COVERSTORY I

Risikoevaluierung mittels Karotissonographie – ein Update

von M. Reiter

Einleitung

Der zerebrale Insult stellt trotz der Fortschritte in Behandlung und Prävention die zweithäufigste Todesursache dar und repräsentiert eine wesentliche Ursache für bleibende Körperbehinderung. Die Atherosklerose der Karotiden ist ein wichtiger Risikofaktor für die Entwicklung eines Insults. Seit langer Zeit besteht daher großes Interesse, einerseits Screening-Programme bei asymptomatischen Patienten zur Evaluierung des individuellen Risikos zu etablieren und andererseits bei Patienten mit Karotisstenose diejenigen zu identifizieren, welche von einer intensivierten Therapie besonders profitieren würden.

Intimamediadicke
Die Messung der Intima-Mediadicke (IMT) der A. carotis mittels B-Bild-Ultraschall hat sich in der klinischen Routine und in der Forschung bei Patienten ohne manifeste Plaquebildung bewährt. Mit zunehmendem Alter kann man eine stetige Verdickung des Intima-Media-Komplexes beobachten: im Zuge des normalen Alterungsprozesses von Gefäßen und in Begleitung der Atherosklerose als pathologischen Befund. Der Zusammenhang zwischen Ausprägung der subklinischen Atherosklerose und der Steigerung des Risikos zukünftiger kardiovaskulärer Ereignisse konnte in zahlreichen Studien bewiesen werden.

Der sonographische Intima-Media-Komplex ist durch 2 Begrenzungslinien definiert: es handelt sich um zwei echogene Linien. Die erste entspricht der ventralen Begrenzung der Intima zum Gefäßlumen, die zweite der ventralen Begrenzung des Überganges zwischen Media und Adventitia. Der Übergang einer verdickten Intima-Media zu einer manifesten Plaque ist fließend. Aus diesem Grund mussten Kriterien zur Definition der atherosklerotischen Plaque geschaffen werden: regionale Verdickung des Intima-Media-Komplexes um mehr als 50 % (ASE-Report), Verdickung des Intima-Media-Komplexes auf mehr als 1,5 mm bzw. regionale IMT-Zunahme von mehr als 0,5 mm (Mannheim CIMT-Consensus Report).

Mithilfe der Ergebnisse der ARIC-Studie (Atherosclerosis Risk in Communities Study) konnten die Altersnormwerte für die IMT der Karotiden herausgerechnet werden: vereinfacht können folgende Normwerte für die IMT definiert werden:

  • Bis zum 40. Lebensjahr < 0,6 mm
  • 40.–60. Lebensjahr < 0,8 mm
  • Ab dem 60. Lebensjahr < 1,0 mm


Jede Steigerung der IMT um 0,1 mm hebt das kardiovaskuläre Risiko (MACE, „major adverse cardiac event“) um 11 %. Bei Überschreiten der IMT > 1,0 mm steigt das MACE-Risiko innerhalb von 2 Jahren auf das Doppelte und innerhalb von 6 Jahren auf das Vierfache.

Laut dem Konsensus-Statement der ASE („American Society of Echocardiography“) von 2008 sollten Ultraschallsysteme mit mindestens 7 MHz und einem Linearschallkopf verwendet werden. Bei einer Bildtiefe von 4 cm beträgt die Pixelauflösung ca. 0,11 mm. Die Verwendung der Zoomfunktion erhöht die grundlegende Auflösung nicht und sollte daher unterlassen werden. Standard sind mehrfache Messungen von mehreren verschiedenen Arteriensegmenten. Die ACC sollte im B-Bild perfekt horizontal ausgerichtet sein.

Die meisten Ultraschallhersteller bieten mittlerweile halbautomatische IMT-Vermessungsprogramme an (Abbildung 1). Es scheint, dass durch diese Automatisierung eine erhöhte Reproduzierbarkeit der Daten und eine Verkürzung der Untersuchungszeit möglich sind.


Abbildung 1: Automatisierte Messung der Intimamediadicke innerhalb eines vorgegebenen Segmentes der A. carotis communis



Wer sollte nun mittels Ultraschall einem Screening-Programm unterzogen werden?

  • Familien mit erhöhtem kardiovaskulären Risiko – das heißt bei Männern Erkrankung vor dem 55.  und bei Frauen vor dem 65. Lebensjahr
  • Screening vor dem 60. Lebensjahr bei Personen mit genetischer Hyperlipidämie und Frauen < 60 Jahre mit zumindest 2 kardiovaskulären Risikofaktoren


Das IMT-Ultraschall-Screening bietet daher bei etablierter und dokumentierter kardiovaskulärer Erkrankung keine Zusatzinformation.

Plaquecharakterisierung
Die exakte Charakterisierung des Plaques ist nicht nur für die Abschätzung des natürlichen Verlaufes einer Karotisstenose, sondern auch für die Bewertung invasiver Therapieoptionen bedeutend, da mehr als 7 symptomatische und zumindest 20 asymptomatische Patienten operiert werden müssen, um einen fatalen Insult zu verhindern. Histologisch ist die Entwicklung komplizierter Plaques gut charakterisiert: ein Plaque besteht in der Regel aus Blutzellen, Lipiden und Kalk und ist durch eine fibröse Kappe vom Blutfluss abgegrenzt. Die Ruptur der fibrösen Kappe führt zur Freilegung thrombogener Bestandteile und konsekutiv zu einer akuten Thrombusbildung, welche entweder einen Verschluss des Gefäßes (vor allem bei den Koronargefäßen) oder eine Embolie von Partikeln (vor allem bei den Karotiden) verursacht.

Basis der sonographischen Plaqueanalyse ist die Verteilung und Dichte der Grauwerte im Ultraschallbild. Zunächst wurden visuelle Scores verwendet: zu den am häufigsten verwendeten Scores zählt jener von Gray-Weale, welcher die Echogenität und Homo- bzw. Heterogenität der Plaques wertet und 4 Typen unterscheidet: (1) homogen echoarm mit fibröser Kappe, (2) echoarm mit < 25 % echoreichen Anteilen, (3) echoreich mit < 25 % echoarmen Anteilen und (4) homogen echoreich. Später wurden – aufgrund von Kalkschatten – nicht beurteilbare Plaques zum Typ 5 zusammengefasst. Generell gelten für die visuelle Beurteilung folgende Referenzstrukturen: (1) das Lumen für echoarm/echoleer, (2) der Musculus sternocleidomastoideus für isoechogen und (3) die Apophyse der Knochen der Halswirbelkörper für echoreich.

Basierend auf den verschiedenen Methoden der Plaquecharakterisierung wurden echoarme und heterogene Plaques mit einem erhöhten Risiko für die Entwicklung neurologischer Ereignisse assoziiert. Trotz der ähnlichen Ergebnisse verschiedener Studien ist allen visuellen Scores eine hohe Subjektivität zuzuordnen. Daher wurde die Bestimmung des medianen Grauwertes („Gray-scale median“, GSM) zur objektiven Plaquecharakterisierung vorgeschlagen. Der GSM wird anhand standardisierter Bilder mittels einer kommerziell erhältlichen Bildbearbeitungssoftware bestimmt. Die Bildstandardisierung erfolgt durch Verschiebung der Gradationskurven der Software, um ein echoleeres Lumen (Werte von 0–5) und eine echoreiche Adventitia (Werte von 185–195) zu erreichen. Der Umriss des Plaques wird markiert und ein Histogramm der Plaquefläche inklusive GSM errechnet.

Diese Methode zeichnet sich durch eine gute Inter- und Intraobservervariabilität aus. Niedrige GSM Werte sind in verschiedenen Studien mit einem erhöhten kardiovaskulären Risiko assoziiert. Einerseits konnte gezeigt werden, dass Plaques mit niedrigem GSM das Risiko für ipsilaterale cerebral ischämischer Ereignisse erhöhen, andererseits wiesen Patienten, bei denen eine Reduktion des GSM Wertes in seriellen Ultraschalluntersuchungen festgestellt werden konnte, ein signifikant erhöhtes Risiko für die Entwicklung eines MACE auf. Der Zusammenhang eines niedrigen GSM Wertes des Karotisplaques mit kardiovaskulären Ereignissen konnte in weiteren Studien bestätigt werden. Ein Zusammenhang der Plaquestabilität mit der Plaqueechogenität zeigt sich auch dadurch, dass unter Statintherapie ein Anstieg des GSM Wertes zu beobachten ist.

Wie in der Einleitung beschrieben, stellen Irregularität und Ulzeration der Plaqueoberfläche einen wesentlichen Bestandteil komplizierter Plaques dar. Die Literatur bietet kontroverse Resultate über die Genauigkeit der Sonographie in der Detektion ulzerierter Plaques, die in erster Linie durch die verschiedenen Definitionen eines Ulkus zu erklären. Grundsätzlich sollte die Oberfläche jedoch als (1) glatt, (2) irregulär = Konturunregelmäßigkeit zwischen 0,4–2 mm oder (3) ulzeriert = Defekt > 2 mm Tiefe und > 2 mm Länge bezeichnet werden.

Bei der Verwendung von Farb- und Powerdopplersonographie muss jedoch aufgrund der „Overlay“-Technik dieser Verfahren ein Informationsverlust durch Überschreiben der Plaqueoberfläche – „Blooming Artefact“ – in Kauf genommen werden. Eine dafür entwickelte Technik weist diesen Artefakt nicht auf: B-Flow-Imaging (BFI) ermöglicht die Darstellung von Fluss ohne Dopplerverfahren unter Benützung der „Coded Excitation“ Technik, welche eine verbesserte Auflösung durch Nutzung höherer Ultraschallfrequenzen ermöglicht (Abbildungen 2a und b).


Abbildung 2a: Standard Farbdoppler-Bild einer Stenose der A. carotis interna mit Darstellung des sogenannten „Blooming Artefaktes“

Abbildung 2b: B-Flow Bild derselben Stenose mit exakter Darstellung der Plaqueoberfläche



Zusammenfassung
Die sonographische IMT-Messung der Karotiden stellt eine etablierte Methode dar, um das individuelle kardiovaskuläre Risiko abzuschätzen. Die breite Verfügbarkeit von diagnostischen Ultraschallgeräten und die kurze Untersuchungszeit rechtfertigen den routinemäßigen Einsatz dieser Methode. Die nichtinvasive Plaquecharakterisierung im Rahmen fortgeschrittener Atherosklerose ist von wesentlicher Bedeutung, um das individuelle Risiko eines Patienten abzuschätzen und somit seine optimale Therapie zu planen. Die Beschreibung der Plaquemorphologie sowie der Plaqueoberfläche scheint mitzuhelfen die sogenannte „vulnerable“ Plaque zu identifizieren. Solange die GSM Bestimmung nicht automatisiert von den Ultraschallgeräten angeboten wird, muss man sich in der Routine auf die Beschreibung des visuellen Eindruckes der Plaquemorphologie beschränken.

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Autor:
Priv.-Doz. Dr. Markus Reiter
Partner der Resch, Braunsteiner FÄ für Radiologie GmbH
Nikolsdorfergasse 32-36, A-1050 Wien
e-mail: schmerztherapie@kabsi.at