Nichtinvasiv neuronavigierte transkranielle Dopplersonographie
Non-invasively neuronavigated transcranial Doppler sonography
by Christian Greke
Date of Examination:2012-04-17
Date of issue:2012-03-16
Advisor:Prof. Dr. Alf Giese
Referee:Prof. Dr. Alf Giese
Referee:PD Dr. Frank Mielck
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Format:PDF
Description:Dissertation
Abstract
English
Background. Transcranial Doppler sonography (TCD) is widely used for non-invasive detection and monitoring of cerebral vasospasm in neurointensive care. However, it is associated with the difficulty of secure vessel identification as well as inter- and intra-investigator variabilities. Reliability and reproducibility of image-guided TCD were investigated in the clinical setting of intensive care. Methods. The Kolibri neuronavigation system (Brainlab AG, Feldkirchen, Germany) was used to track a hand-held Doppler-probe of a DWL Multi-Dop® Tdigital device (Compumedics Germany GmbH, Singen, Germany). A non-invasive landmark-based patient registration was performed. The distance between planned vascular target and optimal Doppler signal was evaluated to measure the precision of the method for (i.) pre-procedurally planed target-points and (ii.) intra-procedurally acquired trajectories in serial examinations. Furthermore precision of non-invasive patient registration was analyzed. Results. Using image guidance a corresponding flow signal was recorded immediately in all cases for MCA (n=29), in 81% for carotid-T (n=27) and in 90 % for basilar-tip (n=29). Examination of 94 pre-planned targets resulted in a spatial accuracy of 2.64 ± 1.15 mm. Reproducibility during serial re-examinations showed a spatial deviation of targets 2.64 ± 1.05 mm for MCA, 2.71 ± 1.17 mm for carotid-T and 2.9 ± 1.44 mm for basilar-tip. There was no evidence that investigation time resulted in inaccuracy of non-invasive patient registration. Conclusions. Image-guided TCD allows accurate examination in the clinical setting of intensive care with high intra- and inter-procedural reproducibility. It facilitates identification of specific vessel segments and generation of standardized examination protocols for serial examinations.
Keywords: Doppler transcranial intensive care unit ITS image-guidance neuronavigation TCD TCCD SAH subarachnoidal hemorrhage bleeding vasospasm non-invasive sonography ultrasound
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Die transkranielle Dopplersonographie (TCD) ist eine etablierte und weit verbreitete Technik zur Messung von Blutflussgeschwindigkeiten in den Hirnbasisarterien, die nicht invasiv ist und direkt am Patientenbett durchgeführt werden kann. Aufgrund der fehlenden Schichtbildgebung, wie sie z.B. die transkranielle Duplexsonographie (TCCD) bietet, ist die Gefäßidentifikation jedoch schwierig. Bei pathologischer oder embryonal-varianter Anatomie kann sie gar an ihre Grenzen stoßen. Ferner fehlt die Möglichkeit, eine exakte Winkelkorrektur der Messwerte durchzuführen, und in einigen Fällen ist die transkranielle Beschallung durch insuffiziente Schallfenster erschwert oder unmöglich. Die hier dargestellten Ergebnisse und Fallbeispiele haben gezeigt, dass die Erweiterung der TCD um ein nichtinvasives Neuronavigationsverfahren (NaviTCD) aufgrund von guter Reproduzierbarkeit und Genauigkeit eine sinnvolle Ergänzung zur konventionellen Methode sein kann. Einerseits erleichtert die Navigation die anatomische Orientierung, andererseits kann der Beschallungswinkel bestimmt werden, was eine exakte Winkelkorrektur erlaubt, die bisher nur mit der TCCD möglich war. Die Insonation ausgehend von alternativen Schallfenstern war bisher nur eingeschränkt möglich, weil die Aussagekraft von typischen Identifikationskriterien, wie z.B. der Einschalltiefe, dadurch herabgesetzt ist. Mithilfe der NaviTCD kann eine sichere Zuordnung von Dopplersignal zum anatomischen Korrelat erfolgen. Die weite Akzeptanz der TCD und TCCD zeigt, dass beide Techniken in vielen Fällen gute Ergebnisse liefern. Die NaviTCD kann auch dann als Alternative gesehen werden, wenn die konventionellen Methoden wegen Pathologien oder anderen erschwerenden Bedingungen versagen. Aufgrund der guten Reproduzierbarkeit der Messwerte kann die NaviTCD mit ihrer Autopilotfunktion aber auch dazu genutzt werden, Untersuchungsprotokolle für serielle Untersuchungen zu erstellen, wie sie z.B. für das Vasospasmusmonitoring nach subarachnoidalen Blutungsereignissen notwendig werden, um stets vom Untersucher unabhängige, valide und vergleichbare Messergebnisse zu erhalten. Weiterführende Studien sollten untersuchen, ob es möglich sein kann, anhand von CT-Aufnahmen prädiktiv adäquate Schallfenster zu bestimmen. Dadurch könnte die Zeit, die verloren geht, um ein Schallfenster zu finden, weiter reduziert werden.
Schlagwörter: Doppler transkraniell transkranielle Ultraschall nicht-invasiv Neuronavigation Bildgebung Sonographie Intensivmedizin SAB Subarachnoidal Blutung ITS Vasospasmus TCD TCCD Hirnblutung