Parameter zur Beschreibung der Ultraschallkontrastmittel-Boluskinetik in einem kapillären Flussphantom

Fragestellung: Mit Perfusion Harmonic Imaging nach Ultraschallkontrastmittel (UKM) Bolusinjektion gelingt die Darstellung der zerebralen Mikrozirkulation. Verschiedene Parameter zur Beschreibung der Auswaschkinetik sind bekannt. Ziel unserer Untersuchungen war es, die Abhängigkeit dieser Flussparameter von der Flussrate in-vitro zu untersuchen.

Methoden: Der Versuchsaufbau bestand aus einem offenen Kapillarmodell (Dialysekartusche), in welches das UKM SonoVue® über ein Schlauchsystem als Bolus injiziert wurde. Die Änderung der Signalintensität im Schnittbild der Kartusche wurden mittels Harmonic Imaging (SONOS 5500; 1,8/3,6MHz; MI:1,6, PRF 0,67Hz) digital aufgezeichnet. Aus den Zeit-Intensitäts-Kurven wurden die Parameter TTP (time-to-peak-intensity=Zeit zwischen Beginn und maximalem Kontrasteffekt), PI (peak-intensity=maximale Kontrastzunahme), AUC (area under the curve=Fläche unter der Zeit-Intensitätskurve), PG (positive gradient=maximale Steigung der Einwaschphase) und FWHM (full width at half maximum=Zeit zwischen halbmaximalem Signaleffekt der Ein- und Auswaschphase) extrahiert. Im ersten Versuchsteil wurde die Abhängigkeit der Parameter von der Flussraten (1,8; 5,4; 10,8; 16.2; 21,6ml/min), im zweiten Teil von der UKM-Dosis (0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7ml SonoVue®) statistisch evaluiert (Korrelation nach Pearson).

Ergebnisse: Es zeigte sich eine signifikante lineare Korrelation zwischen der Flussrate und TTP (r=-0,96, p<0,01) bzw. PG (r=0,91, p=0,03). Sowohl AUC (r=-0,67, p=0,22), PI (r=0,68, p=0,20) als auch FWHM (r=-0,63, p=0,37) korrelierten nicht signifikant mit der Flussrate. Eine lineare Abhängigkeit fand sich zwischen der UKM-Dosis und TTP (r=-0,93, p=0,02), die jedoch, durch starke Abschottungsphänomene hervorgerufen, als artifiziell zu werten ist. Die übrigen Parameter zeigten keine Korrelation mit der SonoVue®-Dosis.

Schlussfolgerung: Für unser Flussmodell erwiesen sich die zeitabhängigen Parameter TTP und PG, verglichen mit AUC, PI bzw. FWHM, als geeigneter zur Beschreibung der Kontrastkinetik bei unterschiedlichen Flussraten. Eine UKM-Dosiserhöhung führte zu Artefakten durch Abschottungsphänomene.

Diese Studie wurde von der Europäischen Kommission (QLG1-CT-2002–01518) gefördert.