Speckle Tracking zur Detektion von Liquorzirkulationsstörungen: Deformationsanalyse des dritten Hirnventrikels anhand transkranieller Ultraschallvideos

Abstract

Einleitung: Die intrakranielle Dynamik beschreibt das komplexe Zusammenspiel aus pulsatilen Blut-, Liquor- und Hirnparenchymbewegungen, die den Gesetzmäßigkeiten der Monroe-Kellie-Doktrin unterliegen. Liquorzirkulationsstörungen wie der nicht-kommunizierende Hydrozephalus gehen mit einem erhöhten intrakraniellen Druck (ICP) einher, dessen Überwachung bislang nur mittels invasiver Methoden möglich ist. Ausgehend von der Annahme, dass pulsatile Bewegungen der Wandstrukturen des dritten Ventrikels biomechanisch eng mit der intrakraniellen (Liquor-)Dynamik und somit auch mit dem ICP gekoppelt sind, wurde in dieser Arbeit untersucht, ob die ultraschallbasierte Methode des Speckle Trackings zur Gewebsdeformationsanalyse als nicht-invasives Verfahren geeignet ist, Veränderungen in der intrakraniellen (Liquor-)Dynamik nachzuweisen, die zukünftig Rückschlüsse auf den ICP ermöglichen könnten. Material und Methoden: Bei allen Studienteilnehmern wurden transkranielle Ultraschallvideos aufgenommen und anschließend die relative Deformation des dritten Ventrikels mithilfe einer Speckle-Tracking-Software analysiert. Die Studie erfolgte in zwei Phasen: In Phase 1 wurde ein Normalkollektiv aus 25 gesunden Probanden untersucht und die physiologische relative Deformation des dritten Ventrikels quantifiziert. Aus 9 Messpositionen im dritten Ventrikel wurde eine optimale Messposition für die Methode ermittelt. In Phase 2 wurde ein Kollektiv aus sechs Patienten mit nicht-kommunizierendem Hydrozephalus prä- und postoperativ untersucht und deren (pathologisch) veränderte relative Deformation des dritten Ventrikels aufgezeigt. Ergebnisse: Die optimale Messposition für eine zuverlässige Analyse konnte mithilfe eines Mixed-Effects-Modells identifiziert werden. Die Speckle-Tracking-Analyse zeigte Unterschiede in den Deformationsmustern zwischen gesunden Probanden und Patienten mit Hydrozephalus. Bei einigen Hydrozephalus-Patienten waren postoperative Veränderungen der Deformationsmuster erkennbar, die sich teilweise dem physiologischen Zustand annäherten. Diskussion: Die ermittelten Deformationsmuster lassen sich in die Erkenntnisse anderer Arbeitsgruppen zur intrakraniellen Dynamik einordnen. Der Vergleich zwischen Normal- und Patientenkollektiv zeigt, dass Speckle Tracking pathologische Veränderungen in den Pulsationsmustern des dritten Ventrikels erkennen kann. Dies unterstreicht das Potenzial dieser Methode als nicht-invasives Verfahren zur Erkennung und Überwachung von Liquorzirkulationsstörungen im klinischen Alltag. In Zukunft könnten hieraus Rückschlüsse auf den ICP gezogen werden. Weitere Studien sind erforderlich, um die klinische Anwendbarkeit und den diagnostischen Nutzen des Speckle Trackings des dritten Ventrikels umfassend zu bestätigen.