
Schallwiderstand
(Impedanz)
eine
unter-
schiedliche Ausbreitung erfolgt.
An Grenzflächen zwischen Geweben unterschiedlicher Impedanz wird ein Teil der
Schallwellen reflektiert oder gestreut, der dann als Echosignal vom Empfänger
aufgenommen und für die Bildverarbeitung weiterverarbeitet werden kann.
Hohe Impedanzunterschiede wie z.B. zwischen Luft und Wasser führen dabei zur
Totalreflexion. Damit diese nicht schon an der Körperoberfläche erfolgt, wird dort
der Effekt der Totalreflexion durch Kontaktgel minimiert.
Aufgrund der Zeitverzögerung zwischen Aussendung des Echosignals und
Empfang der reflektierten Wellen wird die zwischen Grenzfläche und Empfänger
zurückgelegte Entfernung ermittelt.
Dabei ist jedoch zu beachten, dass die Schallwellen bei zunehmender Entfernung
abgeschwächt werden. Dies schränkt vor allem die Diagnostik mit hohen
Frequenzen ein.
$0RGH
A-Mode steht für Amplitude Modulation und beschreibt die eindimensionale
Darstellung der empfangenen Signale in einem Koordinatensystem.
Dabei wird die Eindringtiefe auf der Abszisse, die Intensität des Signals hingegen
auf der Ordinate aufgetragen (Drese et al., 1966). Durch die hiermit mögliche
Darstellung
des
sogenannten
Mittellinienechos
-4-
des
Hirns
kann
eine
Massenverschiebung der Hirnhälften sichtbar gemacht werden. Auf der A-ModeTechnik basieren alle zwei- und dreidimensionalen Ultraschallverfahren.
%0RGH
Der in der Brightness-Mode-Technik (B-Mode-Technik) verwendete elektronische
Scanner verfügt über viele Einzelwandler nebeneinander, welche simultan
mehrere Scanlinien darstellen können.
Die Abbildung erfolgt dabei nicht als Kurve wie bei der A-Mode-Technik. Die
reflektierten
Signale
werden
statt
dessen
je
nach
ihrer
Stärke
durch
unterschiedliche Graustufen dargestellt – je stärker das empfangene Signal, desto
heller.
Auf diese Weise kann ein zweidimensionales Schnittbild erzeugt werden.
Darüber hinaus ist es durch hohe Wiederholungsraten von 10 - 50 Hz möglich, ein
sogenanntes Echtzeitbild (Real-Time-Sonographie) zu erzeugen (Kanzer, 1970).
'RSSOHUVRQRJUDSKLH
Parallel zur B-Mode-Technik wurde die Dopplersonographie entwickelt, die sich
des nach dem österreichischen Physiker Christian Doppler benannten DopplerEffektes bedient (Doppler, 1842). Dieser beruht auf einer Frequenzverschiebung,
die bei einer Veränderung des Abstands zwischen Sender und Empfänger
entsteht.
Bei der Dopplersonographie werden die korpuskulären Bestandteile des Blutes
beschallt. Durch die Flussgeschwindigkeit dieser Teilchen wird eine Berechnung
der Doppler-Frequenzverschiebung möglich, wobei ein Fluss auf die Sonde zu
eine Frequenzerhöhung des gestreuten Schalls bewirkt und umgekehrt.
Allgemein ist eine Unterscheidung zwischen Continuous-wave- und Pulse-waveDoppler möglich:
Bei
der
Continuous-wave-Technik
(CW)
erfolgen
Schallaussendung
und
- empfang kontinuierlich durch jeweils einen Kristall. Ein Problem stellt jedoch die
Überlagerung aller bewegten Echos unterhalb des Schallkopfes dar, so dass eine
Trennung dicht benachbarter Strukturen nur schwer möglich ist.
Vorteile sind hingegen, dass Gefäße leichter gefunden und auch höhere
Geschwindigkeiten bestimmt werden können.
Anwendung findet diese Methode bei der extrakraniellen Dopplersonographie.
-5-
Bei der Pulse-wave-Technik (PW) sendet ein Kristall gepulste Signale aus und
empfängt diese in der Sendepause auch wieder. Der Vorteil gegenüber anderen
Verfahren besteht darin, dass durch die Zeitdifferenz zwischen Aussendung und
Empfang sowohl Geschwindigkeit als auch die Tiefe eines beschallten Körpers
bestimmt werden können (Haerten, 1998). Allerdings können durch das Hin- und
Herschalten zwischen Senden und Empfang nur Signale eines engen Zeitraumes
( = sample volume) berechnet werden. Darüber hinaus kann der Dopplershift nicht
mehr genau gemessen werden, sobald die Frequenz, mit der auf Empfang
umgeschaltet wird (= Puls-Repetitions-Frequenz), die Hälfte des Dopplershifts
(= Nyquist-Limit) überschreitet. Dieses Phänomen wird als das Alias-Phänomen
bezeichnet.
Die
PW-Methode
wird
vor
allem
für
die
Transkranielle
Dopplersonographie (TCD) und die farbkodierte Duplexsonographie angewandt.
Die Dopplersonographie fand seit den 70er Jahren zunächst lediglich bei
extrakraniellen Gefäßen klinische Anwendung. Anfang der 80er Jahre gelang
dann Aaslid und Mitarbeitern die transtemporale Darstellung der Hirnbasisarterien
mit niederfrequentem Ultraschall (1-2,5 MHz), mit dem eine höhere Eindringtiefe
erreicht werden kann (Aaslid et al., 1982). Heute zählt diese sogenannte
transkranielle Dopplersonographie (TCD) bei der Untersuchung der basalen
Hirnarterien zur Standarddiagnostik.
Auf den abgeleiteten Dopplerfrequenzspektren der TCD basiert die Thrombolysisin-brain-ischemia (TIBI) Klassifikation, die typische pathologische Flusssignale der
A. cerebri media im akuten Hirninfarkt unterteilt, siehe auch Tabelle 2.1 (Demchuk
et al., 2001).
-6-
TIBI-Score
Kriterien
Grad 0: kein Flusssignal
-
fehlende Flusssignale sind definiert als das
Fehlen regelmäßiger, pulsatiler arterieller
Signale trotz wechselnder Stärke des
Hintergrundrauschens
Grad 1: minimal
-
systolische Spikes variabler Geschwindigkeit
und Ausprägung
kein diastolisches Flusssignal in allen
Herzzyklen, basierend auf der visuellen
Interpretation von Perioden ohne Flusssignal
während der Enddiastole
Flussumkehr ist eine Unterform des minimalen
Flusses
verringerter systolischer Anstieg
positive enddiastolische Geschwindigkeit und
Pulsatilitätsindex < 1,2
normaler systolischer Anstieg
positive enddiastolische Geschwindigkeit
abgeschwächte mittlere Flussgeschwindigkeiten (MFV) von über 30% verglichen mit der
Gegenseite
MFV von über 80 cm/s UND Geschwindigkeitsdifferenz von mehr als 30% verglichen mit
der Gegenseite
wenn beide Seiten betroffen sind und infolge
geringer enddiastolischer Geschwindigkeiten
eine MFV von < 80 cm/s aufweisen, eine
mittlere Flussgeschwindigkeit von > 30%
verglichen mit der Gegenseite UND Anzeichen
für Turbulenzen
unter 30% Differenz der MFV verglichen mit der
Gegenseite
ähnliche Wellenform verglichen mit der
Gegenseite
-
-
Grad 2: schwach
-
Grad 3: gedämpft
-
Grad 4: stenotisch
-
-
Grad 5: normal
-
-
7DEHOOH Beschreibung der Thrombolysis-in-brain-ischemia- (TIBI-) Klassifikation nach
Demchuk; MFV = Mean Flow Velocity (mittlere Flussgeschwindigkeit); der Pulsatilitätsindex
(Gosling und King, 1974) bezeichnet die Differenz aus maximaler systolischer und enddiastolischer
Flussgeschwindigkeit geteilt durch die mittlere Geschwindigkeit.
)DUEGXSOH[VRQRJUDSKLH
Bei der Farbduplexsonographie handelt es sich um eine Kombination aus B-Bild
und
zweidimensionaler
Darstellung
der
mittleren
intensitätsgewichteten
Flussgeschwindigkeiten, die auf das B-Bild superponiert wird (Barber et al., 1974).
-7-
Mit Hilfe der Pulse-Wave-Sonographie kann die Blutflussgeschwindigkeit in den
verschiedenen Lokalisationen des B-Bildes gemessen werden. Auf diese Weise ist
die gleichzeitige Beurteilung von Parenchym und qualitativer sowie quantitativer
Flussgeschwindigkeit in Echtzeit möglich. Man erhält somit das Triplex-Verfahren,
mit dem die diagnostische Sicherheit bei der Zuordnung von Flusssignalen
verbessert werden kann (Furuhata, 1988; Bogdahn et al., 1990; Tsuchiya et al.,
1990; Haerten, 1998).
Durch die Farbgebung rot wird ein Fluss auf die Sonde zu kodiert, blau hingegen
bedeutet Fluss von der Sonde weg. Durch Veränderungen des darzustellenden
Flussgeschwindigkeitsbereiches (Puls-Repetitions-Frequenz = PRF) können
pathologische Gefäßsegmente dargestellt werden.
Eingeschränkt wird dieses Verfahren dadurch, dass die Dopplersonographie ihr
Optimum bei der Messung der Flussgeschwindigkeit bei einem Winkel von 0° zum
Schallstrahl erreicht, der B-Mode hingegen Grenzflächen bei 90° optimal darstellt.
Bei einem anderen Wert als 0° oder 180° misst die Dopp lersonographie eine
falsch
zu
kleine
Flussgeschwindigkeit.
Die
Dopplerformel
besagt,
dass
Schallwellen ihre Frequenz in Abhängigkeit von der relativen Bewegung von
Sender und Empfänger verändern. Dies kann auch zur Berechnung der
Geschwindigkeit von Blutkörperchen dienen:
9=
)G ⋅ &
2 )0 ⋅ cos α
Fd = Dopplershift, also die Differenz zwischen Sende- und Empfangsfrequenz
F0 = Ausgangsfrequenz
V = Geschwindigkeit der Blutkörperchen
:LQNHO]ZLVFKHQHPLWWLHUWHP8OWUDVFKDOOXQG6WUömungsrichtung
C = Schallgeschwindigkeit im Weichteilgewebe
Aus dieser Formel wird ersichtlich, dass die gemessene Geschwindigkeit der
Blutkörperchen auch vom Einfallwinkel des Ultraschalls abhängt, so dass der
Messfehler bei bekanntem Winkel ausgeglichen werden kann.
Einen Kompromiss stellt ein Winkel von < 30° dar, da de r Messfehler bei fehlender
Winkelkorrektur unter 15 % liegt.
-8-
Die Farbduplexsonographie kann auch transkraniell erfolgen und wird seit ihrer
Beschreibung 1988 als transkranielle farbkodierte Sonographie (Transcranial
color-coded sonography = TCCS) bezeichnet (Furuhata, 1988).
Verwendet werden hier Sektorsonden mit 2-2,5 MHz. Diese werden auch in der
Echokardiographie angewendet, allerdings mit anderen Geräteparametern.
Über ein transtemporales Schallfenster ist die Diagnose von intrakraniellen
Gefäßverschlüssen, Stenosen, Vasospasmen nach Subarachnoidalblutung (SAB),
Angiomen, Aneurysmen und Kollateralen bei proximalen Gefäßverschlüssen
(Becker et al., 1991; Kaps, 1992; Seidel et al., 1995), sowie ein Monitoring bei der
Lysebehandlung von Hirninfarkten möglich (Eggers et al., 2003). Darüber hinaus
können anatomische Strukturen wie der I.-III. Ventrikel und transnuchal der
vertebrobasiläre Kreislauf zuverlässig dargestellt werden.
Der Verlagerung des III. Ventrikels kommt dabei als prognostischem Parameter
bei raumforderndem Hirninfarkt und intrazerebralen Blutungen eine besondere
Bedeutung zu (Seidel et al., 1996; Stolz et al., 1999; Gerriets et al., 2001).
Jedoch erfährt auch die TCCS Einschränkungen in der Anwendung:
Zum einen besitzen 15-20 % der Mitteleuropäer eine so kräftige Temporalschuppe, dass diese durch den Ultraschall nicht oder nur eingeschränkt
durchdrungen werden kann (Grolimund, 1986; Seidel et al., 1995).
Zum anderen sind beim Schädel relativ große Eindringtiefen notwendig, die nur
durch niedrige Beschallungsfrequenzen erreicht werden können. Diese wiederum
bedingen eine schlechtere Auflösung.
Eine verbesserte Darstellung des Hirnparenchyms ist durch die Anwendung von
Ultraschallkontrastmitteln (UKM) möglich (Kaps et al., 1999; Seidel et al., 2000).
Die von mir verwendeten UKM bestehen aus gashaltigen Mikrobläschen in
wässriger Suspension, die intravenös appliziert werden. Die gashaltigen
Mikrobläschen können aufgrund ihrer Größe und Hülle den Lungenkreislauf
passieren und wirken als Echoverstärker für den Ultraschall (Seidel und Meyer,
2001). Zum einen wurde Levovist® (Schering, Berlin, Deutschland) in einer
Konzentration von 400 mg Mikropartikel pro Milliliter verwendet. Bei diesem
Kontrastmittel, das seit 1995 zur Neurosonologie zugelassen ist, sind die
Luftbläschen von Palmitinsäure umhüllt und an ein Galaktosemikrobläschen
adsorbiert. Indikationen für die Verwendung von Levovist® sind die ein- und
zweidimensionale dopplersonographische Blutflussdarstellung bei Patienten mit
-9-
unzureichenden Dopplersignalintensitäten, Erkrankungen im Bereich des linken
Herzens, Erkrankungen peripherer Arterien und Venen, Tumorerkrankungen zur
Feststellung
des
Vaskularisationsausmaßes
sowie
zur
Diagnose
des
vesikoureteralen Refluxes bei Kindern. Eine Anwendung ist nicht zulässig bei
Galaktosämie, schwerer Herzinsuffizienz (NYHA III und IV) sowie schweren, vor
allem obstruktiven Lungenerkrankungen. Während Schwangerschaft und Stillzeit
sowie bis zu 14 Tage nach einem Myokardinfarkt sollte die Anwendung nur nach
strenger Indikationsstellung vorgenommen werden. Zum anderen wurde das
Kontrastmittel
verwendet,
SonoVue®
das
seit
(Bracco
2001
International,
zugelassen
ist.
Amsterdam,
SonoVue®
Niederlande)
besteht
aus
Schwefelhexafluoridbläschen, die von einem Phospholipidmonolayer umhüllt und
zu 90 % kleiner als 8 µm sind. Die Dispersion enthält bis zu 500 Millionen
Mikrobläschen pro Milliliter und ist für Untersuchungen der Herzkammern, der
großen Blutgefäße sowie zur Beurteilung von thorakalen und hepatischen
Läsionen vorgesehen. Nicht angewandt werden darf SonoVue® bei kardialem
Rechts-Links-Shunt,
schwerem
pulmonal-arteriellen
oder
dekompensiertem
arteriellen Hypertonus sowie bei akutem Atemnotsyndrom. Eine strenge
Indikationsstellung ist für die Anwendung bei dekompensierter Herzinsuffizienz,
einer schweren pulmonalen Erkankung, bis zu drei Tage nach Myokardinfarkt oder
einer fortgeschrittenen Leber- oder Nierenerkrankung erforderlich.
+DUPRQLF,PDJLQJ
Bei der Verwendung von UKM gibt es verschiedene Möglichkeiten der Interaktion
zwischen UKM-Mikrobläschen und dem Ultraschall, u.a. Streuung, Resonanz,
Fusion und Ruptur. Diese Interaktionen können neben- und nacheinander
stattfinden.
Die Resonanz bildet die Grundlage für das sogenannte Harmonic Imaging (HI), da
die in Resonanzschwingungen versetzten Mikrobläschen selbst Ultraschall mit
harmonischen Ober- und Unterschwingungen aussenden. Diese „harmonische
Signatur“ kann selektiv analysiert und für die Bildgebung genutzt werden. Beim HI
wird der Empfänger auf das Doppelte der emittierten Frequenz eingestellt
(3 - 5 MHz). Dies entspricht der ersten harmonischen Oberschwingung. Da UKM
vor allem bei diesen niedrigen Frequenzen im Vergleich zum Parenchym gut
-10-
resonieren, ist mit dem HI eine Darstellung auch von kleinen Gefäßen
(Mikrozirkulation) besonders gut möglich (Burns 1996, Seidel und Meyer, 2001).
Bei einer anderen Art der Interaktion von UKM und Ultraschall, der Ruptur, macht
man es sich zunutze, dass die UKM-Bläschen beim Zerplatzen ihre gesamte
Ultraschallenergie auf einmal abgeben. Dieses Phänomen wird als stimulierte
Emission bezeichnet. Da aber auch resonierende Mikrobläschen rupturieren
können, ist für die Darstellung der Mikrozirkulation eine Verlängerung des
Interpulsintervalls notwendig, damit zwischen zwei Pulsen eine Wiederauffüllung
des Kapillarbetts gewährleistet wird. Das HI erfuhr bisher u.a. Anwendung in der
Darstellung des myokardialen Blutflusses (Wei et al., 1998), erwies sich jedoch
ebenso für die Untersuchung von Leberläsionen (Beissert et al., 2000) und
malignen Neoplasien des Magens (Okanobu et al., 2002) sowie zur Verbesserung
der
Darstellung
von
Strukturen
in
der
Kopf-Hals-Region
als
geeignet
(Schade, 2001). Aber auch die Darstellung der Hirnperfusion bei gesunden
Personen (Seidel et al., 1999; Seidel et al., 2002) sowie die Identifizierung von
Perfusionsdefiziten beim akuten Hirninfarkt ist mit dem Harmonic Imaging möglich
(Federlein et al., 2000; Seidel et al., 2003; Wiesmann et al., 2004).
Beim sogenannten Bolus Harmonic Imaging (BHI) wird die Kontrastmittelkinetik
nach
UKM-Bolusinjektion
minderperfundierte
dargestellt.
Regionen
beim
Auf
diese
Hirninfarkt
Weise
aufgezeigt
können
und
Ein-
z.B.
und
Auswaschkurven analysiert werden.
Eine kontinuierliche UKM-Zufuhr mit Ausbildung eines Steady-State-Zustandes
ermöglicht unter anderem die Darstellung der Auffüllkinetik nach Zerstörung des
UKM in den beschallten Regionen. Beim sogenannten Flash-ReplenishmentImaging ist es dem UKM möglich, nach Zerstörung durch einen initialen starken
Ultraschallpuls nachzufluten (Schlosser et al., 2001). Das in das beschallte
Volumen einströmende UKM wird mit niedriger Ultraschallenergie (ohne
Zerstörung) mit dem HI-Verfahren detektiert. Auf diese Weise kann die
Wiederauffüllkinetik analysiert werden. Vorteil dieses Verfahrens ist, dass es
binnen weniger Sekunden durchgeführt werden kann. Die Anwendung dieser
Methode wird bei der Darstellung intrakranieller Strukturen jedoch durch die
Schädelkalotte verhindert, da hier nur Ultraschallpulse mit maximaler Energie zur
Anwendung
kommen
können.
Um
dennoch
-11-
die
Wiederauffüllkinetik
in
vergleichbarer
Weise
zur
Darstellung
bringen
zu
können,
werden
die
Pulsabstände sukzessiv auf 2500 – 4000 ms erhöht. Dieses Verfahren wird als
Replenishment Harmonic Imaging (RHI) bezeichnet (Seidel et al., 2002).
Nachteil dieses Verfahrens ist, dass es durch die relativ großen Bildabstände
leicht zu Bewegungsartefakten kommen kann.
Im Rahmen der Zusammenarbeit mit dem Institut für Signalverarbeitung und
Prozessrechentechnik der Universität zu Lübeck wurde das sogenannte BHI-ViewProgramm entwickelt (Metzler et al., 2003).
Mit diesem können aus Ultraschallbildsequenzen nach Kontrastmittelinjektion
Auswaschkinetiken im Hirnparenchym (s. Abb. 2.1) und mit Hilfe eines separaten
Mikrocomputersystems
Parameterbilder
zur
Beschreibung
der
Kontrastmittelkinetik erstellt werden. Ein sogenanntes Pixelwise-Peak-IntensityBild (PPI-Bild) enthält die normierten maximalen Intensitäten aller für die
Auswertung verwendeten Grauwertbilder nach Abzug der gemittelten Werte vor
dem Beginn der UKM-Wirkung. Für eine bessere Darstellung werden dann für
jedes Pixel die ermittelten Maxima anhand einer Skala in Farbwerte von schwarz
(0 %) über rot, orange und gelb nach weiß codiert. Die „Time To Peak“ bezeichnet
das Intervall zwischen Beginn der Kontrastmittelanflutung bis zum Erreichen der
maximalen Signalintensität (siehe Abbildung 2.1). Beim Time-To-Peak-Bild (TTPBild) repräsentiert jedes Pixel einen Wert, der für die Verzögerung zwischen
Beginn der UKM-Wirkung und Maximum (Peak) im jeweiligen Punkt steht. Beim
TTP-Bild werden die Werte anhand einer Skala in Blautönen codiert (Metzler et
al., 2003). Auf diese Weise kann ein Teil der Information der Einwaschkinetik aus
einer gesamten Bildschleife in einem Bild zusammengefasst werden.
-12-
,QWHQVWLWlW
=HLW,QWHQVLWlWV.XUYH
imax
PI
i0
t0
TTP
tmax
=HLW
$EELOGXQJ Zeit-Intensitäts-Kurve nach Injektion eines Kontrastmittelbolus. Die Peak Intensität
(PI) beschreibt die Differenz zwischen der maximalen Signalntensität imax und der basalen
Intensität i0. Die Time to peak (TTP) bezeichnet die Zeit zwischen Anflutungsbeginn des
Kontrastmittelbolus im Hirnparenchym t0 bis zum Erreichen der maximalen Konzentration tmax.
*HUlWHWHFKQLNXQG.RQWUDVWPLWWHO
Verwendet wurde ein Sonos 5500 Ultraschallsystem (Philips Medizinische
Systeme, Best, Niederlande, Produktnummer 77768A), das in der Klinik für
Neurologie des UKS-H, Campus Lübeck, täglich für die intra- und extrakranielle
Diagnostik eingesetzt wird.
Bei den Schallköpfen handelte es sich um den S4 1,8/3,6-MHz-Sektorschallkopf
(Produktnummer 21330A, Philips) zur transtemporalen Untersuchung der
Hirnbasisarterien und einen 7,5-MHz-Linearschallkopf (Produktnummer 21358B,
Philips) zur Untersuchung der extrakraniellen Gefäße.
Die Untersuchungstiefe betrug sowohl bei der TCCS als auch beim Harmonic
Imaging 10 cm, mit einem Fokus auf 8 cm. Der Mechanical Index (MI) gilt als Maß
für die Fähigkeit des Ultraschalls, im Gewebe Bioeffekte hervorzurufen und liegt
bei dem hier verwendeten Schallkopf bei maximal 1,7. Dies entspricht einer
maximalen Energiezufuhr von 366,2 W/cm². Für die vorliegenden Untersuchungen
wurde ein MI von 1,6 gewählt.
Die Time Gain Compensation (TGC), also die individuelle Signalverstärkung in
einer definierten Eindringtiefe, wurden für jeden Patienten individuell eingestellt
und für Verlaufsuntersuchungen reproduziert. Die Untersuchungen erfolgten im
-13-
sogenannten Integrated Back Scatter (IBS) Modus, der im Gegensatz zum
normalen
Ultraschallverfahren
die
Analyse
der
Daten
ohne
die
Bildnachverarbeitung (logarithmische Kompression) ermöglicht.
Als Kontrastmittel für die Ultraschalluntersuchungen wurde für die Patienten mit
intrakraniellem Tumor Levovist® eingesetzt, für die Patienten mit Hirninfarkt
SonoVue® (siehe auch Kapitel 2.1.4).
Zur Befunddokumentation dienten ein Schwarzweiß-Thermodrucker (Sony Video
Graphic Printer UP 860 CE), ein VHS-Videorecorder (Panasonic MD 830) sowie
ein internes magnetooptisches Laufwerk mit 2,1 GB Speichermedien (MOD;
Hewlett Packard Co., Palo Alto, CA, USA).
CCT- und MRT-Bilder wurden im Rahmen der üblichen Diagnostik im Institut für
Radiologie des UKS-H, Campus Lübeck (Prof. Dr. H.D. Weiss), Abteilung
Neuroradiologie (Prof. Dr. D. Petersen) erstellt.
Dort handelt es sich um das CT-Gerät Aquillion Toshiba sowie um das MRT-Gerät
Magnetom Symphony (Siemens Medizinische Systeme, Erlangen, Deutschland).
Von den MRT-Bildern wurden T1- und T2-gewichtete Aufnahmen sowie diffusions(DWI) und perfusionsgewichtete MRT-Bilder (PWI) verwendet. Als MRTKontrastmittel diente Magnevist® (Schering, Berlin, Deutschland).
3DWLHQWHQXQG8QWHUVXFKXQJVJDQJ
Untersucht wurden zwei Patientenkollektive von insgesamt 34 Patienten, die
stationär zwischen 06/00 und 01/03 in die Kliniken für Neurologie und
Neurochirurgie der Universitätsklinik Lübeck aufgenommen wurden. Für beide
Untersuchungsgruppen wurde die Zustimmung der Ethik-Kommission eingeholt.
Die Untersuchungen wurden nur mit Einwilligung der Patienten durchgeführt.
3DWLHQWHQ
3DWLHQWHQPLW+LUQLQIDUNW
Diese Gruppe bestand aus 23 Patienten mit Hirninfarkt, die sonographische
Untersuchung erfolgte geblindet, also vor Kenntnis des initialen CCT-Bildes.
Einschlusskriterium war hier ein hemisphärales zerebrovaskuläres Syndrom im
Versorgungsgebiet der A. carotis interna mit Symptombeginn maximal 48 h vor
der
Untersuchung.
Ausschlusskriterien
-14-
waren
eine
intrakranielle
Blutung,
Symptombeginn mehr als 48 h zuvor, Schwangerschaft, eine schwere Aphasie
oder
eine
schwerwiegende
Grunderkrankung
sowie
ein
unzureichendes
Knochenfenster für die TCCS. Vor der Ultraschalluntersuchung wurden diese
Patienten nach der National Institutes of Health Stroke Scale (NIHSS) beurteilt
(siehe Anhang 7.1). Hierbei werden Punkte vergeben, wenn Kriterien bezüglich
Bewusstsein, Motorik, Sensibilität, Sprache, Neglekt und Ataxie nicht erfüllt
werden, im optimalen Zustand also 0 Punkte bis schlechtestenfalls 34 (Muir et al.,
1996). Außerdem wurde der modified Rankin Score (mRS; siehe Anhang 7.2)
sowohl bei Aufnahme als auch telefonisch im Verlauf nach vier Monaten erhoben
(Sulter et al., 1999). Darüber hinaus wurde erfasst, ob eine Thrombolyse
durchgeführt wurde.
3DWLHQWHQPLWLQWUDNUDQLHOOHP7XPRU
Die andere Gruppe bestand aus elf Patienten mit nicht voroperiertem
intrakraniellen Tumor, die aber einwilligungsfähig und kreislaufstabil sein mussten
und einen Karnofsky-Index (siehe Anhang 7.3) von mindestens 70 % aufzuweisen
hatten. Der Karnofsky-Index beurteilt das Aktivitätsniveau von Patienten unter
Berücksichtigung körperlicher und sozialer Faktoren. Ausschlusskriterien waren
ein Karnofsky-Index unter 70 % (Karnofsky et al., 1948), eine schwere
Herzinsuffizienz
(NYHA
III
und
IV),
eine
schwere
chronisch-obstruktive
Lungenerkrankung sowie eine Galaktosämie. Die Untersuchung erfolgte hier in
Kenntnis der Tumorlokalisation in CCT bzw. MRT, also nicht geblindet.
)DUEGXSOH[VRQRJUDSKLHGHULQWUDXQGH[WUDNUDQLHOOHQ*HIlH
Extra- und intrakranielle Farbduplexsonographie wurden bei allen Patienten mit
Hirninfarkt routinemäßig in Standardtechnik nach den Richtlinien der Deutschen
Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin (DEGUM) von Mitarbeitern des
Neurovaskulären Labors der Klinik für Neurologie des UKS-H, Campus Lübeck
durchgeführt (Kaps, 1994).
+DUPRQLF ,PDJLQJ EHL 3DWLHQWHQ PLW DNXWHP +LUQLQIDUNW QDFK
6RQR9XH,QMHNWLRQ
Die Darstellung der intrakraniellen Perfusion erfolgte nach SonoVue®-Injektion bei
Patienten mit akutem Hirninfarkt .
-15-
Es wurden zwei Boli von je 2,4 ml SonoVue® sowie nachfolgend jeweils 10 ml
physiologischer Kochsalzlösung intravenös von mir appliziert (unter Aufsicht eines
approbierten Arztes). Gleichzeitig stellte ein Untersucher (PD Dr. med. G. Seidel
oder Dr. med. K. Meyer-Wiethe) die intrakranielle Perfusion mittels Harmonic
Imaging dar. Die Aufnahme bei der ersten Injektion erfolgte dynamisch, um sich
einen
Gesamtüberblick
zu
verschaffen
und
weitere
Regionen
auf
Perfusionsdefekte zu untersuchen. Bei diesem Untersuchungsgang konnte
aufgrund der Sondenkopfbewegung und der somit wechselnden Bildebenen keine
Analyse der Perfusionskinetik durchgeführt werden. Jedoch war es möglich,
Regionen mit fehlender Kontrastmittelaufnahme (Minderperfusion) zu erkennen.
Die zweite Injektion erfolgte nach fünf Minuten Pause, in denen das Kontrastmittel
wieder abfluten konnte. Bei dieser Untersuchung wurde der Schallkopf stationär in
der diencephalen Ebene gehalten, die mit der Darstellungsebene in der
Referenzbildgebung (CCT / MRT) korreliert. In dieser Ebene können der dritte
Ventrikel, der Thalamus sowie das Vorderhorn des ipsilateralen Seitenventrikels
gesehen werden.
Die Pulsabstände wurden auf ein konstantes Intervall von 1500 ms (0,67 Hz)
eingestellt, um bei allen Patienten vergleichbare Kinetiken erstellen zu können.
Die
Systemparameter
für
die
Kontrastmitteluntersuchung
wurden
digital
gespeichert.
Nach vier Monaten erfolgte bei den Patienten mit Hirninfarkt eine telefonische
Befragung zur Erhebung des funktionellen Outcomes. Hierbei wurde wiederum der
modified Rankin Score (mRS) bestimmt (Weimar et al., 2002).
+DUPRQLF ,PDJLQJ EHL 3DWLHQWHQ PLW LQWUDNUDQLHOOHP 7XPRU QDFK
/HYRYLVW,QMHNWLRQ
Diese Untersuchung erfolgte bei Patienten mit intrakraniellem Tumor bei einer
Untersuchungstiefe von 10 cm. Analog zur Untersuchung bei den Patienten mit
Hirninfarkt wurden zwei Boli verwendet, im Unterschied hierzu mit Levovist®
(jeweils 5 ml à 400 mg/ml) gefolgt von je 10 ml physiologischer Kochsalzlösung.
Wiederum erfolgte die erste Aufnahme dynamisch, so dass mittels Durchscannen
die Schnittebene gesucht werden konnte, in der der Tumor maximal zur
Darstellung kam. In dieser optimalen Schnittebene wurde der Schallkopf dann
während der zweiten Untersuchung fünf Minuten später stationär gehalten.
-16-
Die Bilderhebung erfolgte EKG-getriggert, so dass alle vier Herzschläge ein Bild
erzeugt wurde. Auf diese Weise sollen Herzschlag-bedingte Bewegungsartefakte
(Pulsationsartefakte) minimiert werden.
'DWHQDQDO\VH
Anhand des BHI-View-Programms (Metzler et al., 2003) wurden Bilder errechnet,
die die maximalen Intensitäten aller verwendeten Grauwertbilder für jedes Pixel
zeigen (Pixelwise-Peak-Intensity-Bilder = PPI-Bilder). Weitere Bilder stellen die
Anflutungszeit des Kontrastmittels von der Bolusgabe bis zum Erreichen des
maximalen Wertes (Time-to-Peak = TTP) dar. Beim BHI-Programm handelt es
sich um ein Linux Kommandozeilenprogramm (siehe Abschnitt 2.1.5).
Eine Perfusionsminderung wurde für Areale mit einer Signalminderung von
mindestens 50 % im PPI-Bild bzw. einer Verzögerung der Kontrastmittelanflutung
von mindestens drei Sekunden im TTP-Bild angenommen. Diese Areale wurden
mit Scion Image Software® für Windows (Version Beta 4.0.2) ausgemessen. Für
die Auswertung der Infarktarealflächen im CCT wurden diese mit einem Scanner
(Scan Jet 4C/T, Hewlett Packard Co., Palo Alto, CA, USA) eingescannt und mit
Microsoft Paint® für Windows so weiterverarbeitet, dass die Infarktareale ebenfalls
mit der Scion-Image-Software ausgemessen werden konnten. Bei drei Patienten
wurde statt der Verlaufs-CCT-Bildgebung eine MRT durchgeführt, von der die T2gewichteten Bilder verwendet wurden. Die Auswertung erfolgte entsprechend dem
Vorgehen bei den CCT-Bildern. Weder mit CCT noch mit konventioneller kranieller
MRT gelingt eine sichere Darstellung von Hirninfarkten in der Frühphase des
Infarktes.
Bei
der
Darstellung
des
definitiven
Infarktareals
in
der
Verlaufsuntersuchung hingegen liefern beide Verfahren weitgehend übereinstimmende Daten (Mohr et al., 1995; Mullins et al., 2002). Auf diese Weise konnte
ein statistischer Vergleich der Infarktareale in den Parameterbildern mit denen der
CCT / MRT sowie klinischen Parametern durchgeführt werden.
$XVZHUWXQJGHU3HUIXVLRQXQWHUVXFKXQJHQ
Die bei den Perfusionsuntersuchungen erhobenen Daten wurden auf Videoband
und digital auf einem magneto-optischem Speichermedium gespeichert und später
mittels der QuantiCon Software® (GE Medical Systems Ultrasound 3D Echotech)
ausgewertet. Diese kann die regionale Änderung der Grauwertstufen im Verlauf
-17-
der Bildschleife quantitativ analysieren. Dazu wurden Messareale, sogenannte
Regions Of Interest (ROIs), in den zu untersuchenden Arealen platziert. Die
Software gibt dann pro Bild der Sequenz einen Intensitäts-Zahlenwert in acoustic
units zum Quadrat (au²) pro ROI in eine Excel-Tabelle aus.
Bei den Patienten mit Infarkt wurden Areale ohne Signalanhebung nach UKMInjektion als Infarktareale und umgebende Areale mit einer im Vergleich zum
Referenzgewebe verminderten Signalintensität als Periinfarktzone definiert. Auf
diese Areale sowie auf den Thalamus wurden nun ROIs platziert. Der Thalamus
dient hierbei als Referenzregion, die von der A. cerebri posterior (ACP) versorgt
und somit von ischämischen Ereignissen im Versorgungsgebiet der A. carotis
interna nicht beeinflusst wird. Für diese Regionen konnten nun mittels der
QuantiCon Software® sogenannte Zeit-Intensitäts-Kurven erstellt werden, in denen
die Signalintensität für jedes Areal gegen die Zeit aufgetragen wurde. Um
individuelle
Störgrößen
auszuschalten,
wurden
die
ermittelten
absoluten
Intensitätswerte durch die maximale Intensität des ipsilateralen Thalamus dividiert,
so dass man auf die individuellen Schallbedingungen normierte Werte erhielt.
Anhand der Zeit-Intensitäts-Kurven wurden verschiedene Parameter erhoben,
jeweils für Infarktareal und Thalamus:
-
Time To Peak
-
Absolute Steigung der Zeit-Intensitäts-Kurven
-
Absolute Peak-Intensität
-
Normierte Steigung
-
Normierte Peak-Intensität
In den unter Verwendung des BHI-View-Programms erstellten Parameterbildern
wurden die Areale mit einer Signalminderung von mindestens 50 % bzw. einer
Verzögerung von mindestens drei Sekunden vermessen und mit dem definitiven
Infarktareal des Verlaufs-CCT-Bildes bzw. des T2-gewichteten MRT-Bildes
verglichen.
Anhand des Doppler-Frequenz-Spektrums in der A. cerebri media bzw. der
A. cerebri anterior, je nach betroffenem Stromgebiet, wurde der TIBI-Score
ermittelt.
-18-
Bei diesen Patienten wurden die ROIs auf dem Tumorareal, wenn möglich
getrennt auf minderperfundierter Kernregion und hyperperfundierter Randregion,
sowie auf dem ipsilateralen Thalamus und der A. cerebri media platziert.
Entsprechend dem Vorgehen bei den Patienten mit Hirninfarkt wurden ZeitIntensitäts-Kurven erstellt. Es kamen die identischen Parameter zum Einsatz jeweils für Tumorkern, A. cerebri media, Thalamus und, wenn möglich,
Tumorrand:
-
Time To Peak
-
Absolute Steigung der Zeit-Intensitäts-Kurven
-
Absolute Peak-Intensität
-
Normierte Steigung
-
Normierte Peak-Intensität
Es wurden keine Parameterbilder erstellt. Der Vergleich mit CCT und MRT erfolgte
visuell deskriptiv.
6WDWLVWLVFKH9HUIDKUHQ
Zur
Berechnung
von
Mittelwert,
Median,
Standardabweichung
und
Quartilsabstand (QA) wurde Excel 7.0® (Microsoft, Redmond, WA, USA)
verwendet.
Für die Berechnung der Korrelation zwischen den einzelnen Variablen (Alter,
NIHSS vor BHI, mRS vor BHI sowie nach vier Monaten, Thrombolyse, TIBI-Score,
über 70%ige Stenose oder Verschluss der A. carotis interna, Fläche mit
Signalminderung über 50 % im PPI-Bild = A_PPI, Fläche mit verzögerter
Kontrastmittelanflutung von mindestens drei Sekunden im TTP-Bild = A_TTP,
Fläche des Infarktes gemessen in der diencephalen Ebene des CCT bzw. MRT =
A_Infarkt) wurde die nicht-parametrische Spearman rank Korrelation gebraucht,
wobei der Korrelationskoeffizient und zweiseitige p-Werte angezeigt wurden
(SPSS 11.5 für Windows, SPSS Chicago, IL, USA).
Der Vergleich der Zeit-Intensitäts-Kurven erfolgte mit dem Friedman ANOVA Test
(SPSS 11.5 für Windows, SPSS Chicago, IL, USA).
-19-
Ergebnisse
(UJHEQLVVH
Untersucht
wurden
insgesamt
34
Patienten
der
neurologischen
und
neurochirurgischen Klinik der Universitätsklinik Lübeck. Sie unterteilen sich in zwei
Patientenkollektive :
23
Patienten
mit
territorialem
Hirninfarkt,
elf
mit
intrakraniellem Tumor.
$OOJHPHLQHV
Von den 23 Patienten waren zehn Frauen (43,5 %) und 13 Männer (56,5 %) im
Alter von 48-77Jahren, das mittlere Alter betrug dabei 63,8 ± 8,4 Jahre, Median 67
Jahre. Der mittlere NIHSS-Score betrug 13,2 ± 7,9 (Median 11,0), der mittlere
modified Rankin Score (mRS) bei Aufnahme 4,1 ± 1,0 Punkte (Median 4,0).
Die genaue Verteilung des Alters sowie des NIHSS-Scores können der Tabelle
3.1 entnommen werden.
Frauen (n=10)
Männer (n=13)
gesamt (n=23)
Maximum
77
75
77
Minimum
48
49
48
Lebensjahre Mittelwert
66
62
64
Median
66
64
67
QA
8
10
7
Maximum
29
28
29
Minimum
6
1
1
Mittelwert
12
15
13
Median
8,5
14
11
QA
5,25
14
12
Maximum
5
5
5
Minimum
3
1
1
Mittelwert
4
4
4
Median
4
5
4
QA
1,5
1
1
NIHSS
mRS
7DEHOOH Verteilung von Alter, Geschlecht, National Institutes of Health Stroke Scale (NIHSS)
sowie modified Rankin Score (mRS); QA entspricht dem Quartilsabstand
-20-
Ergebnisse
'LDJQRVHQ
Alle 23 Patienten hatten einen akuten Hirninfarkt im Territorium der A. carotis
interna.
Anhand der CCT- bzw. MRT-Bilder im Verlauf konnten 22 territoriale Infarkte im
Versorgungsgebiet
der
A.
cerebri
media
(ACM)
sowie
ein
Infarkt
im
Versorgungsgebiet der A. cerebri anterior (ACA) festgestellt werden.
Bei den 22 ACM-Infarkten handelte es sich um 15 cortico-subcorticale, vier
subcorticale und drei lakunäre Infarkte.
Die farbduplexsonographische Untersuchung ergab 12 ACM-Verschlüsse des M1Segmentes und zwei Verschlüsse des M2-Segmentes, vier ACM-Stenosen, vier
Stenosen der A. carotis interna (ACI) von mindestens 70 % sowie drei ACIVerschlüsse. Eine genaue Verteilung der Ergebnisse der extrakraniellen und
transkraniellen Farduplexsonographie ist der Tabelle 3.2 zu entnehmen.
-21-
Ergebnisse
mRS
bei
Patient Alter
Aufnah-
mRS
Infarkt-
nach 4 M
lokalisation
TCCS
ECCS
me
HF 00
70
5
5
1
M1-Verschl. [l]
1: ACI [l]
GK 01
64
5
5
1
M1-Verschl. [r]
1:ACI [r]
ES 02
62
4
*
2
M1-Stenose [r]
2: V0 [r]
JC 03
48
3
0
2
o.p.B.
2: ACI [r]
JS 04
67
5
6
1
M1-Verschl. [r]
1:ACI [r]
JH 05
69
4
*
1
M1-Verschl. [r]
o.p.B
CL 07
74
3
3
1
M1-Stenose [r]
o.p.B.
MH 08
65
4
0
1
M1-Verschl. [l]
o.p.B.
JL 09
49
5
0
1
Rekanal. M1 [r]
1:ACI [r]
HD 10
64
5
0
3
o.p.B.
1: V0 [r]
MS 11
68
4
*
3
M1-Verschl. [r]
o.p.B.
GD 12
75
4
0
1
M1-Verschl. [l]
o.p.B.
IS 13
67
5
4
1
M1-Verschl. [r]
o.p.B.
BF 14
57
5
4
1
M1-Verschl. [l]
o.p.B.
HG 15
72
5
6
1
KO 16
66
5
6
1
HT 17
62
3
2
2
M1-Stenose [l]
o.p.B.
GB 18
77
4
3
2
M1-Stenose [l]
o.p.B.
WK 19
67
3
2
1
M2-Verschl. [l]
o.p.B.
HH 20
55
1
0
1
M1-Verschl. [r]
o.p.B.
DS 21
61
5
3
2
M1-Verschl. [r]
o.p.B.
RG 22
63
4
2
1
M2-Verschl. [r]
AV-Hypoplasie [l]
RW 23
45
4
2
3
o.p.B.
o.p.B.
Carotis-TVerschl. [l]
Carotis-TVerschl. [l]
2: ACI [l]
2: ACI [l]
7DEHOOH Patientenübersicht mit modified Rankin Score (mRS) bei Aufnahme und nach vier
Monaten. Die mit * gekennzeichneten Patienten konnten telefonisch nicht erreicht werden; bei der
Infarktlokalisation bedeutet 1 einen cortico-subcorticalen Infarkt, 2 einen subcorticalen und 3 einen
lakunären Hirninfarkt. In der mit TCCS gekennzeichneten Spalte sind die Ergebnisse der
transkraniellen Farbduplexsonographie, aufgeteilt auf die einzelnen Segmente der A. cerebri
media, aufgeführt. M1 bezeichnet den Hauptstamm der A. cerebri media, M2 den sich in der Fossa
lateralis aufzweigenden Anteil. [l] bedeutet links, [r] rechts. Bei den Ergebnissen der extrakraniellen
-22-
Ergebnisse
Farbduplexuntersuchung (ECCS) steht 1 für Stenose von mindestens 70 %, 2 für Verschluss; ACI
steht für A. carotis interna, V0 bezeichnet die A. vertebralis an ihrem Abgang aus der A. subclavia,
o.p.B bedeutet „ohne pathologischen Befund“, Carotis-T-Verschluß bedeutet einen Verschluß der
Gabelung der A. carotis interna in die A. cerebri media und anterior; AV-Hypoplasie = Hypoplasie
der A. vertebralis.
(UJHEQLVVHGHV%ROXV+DUPRQLF,PDJLQJ%+,
Für diese Untersuchung war ein ausreichendes Knochenfenster Voraussetzung.
Sie wurde im Mittel 11,3 ± 10,9 Stunden, Median 6,5 Stunden nach
Symptombeginn durchgeführt (QA 9,5). Der Untersucher war gegenüber den
Ergebnissen des initialen CCT-Bildes geblindet und hatte lediglich klinische
Informationen bezüglich des Schlaganfalls im Stromgebiet der A. cerebri media.
Bei allen untersuchten Patienten führte das Kontrastmittel SonoVue® zu einem
Kontrastmitteleffekt, der eine ausreichende Qualität für weitere Analysen bot.
Bei 19 der 22 Patienten mit ACM-Infarkt (86,4 %) war es möglich, ein Areal mit
signifikanter Signalminderung von mindestens 50 % im PPI-Bild nachzuweisen.
Von den übrigen drei Patienten wiesen zwei computertomographisch lediglich
einen kleinen lentikulostriatalen Infarkt auf.
Bei sieben der 19 Patienten (36,8 %) mit Signalminderungsarealen im PPI-Bild
zeigte das TTP-Bild eine Verzögerung von mindestens drei Sekunden. Kein
Patient zeigte eine isolierte TTP-Verzögerung ohne Kontrastminderung im PPI.
Bei dem Patienten mit ACA-Infarkt konnte aufgrund der anatomischen Lokalisation
der Infarkt in der diencephalen Ebene nicht dargestellt werden.
Abbildung 3.1 verdeutlicht die Darstellbarkeit eines Mediainfarktes am Beispiel von
Patient JS 04.
-23-
Ergebnisse
A
B
C
D
( ,QWHQVLWlW>DXð@
10
Infarktkern
Periinfarktzone
Thalamus
5
0
1
10
19
=HLW>V@
28
$EELOGXQJ A: Pixelwise-Peak-Intensity-Bild (PPI-Bild), die grüne Linie markiert das
minderperfundierte Areal; B: Time-To-Peak-Bild (TTP-Bild), die grüne Linie umfährt das Areal mit
signifikanter Perfusionsverzögerung; C: Initiales CCT-Bild drei Stunden nach Symptombeginn (die
*
gelbe Linie umfährt das Beschallungsfeld
der BHI-Untersuchung); D: Verlaufs-CCT-Bild nach 30
Stunden; E: Zeit-Intensitäts-Kurven für das Areal ohne Signalanhebung nach UKM-Gabe
(Infarktkern) und die Periinfarktzone mit relativer Signalminderung verglichen mit dem Thalamus
-24-
Ergebnisse
als Referenzregion. Gezeigt werden die Untersuchungsergebnisse eines 67-jährigen Patienten mit
Mediainfarkt rechts bei M1-Verschluss. Die BHI-Untersuchung wurde sechs Stunden nach
Symptombeginn durchgeführt. Bei der initialen Untersuchung betrug der NIHSS 21 Punkte, der
mRS fünf Punkte. Die im PPI-Bild gemessene Fläche des minderperfundierten Areals betrug
11,64 cm², die Fläche mit Signalverzögerung im TTP-Bild 17,59 cm². Die Fläche des Infarktareals
in der diencephalen Ebene des Verlaufs-CCT-Bildes betrug 47,35 cm². Die CCT-Bilder wurden hier
gespiegelt, um einen besseren Vergleich zu ermöglichen. Der Patient verstarb zwei Tage nach
Symptombeginn an den Folgen der zerebralen Herniation bei raumforderndem Mediainfarkt.
8QWHUVXFKXQJGHU=HLW,QWHQVLWlWV.XUYHQ
Durch Analyse der Grauwertbildschleifen können nach SonoVue® Bolusinjektion
Zeit-Intensitäts-Kurven erstellt werden, die im normal durchbluteten Hirngewebe
eine Zunahme der Intensität in der Kontrastmitteleinwaschphase und eine
Abnahme der Intensität in der Kontrastmittelauswaschphase abbilden (siehe
Abbildung 3.2). Dies gelang bei 19 der 23 Patienten, bei den übrigen vier
Patienten war eine weitere Auswertung aufgrund der Qualität der Grauwertdaten
in dieser Form nicht möglich. Bei der Untersuchung der Zeit-Intensitäts-Kurven
ergaben sich starke interindividuelle Schwankungen der untersuchten Parameter
(Steigung und Peak-Intensität der Kurven, jeweils absolut und normiert, sowie
Time To Peak).
=HLW,QWHQVLWlWV.XUYH
,QWHQVLWlW>DXð@
3
2
Infarktkern
Periinfarktzone
Thalamus
1
0
1
10
19
=HLW>V@
$EELOGXQJ Diese Zeit-Intensitäts-Kurve zeigte ein 70-jähriger Patient mit subtotalem
Mediainfarkt links in der Bolus-Harmonic-Imaging-Untersuchung (BHI) 4,5 Stunden nach
Symptombeginn. „Infarktkern“ bezeichnet das Areal ohne Signalanhebung nach UKM-Bolus. Bei
der Periinfarktzone handelt es sich um das Areal mit nachweisbarem Kontrasteffekt, aber einer
relativen Signalminderung von mindestens 50 % verglichen mit dem Thalamus als Referenzregion.
Farbduplexsonographisch zeigte sich ein Mediahauptstammverschluss links sowie eine 90%ige
Abgangsstenose der A. carotis interna links. Der initiale NIHSS (National Institutes of Health Stroke
Scale) betrug 25 Punkte, der mRS (modified Rankin Score) sowohl bei Aufnahme als auch bei der
telefonischen Nachbefragung nach 102 Tagen fünf Punkte. Im Vergleich zur Abbildung 3.1 E
werden die großen interindividuellen Schwankungen der Werte deutlich.
-25-
Ergebnisse
Es wurden zunächst die absoluten Werte der Time To Peak, der Steigung der
SonoVue®-Anflutung bis zum maximalen Wert (peak) sowie die Amplitude der
Peak-Intensität für das Infarktareal (Infarktkern) und den Thalamus erhoben. Eine
genaue Verteilung der jeweiligen absoluten minimalen, maximalen und Mittelwerte
ist der Tabelle 3.3 zu entnehmen.
TTP
Infarktareal
Thalamus
Maximal
19,48
16,52
Minimal
4,48
4,52
9,92 ± 4,77
9,95 ± 3,61
Maximal
0,22
4,31
Minimal
0,002
0,05
0,06 ± 0,06
0,72 ± 0,95
Maximal
1,81
41,06
Minimal
0,04
0,56
0,59± 0,56
7,00 ± 9,43
Mittelwert ±
Standardabweichung
Steigung
Mittelwert ±
Standardabweichung
Peak-Intensität
Mittelwert ±
Standardabweichung
7DEHOOHAbsolutwerte der Time To Peak (TTP) in Sekunden, der Steigung (in au² pro Sekunde)
sowie der Peak-Intensität (in au²) für Infarktareal und Thalamus, jeweils aufgeteilt in maximalen,
minimalen und Mittelwert.
Der statistische Vergleich der TTP von Infarktareal und Thalamus mit dem
Friedman-Test ergab lediglich einen diskreten, nicht signifikanten Unterschied
(Irrtumswahrscheinlichkeit p = 0,67). Die Absolutwerte der Steigungen waren in
der Thalamusregion verglichen mit dem Infarktareal signifikant höher (p < 0,001),
jedoch mit großen interindividuellen Schwankungen. Auch die absoluten PeakIntensitäten zeigten sich im Thalamus signifikant höher (p < 0,001).
Um einen besseren interindividuellen Vergleich zu erhalten, wurden die PeakIntensitäts-Werte normiert: Das jeweilige Peak-Maximum im Thalamus wurde
gleich eins gesetzt und die Intensitätswerte im Infarktareal des jeweiligen
Patienten hierauf bezogen. Die genaue Verteilung der normierten Werte der
Steigung im Infarktareal und Thalamus gibt die Tabelle 3.4 wieder.
-26-
Ergebnisse
Steigung
Infarktareal
Thalamus
Maximal
0,07
0,19
Minimal
0,0001
0,05
0,02 ± 0,02
0,11± 0,04
Maximal
0,63
1
Minimal
0,001
1
0,17± 0,18
1
Mittelwert ±
Standardabweichung
Peak-Intensität
Mittelwert ±
Standardabweichung
7DEHOOH Normierte Werte der Steigung im Infarktareal und im Thalamus sowie der PeakIntensität im Infarktareal (normiert auf Peak-Intensität im Thalamus).
Auch bei den normierten Werten zeigte der Thalamus signifikant höhere
Steigungen (p < 0,001) sowie Peak-Intensitäten (p < 0,001).
Bei der Untersuchung der Peak-Latenz, also des zeitlichen Abstands zwischen
Peak im Thalamus und im Infarktareal, zeigte sich die Peak-Intensität bei acht
Patienten im Infarktareal später als im Thalamus, im Mittel 5,99 ± 2,26 Sekunden.
Bei fünf Patienten ergab sich kein Unterschied zwischen den Peak-Zeitpunkten,
bei sechs Patienten lag die Peak-Zeit im Infarktareal im Mittel 2,77 ± 1,47
Sekunden vor der im Thalamus. Mögliche Ursachen hierfür sind eine frühe
Reperfusion nach Rekanalisation des betroffenen Gefäßes, aber auch ein
gestörter Blutfluss im vertebrobasilären System oder Messschwankungen. Drei
der sechs Patienten wiesen einen Verschluss der A. cerebri media, ein Patient
einen Carotis-T-Verschluss, aber keine Auffälligkeiten in der ECCS auf, so dass
hier eine frühe Reperfusion in Betracht gezogen werden muss. Ein Patient zeigte
in der ECCS eine Hypoplasie der A. vertebralis, was bei normal ausgebildeter
kontralateraler A. vertebralis keinen Einfluss auf die Hämoperfusion hat. Bei einem
Patienten fanden sich weder in der TCCS noch in der ECCS Auffälligkeiten, so
dass die Ursache für die vorzeitige Kontrastmittelanflutung im Infarktbereich nicht
sicher zugeordnet werden kann. Betrachtet man alle 19 Patienten, so betrug die
mittlere Peak-Latenz 1,65 ± 4,27 Sekunden, die Peak-Intensität wurde also im
Thalamus im Mittel 1,65 Sekunden vor der im Infarktareal erreicht. Eine
Darstellung aller Peak-Latenzen zeigt Abbildung 3.3.
-27-
Ergebnisse
3HDN/DWHQ]]ZLVFKHQ7KDODPXVXQG,QIDUNW]RQH
12
8
00
09
03
04
05
'W>V@
14
20
01
4
08
10
11
16
19
0
15
-4
21
23
13
12
-8
22
3DWLHQW
$EELOGXQJ Peak-Latenz zwischen Thalamus und Infarktareal; die Zahlen der Abszisse geben
die jeweilige Patientennummer wieder.
9HUJOHLFK
GHU
,QIDUNWDXVGHKQXQJ
LQ
GHU
5HIHUHQ]ELOGJHEXQJ
&&7057PLWGHPSHUIXVLRQVJHVW|UWHP$UHDOLP+DUPRQLF,PDJLQJ
Im Rahmen der Routinediagnostik für Schlaganfallpatienten des UKS-H, Campus
Lübeck, erfolgt eine kranielle CT-Untersuchung ohne Kontrastmittel noch in der
interdisziplinären Notaufnahme, bei den Patienten dieser Studie durchschnittlich
3,3 ± 3,3 Stunden (Median 2 Stunden, QA 2,5) nach Symptombeginn.
Mit diesen Bildern können allerdings bestenfalls Frühzeichen des Infarktes
dargestellt werden, eine sichere Unterscheidung von infarziertem und nicht
betroffenem Hirnparenchym kann erst durch das Verlaufs-CCT-Bild nach
Demarkation des Infarktes (Haring et al., 1999) oder die zerebrale MRT erfolgen.
Diese
Verlaufsuntersuchung
wurde
bei
den
Patienten
durchschnittlich
83,7 ± 79,3 Stunden (Median 52 Stunden, QA 101,5) nach Symptombeginn
durchgeführt. Bei drei der 23 Patienten wurde statt des Verlaufs-CCT-Bildes eine
MRT durchgeführt, von denen dann die T2-gewichteten Bilder für die Auswertung
verwendet wurden.
Mit dem BHI-View-Programm können anhand der Grauwertbildschleifen der BHIUntersuchung Parameterbilder berechnet werden. Anhand dieser Parameterbilder
konnten die Flächen mit Signalminderung von mindestens 50 % im PPI-Bild sowie
diejenigen mit verzögerter Kontrastmittelanflutung von mindestens drei Sekunden
im TTP-Bild mittels der Scion Image Software für Windows® vermessen werden.
-28-
Ergebnisse
Diese wurden dann mit den Infarktflächen der diencephalen Ebenen der
Verlaufsbildgebung, die ebenfalls mit der Scion Image Software vermessen
wurden, verglichen. Dabei zeigte sich, dass die Parameterbilder der Untersuchung
am Aufnahmetag Perfusionsdefizite aufwiesen, die denen der späteren KontrollCCT- bzw. -MRT-Bilder entsprachen. Eine genaue Verteilung ist aus der Tabelle
3.5 zu entnehmen.
-29-
Ergebnisse
Patient
NIH
SS
TIBIScore
Fläche (cm²)
PPI
Fläche (cm²)
TTP
Infarktfläche (cm²)
Referenzbildgebung
HF 00
25
0
8,15
14,65
43,12
GK 01 21
0
7,92
0
31,21
ES 02
6
4
0
0
0
JC 03
6
3
1,31
0
1,02
JS 04
21
0
11,64
17,59
47,35
JH 05
18
0
4,69
0
14,43
CL 07
8
4
3,3
0
9,18
MH 08 14
0
2,7
0
13,84
JL 09
12
3
3,04
7,05
15,56
HD 10 17
5
3,34
0
0
MS 11
8
0
0
0
n.e.
GD 12
9
0
3,88
0
17,08
IS 13
11
0
11,67
0
22,06
BF 14
21
0
10,67
2,83
37,03
HG 15 29
0
17,39
0
n.e.
KO 16 28
0
5,15
0
22,04
HT 17
8
4
0
0
1,21*
GB 18
6
4
0
0
1,34*
WK 19
5
3
4,45
0,88
3,95
HH 20
1
0
9,55
7,51
5,31*
DS 21 14
0
2,6
1,55
2,41
RG 22
9
3
4,3
0
12,38
RW 23
7
5
4,37
0
4,74
7DEHOOH Patientenübersicht bezüglich der BHI- und CT-/MRT-Analysen; bei den mit „n.e.“
gekennzeichneten Patienten wurden keine Verlaufsuntersuchungen mit CT oder MRT
durchgeführt; die im PPI-Bild (Pixelwise-Peak-Intensity-Bild) gemessene Fläche bezeichnet das
Areal mit Signalintensitätsminderung, die im TTP-Bild (Time-to-Peak-Bild) gemessene Fläche das
Areal mit Signalverzögerung. Bei den mit * gekennzeichneten Flächen in der ReferenzbildgebungsSpalte wurde die Auswertung bei T2-gewichteten MRT-Bildern vorgenommen, bei den übrigen
anhand von CCT-Bildern. Sowohl der NIHSS (National Institutes of Health Stroke Scale) als auch
der TIBI-Score (Thrombolysis-in-Ischemia-Score) wurden bei Aufnahme erhoben.
Zwischen
dem
Infarktareal
in
der
Verlaufsbildgebung
(A_Infarkt)
und
verschiedenen Kovariablen wurde die Korrelation berechnet Dabei fand sich eine
-30-
Ergebnisse
signifikante
positive
Korrelation
zwischen
dem
Infarktareal
in
der
Referenzbildgebung und der Schwere der Hirninfarktsymptome, ausgedrückt
durch den mRS bei Aufnahme und zum Zeitpunkt der Nachbefragung nach vier
Monaten sowie dem NIHSS vor der Ultraschalluntersuchung. Eine signifikant
positive Korrelation fand sich auch mit dem Areal der Amplitudenminderung der
BHI-Untersuchung (A_PPI; siehe Abbildung 3.4 und Tabelle 3.6).
A_Infarkt korrelierte darüber hinaus positiv mit dem Vorliegen einer hochgradigen
Stenose oder eines Verschlusses der ipsilateralen A. carotis interna.
Eine hochgradig negative Korrelation konnte für A_Infarkt und den TIBI-Score
nachgewiesen werden.
Die weitere statistische Untersuchung der Ultraschallvariablen TIBI-Score,
Stenose über 70 % oder Verschluss der ipsilateralen A. carotis interna, A_PPI und
A_TTP ergab lediglich eine signifikant negative Korrelation zwischen dem Areal
mit Amplitudenminderung in der BHI-Untersuchung (A_PPI) und dem TIBI-Score
(Korrelationskoeffizient = -0,535, Irrtumswahrscheinlichkeit p = 0,009). Die
weiteren Daten der statistischen Untersuchung können der Tabelle 3.6
entnommen werden.
Variable Koeffizient
p
A_Infarkt
Variable
Koeffizient
p
mRS nach
4 Monaten
Alter
0.299
0.187
0.402
0.079
NIHSS vor BHI
0.689
0.001
0.634
0.003
mRS vor BHI
0.546
0.010
0.564
0.010
Thrombolyse
0.315
0.165
-0.030
0.902
TIBI-Score
-0.734
< 0.001
-0.416
0.068
Stenose oder
Verschluss der
ACI
0.453
0.039
0.436
0.054
mRS nach
Monaten
0.605
0.006
1.0
A_PPI
0.772
< 0.001
0.572
0.008
A_TTP
0.402
0.071
0.125
0.599
A_Infarkt
1.0
-
0.605
0.006
4
-
7DEHOOH Spearman rank Korrelation zwischen dem Infarktareal in der Referenzbildgebung im
Verlauf (A_Infarkt) und dem modified Rankin Score nach vier Monaten und verschiedenen
-31-
Ergebnisse
Kovariablen: NIHSSbezeichnet den National Institutes of Health Stroke Scale, mRS den modified
Rankin Score (erhoben bei Aufnahme vor der BHI-Untersuchung sowie telefonisch nach vier
Monaten), TIBI = Thrombolysis-in-Ischemia-Score, A_PPI bezeichnet das Areal mit signifikanter
Amplitudenminderung von mindestens 50% in der BHI-Untersuchung, A_TTP kennzeichnet das
Areal mit verzögerter Kontrastmittelanflutung um mindestens drei Sekunden in der BHIUntersuchung. Koeffizient steht für Korrelationskoeffizient, p für die Irrtumswahrscheinlichkeit. Eine
signifikante Korrelation wurde für ein p<0,05 angenommen.
A_CCT [cm²]
40
30
20
10
0
0
2
4
6
8
10
A_PPI [cm²]
$EELOGXQJScatter Plot des Infarktareals in der Referenzbildgebung im Verlauf (A_Infarkt) und
der Region mit Pathologischer Kontrastmittelanreicherung im Pixelwise-Peak-Intensity-Bild
(A_PPI).
1DFKEHIUDJXQJ
Bei 17 der 23 Patienten konnte im Mittel nach 121,7 ± 38,8 Tagen (Median 103,
QA 56,75) eine telefonische Nachbefragung durchgeführt werden. Drei Patienten
waren verstorben, so dass der mRS sechs Punkte betrug. Die übrigen drei
Patienten waren entweder unter der angegebenen Telefonnummer wiederholt
nicht erreichbar bzw. verfügten über kein Telefon und konnten somit nicht an der
Nachbefragung teilnehmen.
Somit ergab sich ein mittlerer mRS von 2,7 ± 2,2 Punkten (Median 2,5, QA 1).
Bei der statistischen Analyse (siehe Tabelle 3.6) ergab sich eine signifikant
positive Korrelation zwischen dem mRS nach vier Monaten und den klinischen
Scores vor der BHI-Untersuchung (mRS und NIHSS) sowie dem Areal mit
Signalminderung in der BHI-Untersuchung und dem definitiven Infarktareal der
-32-
Ergebnisse
Verlaufsbildgebung. Bei frühen Parametern für den Gefäßstatus (TIBI-Score,
Stenose über 70 % oder Verschluss der ipsilateralen A. carotis interna) ergab sich
keine signifikante Korrelation.
$UWHIDNWH
Bei allen 23 Patienten fanden sich Artefakte in der BHI-Untersuchung
(Abbildung 3.5), wobei zwischen vorderem und hinterem Randartefakt sowie dem
Streifenartefakt unterschieden werden muss.
Eine Übersicht über die verschiedenen Artefakte gibt Tabelle 3.7 wieder.
Personen mit
vorderen
Randartefakten
Personen mit
hinteren
Randartefakten
Personen mit
Streifenartefakten
Frauen (n=10)
8 (80,0 %)
5 (50,0 %)
7 (70,0 %)
Männer (n=12)
12 (100 %)
9 (75,0 %)
8 (66,7 %)
Gesamt (n=22)
20 (90,9 %)
14 (63,6 %)
15 (68,2 %)
7DEHOOHArtefaktverteilung der Patienten mit Infarkt der A. cerebri media bei der Untersuchung
®
mit BHI und SonoVue B
C
A
$EELOGXQJ Anhand dieses Beispiels lassen sich alle drei Arten von Artefakten verdeutlichen:
Bei dem mit A gekennzeichneten dunklen Streifen parallel zur Ultraschallausbreitung handelt es
sich um ein Streifenartefakt, B und C bezeichnen vordere und hintere Randartefakte.
-33-
Ergebnisse
3DWLHQWHQPLW+LUQWXPRU
$OOJHPHLQHV
In dieser Gruppe wurden elf Patienten untersucht, davon drei Frauen (27,3 %) und
acht Männer (72,7 %) im Alter von 22 bis 62 Jahren, das mittlere Alter betrug
dabei 52, 6 ± 11,5 Jahre (Median 53 Jahre, QA 11,5 Jahre).
Der mittlere Karnofsky-Index betrug 83 ± 9 % (Median 80 %, QA 10 %).
Die genaue Alters- und Geschlechtsverteilung ist der Tabelle 3.8 zu entnehmen.
Lebensjahre
Karnofsky-Index
Frauen (n = 3)
Männer (n = 8)
gesamt (n = 11)
Maximum
62
62
62
Minimum
50
22
22
Mittelwert
56,7
51,1
52,6
Median
58
52,5
53
QA
6
12
11,5
Maximum
90%
100%
100%
Minimum
70%
70%
70%
Mittelwert
80%
83,75%
84%
Median
80%
80%
80%
QA
10%
10%
10%
7DEHOOHVerteilung von Alter (in Jahren), Geschlecht und Karnofsky-Score; QA bezeichnet den
Quartilsabstand.
'LDJQRVHQ
Von den elf untersuchten Patienten wiesen sechs einen hirneigenen Tumor auf,
bei den übrigen fünf Patienten handelte es sich um Metastasen, wobei drei von
Bronchialkarzinomen stammten und zwei unklarer Herkunft waren.
Eine Übersicht der elf Hirntumorpatienten nach Tumorhistologie und –lokalisation
im Hirn sowie Darstellbarkeit mit dem Harmonic Imaging stellt Tabelle 3.9 dar.
-34-
Ergebnisse
Referenzbildgebung
des Tumors
Metastase
unscharf begrenzt,
EH 001
(Bronchialkarzinom)
hypodens
Oligoastrozytom zweiten kräftig hyperintens in
PS 002
Grades
der T2-Wichtung
kräftige KMUS 003 Astrozytom dritten Grades
Aufnahme
Metastase
kräftige KMGS 004
(Bronchialkarzinom)
Aufnahme
Astrozytom vierten
randständiges KMKP 005
Grades (Glioblastom)
Enhancement
Metastase
randständiges KMHW 006
(Bronchialkarzinom)
Enhancement
randständiges
KMAM 007
Metastase1
Enhancement
Astrozytom vierten
randständiges KMWK 008
Enhancement
randständiges
KMKM 009
Metastase1
Enhancement
Gangliogliom ersten
homogene KMML 010
Grades
Aufnahme
Astrozytom vierten
kräftige KMWS 011
Aufnahme
Patient
Diagnose
Darstellbarkeit mit
BHI
nein²
nein³
homogene
Darstellung
homogene
Darstellung
nein²
nein4
homogene
Darstellung
mit Kern-RandDifferenzierung
mit Kern-RandDifferenzierung
nein³
homogene
Darstellung
7DEHOOH Zuordnung von Art und Lokalisation der Tumoren zur Darstellbarkeit. Bei den mit
gekennzeichneten Metastasen konnte der Primarius nicht lokalisiert werden. Kern-RandDifferenzierung besagt, dass ein hyperperfundiertes Randareal von einem hypoperfundierten
Tumorkern differenziert werden konnte; KM steht für Kontrastmittel. Eine Kennzeichnung mit ²
bezeichnet eine aufgrund der anatomischen Lage des Tumors unmögliche Darstellung mit dem
BHI. ³ kennzeichnet die Patienten, bei denen der Tumor trotz guter Schallbedingungen nicht
4
darstellbar war. Bei dem mit bezeichneten Patienten konnte trotz guter Schallbedingungen im
gesamten Hirnparenchym kein Kontrastmitteleffekt beobachtet werden.
(UJHEQLVVHGHV+DUPRQLF,PDJLQJ
Einschlusskriterium war ein ausreichendes Knochenfenster. Die Untersuchung
erfolgte in Kenntnis der Tumorlokalisation im CCT oder MRT, also nicht geblindet.
Bei zehn Patienten konnte eine Kontrastzunahme des gesamten Hirnparenchyms
festgestellt werden, ein Patient zeigte trotz guter Schallbedingungen für die TCCS
keinen Kontrastmitteleffekt.
Bei zwei der Patienten mit Kontrastzunahme kamen die Tumoren, eine links
okzipital gelegene Metastase eines Bronchialkarzinoms und ein rechts frontales
Astrozytom vierten Grades, in der sonographischen Schnittbildebene aufgrund der
-35-
Ergebnisse
anatomischen Lage nicht zur Darstellung, so dass bei acht der zehn Patienten mit
Kontrastzunahme eine Tumordarstellung anatomisch möglich war.
Eine Kontrastanreicherung des Tumors verglichen mit dem umgebenden
Parenchym konnte bei sechs dieser acht Patienten beobachtet werden (siehe
Beispiel in Abbildung 3.6).
Bei den anderen beiden Patienten, bei denen ein temporales Gangliogliom ersten
Grades bzw. ein frontales Oligoastrozytom zweiten Grades diagnostiziert wurden,
kam der Tumor trotz guter Schallbedingungen sonographisch nicht zur
Darstellung.
Bei zwei der sechs Patienten mit Tumordarstellung war sonographisch ebenso wie
in der CCT- und MRT-Bildgebung eine Differenzierung zwischen Tumorkern
(fehlende
Kontrastmittelaufnahme)
und
Tumorrand
(verstärkte
Kontrastmittelaufnahme im Vergleich zum gesunden Hirngewebe) möglich. Die
Untersuchung der Zeit-Intensitäts-Kurven ergab, dass sowohl Steigung als auch
Peak-Amplitude im Tumorareal höher waren als im normalen Hirnparenchym,
jedoch geringer als im arteriellen Gefäß (A. cerebri media). Eine genaue
Verteilung der jeweiligen absoluten minimalen, maximalen und Mittelwerte ist der
Tabelle 3.10 zu entnehmen.
Tumorrand
Arterie
Thalamus
Maximal
13,88
13,88
18,92
Minimal
4,52
3,00
4,52
9,88 ± 4,14
7,98 ± 3,73
17,77 ± 5,82
Maximal
9,25
40,72
0,57
Minimal
0,07
0,32
0,03
1,83 ± 3,64
10,36 ± 15,58
0,19 ± 0,21
Maximal
60,33
265,50
9,72
Peak-
Minimal
0,60
2,13
0,37
Intensität
Mittelwert ±
TTP
Mittelwert ±
Standardabweichung
Steigung
Mittelwert ±
Standardabweichung
Standardabweichung
12,60 ± 23,44 67,80 ± 102,63
2,39 ± 3,63
7DEHOOH Absolutwerte der Time To Peak (TTP) in Sekunden, der Steigung (in au² pro
Sekunde) sowie der Peak-Intensität (in au²) für Tumorareal, A. cerebri media und Thalamus als
-36-
Ergebnisse
Referenzregion, jeweils
Standardabweichung.
aufgeteilt
auf
den
maximalen,
minimalen
und
Mittelwert
mit
Weder die absoluten noch die auf die jeweiligen Peak-Intensitäten des Thalamus
normierten Werte (siehe Tabelle 3.11) unterschieden sich signifikant von denen
der Arterie und des Thalamus. Es bestanden ebenso wie bei der Untersuchung
der Hirninfarkte große interindividuelle Unterschiede zwischen den Werten.
B
A
C
300
,QWHQVLWlW>DXð@
250
200
Tumorkern
Tumorrand
Arterie
Thalamus
150
100
50
0
-50 0
20
40
60
=HLW>V@
$EELOGXQJA: Darstellung des Glioblastoms mit BHI, die Pfeile markieren die Begrenzung des
Tumors mit zentraler Nekrose und kontrastmittelanreichernder Randzone; B: CCT mit
Kontrastmittel; C: Zeit-Intensitäts-Kurve am Beispiel eines 49-jährigen Patienten mit links temporal
gelegenem Glioblastom. „Tumorkern“ bezeichnet das zentrale Tumorareal mit verminderter
Kontrastmittelanflutung, „Tumorrand“ im Gegensatz dazu das randständige Tumorareal mit
Signalanstieg nach UKM-Injektion. Bei der Arterie handelt es sich um die A. cerebri media. Der
Karnofsky-Index betrug bei diesem Patienten 100%; im CCT-Bild konnte nativ und mit
Kontrastmittel eine links temporale, etwa drei Zentimeter im Durchmesser große Raumforderung
mit randständiger Kontrastmittelaufnahme und zentralem hypodensen Anteil und perifokalem
Ödem gesehen werden, das MRT zeigte eine links temporale kalottennahe ovale Raumforderung
mit scharfer Begrenzung und randständiger Kontrastmittelaufnahme sowie mit kompakteren
Anteilen lateral und kaudal. Der zentrale Bereich zeigte sich hier hypointens. Das beschallte Areal
ist gelb umrandet.
-37-
Ergebnisse
Tumorareal
Arterie
Thalamus
Maximal
25,01
110,06
0,22
Minimal
0,04
0,38
0,05
4,39 ± 10,10
20,30 ± 44,1
0,10 ± 0,06
Maximal
163,05
717,57
1
Peak-
Minimal
0,35
4,35
1
Intensität
Mittelwert ±
Steigung
Mittelwert ±
Standardabweichung
Standardabweichung
29,36 ± 65,53 128,30 ± 288,80
1
7DEHOOHNormierte Werte der Steigung pro Sekunde im Tumorareal, im Bereich der A. cerebri
media und im Thalamus sowie der Peak-Intensität im Tumorareal und im Bereich der A. cerebri
media (normiert auf die jeweilige Peak-Intensität des Thalamus).
-38-
Ergebnisse
.DVXLVWLNHQYRQ3DWLHQWHQPLW+LUQLQIDUNW
%HLVSLHO
57-jähriger Patient mit subtotalem Mediainfarkt links.
Die farbduplexsonographische Untersuchung ergab einen Verschluss des linken
Mediahauptstammes (TIBI 0), die extrakraniellen Gefäße zeigten sich unauffällig.
Die BHI-Untersuchung wurde 5,75 Stunden nach Symptombeginn durchgeführt.
Der initiale NIHSS betrug 21 Punkte, der mRS fünf Punkte und nach 90 Tagen vier
Punkte.
Die Auswertung im PPI-Bild ergab ein perfusionsgemindertes Areal von 10,67
cm², die Fläche des Areals mit Signalverzögerung im TTP-Bild betrug 2,83 cm².
Die erste CCT-Untersuchung erfolgte zwei Stunden nach Symptombeginn. In der
Verlaufsuntersuchung nach 30,5 Stunden konnte ein Infarktareal in der
diencephalen Ebene von 37,03 cm² gemessen werden.
Eine Zusammenfassung der PPI-, TTP- und CCT-Bilder sowie der Zeit-IntensitätsKurve ist Abbildung 3.7 zu entnehmen.
-39-
Ergebnisse
A
B
C
D
E 50
,QWHQVLWlW>DXð@
40
30
Infarktkern
Periinfarktzone
Thalamus
20
10
0
1
10
19
=HLW>V@
28
37
$EELOGXQJA: PPI-Bild, markiert wurde das Areal mit verminderter Signalintensität; B: TTP-Bild,
die grüne Linie bezeichnet das Areal mit verzögertem Signalanstieg; C: initiale CCT zwei Stunden
nach Symptombeginn; D: Verlaufs-CCT nach 30,5 Stunden; E: Zeit-Intensitäts-Kurve, wobei der
Infarktkern das Areal ohne
* Signalsteigerung nach UKM-Injektion bezeichnet. Bei der
Periinfarktzone handelt es sich um das Areal mit Kontrastmittelnachweis aber relativer
Signalminderung von mindestens 50 % verglichen mit dem Thalamus als Referenzregion. -40-
Ergebnisse
%HLVSLHO
49-jähriger Patient mit subtotalem Mediainfarkt rechts.
Die farbduplexsonographische Untersuchung ergab einen Verschluss des rechten
Mediahauptstammes (TIBI 3) sowie eine 90%-ige Stenose der A.carotis interna
rechts.
Die BHI-Untersuchung wurde 5,0 Stunden nach Symptombeginn durchgeführt.
Der initiale NIHSS betrug 12 Punkte, der mRS fünf Punkte und nach 146 Tagen
0 Punkte.
Die Auswertung im PPI-Bild ergab ein perfusionsgemindertes Areal von 3,04 cm²,
die Fläche des Areals mit Signalverzögerung im TTP-Bild betrug 7,05 cm².
Die erste CCT-Untersuchung erfolgte 1,5 Stunden nach Symptombeginn. In der
Verlaufsuntersuchung
nach
29
Stunden
konnte
ein
Infarktareal
in
der
diencephalen Ebene von 15,56 cm² gemessen werden.
Eine Zusammenfassung der PPI-, TTP- und CCT-Bilder sowie der Zeit-IntensitätsKurve vom Aufnahmetag ist Abbildung 3.8 zu entnehmen. Zum Vergleich in
Abbildung 3.9 die entsprechenden Bilder der Verlaufsuntersuchung, die nach der
Lysetherapie mit Actilyse® mit dem Wirkstoff Alteplase (Boehringer Ingelheim
Pharma KG, Ingelheim am Rhein, Deutschland) durchgeführt wurde. Diese zweite
BHI-Untersuchung erfolgte 73,75 Stunden nach Symptombeginn. Im Vergleich der
Zeit-Intensitäts-Kurven zeigt sich, dass sich die initial flach verlaufende ZeitIntensitäts-Kurve des Infarktareals in der Verlaufsuntersuchung nach der
Lysetherapie der des Thalamus nahezu angeglichen hat. Passend dazu kann im
PPI-Bild der Verlaufsuntersuchung kein Areal mit signifikanter Signalminderung
ausgemacht werden, wie dies im initialen PPI-Bild deutlich abzugrenzen ist. Eine
ähnliche
Entwicklung
zeigt
sich
für
das
Areal
mit
verzögerter
Kontrastmittelanflutung in den TTP-Bildern. Diese Gegenüberstellung lässt den
Schluss zu, dass mit der Lysetherapie die Reperfusion der A. cerebri media
gelang.
-41-
Ergebnisse
A
B
C
,QWHQVLWlW>DXð@
D6
Infarktkern
Thalamus
3
0
1
10
19
28
37
=HLW>V@
$EELOGXQJ Abbildung A und B zeigen die Infarktareale im PPI- und TTP-Bild der BHIUntersuchung fünf Stunden nach Symptombeginn. Im CCT-Bild nach 1,5 Stunden kann das
Infarktareal erwartungsgemäß noch nicht sicher abgegrenzt werden (C), Abbildung D zeigt die Zeit®
Intensitäts-Kurve der initialen BHI-Untersuchung vor der Lysetherapie mit Actilyse . Eine
Periinfarktzone mit relativer Signalminderung von 50 % im Vergleich zum Thalamus als
Referenzregion konnte bei diesem Patienten nicht dargestellt werden.
-42-
Ergebnisse
A
B
C
,QWHQVLWlW>DXð@
D 6
Infarktkern
Thalamus
3
0
1
10
19
28
37
=HLW>V@
$EELOGXQJ Nach der Lyse mit Actilyse (Patient aus Abb. 3.8) können im PPI- und TTP-Bild
nach 73,75 Stunden keine perfusionsgestörten Areale identifiziert werden (Abbildung A und B). Die
Zeit-Intensitäts-Kurve des Infarktkerns hat sich der Kurve des Referenzareals, also des Thalamus,
genähert (Abbildung D), im Verlaufs-CCT-Bild nach 29 Stunden wird das definitive Infarktareal
sichtbar.
®
-43-
Diskussion
'LVNXVVLRQ
=LHOVHW]XQJ0DWHULDOXQG0HWKRGHQ
Die frühzeitige Diagnostik von Patienten mit Hirninfarkt, insbesondere die
Darstellung des funktionsgestörten Hirngewebes mit erhaltenem Strukturstoffwechsel bei kritischer Minderperfusion („tissue-at-risk“) ist entscheidend für
Therapieoptionen und Prognose für die Betroffenen (Röther, 2001; Moonis, 2002).
Um diese Diagnostik zu optimieren, werden verschiedene Techniken gebraucht
bzw. erprobt, wie CT, Positronenemissionstomographie (PET), Single-PhotonEmissions-CT (SPECT) und MRT. Die MRT ist insofern überlegen, als sie
gleichzeitig Informationen über Perfusion und Funktionsstatus des Parenchyms
liefern kann (Bonaffini et al., 2002), obgleich eine direkte Messung der Perfusion in
Milliliter Blut pro Hirnvolumen pro Zeit auch mit diesen Methoden nicht möglich ist.
Im Gegensatz zum Ultraschall sind diese Verfahren jedoch nicht am Krankenbett
durchführbar, was insbesondere bei kritisch kranken oder unruhigen Patienten
nachteilig ist.
Schon 1991 gelang Becker mit der TCCS die Darstellung intrakranieller
Gefäßstenosen und –verschlüsse, jedoch wurde die Untersuchung bei 10 % der
Probanden durch eine zu starke Schallabschwächung im Schädelknochen limitiert
(Becker et al., 1991). Dieses Problem schränkte auch bei nachfolgenden Studien
die Darstellbarkeit ein (Seidel et al., 1995).
Eine
mögliche
Verbesserung
Echokardiographie,
bei
der
ergab
sich
lungengängige
durch
den
Kontrastmittel
Blick
zur
auf
die
Kontrast-
verbesserung in der Sonographie verwendet werden (Ophir und Parker, 1989,
Goldberg et al., 1994).
Durch
die
Verwendung
des
Transient
Response
Imaging
konnte
die
Kontrastierung des myokardialen Blutflusses weiter verbessert werden. Hierbei
werden Kontrastmittelmikrobläschen, in diesem Fall PESDA (perfluorocarbonexposed sonicated dextrose albumin), Ultraschallpulsen von 2,5 MHz ausgesetzt
und die Empfänger auf die doppelte Frequenz (harmonische Oberschwingung)
eingestellt (Porter und Xie, 1995).
-44-
Diskussion
Es zeigte sich, dass dieses Verfahren auch dazu verwendet werden kann, die
normale Hirndurchblutung darzustellen, da es in verschiedenen Hirnarealen unter
Anwendung eines Ultraschallkontrastmittels zu charakteristischen An- und
Abflutungskurven kommt (Postert et al., 1998). Eine quantitative Analyse der
Perfusion anhand dieser Kurven schien hierbei aber nicht möglich (Seidel et al.,
2000). Es lassen sich lediglich die Parameter zur Kurvenbeschreibung erfassen,
die Aussagen über die Perfusion erlauben.
Eine Weiterentwicklung stellt hier die Berechnung sogenannter Parameterbilder
dar, bei denen verschiedene Parameter aus den Zeit-Intensitäts-Kurven jedes
Bildpixels farbig codiert abgebildet werden. Diese zeigen die Maxima der
ausgewählten Grauwertbilder nach Abzug der gemittelten Werte vor Beginn der
UKM-Wirkung oder der Zeit zwischen Beginn der Kontrastwirkung und dem
maximalen Effekt (Wiesmann und Seidel, 2000). Auf diese Weise gelingt auch die
Darstellung minderperfundierter Areale beim Hirninfarkt (Wiesmann et al., 2004).
Eine direkte Messung der Perfusion ist hier ebenso wenig möglich wie beim
Perfusions-CT oder Stroke-MRT, doch können die Parameter der Ein- und
Auswaschkurven als Surrogatmarker der Perfusion gelten.
2001 erhielt ein neues UKM, SonoVue®, die Zulassung und zeigte sich in ersten
Studien vielversprechend (Kaps et al., 2001).
In der vorliegenden Arbeit wurden 23 Patienten mit akutem Hirninfarkt mit dem
Bolus-Harmonic-Imaging-Verfahren (BHI) unter Verwendung von SonoVue® auf
Areale mit verminderter oder verzögerter Signalintensität als Hinweis auf
Hypoperfusion bzw. verstärkter oder verfrühter Signalintensität aus Zeichen für
eine frühe Reperfusion untersucht.
Ziel war es nun herauszufinden, inwieweit Areale mit Hypo- oder Hyperperfusion
mit den entsprechenden Regionen im Referenzschnittbildverfahren (CCT / MRT)
korrelieren und welche prognostische Aussagekraft frühzeitige Untersuchungen
mittels Harmonic Imaging unter Verwendung von SonoVue® beim Hirninfarkt
haben. Hierbei ging es zum einen um die Zeit-Intensitäts-Kurven der
Infarktregionen im Vergleich mit jenen der Thalamusregion. Zum anderen wurden
die
Areale
mit
Signalminderung
bzw.
verzögerter
UKM-Anflutung
der
Parameterbilder den definitiven Infarktarealen der Verlaufs-CCT- / MRT-Bilder
gegenübergestellt.
-45-
Diskussion
(UJHEQLVVH
In verschiedenen Studien konnte gezeigt werden, dass frühzeitige, mit der
transkraniellen Farbduplexsonographie sichtbare vaskuläre Pathologie mit dem
Behinderungsgrad bei Hirninfarktpatienten korreliert (Goertler et al., 1998; Labiche
et al. 2003).
In
früheren
Studien
lag
die
Rate
der erfolgreichen
Harmonic-Imaging-
Untersuchungen mit Levovist® bei 76,7 bis 84 % (Federlein et al., 2000;
Wiesmann et al., 2004). In der vorliegenden Studie zeigten alle 23 untersuchten
Patienten
in
der
BHI-Untersuchung
nach
SonoVue®
-
Injektion
einen
Kontrastmitteleffekt, der es ermöglichte, weitere Analysen durchzuführen.
Das im PPI-Bild in der Frühphase des Hirninfarktes ermittelte Areal mit
Signalminderung von mindestens 50 % (A_PPI) korrelierte signifikant mit dem
definitiven Infarktareal in der Verlaufsbildgebung sowie der Behinderung nach vier
Monaten, ermittelt anhand des modified Rankin Scores.
Die aufgrund der BHI-Untersuchung hergestellten Parameterbilder liefern
zusätzliche
Informationen
über
das
distale
zerebrale
Gefäßbett
in
der
Infarktfrühphase. Auf diese Weise gelingt nicht nur, wie bisher, die Darstellung
großer Gefäße, sondern auch die Beurteilung der Mikrozirkulation.
Eine signifikante Korrelation mit der Behinderung nach vier Monaten ergab sich
nur für A_PPI. Für die anderen vaskulären Variablen (TIBI-Score, Stenose über
70% oder ipsilateraler Verschluss der A. carotis interna sowie Areal des
pathologischen TTP [A_TTP]) ließ sich entgegen der Erwartungen keine
Signifikanz nachweisen (Seidel et al., 2004).
Mit dem BHI ist es somit möglich, die Territorien von A. cerebri media und
A. cerebri anterior in der diencephalen Ebene zu beurteilen und dadurch Hinweise
auf die Schwere einer zerebralen Durchblutungsstörung zu geben.
Bisher gab es noch keine umfangreiche Studie zum Vergleich von BHI und
Perfusions-CCT oder MRT, sondern lediglich Fallberichte (Meyer et al., 2003).
Der Vorteil von BHI ist, dass qualitative Informationen bezüglich der Hirnperfusion
am Patientenbett ermittelt werden können, so dass es eine wertvolle Erweiterung
zu der routinemäßig durchgeführten Untersuchung der großen Hirnarterien mittels
TCCS darstellen könnte. Eine Einschränkung erfährt das BHI dadurch, dass für
jede Serie von Parameterbildern einer Untersuchungsebene ein UKM-Bolus
verabreicht werden muss.
-46-
Diskussion
Darüber hinaus kam es bei allen Untersuchungen vor allem an den Rändern des
Schallfeldes zu Artefakten, die zwar leicht von den Perfusionsdefekten abgegrenzt
werden können, aber eine Verkleinerung des untersuchbaren Areals bedeuten.
Diese Artefakte haben ihren Ursprung in der Begrenzung des Knochenfensters
und
wurden
bereits
bei
anderen
Studien
beobachtet
(Wiesmann
und
Seidel, 2000).
=LHOVHW]XQJ0DWHULDOXQG0HWKRGHQ
Auch bei intrakraniellen Tumoren ist die prä- und postoperative Diagnostik wichtig,
insbesondere in Hinblick auf die Ausdehnung und den Malignitätsgrades, um die
Therapie optimieren zu können (Becker et al., 1999).
Da es sich gerade hier oft um langwierige Krankheitsverläufe handelt, ist das
Interesse an alternativen bzw. ergänzenden Untersuchungsmethoden zu CCT und
MRT groß.
Schon in den 80er Jahren wurde die intraoperative Anwendung der Sonographie
erprobt.
Dabei
konnte
sie
sowohl
praktische
Informationen
über
den
Operationsstatus als auch morphologische Daten über die Tumoren liefern und
dadurch die Befunde von CCT und MRT erweitern (Enzmann et al., 1985; LeRoux
et al., 1989). Darüber hinaus bietet die intraoperative Sonographie im Vergleich
zur CCT eine hohe Spezifität in der Unterscheidung einzelner Tumorkomponenten
(Kelly et al., 1987; Greene et al., 1989). Jedoch wurde lange keine präoperative
Diagnostik mittels Sonographie durch die intakte Schädeldecke vorgenommen,
wie dies in ähnlicher Form in der Kinderheilkunde durch die offene Fontanelle
(Pape et al., 1983; Bowerman et al., 1984) durchgeführt und unter Anwendung
von UKM bei Versuchen mit Tieren erprobt wurde (D`Arrigo et al., 1991).
Daraufhin führte Becker eine Studie zur Darstellung von intrakraniellen Tumoren
mittels TCCS durch, allerdings ohne Ultraschallkontrastmittel. Es zeigte sich, dass
die TCCS mit einer Sensitivität von 96% jener der CT unterlegen ist, jedoch wie
schon die intraoperative Sonographie über eine höhere Spezifität bei der
Differenzierung einzelner Tumorkomponenten verfügt (Becker et al., 1994) und
somit schon im Vorfeld eines neurochirurgischen Eingriffes wichtige Informationen
liefern kann (Becker et al., 1995). Anders ist es bei den postoperativen
-47-
Diskussion
Untersuchungen: Hier ist die Sensitivität der TCCS beim Aufspüren von
Residualtumoren mit 96 % denen von MRT mit 44 % und CCT mit 28 % weit
überlegen. Die Spezifität liegt mit 67 % jedoch deutlich unter der 100 %igen
Sicherheit von CCT und MRT (Becker et al., 1999).
Auch bei der transkraniellen Sonographie zeigte sich im Vergleich mit CCT und
MRT, dass die TCS zwar zusätzliche Informationen liefern kann, aber als alleinige
Untersuchungsmethode zur Diagnostik von Hirntumoren nicht geeignet ist, zumal
postoperative Veränderungen bei sonographischen Verlaufskontrollen zu falsch
positiven Ergebnissen führen können (Becker et al., 1999; Meyer et al., 2001).
Mit dem Harmonic Imaging gelingt nicht nur die Identifikation von Hirntumoren,
vielmehr können auf diese Art zusätzliche Informationen über die Tumorperfusion
gewonnen werden, die die Unterscheidung zwischen benignen und malignen
Tumoren erleichtern kann (Harrer et al., 2003).
In der vorliegenden Studie ging es um die Perfusionsdiagnostik von intrakraniellen
Tumoren mittels Harmonic Imaging unter Verwendung von Levovist®. Es wurden
elf Patienten auf hyperperfundierte Areale als Anzeichen für Malignität untersucht,
um herauszufinden, ob bei dieser Patientengruppe die Unterscheidung von
hyperperfundierten Tumor-Rand-Arealen von hypoperfundierten nekrotischen
Tumorzentren gelingt. Dazu wurden die verschiedenen Zeit-Intensitäts-Kurven der
Tumorregion, wenn möglich getrennt nach Tumorkern und Tumorrand, mit jenen
eines arteriellen Gefäßes sowie des Thalamus als Referenzregion verglichen.
(UJHEQLVVH
Bei zehn der elf Patienten mit intrakraniellem Tumor konnte im Hirnparenchym der
Untersuchungsebenen ein Kontrastmitteleffekt beobachtet werden, bei einem
Patienten gelang dies trotz ausreichendem Schallfenster aus unbekannten
Gründen nicht.
Bei zwei der zehn Patienten mit Kontrastmitteleffekt gelang die Tumordarstellung
aufgrund der anatomischen Lage nicht. Bei zwei weiteren kam es trotz einer
anatomischen Darstellbarkeit zu keiner Kontrastmittelanreicherung in den
Tumorarealen, bei denen es sich um niedrigmaligne Tumoren handelte. Somit
gelang lediglich bei sechs Patienten, die alle einen hochmalignen Tumor
aufwiesen, eine ausreichende Darstellung für spätere Analysen der Zeit-
-48-
Diskussion
Intensitäts-Kurven. Nur bei zwei dieser sechs Patienten konnte die Tumorregion
getrennt nach Tumorkern und –rand untersucht werden.
Insofern lag die Tumordarstellbarkeit unter der vorangegangener Studien, bei
denen die Darstellung bei 80% der untersuchten Patienten gelang (Harrer et al.,
2003). Allerdings ist zu bemerken, dass gerade die Identifikation der
hochmalignen Tumoren, bei denen eine Hyperperfusion durch vermehrte
Vaskularisation zu erwarten ist, mit dem BHI-Verfahren gelang.
Bei der Untersuchung der Zeit-Intensitäts-Kurven zeigte sich, dass sowohl
Steigung als auch Amplitude in der Tumorregion höher waren als die des
Thalamusareals als Referenzregion, aber niedriger als jene der A. cerebri media.
Diese Unterschiede zeigten sich bei der statistischen Analyse unseres sehr
kleinen Kollektivs jedoch nicht signifikant. Dennoch ist es ein deutlicher Hinweis
darauf, dass hypervaskularisierte Areale im Hirn mit dem BHI von normalem
Hirngewebe differenziert werden können.
Es ließen sich also Unterschiede der Zeit-Intensitäts-Kurven im Tumorareal
verglichen mit Referenzstrukturen feststellen, jedoch gelang die Darstellung des
veränderten Perfusionsstatus des Tumors nur in Einzelfällen.
-49-
Zusammenfassung
=XVDPPHQIDVVXQJ
Ziel der vorliegenden Studie war es, die Möglichkeiten der transkraniellen
Sonographie unter Verwendung des Harmonic Imaging bei Patienten mit
Hirninfarkt oder intrakraniellem Tumor zu untersuchen. Hierbei ging es auch um
die prognostische Bedeutung des Harmonic Imaging für die Langzeitergebnisse
der Patienten mit Hirninfarkt.
Es konnte gezeigt werden, dass die transkranielle sonographische Darstellung der
Hirnperfusion durch die Anwendung von Harmonic Imaging gelingt, insbesondere
bei Verwendung neuer Kontrastmittel wie SonoVue®.
Bei der Gruppe der Patienten mit Hirninfarkt ergibt die Analyse der auf Basis der
Grauwertbilder errechneten Zeit-Intensitäts-Kurven signifikante Unterschiede in
der Peak-Amplitude sowie der Kurvensteigung zwischen Infarktareal und
Referenzregion. Diese Analysen sind jedoch sehr zeitaufwendig und zeigen starke
interindividuelle Schwankungen. Eine wichtige Weiterentwicklung stellen hier die
ebenfalls auf Basis der Grauwertbilder erstellten Parameterbilder dar. Zwar zeigte
sich entgegen der Erwartungen keine Korrelation der Langzeitergebnisse mit dem
Areal der verzögerten Kontrastmittelanflutung im sogenannten TTP-Bild, doch das
im PPI-Bild ermittelte Areal mit einer Signalminderung von über 50 % korrelierte
signifikant mit dem definitiven Infarktareal in der Verlaufsbildgebung sowie dem
Langzeitergebnis nach vier Monaten. Auf diese Weise verbessert das Harmonic
Imaging als Grundlage für die Erstellung der Parameterbilder die Aussagekraft der
transkraniellen Sonographie, indem zusätzliche Informationen über das distale
zerebrale Gefäßbett schon in der Frühphase des Infarktes gewonnen werden
können. Darüber hinaus erlaubt diese jederzeit am Patientenbett durchführbare
Untersuchung
prognostische
Aussagen
über
das
Langzeitergebnis
des
Hirninfarktes.
Auch bei intrakraniellen Tumoren kann das Harmonic Imaging grundsätzlich
zusätzliche Informationen über Vaskularisation und Ausdehnung des Tumors
liefern, jedoch gelingt eine ausreichende Darstellung aufgrund der variablen und
für die Schallebene der Sonographie zum Teil ungünstigen Lage der Tumoren nur
in Einzelfällen. Daher scheint diese Art der Diagnostik für die Darstellung von
Hirninfarkten geeigneter.
-50-
Zusammenfassung
Bei allen Untersuchungen wird das Ergebnis durch Artefakte limitiert. Diese
können zwar leicht von Perfusionsveränderungen abgegrenzt werden, schränken
jedoch das Untersuchungsfeld ein.
Insgesamt stellt die vorliegende Studie eine ermutigende Grundlage für weitere
Anstrengungen auf dem Gebiet der minimalinvasiven Diagnostik der Hirnperfusion
am Krankenbett dar. Gerade die Kombination von extra- und transkranieller
Farbduplesxsonographie mit dem Bolus Harmonic Imaging erweitert das
diagnostische Potential der Ultraschalltechniken von der Darstellung der
Makroperfusion auf die der Mikrozirkulation.
In weiteren Studien sollten weiterentwickelte Ultraschallkontrastmittel und neue
Ultraschalltechniken ebenso berücksichtigt werden wie Vergleichsuntersuchungen
von perfusionsgewichteter MRT.
-51-
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-59-
Anhang
$QKDQJ
1DWLRQDO,QVWLWXWHVRI+HDOWK6WURNH6FDOH1,+66
Der Untersucher muss eine Antwort D%HZXVVWVHLQV]XVWDQG
wählen, auch wenn eine vollständige
•
Wach, unmittelbar antwortend 0
Untersuchung durch Hindernisse wie
•
Benommen, aber durch
einen
endotrachealen
Sprachbarrieren,
Tubus,
1
geringe Stimulation zum
orotracheales
Befolgen von Aufforderungen,
Trauma oder Verbände beeinträchtigt
Antworten oder Reaktionen zu
sind. Ein Score von 3 ist nur dann
bewegen
erreicht, wenn sich der Patient auf
•
Stuporös, bedarf wiederholter
Schmerzreize (außer reflexbedingte
Stimulation um aufmerksam
Lageveränderungen) nicht bewegt
zu sein, oder ist somnolent
2
und bedarf starker oder
schmerzhafter Stimuli zum
Erzielen von Bewegungen
(keine Stereotypien)
•
3
Koma, antwortet nur mit
motorischen oder vegetativen
Reflexen, oder reagiert gar
nicht, ist schlaff und ohne
Reflexe
Der Patient wird nach dem Monat und E)UDJHQ]XP %HZXVVWVHLQV]X
Alter
gefragt.
Die
Antwort
korrekt sein – es gibt keinen Punkt für
fast
zutreffende
VWDQG
muss
•
Antworten.
Beantwortet
beide
Fragen 0
richtig
Aphasische und stuporöse Patienten,
•
Beantwortet eine Frage richtig 1
die
•
Beantwortet
die
Antwort
nicht
verstehen,
erhalten den Score 2. Patienten, die
aufgrund
einer
orotrachealen
Intubation,
Traumas,
richtig
eines
einer
schweren Dysarthrie jeglicher Gense,
Sprachbarriere
oder
irgendeines
-60-
keine
Frage 2
Anhang
anderen Problems, das unabhängig
von
der
Aphasie
besteht,
nicht
sprechen können, erhalten den Score
1. Es ist wichtig, dass nur die zuerst
gegebene Antwort bewertet wird und
dass der Untersucher dem Patienten
nicht mit verbalen oder non-verbalen
Hinweisen „hilft“.
Der Patient wird gebeten, die Augen F $XIIRUGHUXQJHQ zur Ermittlung
zu öffnen und zu schließen und
danach die nicht-paretische Hand zu
des Bewusstseinszustandes
•
schließen und zu öffnen. Können die
Führt beide Aufgaben richtig 0
aus
Hände nicht benutzt werden, kann
•
Führt eine Aufgabe richtig aus 1
ersatzweise eine andere einschrittige
•
Führt keine Aufgabe richtig 2
Aufforderung
gegeben
werden.
aus
Eindeutige Versuche, die aufgrund
einer
Schwäche
nicht
vollständig
ausgeführt werden können, werden
als erfolgreich bewertet. Falls der
Patient auf die Aufforderung nicht
reagiert,
soll
die
Bewegung
vorgemacht (Pantomime) und das
Ergebnis notiert werden (d.h. befolgt
keine, ein oder zwei Anweisungen).
Patienten mit Trauma, Amputation
oder
anderen
körperlichen
Beeinträchtigungen sollen passende
einschrittige Aufgaben erhalten. Nur
der erste Versuch wird bewertet.
Es
werden
nur
die
Augenbewegungen
Willkürliche
(okulozephale)
oder
horizontalen %OLFNEHZHJXQJHQ
untersucht.
•
Normal
0
reflektorische
•
Partielle Blickparese. Dieser
1
Augenbewegungen
Punktwert wird vergeben,
werden bewertet, aber es findet keine
-61-
Anhang
werden bewertet, aber es findet keine
wenn die Blickrichtung von
kalorische Prüfung statt. Wenn der
einem oder beiden Augen
Patient eine konjugierte Blickdeviation
abnormal ist, jedoch keine
zeigt, die durch willkürliche oder
forcierte Blickdeviation oder
reflektorische Aktivität überwunden
komplette Blickparese besteht.
werden kann, beträgt der Score 1.
Patienten
mit
•
isolierter peripherer
Forcierte Blickdeviation oder
komplette Blickparese, die
Augenmuskelparese (III:, IV: oder VI.
durch Ausführen des
Hirnnerv)
okulozephalen Reflexes nicht
erhalten
den
Score
1.
Blickbewegungen können bei allen
aphasischen
Patienten
werden.
2
überwunden werden kann.
untersucht
Patienten
Augenverletzung,
mit
-verband,
vorbestehender Blindheit oder einer
anderen Erkrankung des Visus oder
des Gesichtsfeldes sollen anhand von
reflektorischen
Bewegungen
und
einer vom Untersucher zu treffenden
Auswahl
untersucht
werden.
Das
Herstellen eines Blickkontaktes und
nachfolgenden
Bewegungen
im
Gesichtsfeld des Patienten können
gelegentlich
helfen,
eine
partielle
Blickparese abzuklären.
Die Gesichtsfelder (obere und untere *HVLFKWVIHOG
Quadranten)
werden
Gegenüberstellung
getestet,
in
•
wobei
Keine Gesichtsfeld-
0
einschränkung
Fingerzählen oder visuelle Gesten
•
Partielle Hemianopsie
1
verwendet werden sollen. Patienten
•
Komplette Hemianopsie
2
sollen zur Durchführung ermuntert
•
Bilaterale Hemianopsie
3
werden; wenn sie korrekt auf die sich
(Blindheit inklusive kortikaler
bewegende Hand blicken, wird dies
Blindheit)
als normal bewertet. Bei unilateraler
-62-
Anhang
Blindheit oder Z.n. Enukleation wird
das
Gesichtsfeld
anhand
des
verbliebenen Auges bewertet. Der
Score 1 wird nur dann vergeben,
wenn eine eindeutige Asymmetrie,
Quadrantenanopsie eingeschlossen,
vorliegt.
Wenn
ein
Patient
aus
irgendeinem Grund blind ist, so wird
dies
als
Score
3
bewertet.
Anschließend wird eine Untersuchung
beider Seiten simultan durchgeführt.
Wenn eine unilaterale Auslöschung
besteht, erhält der Patient den Score
1 und das Ergebnis wird bei der
Beantwortung der Frage 11 benutzt.
Fordern Sie den Patienten verbal oder )D]LDOLVSDUHVH
•
durch Pantomime auf, die Zähne zu
zeigen,
die
Augenbrauen
Normale symmetrische
0
Bewegungen
•
hochzuziehen und die Augen zu
Geringe Parese (abgeflachte
schließen. Bei wenig reagierenden
Nasolabialfalte, Asymmetrie
oder verständnisunfähigen Patienten
beim Lächeln)
•
wird die Symmetrie der Gesichtszüge
Partielle Parese (vollständige
auf schmerzhafte Stimuli bewertet.
oder fast vollständige Parese
Falls
des unteren Gesichts)
Gesichtsverletzungen,
•
- verbände, ein orotrachealer Tubus,
1
2
Vollständige Parese von einer 3
Pflaster oder andere physikalische
oder zwei Seiten (Fehlen von
Hindernisse das Gesicht verdecken,
Bewegungen im oberen und
sollen diese soweit möglich entfernt
unteren Teil des Gesichts)
werden.
Die Extremität wird in die passende X0RWRULNYRQ$UPHQX
Lage gebracht: ausgestreckte Arme l r
%HLQHQ
(Handflächen nach unten) in 90° $UPH
Position (sitzender Patient) oder in
•
45° Position (liegender Patient) und
-63-
Kein Absinken, die Extremität
0 0
Anhang
45° Position (liegender Patient) und
wird über 10 Sekunden in der
gestreckte Beine in 30° Position
90° (oder 45°) Position
(Beine stets am liegenden Patienten
gehalten
untersuchen). Ein Absinken liegt vor,
•
Absinken, Extremität wird
wenn ein Arm vor Ablauf von 10
zunächst bei 90° (oder 45°)
Sekunden oder ein Bein vor Ablauf
gehalten, sinkt aber vor Ablauf
von
der 10 Sekunden ab; das Bett
5
Sekunden
aphasischer
Patient
absinkt.
wird
Ein
durch
(oder eine andere Unterlage)
Nachdrücklichkeit in der Stimme und
Pantomime unterstützt, jedoch sollen
keine
werden.
Schmerzstimuli
wird nicht berührt
•
angewendet
Anheben gegen Schwerkraft
90° (oder 45°) Position nicht
nacheinander getestet, wobei mit dem
erreichen oder halten, sinkt
nicht-paretischen Arm begonnen wird,
auf das Bett ab
bei
Amputation
oder
2 2
möglich, Extremität kann die
Extremitäten werden
Nur
Die
1 1
•
Gelenkversteifung an Schulter oder
Kein (aktives) Anheben gegen 3 3
Schwerkraft, Extremität fällt
Hüfte darf der Score 9 vergeben
•
Keine Bewegung
4 4
werden und der Untersucher muss
•
Amputation,
9 9
dies schriftlich begründen.
Gelenkversteifung; bitte
erklären:
%HLQH
l r
•
0 0
Kein Absinken, Bein bleibt
über 5 Sekunden in der 30°
Position
•
Absinken, Bein sinkt am Ende 1 1
der 5-Sekundenperiode,
berührt das Bett jedoch nicht
•
Aktive Bewegung gegen
Schwerkraft; das Bein sinkt
binnen 5 Sekunden auf das
Bett ab, kann aber gegen
Schwerkraft gehoben werden
-64-
2 2
Anhang
•
Kein Anheben gegen die
3 3
Schwerkraft, Bein fällt sofort
auf das Bett
•
Keine Bewegung
4 4
•
Amputation,
9 9
Gelenkversteifung, bitte
erklären:
Mit diesem Item sollen Hinweise für ([WUHPLWlWHQ$WD[LH
Kleinhirnläsion
•
Fehlend
gefunden werden. Untersuchen Sie
•
In einer Extremität vorhanden 1
bei geöffneten Augen. Sollte ein
•
In zwei Extremitäten
eine
unilaterale
Gesichtsfeldausfall vorliegen, stellen
0
2
vorhanden
Sie sicher, dass die Untersuchung im Falls vorhanden, besteht die Ataxie
intakten Bereich des Gesichtsfeldes in
durchgeführt wird. Der Finger-Nase- 5HFKWHP$UP
Seiten
•
Nein
1
durchgeführt; eine Ataxie wird nur
•
Ja
2
dann festgestellt, wenn sie über eine
•
Amputation,
9
Versuch
wird
muskuläre
auf
beiden
Schwäche
hinaus
vorhanden ist. Eine Ataxie wird bei
Patienten
erklären:
mit
oder /LQNHP$UP
Plegie als fehlend gewertet. Nur im
• Nein
1
Falle
Verständnisschwierigkeiten
einer
Amputation
oder
•
Ja
2
Gelenkversteifung kann dieses Item
•
Amputation,
9
als 9 gewertet werden, und der
Untersucher
muss
begründen.
Bei
dies
schriftlich
Vorliegen
erklären:
einer
Blindheit lassen Sie den Patienten
einen einfachen Finger-Nase-Versuch
durchführen.
Gelenkversteigung; bitte
5HFKWHP%HLQ
•
Nein
1
•
Ja
2
•
Amputation,
9
-65-
Anhang
erklären:
/LQNHP%HLQ
•
Nein
1
•
Ja
2
•
Amputation,
9
erklären:
Wahrnehmung von Grimassieren auf 6HQVLELOLWlW
Nadelreize, oder Abwehrreaktion auf
•
Schmerzreize beim somnolenten oder
aphasischen
Patienten.
Nur
Normal, kein
Sensibilitätsverlust
•
Leichter bis mittelschwerer
Sensibilitätsstörungen, die auf einen
Sensibilitätsverlust; Patient
Schlaganfall
empfindet Nadelstiche auf der
zurückgeführt
werden
können, werden als abnorm bewertet;
betroffenen Seite als weniger
der
scharf oder stumpf, oder es
Untersucher
sollte
so
viele
Körperregionen untersuchen (Arme –
besteht ein Verlust des
nicht Hände, Beine, Stamm, Gesicht)
Oberflächenschmerzes für
wie
Nadelstiche, doch nimmt der
zur
akkuraten
halbseitiger
Feststellung
Sensibilitätsstörungen
erforderlich sind. Ein Punktwert von 2
•
Schwerer bis vollständiger
Sensibilitätsverlust; Patient
vergeben werden, wenn ein schwerer
nimmt die Berührung von
oder vollständiger Sensibilitätsverlust
Gesicht, Arm und Bein nicht
deutlich nachgewiesen werden kann.
wahr
Stuporöse und aphasische Patienten
werden deshalb wahrscheinlich mit
einer 1 oder 0 bewertet werden. Ein
mit
Hirnstamminsult
1
Patient die Berührung wahr
(„schwer“ oder „vollständig“) sollte nur
Patient
0
und
beidseitigem Sensibilitätsverlust wird
mit einer 2 bewertet. Ein Patient, der
nicht antwortet und tetraplegisch ist,
-66-
2
Anhang
wird
mit
2
bewertet.
Komatöse
Patienten (Item 1a = 3) werden bei
diesem Item als 2 eingestuft.
Die meisten Informationen über das 6SUDFKH
Sprachverständnis werden bereits in
•
Keine Aphasie, normal
0
den
•
Leichte bis mittelschwere
1
vorhergehenden
Untersuchungsabschnitten
Aphasie; deutliche
gewonnen. Der Patient wird gebeten
Einschränkung der
zu
Wortflüssigkeit oder des
beschreiben,
beigefügten
was
Bild
auf
geschieht,
Gegenstände
auf
dem
die
Sprachverständnisses, keine
dem
relevante Einschränkung von
Erkennungsbogen zu benennen und
Umfang oder Art des
die
Ausdruckes. Die
Satzliste
vorzulesen.
Das
Verständnis wird sowohl anhand der
Einschränkung des
hierbei
auch
gegebenen
durch
alle
Anforderungen
in
Antworten
als
Sprachvermögens und/oder
Antworten
auf
des Sprachverständnisses
der
bisherigen
macht die Unterhaltung über
allgemein-neurologischen
Untersuchung
Visusverlust
beurteilt.
die
die vorgelegten
Falls
ein
Untersuchungsmaterialien
Ausführung
der
jedoch schwierig bis
Aufgaben behindert, bitten Sie den
unmöglich. Beispielsweise
Patienten, Gegenstände, die in seine
kann der Untersucher in einer
Hand gelegt werden, zu identifizieren,
Unterhaltung über die
Gesprochenes nachzusprechen und
vorgelegten Materialien
eigenständige Sätze zu formulieren.
anhand der Antwort des
Der intubierte Patient wird gebeten,
Patienten ein Bild oder eine
schriftlich zu antworten. Komatöse
Wortkarte zuordnen.
Patienten (Item 1a = 3) werden bei
•
Schwere Aphasie, die
diesem Item als 3 eingestuft. Bei
gesamte Kommunikation
stuporösen
oder
findet über fragmentierte
kooperativen
Patienten
Untersucher
einen
festlegen,
jedoch
eingeschränkt
sollte
muss
der
Ausdrucksformen statt: Der
Punktwert
nur
Zuhörer muss das Gesagte in
ein
großem Umfang
Punktwert von 3 vergeben werden,
-67-
2
Anhang
Punktwert von 3 vergeben werden,
interpretieren, nachfragen
wenn der Patient stumm ist und keine
oder erraten. Der Umfang an
einzelne Aufforderung befolgt.
Information, der ausgetauscht
werden kann, ist begrenzt; der
Zuhörer trägt im Wesentlichen
die Kommunikation. Der
Untersucher kann die
vorgelegten Materialien
anhand der Antworten des
Patienten nicht zuordnen.
•
Stumm, globale Aphasie;
3
keine verwertbare
Sprachproduktion oder kein
Sprachverständnis
Auch wenn der Eindruck eines
'\VDUWKULH
Normalbefundes besteht, sollte der
•
Normal
0
Patient aufgefordert werden aus der
•
Leicht bis mittelschwer; der
1
beigefügten Liste Wörter vorzulesen
Patient spricht zumindest
oder zu wiederholen, um eine
einige Wörter verwaschen und
adäquate Sprachprobe zu erhalten.
kann, schlimmstenfalls, nur
Im Falle einer schweren Aphasie kann
mit Schwierigkeiten
die Artikulation von Spontansprache
verstanden werden
bewertet werden. Nur im Falle einer
•
Schwer; die verwaschene
Intubation oder anderer mechanischer
Sprache des Patienten ist
Behinderungen der Sprachproduktion
unverständlich und beruht
sollte dieses Item als 9 bewertet
nicht auf einer Aphasie oder
werden, und der Untersucher muss
übersteigt das auf eine
dies schriftlich begründen. Dem
Aphasie zurückzuführende
Patienten soll nicht mitgeteilt werden,
Maß oder Patient ist
warum er/sie getestet wird.
stumm/anarthrisch
•
Intubation oder andere
mechanische Behinderungen;
bitte erklären:
-68-
2
9
Anhang
Ausreichende Informationen um einen $XVO|VFKXQJXQG
Neglect erkennen zu können sollten
bereits während der
1LFKWEHDFKWXQJIUKHU
1HJOHFW
vorangegangenen Untersuchungen
•
Keine Abnormalität
0
erhalten worden sein. Sollte der
•
Visuelle, taktile, auditive,
1
Patient einen schweren Visusverlust
räumliche oder
haben, der eine gleichzeitige visuelle
personenbezogene
Reizung beider Seiten unmöglich
Unaufmerksamkeit oder
macht und die Reizung der Haut
Auslöschung bei der
normal sein, so ist der Punktwert
Überprüfung von gleichzeitiger
normal. Sollte ein Patient eine
bilateraler Stimulation in einer
Aphasie haben, aber beide Seiten zu
der sensiblen Qualitäten
beachten scheinen, so ist der
•
Schwere halbseitige
2
Punktwert normal. Das Vorliegen
Unaufmerksamkeit oder
eines räumlich-visuellen Neglects
halbseitige Unaufmerksamkeit
oder einer Anosognosie sollte
in mehr als einer Qualität.
ebenfalls als Hinweis auf eine
Kein Erkennen der eigenen
Abnormalität gewertet werden. Da
Hand oder Orientierung nur zu
eine Abnormalität nur bei
einer Seite des Raumes
Vorhandensein gewertet wird, kann
dieser Punkt immer untersucht
werden.
Bitte addieren Sie alle Punktewerte.
Gesamtpunktwert:
Bitte beachten: Fragen 5 u. 6: Eine
Bewertung mit 9 = Amputation bitte als 0
zählen. Frage 10: Eine Bewertung mit 9 =
Intubation
oder
andere
mechanische
Behinderung bitte als 0 zählen.
-69-
Anhang
0RGLILHG5DQNLQ6FRUHP56
0. keine Symptome
1. keine wesentliche Funktionseinschränkung trotz Symptomen: kann alle
gewohnten Aufgaben und Aktivitäten verrichten
2. geringgradige Funktionseinschränkung: unfähig, alle früheren Aktivitäten zu
verrichten, ist aber in der Lage, die eigenen Angelegenheiten ohne Hilfe zu
erledigen
3. mäßiggradige Funktionseinschränkung: bedarf einiger Unterstützung, ist
aber in der Lage, ohne Hilfe zu gehen
4. mittelschwere Funktionseinschränkung: unfähig, ohne Hilfe zu gehen und
unfähig, ohne Hilfe für die eigenen körperlichen Bedürfnisse zu sorgen
5. schwere Funktionseinschränkung: bettlägerig, inkontinent, bedarf ständiger
Pflege und Aufmerksamkeit
.DUQRIVN\,QGH[
100%
Normal, keine Beschwerden, kein Hinweis auf eine Erkrankung
90%
Normale Aktivität möglich, geringe Krankheitssymptome
80%
Normale Aktivität nur mit Anstrengung, mäßige Krankheitssymptome
70%
Selbstversorgung, aber unfähig zu normaler Aktivität oder Arbeit
60%
Gelegentliche Hilfe, aber noch weitgehende Selbstversorgung
50%
Häufige Unterstützung und medizinische Versorgung erforderlich
40%
Überwiegend bettlägerig, spezielle Hilfe und Pflege erforderlich
30%
Dauernd bettlägerig, evtl. Krankenhauseinweisung, jedoch keine akute
Lebensgefahr
20%
Schwerkrank, aktive unterstützende Therapie, evtl.
Krankenhauseinweisung
10%
Moribund, rasches Fortschreiten der Erkrankung
0%
Tod
-70-
Danksagung
'DQNVDJXQJ
Danken möchte ich zunächst Herrn Prof. Dr. med. D. Kömpf für die Möglichkeit,
diese Arbeit an der Klinik für Neurologie des Universitätsklinikums SchleswigHolstein, Campus Lübeck durchführen zu können.
Herrn Priv.-Doz. Dr. med. G. Seidel möchte ich für die Überlassung des Themas
ebenso danken wie für die hervorragende Betreuung. Diesbezüglich gilt mein
Dank
auch
Dr. med. K. Meyer-Wiethe,
der
mir
stets
ein
engagierter
Ansprechpartner war.
Darüber hinaus danke ich den Mitarbeitern des Neurovaskulären Labors für ihre
Geduld sowie ihre fachliche und organisatorische Unterstützung der Arbeit.
Für die unkomplizierte Zusammenarbeit danke ich Herrn Prof. Dr. med. H. Arnold
und den Mitarbeitern der Klinik für Neurochirurgie des UKS-H, insbesondere Herrn
Dr. med. U. Knopp,
der mir bei der Überwindung von organisatorischen
Hindernissen stets zur Seite stand. Mein Dank gebührt auch den Mitarbeitern des
neurochirurgischen Archivs, die sich für mich immer wieder bereitwillig auf die
Suche nach Patientenakten machten.
Herrn
Prof. Dr. med. H. D. Weiss
danke
ich
für
die
Überlassung
des
radiologischen Bildmaterials.
Danken
möchte
ich auch Herrn Prof. Dr. Ing. T. Aach und Herrn Dipl.-
Phys. D. Toth des Institutes für Signalverarbeitung und Prozessrechentechnik für
die gute Zusammenarbeit und die Bereitstellung des BHI-View-Programmes sowie
Herrn Dipl.-Ing.-Phys. T. Schnelle für seine Unterstützung bei meiner Suche nach
seltener Literatur.
Außerdem gilt mein besonderer Dank dem Pflegepersonal der Klinik für
Neurologie des UKS-H, auf dessen Geduld und tatkräftige Unterstützung ich mich
jederzeit verlassen konnte.
Für die Förderung des UMEDS-Projektes (QLG1-CT-2002-01518) danke ich der
Europäischen Union.
Vor allem möchte ich aber meinen Eltern und M. Sünner danken.
-71-
Lebenslauf
/HEHQVODXI
$QJDEHQ]XU3HUVRQ
Name
Grit Berdien
Wohnort
Hudtwalcker Strasse 24
22299 Hamburg
Geburtstag und –ort
07.11.1978 in Bremerhaven
Familienstand
ledig
Nationalität
deutsch
6FKXOELOGXQJ
07.1985 – 07.1989
Grundschule Basbeck / Hemmoor
07.1989 – 07.1991
Orientierungsstufe Hemmoor
07.1991 – 07.1998
Gymnasium Warstade / Hemmoor
03.07.1998
Abitur
+RFKVFKXODXVELOGXQJ
10.1998 – 09.2000
10.2000 – 09.2003
10.2003 – 09.2004
vorklinisches Studium / Universität
Lübeck
klinisches Studium / UKS-H, Campus
Lübeck
Praktisches Jahr:
1. Tertial: HNO, UKS-H, Campus
Lübeck
2. Tertial: Innere, UKS-H, Campus
Lübeck
3. Tertial: Chirurgie, Universitätsspital
Zürich
-72-
Lebenslauf
12.2004
seit 03.2005
Promotionsbeginn
3. Staatsexamen
Assistenzärztin HNO,
Krankenhaus Winsen / Luhe
November 2000
6WXGLHQEHJOHLWHQGH7lWLJNHLWHQ
Famulaturen:
02.2001
Neurologie / UKS-H, Campus Lübeck
03.2001
Chirurgie / KKH Otterndorf
09.2001
Pädiatrie
/
Kinderarztpraxis
Hemmoor
03.2002
HNO / UKS-H, Campus Lübeck
09.2002
HNO / Klinikum Mannheim
-73-
Rahn,

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