AG Neurosonologie - Florian Connolly

Der Ultraschall als einfaches, kostengünstiges und für den Patienten wenig belastendes Untersuchungsverfahren eignet sich besonders gut zum Studium der Funktions- und Regelmechanismen der Blutversorgung des gesunden und kranken Gehirns (Physiologie und Pathophysiologie).

In unserer Arbeitsgruppe wurden z. B. Normwerte ver­schiedener Venen (V. basalis Rosenthal, V. vertebralis, Sinus petrosus inferior, Sinus cavernosus) erstellt und deren Änderung unter physiologischen und pathologischen Bedingungen be­schrie­ben. Aufbauend auf unseren speziellen Kenntnissen der venösen Ultraschallanatomie entwickeln wir neue Verfahren zur Beurteilung der Hirndurchblutung, indem über eine Messung der Zeitdauer - die das Blut benötigt um von den Arterien über das Gehirn in die Venen zu gelangen (globale zerebrale Zirkulationszeit) - z. B. angeborene Mal­formationen von Blutgefäßen (AV-Angiome, durale Fisteln) erkannt werden können. Durch Kombination von Zirkulationszeit und dem duplexsonographisch messbaren Blut­volumenfluss konnten wir erstmalig eine ultraschallgestützte Messung des glo­balen Blutvolumens, d. h. der Menge Blut, die sich insgesamt im Kopf befindet durchführen.

Die Kenntnis des Gefäßstatus der hirnversorgenden Arterien ist Grundlage der heutigen akuttherapeutischen Strategien beim Schlaganfall. Der Ultraschall ist dabei neben der computertomographischen Angiographie (CTA), der Magnetresonanz-Angiographie (MRA) und der digitalen Subtraktions-Angiographie (DSA) eines der zur bettseitigen und wiederholten Diagnostik besonders gut geeignetes Verfahren, für das jedoch in vielen bereits angewendeten Bereichen Bedarf an evidenzbasierten Studien besteht. Wir befassen uns in diesem Bereich sowohl mit der Akutdiagnostik des Gefäßstatus als auch mit der Analyse der Kollateralenfunktion und deren Funktionsverbesserung z. B. durch die aktive Modulation des Blutdrucks. So konnten wir zeigen, dass bei Patienten mit proximalem Gefäßverschluss und eingeschränkter intrakranieller Kollateralenfunktion eine aktive Anhebung des Blutdrucks durch Katecholamine auch zu einem tatsächlichen Anstieg des Blutflusses im Kollateralterritorium führt. Derzeitig erweitern wir unsere diagnostischen Verfahren auf die zusätzliche direkte Messung der Hirndurchblutung im Hirngewebe (Perfusion). Als Schlaganfallursache treten jedoch nicht nur Gefäßverschlüsse sondern auch Gefäßrupturen mit folgend auftretender intrakranieller Blutung auf. Mit Hilfe der neuen Technologie der Ultraschall Fusionsbildgebung gelingt es - im Gegensatz zu früheren diagnostischen Ansätzen - mit größerer Sensitivität intrakranielle Blutungen darzustellen und in ihrem Verlauf zu beobachten.

Im Bereich der Intensivmedizin bietet der Ultraschall schnell und gezielte Hilfe bei spezifischen Fragestellungen, z. B. nach der Hirndurchblutung nicht transportfähiger Patienten, z. B. bei einer Subarachnoidalblutung, nach einer Hirnoperation oder bei der Frage nach einem zerebralen Zirkulationsstillstand, nach dem Vorliegen eines Pneumothorax, nach dem kardialen Füllungszustand und der Herzpumpfunktion oder auch nach einer ultraschallgestützen Punktion. In der Arbeitsgruppe arbeiten wir in diesem Bereich an der Verbesserung der diagnostischen Algorhythmen und der Erweiterung des Ultraschall-Einsatzbereiches.

Mittels B-Bild-Sonographie können Hirnstrukturen wie Ventrikel, Basalganglien und Hirnparenchym, die bei verschiedenen neurologischen Erkrankungen pathologische Veränderungen aufweisen, untersucht werden. Insbesondere bei Bewegungsstörungen finden sich spezielle Veränderungen der Echogenität einzelner Hirnstrukturen, die sich differentialdiagnostisch nutzen lassen und Gegenstand aktueller wissenschaftlicher Untersuchungen sind. In Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe Bewegungsstörungen haben wir eine besondere Expertise im Bereich der Untersuchung von Parkinsonerkrankungen erworben.

Eine neue Entwicklung im Bereich des neurologischen Ultraschalls stellt die Nutzung des kombinierten Ultraschall-Magnetresonanztomographie (MRT) / Computertomographie (CT)-Fusionsbildgebungsverfahrens dar. Hierbei kann ein vorher vom Patienten angefertigter Computertomographie- oder Magnetresonanztomographie (MRT)-Datensatz in Echtzeit neben das aktuelle Ultraschallbild projiziert werden. Damit ergibt sich die Möglichkeit, jedes beliebige Ultraschallschnittbild mit einem automatisch in Richtung und Position angepassten Magnetresonanztomographie (MRT)- oder Computertomographie (CT)-Schnittbild abzugleichen und zu bewerten. Das Verfahren ist dabei sowohl für intrakranielle Fragestellungen als auch für die Diagnostik extrakranieller Organe, beispielsweise Muskeln und Nerven anwendbar. Das Verfahren wird damit für alle Erkrankungen mit initialer radiologischer Bildgebung und Notwendigkeit einer wiederholten Verlaufsbildgebung oder der Notwendigkeit des direkten Vergleichs zwischen den Methoden interessant. Unser Ultraschalllabor ist hier im Rahmen einer Kooperation mit der Firma ESAOTE Biomedica Deutschland GmbH als Referenzzentrum an der Weiterentwicklung der bereits kommerziell erhältlichen und einsatzfähigen Technologie sowie der Einführung in klinische Anwendungsbereiche aktiv tätig. Neben der Anwendung im Rahmen fokussierter Forschungsprojekte findet das Verfahren bereits Anwendung im Bereich der Ultraschallausbildung sowohl als Teil etablierter Kurse als auch als in Form eines spezifischen Anwenderseminars der Ultraschall-Fusionsbildgebung.

In den letzten Jahren hat der Ultraschall mit der Entwicklung hochauflösender Ultraschallsysteme eine neue Bedeutung bei der Diagnostik von Muskel- und Nervenerkrankungen bekommen. In unserer Arbeitsgruppe befassen wir uns mit Hilfe der Ultraschall-Fusionsbildgebung mit dem Vergleich der Darstellung der Extremitätenmuskulatur sowie der peripheren Nerven vor einer Intervention (OP oder Biopsie) sowie in Kooperation mit dem Elektromyographie (EMG)- / Nervenleitgeschwindigkeits (NLG)-Labor. Darüber hinaus mit der Ultraschalluntersuchung peripherer Nerven z. B. bei verschiedenen Formen einer Polyneuropathie.