Zusammenfassung
Die Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) erlaubt unter anderem die nichtinvasive Bestimmung
der kortikalen Konzentration von oxy- und deoxygeniertem Hämoglobin. Insbesondere
moderne Mehrkanalsysteme werden daher alternativ zur funktionellen Kernspintomografie
für die Darstellung aufgabenspezifischer Aktivierungsmuster des zerebralen Kortex
genutzt. Durch eine Bolusapplikation fluoreszierender Farbstoffe als exogenes Kontrastmittel
lassen sich allerdings auch hier perfusionsverwandte Parameter reproduzierbar bestimmen.
Begünstigt wird dies durch das hohe zeitliche Auflösungsvermögen der Nahinfrarotspektroskopie
im Vergleich zu klassischen Schnittbildverfahren. In dieser NIRS-Studie erfolgte nach
Bolusapplikation von Indocyaningrün die Bestimmung der Time-to-peak (TTP) bei jeweils
10 gesunden Probanden und Patienten mit einer einseitigen hochgradigen Stenose bzw.
segmentalem Verschluss der A. cerebri media. In der Patientengruppe zeigte sich auf
der erkrankten Seite in 9 der 10 Fälle eine TTP-Verlängerung, die für die gesamte
Gruppe im Mittel 0,44 s betrug. In der Kontrollgruppe fand sich ein mittlerer Seitenunterschied
von 0,12 s bei statistisch signifikanter Reproduzierbarkeit der Ergebnisse in 2 aufeinander
Zusammen folgenden Messungen. Die lineare Korrelation zu TTP-Werten, die für einen
Patienten zusätzlich durch MRT-Perfusionsbildgebung bestimmt wurden, betrug 0,61 (p<0,001). Darüber hinaus fand sich ein statistisch signifikanter Zusammenhang zwischen
der distal des Strömungshindernisses duplexsonografisch gemessenen reziproken Strömungsgeschwindigkeit
und der durch Nahinfrarotspektroskopie bestimmten mittleren TTP im zentralen Stromgebiet
der A. cerebrimedia (r=0,81, p=0,042). Die Ergebnisse der vorliegenden Studie lassen annehmen, dass die Mehrkanal-Nahinfrarotspektroskopie
sensitiv ist für Veränderungen der kortikalen Perfusion, wie sie z. B. infolge einer
Stenose oder Okklusion einer hirnzuführenden Arterie auftreten können. Das Verfahren
stellt unter Umständen eine weitere Möglichkeit zur klinischen Evaluation betroffener
Patienten dar.
Abstract
Near-infrared spectroscopy (NIRS) allows the cortical concentrations of oxy- and deoxygenated
haemoglobin to be determined in a non-invasive fashion. Therefore modern multi-channel
systems provide an alternative to functional magnetic resonance imaging for assessing
task-related cortical patterns of activation. Moreover, here too bolus administration
of exogenous contrast media facilitates the measurement of perfusion-related parameters.
Sampling rates of up to 10 Hz provide a temporal accuracy that is difficult to achieve
by the use of tomographic imaging modalities. In the present study time-to-peak (TTP)
maps were acquired by multi-channel near-infrared spectroscopy after bolus administration
of indocyanine green in 10 healthy controls and 10 patients suffering from unilateral
severe stenosis or occlusion of the middle cerebral artery. In 9 of these patients
TTP was increased on the affected hemisphere. Mean difference in TTP between affected
and unaffected hemisphere was 0.44 s (p<0.05) as compared to a mean lateral difference of 0.12 s found in the controls. A
linear correlation of 0.61 between TTP values determined by NIRS and dynamic susceptibility
MRI in one patient was found to be statistically significant (p<0.001). Furthermore,
a statistically significant correlation between reciprocal post-stenotic flow velocity,
as determined by transcranial duplex sonography, and NIRS-TTP in the core distribution
of the middle cerebral artery could be established (r=0.81, p=0.042). The results of our study suggest that multi-channel near-infrared spectroscopy
is sensitive to changes in cortical perfusion as found, e. g., in stenosis or occlusion
of cerebral arteries. This technique might therefore provide clinical benefit in monitoring
patients suffering from cerebrovascular disease.
Schlüsselwörter
kortikale Perfusion - Hämodynamik - Nahinfrarotspektroskopie - zerebrovaskuläre Erkrankung
- A. cerebri media
Key words
cortical perfusion - haemodynamics - near-infrared spectroscopy - steno-occlusive
disease - middle cerebral artery