Harmonic Imaging Eine neue Methode zur sonographischen Darstellung der Hirnperfusion

Zusammenfassung

Im vorliegenden Übersichtsartikel werden methodische Aspekte der Perfusionsbildgebung des Gehirns mit Hilfe von Ultraschallkontrastmitteln dargestellt. Verschiedene experimentelle Grundlagen, die zum Verständnis der Anwendung am Menschen dienen, werden beschrieben und die hieraus resultierenden Untersuchungen am Menschen dargestellt. Mit dem Harmonic-Imaging-Verfahren lässt sich die Hirndurchblutung zweidimensional am Menschen in einer Schnittebene darstellen. Zur Messung des zerebralen Blutflusses kommen die Analyse der Bolus- und der Auffüllkinetik in Frage.

Mit der Bolusmethode gelingt es, minderperfundierte Regionen beim Hirninfarktpatienten darzustellen und Parameterbilder der Kontrastmittelein- und auswaschkurve zu generieren. Mit dem neuen Verfahren der Analyse der Auffüllkinetik können Parameter zur Beschreibung der zerebralen Mikrozirkulation berechnet werden und in Form von Parameterbildern bildhaft dargestellt werden.

Die beschriebenen Harmonic-Imaging-Methoden sind als neue, gering invasive Bedside-Verfahren zur Analyse der Hirnperfusion geeignet. Obwohl ihre Entwicklung sich derzeit noch in einer frühen Phase befindet, ist bereits das Potenzial zu erkennen, neben den etablierten diagnostischen Möglichkeiten, wie Perfusions-MRT, SPECT oder Perfusions-CT, einen Platz im diagnostischen Repertoire der Hirnbildgebung einzunehmen.

Summary

In this review, methodological aspects of cerebral perfusion imaging with ultrasound contrast agents are described. The various experimental concepts contributing to an understanding of the phenomena are summarised and the resulting investigation techniques on patients are illustrated. By means of harmonic imaging, human cerebral perfusion can be depicted as a two-dimensional scan. The two major principles of contrast measurement are analysis of the bolus kinetics and analysis of the refill kinetics. Using the bolus method, hypoperfused areas in stroke patients can be visualised and parameter images of wash-in and wash-out curves can be generated off-line. The recently developed theory on the refill kinetics of UCA enables us to calculate parameters for describing the cerebral microcirculation, as they are less affected by the depth dependence of the contrast effect. These parameters can also be visualised as images. The ultrasound methods described in this article represent new minimally invasive bedside techniques for analysing brain perfusion. Although their development is still in an early stage, the potential of these ultrasound technologies to compete with perfusion CT, perfusion MRI, and SPECT in the diagnostic arsenal of brain imaging techniques is becoming evident.