Schlaganfall
Klinische Ultraschalldiagnostik
Die Forschungsaktivitäten dieser Arbeitsgruppe erstrecken sich auf verschiedene Arbeitsfelder und
Anwendungsgebiete der klinischen Ultraschall(US)diagnostik. Ziel ist die Weiterentwicklung und Verfeinerung
von
US-Techniken zur neurovaskulären Diagnostik. Folgende wissenschaftliche Schwerpunktgebiete werden
bearbeitet:
Zerebrale Mikroembolusdetektion
Der überwiegenden Mehrzahl ischämischer Hirninsulte liegt eine thromboembolische
Pathogenese
zugrunde. Die derzeitig zu Verfügung stehende zerebrovaskuläre Diagnostik erlaubt jedoch nur eine
unzureichende individuelle Risikoabschätzung für eine künftige Thromboembolie. Letzteres gilt
sowohl für das Risiko des Erstinsultes asymptomatischer Risikoträger als auch für das
Reinsultrisiko von Schlaganfallpatienten. Darüberhinaus ist die Wahl der adäquaten Primär- und
Sekundärprävention auf Grundlage der individuellen Risikostratifizierung noch unbefriedigend. Seit
etwa 10 Jahren ist bekannt, dass mittels der transkraniellen Dopplersonographie (TCD) intravasal zirkulierende
Mikroembolien in "real-time Modus" detektiert werden können, da sie während der
Durchströmung durch das beschallte Gefäßsegment zu einem charakteristischen klickenden
Geräusch und einem im Ultraschallspektrum sichtbaren Intensitätsanstieg führen. Diese Signale
werden im angloamerikanischen Schriftum daher auch als "MES"(= microembolic signal) oder als "HITS" (= high
intensity transient signal) bezeichnet. In zahlreichen experimentellen und klinischen Studien konnten diese MES
validiert und ihre Assoziation mit realen Mikroembolien belegt werden. Unsere Arbeitsgruppe hat sich in den
vergangenen Jahren intensiv mit der MES-Detektion beschäftigt. Ziel dieses Forschungsgebietes ist die
bessere
Stratifizierung von Risikokandidaten im Hinblick auf das individuelle prospektive Insultrisiko und
das nicht-invasive Therapiemonitoring zur Beurteilung der subklinischen thromboembolischen Aktivität.
Es soll geprüft werden, ob dadurch eine
individualisierte und damit effizientere Primär- und Sekundärprävention realisierbar ist.
Detektion kardialer und extrakardialer Rechts-Links-Shunts
Etwa
15-25 % der Normalbevölkerung haben einen kardialen Rechts-Links-Shunt, in der Regel
hervorgerufen durch ein sog. "Persistierendes Foramen Ovale" (PFO). Letzteres stellt eine Anomalie durch
mangelnde Verklebung des interatrialen Septum secundum in der Embryonalperiode dar, der per se keine
krankhafte
Bedeutung zukommt. An unselektierten Hirninsultpatienten findet sich jedoch in etwa 30-50 % und an
Patienten mit kryptogenen Hirninsulten in bis zu 70 % ein PFO. Dadurch kann eine ätiologische
Bedeutung des PFO zumindest für eine Subgruppe von Schlaganfallpatienten angenommen werden.
Pathomechanismus ist die sogenannte "paradoxe Embolie" durch Verschleppung von venösem
thrombotischen Material via Rechts-Links-Shunt in die hirnversorgenden Arterien. Die Detektion eines
Rechts-Links-Shunts kann mittels Herzkatheterisierung, transösophagealer Echokardiographie und mittels
transkranieller Dopplersonographie (TCD) erfolgen. Vorteil der TCD ist, dass auch extrakardiale Shunts auf
pumonalvaskulärer Ebene erfasst werden. Bisherige Forschungsdaten deuten darauf hin, dass die
diagnostische Aussagekraft der Echokardiographie und der TCD gleichwertig ist. Ziel der Arbeitsgruppe ist die
technische Verfeinerung der Shuntdiagnostik mittels TCD insbesondere das verbesserte Timing des
Valsalvamanövers sowie die Erfassung zusätzlicher Risikofaktoren wie z.B. Thrombophilien bei
Patienten mit paradox-embolischen Hirninsulten.
Bedeutung von Echokontrastverstärkern
Mitte der 90er Jahre wurden
sog. Echokontrastverstärker (EKV) in die klinische Ultraschalldiagnostik eingeführt. Da die EKV aus
einer Vielzahl kleinster gasförmiger Bläschen bestehen, führt der Impedanzsprung an der
Grenzfläche zwischen Blut und Gas zu einer massiven Verstärkung des refektierten US-Signals. Ziel der
Arbeitsgruppe ist die Erfassung diagnostischer Möglichkeiten und Grenzen von EKV in der
neurovaskulären Ultraschalldiagnostik. Zusätzlich sollen verschiedene EKV hinsichtlich Dauer und
Intensität der Signalverstärkung sowie des daraus resultierenden diagnostischen Zugewinns
verglichen
werden.
Beteiligte Wissenschaftler:
Veröffentlichungen:
Experimentelle
Sonographie
Hintergrund:
Ultraschall ist ein etabliertes Instrument zur diagnostischen Anwendung. Darüberhinaus gibt es bereits
verschiedene klinische Anwendungsgebiete des therapeutischen Ultraschalls. Anhand von Mikrobläschen,
die
Bestandteil der sog. Echokontrastverstärker sind, besteht die Möglichkeit der sonographisch
gesteuerten Lokaltherapie. Die Mikrobläschen stellen dabei vehikel dar, mit denen das Pharmakon
transportiert wird. Zahlreiche Aspekte zur Sicherheit und Wirksamkeit dieses innovativen Verfahrens sind jedoch
noch ungeklärt. Fragestellung:
Ist ein Substanztransfer mittels Ultraschallanwendung und sog. Smart Microbubbles in das ZNS möglich?
Kommt es durch Ultraschallanwendung und sog. Smart Microbubbles zu Störungen der Blut-Hirn-Schranke
im ZNS?
Ist durch US-Perfusionimaging
eine präzise Prädiktion der späteren Infarktgröße möglich?
Methodik:
Anhand eines experimentellen Modells an kraniotomierten Ratten erfolgt eine Ultraschallanwendung unter
Verwendung verschiedener beladener Mikrobläschen. Es soll anschließend der Transport der
Tracersubstanzen in das ZNS hoistologisch gemessen werden. Zusätzlich soll das Ausmaß der
Blut-Hirn-Schrankenstörung quantifiziert werden. In einem fokalen Ischämiemodell an der Ratte sollen
neue Verfahren zum US-Perfusionimaging evaluiert werden.
Projektdauer:
Drittmittelgeber:
Beteiligte Wissenschaftler:
Veröffentlichungen:
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