Vergleich der Effektivität zweier zerebraler Protektionssysteme zur endovaskulären Behandlung der Karotisstenose mittels transkraniellem Doppler und DW-MRT

INHALTSVERZEICHNIS

1 Einführung
1.1 Problematik
1.2 Goldstandard: Karotisendarteriektomie
1.3 Karotisangioplastie und Stentimplantation
1.4 Diffusionsgewichtete Magnetresonanztomographie (DW-MRT)
1.4.1 Grundlagen der Diffusionsmessung und Bildgebung
1.5 Der Transkranielle Doppler (TCD)

2 Fragestellung der Arbeit

3 Methodik
3.1 Patientenkollektiv
3.2 Katheterprozedur
3.3 Detektion Mikroembolischer Signale
3.4 Magnetresonanztomographie (MRT)
3.5 Statistik
3.6 Material
3.6.1 Selbstexpandierende Stents
3.6.1.1 Carotid Wallstent™
3.6.1.2 RX Acculink™
3.6.1.3 NexStent™
3.6.2 Zerebrale Protektionssysteme
3.6.2.1 Filtersysteme
3.6.2.1.1 ANGIOGUARD XP™
3.6.2.1.2 FILTERWIRE EZ™
3.6.2.1.3 ACCUNET™
3.6.2.2 Proximale Okklusion: MO.MA™

4 Ergebnisse
4.1 Patientencharakteristik
4.2 Stenosemorphologie und Daten zur Katheterprozedur
4.3 Klinik
4.4 Transkranieller Doppler
4.5 MRT
4.6 Korrelation: MRT-Läsionen und MES-Befunde

5 Diskussion
5.1 Protektionssysteme
5.2 Surrogat-Marker
5.2.1 DW-MRT
5.2.2 TCD und MES
5.3 Diskussion der Ergebnisse

6 Abkürzungsverzeichnis

7 Zusammenfassung

8 Literaturverzeichnis

9 Eigenständigkeitserklärung

10 Lebenslauf

11 Danksagung

1 Einführung

1.1 Problematik

Zerebrovaskuläre Erkrankungen stellen in den westlichen Ländern die dritthäufigste Todesursache dar. Die häufigste Todesursache hierunter ist der Schlaganfall. Die jährliche Inzidenz von Schlaganfällen liegt in der Bevölkerung dieser Länder bei ungefähr 2,4%. 80 bis 85% aller Schlaganfälle ereignen sich aufgrund ischämischer Ereignisse. Hierbei sind Stenosen der A. carotis in nahezu einem Drittel aller Fälle die Ursache. In Deutschland werden jährlich ungefähr 150.000 Menschen wegen eines Schlaganfalls stationär behandelt (Dt. Ges. f. Gefäßchirurgie 1998). In 40% der Fälle kommt es zu einem tödlichen Ausgang. Die Prävalenz von höhergradigen Stenosen der A. carotis bei der älteren Bevölkerung liegt bei ca. 3%, bei Menschen über dem 80. Lebensjahr nimmt die Prävalenz auf 10% zu (Mathias 2004). Die häufigste Ursache für eine Karotisstenose ist die Arteriosklerose.

Gegenwärtig wird die chirurgische Behandlung mit Karotisendarteriektomie (Thrombendarteriektomie = TEA) und Eversionplastik als Goldstandard angesehen.

1.2 Goldstandard: Karotisendarteriektomie

Im Jahre 1954 wurden die ersten erfolgreichen Karotisendarteriektomien durchgeführt (DeBakey 1996; Eastcott et al. 1954). Im gleichen Zuge wie die Zahl der Operationen in den folgenden Jahren zunahm, wurde aber auch die Kritik lauter, denn die Zahl der perioperativen Schlaganfälle und Todesfälle war inakzeptabel hoch.

Dies veranlasste sowohl die Kliniken und Zentren in den USA als auch in Europa, prospektiv-randomisierte Studien zu beginnen. Diese Studien stellten die medikamentöse Behandlung mit Acetylsalicylsäure und die operative Plaqueentfernung gegenüber.

1991 wurden erste Ergebnisse publiziert. Die European Carotid Surgery Trial (ECST 1998) und die North American Symptomatic Carotid Endarterectomy Trial (NASCET 1991) zeigten beide einen Nutzen der Karotisoperation im Vergleich zu einer medikamentösen Behandlung bei symptomatischen Patienten. Es konnten sich nur streng ausgewählte Zentren beteiligen. Die ECST umfasste 3024 Patienten. Die 3-Jahres-Schlaganfall- und Sterblichkeitsrate von Patienten mit einer symptomatischen Karotisstenose von mindestens 80% wurde von 26,5% in der medikamentös behandelten Kontrollgruppe auf 14,9% in der chirurgischen Gruppe verringert. Die absolute Risikoreduktion betrug 11,6% in drei Jahren. Die Rate nicht tödlicher Schlaganfälle nach der Operation belief sich auf 7% (ECST 1991).

Die NASCET-Studie schloss insgesamt 106 Zentren aus den Vereinigten Staaten, Kanada, Europa und Australien mit ein. Es wurden 2885 Patienten randomisiert und je nach Stenosegrad in zwei Gruppen eingeteilt. 2226 Patienten hatten eine 30-60%ige Stenose, die übrigen 659 Patienten wiesen eine 70-99%ige Stenose auf. Ipsilaterale Schlaganfälle traten innerhalb von zwei Jahren in der medikamentös behandelten Gruppe mit einer Häufigkeit von 26% auf, in der chirurgischen Gruppe lag die Häufigkeit nur bei 9%, was einer absoluten Risikoreduktion von 17% entspricht. Ebenfalls wurde gezeigt, dass der Nutzen für den Patienten vom Grad der Stenose mitbestimmt wird. So war die Risikoreduktion bei Patienten mit einer 90-99%igen Stenose doppelt so hoch wie bei Patienten mit einer Stenose zwischen 70 und 79%.

Mit diesen beiden Studien wurde der Nutzen der Karotisendarterektomie in der Schlaganfallprävention für symptomatische Patienten weitgehend nachgewiesen. Zur Behandlung von asymptomatischen Karotisstenosen liegen zurzeit zwei große Studien vor: Zum einen die Asymptomatic Carotid Atherosclerosis Study (ACAS), bei der 1662 Patienten in 39 Zentren mit einer mehr als 60%igen Stenose erfasst wurden (Irvine et al. 1995). Die durchschnittliche Nachbeobachtungszeit betrug 2,7 Jahre. Das 5-Jahres-Risiko für Tod oder einen perioperativen ipsilateralen Schlaganfall wurde aus den Nachuntersuchungen extrapoliert. In der operativen Gruppe zeigte sich ein Risiko von 5,2%, wohingegen das Risiko in der medikamentösen Gruppe bei 11% lag. Dies entspricht einer jährlichen Risikoreduktion von 1,2 %, das heißt, dass bei 85 operierten Patienten ein Schlaganfall verhindert würde. Betrachtet man nur schwere Schlaganfälle, so müssten 170 asymptomatische Patienten mit einer über 60%igen Karotisstenose operiert werden, um einen schweren Schlaganfall zu verhindern. Bei Frauen war die perioperative Komplikationsrate höher als bei Männern. Für diese Personengruppe konnte kein Nutzen nachgewiesen werden.

Zum Anderen wurden in der Asymptomatic Carotid Surgery Trial (Halliday et al. 2004; Moor 2005) 3120 Patienten von 1993 bis 2003 randomisiert. Auch in dieser Studie konnte ein deutlicher Nutzen für die operativ behandelte Patienten-Gruppe gegenüber der Kontrollgruppe gezeigt werden. In der TEA-Gruppe lag die totale Schlaganfalls- und Todesrate nach 5 Jahren bei 3,8%, in der Kontrollgruppe dagegen bei 11%. Dieser Vorteil in der TEA-Gruppe zeigte sich aber erst nach zwei Jahren, davor war sogar die Kontrollgruppe überlegen. Der größte Nutzen zeigte sich für Männer unter 75 Jahren mit einer mindestens 60%igen Stenose. Ähnlich wie in der ACAS war der Nutzen für Frauen deutlich geringer ausgeprägt.

In einer Metaanalyse von Rothwell et al. (1996) zeigte sich ein deutlicher Unterschied bezüglich des peri- und postoperativen Risikos in den Studien von Chirurgen und Neurologen. Während die totale Schlaganfalls- und Todesrate in den Studien von Neurologen bei 7,7% lag, lagen in den Studien der Chirurgen diese Komplikationsraten bei nur 2,3%. Wennberg et al. (1998) untersuchten die perioperative Mortalität von insgesamt 113 300 Medicare-Patienten, die zwischen 1992 und 1993 eine Karotisoperation erhielten. Zu den Medicare-Patienten zählten ebenfalls Patienten der Kliniken, die sich an der NASCET- oder der ACAS-Studie beteiligt hatten. Die in der NASCET-Studie erzielte perioperative Mortalität von 0,6% lag nun aber bei 1,4%. In Krankenhäusern die nicht an Studien teilgenommen hatten, lag die Rate sogar bei 2,5%.

Diese Beobachtungen zeigen, dass die Studienergebnisse nicht verallgemeinert werden können und im Krankenhausalltag durchaus schlechtere Resultate erzielt werden; eine wichtige Rolle spielt hierbei sicherlich die hohe Operationszahl der größeren Kliniken.

Einen weiteren Diskussionspunkt in der operativen Behandlung von Karotisstenosen bietet das Kollektiv der Hoch-Risiko-Patienten. Ouriel (2001) zeigte diese Problematik in einer prospektiven Studie mit 3061 Patienten, von denen 594 mit einem hohen operativen Risiko behaftet waren (schwere KHK, chronisch obstruktive Lungenerkrankung, Niereninsuffizienz). Die totale Schlaganfalls- und Todes- oder Herzinfarktrate lag bei diesen Patienten bei 7,4%, bei den restlichen 2467 Patienten dagegen bei 2,9%. Die gleiche Problematik zeigt sich auch, wenn man die großen Studien, wie die NASCET- oder die ECST-Studie, in denen ohnehin ein streng selektioniertes Patientengut randomisiert wurde, betrachtet. In der NASCET-Studie z.B. wurden Patienten mit einer voraussichtlichen weiteren Lebenserwartung unter 5 Jahren, Patienten über 79 Jahre, Patienten mit Vorhofflimmern, instabiler Angina pectoris, akutem Myokardinfarkt in den letzten 6 Monaten, mit schlecht eingestelltem Diabetes mellitus, Lungenerkrankungen oder arterieller Hypertonie ausgeschlossen. Außerdem wurden von den noch übrig gebliebenen Patienten weitere zwei Drittel nach unbekannten Kriterien ausgeschlossen. Trotzdem liegen aber auch hier die totale Schlaganfalls- und Todesrate bei Patienten mit höherem Risiko deutlich über den durchschnittlichen Werten. Beispielsweise lag bei Patienten mit voran gegangener Karotisdesobliteration die Komplikationsrate bei 11%, bei kontralateralem A. carotis interna Verschluß bei 14% und bei kombinierten Eingriffen von Karotis- und Koronarstromgebiet bei 24% (Schillinger et al. 2004). Diese Ergebnisse lassen vermuten, dass die Karotis- endarterektomie nicht in jeder Situation und nicht bei allen Patienten die Methode der Wahl ist. Eine Alternative zur operativen Behandlung stellt die perkutane transluminale Angioplastie (PTA) dar.

1.3 Karotisangioplastie und Stentimplantation

Seit nun knapp 30 Jahren gibt es die perkutane transluminale Angioplastie (Kachel et al. 1991) der supraaortalen Gefäße, die sich mit der Zeit zu einer Alternative der chirurgischen Behandlung entwickelt hat (Mathias et al. 1980; Mathias 1981; Mathias 1977). Gute Primärergebnisse und Weiterentwicklungen, wie der Einsatz von Stents (Bergeron et al. 1996; Diethrich et al. 1996; Kachel et al. 1991; Mathias 1981; Robbin et al. 1997; Roubin et al. 1996; Wholey et al. 1997) verhalfen der neuen Methode durch höhere Effektivität zu größerer Akzeptanz.

Mittlerweile konnten zwei randomisierte Studien Gleichwertigkeit der Karotis-PTA gegenüber der TEA offenbaren. Erstens zeigten dies die Ergebnisse der „Endovascular versus surgical treatment in patients with carotid stenosis in the Carotid and Vertebral Artery Transluminal Angioplasty Study (CAVATAS): a randomised trial“ (Brown 2001). Es beteiligten sich 22 Kliniken in Europa, Australien und Kanada. Es wurden nur Patienten in die Studie eingeschlossen, bei denen weder die eine noch die andere Behandlung vorteilhaft erschien. Im Zeitraum von März 1992 bis Juli 1997 wurden 504 Patienten in die Studie aufgenommen, 253 wurden chirurgisch und 251 Patienten wurden endovaskulär behandelt. In der ersten Phase der Studie wurden die minimal-invasiv behandelten Patienten nur einer Ballondilatation unterzogen. Da sich aber der Einsatz von Stents zusehends verbreitete, wurde ab 1994 die Stentimplantation mit Ballondilatation (Carotid artery stenting =CAS) als eine zusätzliche Möglichkeit der endovaskulären Behandlung zugelassen und bei 55 Patienten eingesetzt. Die Ergebnisse zeigten keinen signifikanten Unterschied bezüglich schwerer Komplikationen zwischen TEA und endovaskulärer Behandlung. So trat ein Schlaganfall mit verbleibenden Ausfällen (großer Schlaganfall) in beiden Gruppen in 4% auf, ohne bleibende Ausfälle (kleiner Schlaganfall) ebenfalls in 4%. Die totale Schlaganfalls- und Todesrate lag in beiden Gruppen bei 10%. Ein signifikanter Unterschied zeigte sich aber bei peripheren Nervenlähmungen am Kopf. Sie traten in der chirurgischen Gruppe bei 9% auf, in der endovaskulär behandelten Gruppe dagegen traten sie gar nicht auf. Schwere Restenosen (70-99%) waren nach einem Jahr in der endovaskulären Gruppe häufiger (14% vs. 4%), leichte Restenosen (0- 49%) dagegen in der chirurgischen. Die deutlich höhere Schlaganfalls- und Todesrate in der CAVATAS-Studie im Vergleich zur ECST- und zur NASCET-Studie lässt sich teilweise mit den unterschiedlich stark ausgeprägten vaskulären Risikofaktoren erklären.

Die zweite vergleichende große randomisierte Studie ist die SAPPHIRE: „Protected Carotid-Artery Stenting versus Endarterectomy in High-Risk Patients“ (Yadav et al. 2004). Es wurden 334 Hoch-Risiko-Patienten entweder zu TEA oder zu PTA mit zerebraler Protektion randomisiert. Der primäre Endpunkt (Tod, Schlaganfall oder Myokardinfarkt innerhalb von 30 Tagen bzw. gleichseitiger Schlaganfall oder Tod innerhalb eines Jahres) trat in der TEA-Gruppe bei 30 Patienten (20,1%), in der PTA-Gruppe dagegen nur bei 19 Patienten (12%) ein.

Weitere Studien mit Hoch-Risiko-Patienten (Shawl et al. 2000), die einer PTA-Prozedur unterzogen wurden, zeigten ebenfalls deutlich bessere Ergebnisse als die Studien mit vergleichbaren Patienten, die operiert wurden. Von den 343 Patienten, die in einer nächsten Studie von Shawl (2002) interventionell behandelt wurden, wären 81% aufgrund eines zu hohen OP-Risikos aus der NASCET-Studie ausgeschlossen worden. 25% der Patienten waren 80 Jahre alt oder älter. Viele hatten eine instabile Angina pectoris oder eine vorausgegangene gleichseitige Karotisoperation. Trotzdem lag die Erfolgsrate der Behandlung bei 99%. Die 30-Tages Schlaganfalls- und Todesrate lag bei 2,9%, es kam zu nur einem großen Schlaganfall und keiner der Patienten verstarb. Die mittlere Nachbeobachtungszeit betrug 26 Monate. In dieser Zeit kam es zu keinem weiteren großen Schlaganfall oder Tod.

Die Hauptursache für neurologische Komplikationen während und nach der Karotisangioplastie mit oder ohne Stentimplantation wird in der zerebralen Embolisation von Plaquematerial gesehen. Daher wurden so genannte „Protektionssysteme“ entwickelt, die eine distale Embolisation verhindern sollen (Reimers et al. 2001). Sie basieren auf zwei verschiedenen Techniken:

1. die Unterbrechung des Blutflusses zum Gehirn mittels so genannter „Okklusionssysteme“ ,
2. die distale Filterung des Blutstroms.

Bei den Okklusionssystemen kann der Blutfluß durch proximale oder distale Blockade mit einem Ballon unterbrochen werden. Die distale Blockade wurde von J. Theron und S. Bockenheimer entwickelt (1996) und als PercuSurge Guardwire® (Medtronic™) verwendet. In den letzten Jahren wurde dieses System durch distale Filter-Systeme abgelöst. Die proximale Ballonprotektion wurde erstmals von Kachel (Kachel 1996) beschrieben und fand dann mit dem PARODI™- und dem MO.MA™-System seine derzeitige Ausreifung zum klinisch einsatzfähigen Besteck (Dudek et al. 2005; Lo et al. 2005).

Die Arbeitsweise des MO.MA-Systems ist folgendermaßen (siehe Abbildung 1):

Das System soll den antegraden Blutfluss durch die Stenose während der Intervention unterbrechen. Hierfür wird die A. carotis communis vor dem Bulbus durch einen Ballon endoluminal verschlossen. Da sich während der Blockade der ACC der Fluss in der ACE umkehren kann und so zu einer orthograden Perfusion der ACI führt, wird die ACE durch einen 2. Ballon ebenfalls endoluminal verschlossen. Das System integriert die zwei Ballone mit einem 6-French Arbeitskanal, über den sämtliche Arbeitsschritte durchgeführt werden können (Stentimplantation, Ballondillatation, …) in einem Stück. Ist das System positioniert, so wird zuerst der Ballon in der ACE okkludiert und als zweiter der Ballon in der ACC. Alle weiteren Schritte der PTA und des Stenting können nun unter bestehender Protektion durchgeführt werden, wie in Abbildung 2 a) bis c) zu sehen ist. Während der Blutfluss unterbrochen ist, kann der Blutdruck im Bulbus ständig gemessen werden. Eine mögliche Intoleranz des Abklemmens der A. carotis kann durch diesen Druck, der indirekt eine Einschätzung des Kollateral-Flusses über den Circulus wilisii zulässt, eingeschätzt werden. Ein kritischer Druck besteht erfahrungsgemäß unter 30 mm Hg systolisch. Zeigt sich eine Intoleranz, wird entweder nur der proximale Ballon, oder beide, kurzzeitig deflatiert.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1 : Prinzip des MO.MA™ Protektionssystems

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Abbildung 2 : Arbeitsschritte mit dem MO.MA.™ System:

a)Inflation der Ballone;

b)Führungs-Draht vor Passage durch die Stenose;

c)Entfalten des Stents

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3 :

a) Abschließendes Angiogramm nach Deflation der Ballone zum Abklemmen der ACC und ACE;

b) deutlich makroskopisch sichtbares Plaquematerial nach Aspiration von 60 ml Blut

Durch die PTA von der Wand abgelöste Partikel oder durch den Stent abgeschilfertes Plaquematerial kann entweder zwischen den verschiedenen Interventionsschritten, oder nach dem alle Arbeitsschritte durchgeführt sind, mit Hilfe einer Spritze aspiriert werden. Dabei werden ca. 30- 60 ml Blut abgesaugt und das Material in einem Filter makroskopisch sichtbar gemacht (siehe Abbildung 3b).

Das andere Prinzip der zerebralen Protektion ist die Filterung des Blutstroms in der distalen A. carotis interna. Mittlerweile existieren hier verschiedene Formen wie symmetrische oder asymmetrische, fixierte oder nicht fixierte Filter, auch die Porengröße variiert.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 4 : Schematische Darstellung eines Filtersystems

In einer der ersten Studien mit Einsatz der distalen Ballon-Protektion PercuSurge™ (Tübler et al. 2001) zeigte sich ein periprozedurales Risiko für neurologische Komplikationen (leichter oder schwerer Schlaganfall, TIA) von 5,2%. Ähnliche Resultate zeigten sich auch bei den 96 Patienten in einer Studie von Schlüters et al. (2002), die ebenfalls unter Protektion mittels PercuSurge™ behandelt wurden. In einer Studie von Cremonesi et al. (2003), in der zu 94% Filter als Protektionssysteme eingesetzt wurden, lag die 30-Tages Rate von ipsilateralen Schlaganfällen oder Tod bei 1,1%. Unter der Verwendung einer proximalen Ballonprotektion (MO.MA™) zeigte sich in einer prospektiven Studie, bei der sich 14 europäische Kliniken mit 157 Patienten beteiligten, eine totale Schlaganfalls- und Todesrate von 5,7%, wobei die Rate eines großen Schlaganfalls und Tod bei lediglich 1,3% lag (Reimers et al. 2005). Nach dem Aufbau von mehreren internationalen Registern (Wholey et al. 2000; Wholey et al. 1998) hat nun in Deutschland die Gesellschaft für Angiologie und Radiologie ein prospektives Register für Karotis-PTA´s (Pro-CAS) gegründet und erste Ergebnisse veröffentlicht (Theiss et al. 2004). Seit Juli 1999 wurden insgesamt 3853 Behandlungen aus 38 Kliniken in das Register aufgenommen. Die kombinierte Schlaganfalls- und Todesrate lag bei 2,8%. In einem Update seiner internationalen Register hat M. Wholey 12 392 Behandlungen eingeschlossen (Wholey et al. 2003). In diesem Register wurden nicht alle Interventionen mit einem zerebralen Protektionssystem durchgeführt. Die kombinierte Schlaganfalls- und Todesrate liegt insgesamt bei 4,75%. Bei den Behandlungen, die wie in der Pro-CAS aber unter zerebraler Protektion durchgeführt wurden, lag die Rate bei nur 2,23%.

Diese Ergebnisse sprechen für den Einsatz von Protektionssystemen. Welches Protektionssystem aber schließlich zum Einsatz kommt, obliegt dem behandelnden Arzt. Studien, die die Effektivität verschiedener Protektionssysteme vergleichen, liegen bisher nicht vor.

Da Komplikationen durch intrazerebrale Embolien selten sind, wird versucht, neben der Klinik des Patienten auf andere Mittel zurückzugreifen, um den Erfolg und die Sicherheit der Behandlung zu kontrollieren. Denkbar sind der Einsatz der Transkraniellen Dopplersonographie (TCD) mit Messung der mikroembolischen Signale (MES) und die diffusionsgewichtete Magnetresonanztomographie DW-MRT).

1.4 Diffusionsgewichtete Magnetresonanztomographie (DW-MRT)

Die Magnetresonanztomographie hat sich in den letzten Jahrzehnten zu einem zentralen diagnostischen Instrument der Neuroradiologie entwickelt. Neben bereits bekannten und erprobten MR-Bildkontrasten ist die Diffusion von Protonen als ein neuer Kontrastmechanismus in den Mittelpunkt der Forschung gerückt (Mintorovitch et al. 1991; Moseley et al. 1990a; Moseley et al. 1990b; Moseley et al. 1991). Die Diffusionsbildgebung liefert wichtige Informationen über makroskopische Mobilität der Wassermoleküle, Kompartimentierung und Anisotropie der Diffusion in biologischen Geweben. Da es bei der akuten arteriellen zerebralen Ischämie schnell zum Versagen der Natrium-Kalium-Pumpe mit nachfolgendem Wassereinstrom in die Zelle kommt, geht man davon aus, dass sich so ischämische Läsionen bildhaft darstellen (Jansen et al. 2002). Somit zeigt die diffusionsgewichtete MRT schon innerhalb von Minuten (Moseley et al. 1990c) früheste ischämische Veränderungen (Fisher et al. 1992). Sie erzeugt Bilder mit hohem Kontrast zwischen Geweben, die unterschiedlich diffundiert werden und ermöglicht die quantitative Messung der Diffusion. Sie stellt somit das einzige Verfahren dar, das molekulare Diffusionsprozesse in vivo bildhaft und quantitativ zugänglich machen kann. Heute wird das DW-MRT von einigen Autoren als die sensitivste Methode angesehen, zerebrale ischämische Ereignisse bildhaft zu machen (Beauchamp, Jr. et al. 1999; Beauchamp, Jr. et al. 1998; Burdette et al. 1998; Cosottini et al. 2005; Knight et al. 1994).

1.4.1 Grundlagen der Diffusionsmessung und Bildgebung

Schon lange vor der Einführung der Kernspintomographie als bildgebendes Verfahren war die Sensitivität von Magnetresonazmessungen gegenüber Diffusionseffekten bekannt (Hahn 1950; Torrey 1956).

Ein Hauptmerkmal aller Diffusionsequenzen ist der Einsatz starker Gradientenpulse. Der Eigendiffusionskoeffizient D eines Gewebes wird anhand eines konventionellen Spinechoexperimentes in Kombination mit 2 identischen Gradientenpulsen gemessen (so genanntes gepulstes Gradienten-Spin-Echo-Experiment = pulsed gradient spin echo =PGSE) (Stejkal et al. 1965). Dieses Vorgehen verursacht eine irreversible Dephasierung bewegter Protonen. Mit steigender Mobilität der Protonen steigt auch der Dephasierungseffekt. Das führt zu einem signifikanten Signalverlust in Geweben mit hoher Diffusion.

Die bildhafte Darstellung erfolgt heute überwiegend über Schnellbildverfahren. Alle Bilddaten werden in einer Messzeit von nur einer Sekunde oder weniger aufgenommen. Der große Vorteil dieser Technik besteht darin, dass makroskopische Bewegungen „einfrieren“. So stellen sie trotz der limitierten räumlichen Auflösung die Methode der Wahl zur Diffusionsbildgebung dar. Durch ein vorgeschaltetes PGSE-Experiment wird der Diffusionskontrast erzeugt, der dann die Magnetisierung mit einer schnellen Bildgebungssequenz auslesen kann.

Das schnellste klinisch anwendbare Bildgebungsverfahren mit Bildmesszeiten von 30-100 ms und einem hohen Signal-zu-Rausch-Verhältnis ist die so genannte Echo-Planar-Methode (EPI). Damit setzt sie den goldenen Standard (Wesbey et al. 1984). Durch die kurzen Messzeiten ist es möglich, Diffusionsbilder mit unterschiedlichen b-Werten zu erstellen und die Orientierungen der Diffusionsgradienten in akzeptablen Messzeiten von insgesamt wenigen Minuten zu verändern. Dieser Vorteil erlaubt eine wesentlich robustere Quantifizierung der Diffusionswerte und macht zeitintensive Messungen, wie z.B. die Messung des Diffusionstensors, möglich.

1.5 Der Transkranielle Doppler (TCD)

Seit 1960 ist bekannt, dass Gasembolie im Blut mittels Doppler detektiert werden können. 1990 wurden das erste Mal mikroembolische Signale (MES) während einer Thrombendarteriektomie entdeckt (Spencer et al. 1990). Nach anfänglichen Schwierigkeiten diese MES von Artefakten zu unterscheiden, konnte schon bald experimentell bewiesen werden, dass von atherosklerotischem Plaquematerial oder Gasembolie typische Doppler-Signale erzeugt werden (Markus et al. 1995b).

MES wurden schon bei Patienten mit einer breiten Palette an möglichen embolischen Quellen gefunden, wie z.B. bei Patienten mit Vorhofflimmern und künstlichen Herzklappen, nicht aber bei den altersgleichen gesunden Kontrollgruppen (Mackay et al. 1995; Sliwka et al. 1995). Außerdem wurde bei Eingriffen wie Bypass-Operationen, Koronarangioplastie und TEA vom Auftreten von MES berichtet. Bei einem Patienten wurden viele schnell aufeinander folgende MES in der A. cerebri media gleichzeitig mit dem Auftreten einer kontralateralen Hemiparese mit ipsilateraler Amaurosis fugax detektiert. Dies lässt vermuten, dass diese Signale Embolie repräsentieren (Khaffaf et al. 1994).

Die Erkennung von Mikroembolie basiert auf der Messung der Ultraschall-Rückstreuung von Embolie wobei zurzeit noch keine Rückschlüsse auf Größe oder Beschaffenheit des Embolus gezogen werden können. Die Rückstreuung des Ultraschalls von normalem Blut (inklusive Erythrozyten) ist üblicherweise niedriger als die Rückstreuung von einem Embolus. MES erscheinen als kurzzeitige, unidirektionale Signale mit hoher Intensität. Artefakte erscheinen dagegen als bidirektionale Signale mit einem Maximum bei niedrigen Frequenzen. Dieser Unterschied ermöglicht eine erste Differenzierung zwischen Artefakt und Embolus. Durch die „multi-gate-Technik“ (siehe Abbildung 6, S. 26) ist eine noch genauere Differenzierung möglich geworden (Ringelstein et al. 1998).

Studien bezüglich der Reproduzierbarkeit der Ergebnisse von erfahrenen Untersuchern konnten exzellente Übereinstimmung zeigen (Markus et al. 1997). Durch ein internationales Komitee wurden Richtlinien für zentrale Größen bei der Detektion MES festgelegt (Ringelstein et al. 1998), wodurch die Reproduzierbarkeit noch verbessert werden konnte.

So fand die Detektion von MES mit dem TCD beispielsweise bereits in der Stratifizierung von Risikopatienten eine mögliche Anwendung. In zwei kleinen prospektiven Studien konnte unabhängig gezeigt werden, dass Patienten mit symptomatischer Karotisstenose ein erhöhtes Risiko für einen nachfolgenden Schlaganfall oder eine transiente ischämische Attacke hatten, verglichen mit Patienten mit asymptomatischer Stenose (Molloy et al. 1999; Siebler et al. 1995). Keine Übereinstimmung zwischen MES und Klinik zeigte sich dagegen bei Patienten mit künstlichen Herzklappen (Georgiadis et al. 1994).

Für den Einsatz in der Überwachung der Karotisstenosebehandlung stellt der TCD mit der Detektion MES eine interessante Möglichkeit dar, jedoch ist die klinische Relevanz noch nicht endgültig geklärt (Ackerstaff et al. 1996; Ackerstaff et al. 2005; Ackerstaff et al. 2004; Antonius Carotid Endaterectomy Angioplasty and Stenting Study Group. 2003; Crawley et al. 2000; Ringelstein et al. 1998; Van Zuilen et al. 1998).

2 Fragestellung der Arbeit

Ziel der Studie ist es, mögliche Unterschiede in der Effektivität der zwei Protektionssysteme, dem Filtersystem und dem Mo.Ma.-System, während der Intervention mittels TCD mit Messung der MES und mittels DW-MRT nach der Intervention offen zu legen.

Außerdem soll untersucht werden, ob eine Korrelation zwischen den Befunden des TCD und der MRT bestehen.

3 Methodik

3.1 Patientenkollektiv

Zwischen November 2001 und Juni 2005 wurden 73 Patienten konsekutiv in die Studie aufgenommen. Eingeschlossen wurden Patienten mit einer 70%igen oder darüber liegenden symptomatischen Stenose und ab einer 80%igen asymptomatischen Stenose, orientiert an den Empfehlungen der North American Symptomatic Carotid Endarterectomy Trial -Studie (NASCET 1991). Bei allen Patienten wurde eine dopplersonographische Untersuchung vor und nach der Intervention durchgeführt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 5 : angiographische Bestimmung des Stenosegrades nach NASCET

Die Stenosen wurden zunächst duplexsonographisch nachgewiesen und quantifiziert. Der Grad der Stenose wurde dann entweder mittels MR-Angiographie oder direkt angiographisch verifiziert. Die endgültige Entscheidung für eine PTA mit Stenting wurde erst während der angiographischen Intervention getroffen, nachdem der Stenosegrad nach der NASCET-Methode im Angiogramm in mindestens 2 Ebenen bestimmt wurde (Abbildung 5), wobei der jeweils höhere Stenosegrad entscheidend war.

Der Durchmesser distal der Stenose wird durch a gegeben, b ist der Durchmesser in der Stenose und s bezeichnet den mathematisch ermittelten Grad der Stenose in Prozent.

Bei allen Patienten wurde ein diffusionsgewichtetes MRT vor und nach der Behandlung durchgeführt. Vorbestehende Hirninfarkte wurden dokumentiert. Während der Intervention wurden mikroembolische Signale (MES) mittels transkranieller Dopplersonographie in der A. cerebri media gezählt. Alle Karotis-PTAs wurden unter zerebraler Protektion entweder mit einem Filter-System oder mit einem proximalen Okklusionssystem durchgeführt. Die Wahl des Protektionssystems oblag dem behandelnden Arzt. Jede PTA wurde durch den Einsatz eines selbst expandierenden Stents ergänzt. Die Patienten wurden einer neurologischen Untersuchung inklusive der NIH-Stroke Skala (National Institutes of Health Stroke Scale) sowohl vor- als auch nach der Behandlung unterzogen.

Ausschlusskriterien waren im CT oder im MRT festgestellte vorangegangene intrazerebrale ischämische Läsionen größer als ein Zentimeter aufgrund eines Schlaganfalls der weniger als sechs Wochen zurücklag oder intrazerbrale Blutungen in der Anamnese. Ein Ausschlusskriterium für den Gebrauch des MO.MA-Systems waren ausgeprägte Veränderungen der supraaortalen Gefäße, die eine sichere Platzierung des Systems nicht zuließen. So z.B. eine Erkrankung der A. carotis externa oder ein Verschluss der kontralateralen A. carotis interna. Es gab keine weiteren Kriterien, die die Verteilung in eine der beiden Gruppen beeinflusst hätten.

Zudem galt als Ausschlusskriterium eine Kontraindikation für die MRT. Absolute Kontraindikationen sind hierfür:

- Herzschrittmacher
- Innenohrprothese (Cochleaimplantat)
- Insulinpumpe
- Nervenstimulationsgerät
- Magnetische Gefäßclips oder magnetische intrakorporale
- Fremdkörper (Granatsplitter in Gefäßnähe).

Alle Patienten wurden über Vor- und Nachteile sowie über Risiken der Intervention informiert und gaben schriftliches Einverständnis zur Behandlung.

3.2 Katheterprozedur

Prinzipiell bestehen zwei verschiedene Zugangsmöglichkeiten. Sie führen entweder über die A. brachialis oder über die A. femoralis. Bei uns wurde bei allen Patienten der Zugang über die A. femoralis gewählt. Die A. femoralis wird in der Seldinger-Technik punktiert und eine 5- oder 6-French Schleuse mit einer Länge von 12 cm (oder bei Gefäßerkrankungen der A. iliaca oder Aortenaneurysmata mit einer Länge von 23-40 cm) platziert.

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