Machbarkeit des transfontanellären kontrastmittelverstärkten Ultraschalls zur Evaluation der Hirnperfusion während kinderherzchirurgischer Eingriffe

Fragestellung:

Möglichkeit der Perfusionsmessung während verschiedener Phasen kinderherzchirurgischer Eingriffe bei Neugeborenen mit selektiver Hirnperfusion mit/ohne Extrakorporale Zirkulation (EKZ) durch transfontanellären kontrastmittelverstärkten Ultraschall (T-CEUS).

Material und Methoden:

In einer monozentrischen, diagnostischen Querschnittsstudie (ClinicalTrails.gov ID NCT03215628) wurden n = 5 Patienten mit Aortenisthmusstenose (ISTA, Alter: 21 ± 10 d, Gewicht: 3194 ± 562 g, ohne EKZ, n = 15 Messungen) und n = 7 Patienten mit Transposition der großen Arterien (TGA, Alter: 7 ± 5 d, Gewicht: 3592 ± 358 g, mit EKZ, Priming Volumen: 148 ml, n = 35 Messungen) in eine erste Auswertung eingeschlossen. Die Operationen erfolgten standardisiert mit T-CEUS-Messungen zu definierten Zeitpunkten. Zur Akquise wurde ein mobiles high-end Ultraschallgerät (Zonare ZS3, Mindray), zur Auswertung eine Software-gestützte Analyse (VueBox®, Bracco) von 11 Parametern genutzt. Die Bewertung erfolgte durch zwei unabhängige, verblindete Untersucher jeweils durch Messung beider Hemisphären und Basalganglienregionen.

Ergebnisse:

T-CEUS war bei allen Patienten mit/ohne EKZ problemlos durchführbar. Die ISTA-Gruppe zeigte keine signifikante Änderung der Flussparameter in den Hemisphären, Basalganglien oder eine Seitendifferenz (Zeit von 1.-3. Messung: 99 ± 18 min). Im Gegensatz dazu fand sich in der TGA-Gruppe eine signifikante Änderung der T-CEUS Parameter unter EKZ als Hinweis auf eine deutliche Reduktion des zerebralen Flusses zum präoperativen Vergleich, insbesondere bei reduzierten (Low Flow) EKZ-Fluss. Messung Hemisphären (Start vs. Low Flow 28 °C) Rise Time (RT): 4,30 ± 1,71 s vs. 17,77 ± 8,80 s, p = 0,01; Time-To-Peak (TTP): 5,21 ± 1,62 s vs. 23,57 ± 9,93 s, p < 0,001. Messung Basalganglien RT: 3,80 ± 1,71 s vs. 20,67 ± 8,66 s, p = 0,004; TTP: 3,80 ± 1,08 s vs. 20,67 ± 8,66 s p = 0,004. Während der Messungen traten keine Hemisphären-Seitendifferenzen auf (Zeit von 1.–5. Messung: 311 ± 45 min). Die Auswertung der Interrater-Reliabilität ergab für die jeweiligen Parameter hohe Übereinstimmungen (Intraklassenkorrelation, ICC, Hemisphären: 0,80[95%CI: 0,72 – 0,86]-0,99[95%CI: 0,99 – 0,99], Basalganglien: 0,65[95%CI: 0,49 – 0,77]-0,96[95%CI: 0,93 – 0,97]).

Abb. 1: Farbkodierte Flussparameter während der Operationen einer ISTA (A), TGA (B) und Quantifizierung (C)

Schlussfolgerung:

T-CEUS ermöglicht eine zuverlässige Echtzeitdarstellung und quantitative Bewertung der cerebralen Perfusion während neonataler kinderherzchirurgischer Eingriffe mit/ohne EKZ. Die seitengleiche Verteilung der Perfusion während der Operationen belegt jeweils einen funktionierenden Circulus Willisii. Erstmals kann mit dieser Technik auch eine signifikante Veränderung der T-CEUS- Flussparameter während operationsrelevanten veränderten Perfusionsbedingungen quantifiziert werden.