Transkranielle Darstellung thalamischer Infarkte mittels eines auf der Phaseninversionstechnik basierenden Harmonic Imaging-Verfahrens

Abstract

Ziel der vorliegenden Arbeit war die Klärung der Frage, inwiefern boluskinetische Ultraschallperfusionsverfahren eine Detektion kleiner Hirninfarkte (Durchmesser <3cm mit einem Infarktalter >10 Tage) zulassen bzw. welche Perfusionseigenschaften sie auszeichnen. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass sich auch kleine subkortikal gelegene Infarkte im Bereich des Thalamus nach Injektion eines sulfohexafluoridhaltigen Echosignalverstärkers (SonoVue® Bolus, 2,5ml pro Messung) mit der Phaseninversionstechnik darstellen lassen, wobei die Infarktlokalisation durch T1 und T2 gewichtete MRT-Bilder vorbekannt war. Eine Subgruppenanalyse der detektierten Infarkte ergab eine signifikante Größenabhängigkeit der Detektion eines ischämiebedingten Perfusionsdefizits: 90% der dargestellten Infarkte wiesen einen longitudinalen Durchmesser von 2cm oder mehr auf, eine Abbildung kleinerer Infarkte war meist nicht möglich. Es gab keinen Hinweis, dass das Alter oder die Lage der Infarkte zum Schallkopfs die Darstellbarkeit der Perfusionsdefizite beeinflussten. Die Analyse der boluskinetischen Perfusionsparameter anhand von Parameterbildern und den Zeitintensitätsverläufen ausgewählter Hirnregionen ergab vergleichbare Perfusionswerte, wie sie bereits für zerebrale Infarkte im Akutstadium beschrieben wurden: Die mit dem Infarktareal korrelierenden abgebildeten Perfusionsdefizite zeichneten sich durch einen signifikant geringeren Signalanstieg (Signalminderung >20% im Vergleich zum umgebenden Thalamusgewebe) als auch durch eine statistisch signifikante zeitliche Verzögerung bis zum Erreichen des maximalen Signalintensitätswerts im Vergleich zur Referenzregion aus. Wie schon aus anderen Studien bekannt, konnte eine tiefenabhängige Abschwächung des Signalanstiegs sowie eine hohe inter- und intraindividuelle Varianz beider Perfusionsparameter beobachtet werden. Bei 18% der Untersuchungen reichte die Qualität der Insonationsbedingungen für eine Perfusionsanalyse nicht aus. Trotz wesentlicher anatomischer, technischer und echosignalverstärkerbedingter Limitationen ist eine qualitative Abbildung der zerebralen Perfusion mit diesem Verfahren möglich. Weitere Studien sind jedoch für eine Validierung der Ergebnisse notwenig. Hierbei sollten etablierte Vergleichverfahren wie beispielsweise die perfusionsgewichtete MRT und neue echosignalspezifischere Ultraschallperfusionstechniken in die Studienplanung miteinbezogen werden.

Aim of the following study was to investigate the use of ultrasound perfusion imaging for detecting small brain insults (diameter <3cm up to 10 days after the event) and their perfusion characteristics, respectively. The results show that small subcortical infarcts in the thalamus area are displayed after injecting a contrast enhancer containing sulfohexafluoride (SonoVue® Bolus, 2.5ml per measurement) using phase inversion technique. The infarct’s location was detected by MR-imaging (T1- and T2 weighing images) for reference analysis previously. Analyzing the subgroup of detected infarcts a significant correlation was revealed between the size and the perfusion deficit: 90% of infarcts detected showed a longitudinal diameter of 2cm or more, whereas a detection of smaller infarcts was not feasable in most cases. There was no evidence, that age or the location of the transducer to the infarct had an impact on depicting perfusion deficits. The analysis of bolus kinetic perfusion parameters from parameter images and time-intensity-curves of selected brain regions showed similar perfusion characteristics, like it has been described for acute cerebral infarction before: The perfusion deficits, correlating with the identified infarct area, showed a significant smaller signal enhancement (signal reduction >20% as compared to surrounded thalamus parenchyma) and a significant delay in reaching the peak systolic intensity as compared to the reference region. As described in other studies, we were able to observe a depth depending reduction in peak signal increase and a high inter- and intraindividual variance of both perfusion parameters. In 18% of examinations the quality of ultrasound imaging was insufficient for a perfusion analysis. Despite major anatomical, technical and echo-signal- amplifier-related limitations, a qualitative imaging of cerebral perfusion was possible using this method. Further studies are required to validate the results. These should include established reference methods like perfusion weighed MRI as well as recent ultrasound perfusion techniques in the study design.