Aktivitätsbestimmung des Morbus Crohn mittels Powerdopplersonographie: ein Vergleich mit der histopathologischen Aktivität

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1 Universitätsklinikum Ulm Zentrum für Innere Medizin Klinik für Innere Medizin I Leiter: Prof. Dr. med. G. Adler Aktivitätsbestimmung des Morbus Crohn mittels Powerdopplersonographie: ein Vergleich mit der histopathologischen Aktivität Dissertation zur Erlangung des Doktorgrades der Medizin der Medizinischen Fakultät der Universität Ulm Björn Drews geb. in Stuttgart 2007

2 Amtierender Dekan: Prof. Dr. Klaus-Michael Debatin 1. Berichterstatter: Prof. Dr. Wolfgang Kratzer 2. Berichterstatter: Prof. Dr. Thomas Barth Tag der Promotion:

3 Diese Arbeit widme ich meinen Eltern Christine und Burkhard Drews

4 Inhaltsverzeichnis I INHALTSVERZEICHNIS ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS...II 1 EINLEITUNG ZIELSETZUNG MATERIAL UND METHODEN PATIENTENGUT CROHN'S DISEASE ACTIVITY INDEX SONOGRAPHIE KLASSIFIKATION POWERDOPPLER HISTOPATHOLOGIE STATISTISCHE AUSWERTUNG ERGEBNISSE ALLE DARMABSCHNITTE TERMINALES ILEUM LOGISTISCHE REGRESSION CROHN'S DISEASE ACTIVITY INDEX KOLON ERGEBNISZUSAMMENFASSUNG DISKUSSION ZUSAMMENFASSUNG LITERATURVERZEICHNIS...43 DANKSAGUNG...54

5 Abkürzungsverzeichnis II Abkürzungsverzeichnis AMI AMS asc B BMI BSG BWE BWT Bzgl. Bzw. Arteria mesenterica inferior Arteria mesenterica superior ascendens Brightness Body Mass Index Blutsenkungsgeschwindigkeit Bowel wall enhancement Bowel wall thickness bezüglich beziehungsweise C. Colon CD CDAI CDEIS CE CED chron. CRP CT d desc DW Crohn s Disease Crohn Disease Activity Index Crohn Disease Endoscopic Index of Severity Contrast enhanced chronisch entzündliche Darmerkrankung chronisch C-reaktives Protein Computertomographie Tage descendens Darmwand

6 Abkürzungsverzeichnis III DWS ED HE Histo Hkt i.v. J kg KI kl KM Kolo m M Darmwandschall Erkrankungsdauer Hämatoxylin-Eosin Histologie Hämatokrit intravenös Jahre Kilogramm Konfidenzintervall Klasse Kontrastmittel Koloskopie Meter männlich M. Morbus MC MHz mm MRI MRT n OBS OP PEG SES-CD Morbus Crohn Megahertz Millimeter Magnet Resonance Imaging Magnetresonanztomographie Menge Oberbauchsonographie Operation Polyethylen glycol Simple Endoscopic Score for Crohn's Disease

7 Abkürzungsverzeichnis IV sigm trans US W z.b. sigmoideum transversum Ultraschall weiblich zum Beispiel

8 Einleitung 1 1 Einleitung Die Ursache chronisch entzündlicher Darmerkrankungen, respektive des Morbus Crohn, ist bislang unbekannt. Der M. Crohn ist charakterisiert durch einen entzündlichen Prozess, welcher die gesamte Darmwand betrifft sowie das Mesenterium und die regionalen Lymphknoten einschließt. Patienten mit CD haben alternierende Perioden von Remission und Exazerbation, die sich in unterschiedlichen Zeichen und Symptomen äußern. Dies, sowie die diskontinuierliche Verteilung der Pathologien in der Darmwand erschweren sowohl die primäre Diagnosestellung, als auch die Einteilung der Aktivität der Entzündung. Letzteres ist von entscheidender Bedeutung für eine effektive medikamentöse oder operative Therapie [9,56]. Bislang existiert weder zur Diagnosestellung noch zur Aktivitätsbeurteilung ein einzelner Parameter oder ein einzelnes diagnostisches Verfahren [56]. Zur Diagnosesicherung der Crohnschen Krankheit mittels Bildgebung, werden derzeit neben der Sonographie auch CT, MRT, Szintigraphie und Endoskopie verwendet. Das lange Zeit eingesetzte Sellink-Enteroklysma wurde mittlerweile von ähnlichen Methoden mittels Computer- und Magnetresonanztomographie abgelöst [33,45,54,58]. Zudem sind derzeit noch neuere Methoden, wie Kapselendoskopie und Push and Pull Enteroskopie in der Erprobung [24,73]. Die Ileokolonoskopie mit Biopsieentnahme stellt den Goldstandard dar [20,57]. Sie ist aber als alleinige Methode nicht ausreichend, da ihr die Darstellbarkeit von einigen intestinalen und extraintestinalen Komplikationen, wie Abszesse oder Fisteln, fehlt. Die Bestimmung der Aktivität des MC beruht bislang hauptsächlich auf Laborparametern (z.b. CRP, α1-antitrypsin, BSG, Hkt und Calprotectin) sowie klinischen und anamnestischen Angaben (z.b. Stuhlfrequenz, Befinden, Schmerzen). Diese Parameter wurden in diversen klinischen und biochemischen Scores zusammengefasst [61], von denen der gebräuchlichste und am häufigsten für klinische Studien herangezogene Score der Crohn s Disease Activity Index nach Best [1], kurz CDAI ist. Obwohl diese Scores einen großen Stellenwert in der

9 Einleitung 2 Aktivitätsbestimmung haben, ist ihre Validität aufgrund ihrer Parameter fraglich, da diese entweder aus subjektiven Empfindungen oder aus unspezifischen Laborparametern zusammengesetzt sind [39]. Um eine Beurteilung der tatsächlichen Aktivität der Darmentzündung durchzuführen, stehen bildgebende Verfahren, wie MRT, CT, Endoskopie, Szintigraphie und Ultraschall zur Verfügung. Für die Aktivitätsbeurteilung mittels Magnetresonanztomographie liegen vergleichende Studien mit dem CDAI und dem CDEIS vor. Verglichen wird hierbei mit 3 MRT-Parametern. Diese Parameter sind die Wanddicke, die Kontrastmittelaufnahme der Darmwand und Gradings bestehend aus radiologisch diagnostizierten Pathologien. Die Ergebnisse der einzelnen Studien sind widersprüchlich. Für den Vergleich radiologischer Gradings mit dem CDEIS gibt es 2 Studien, die genau Gegenteiliges behaupten [12,68]. Die Studien für BWT und BWE im Vergleich mit dem CDEIS zeigen zwar alle eine Korrelation, welche aber zum größten Teil nur sehr gering ist [12,40,53,68]. Im Vergleich mit dem CDAI stellt nur Madsen et al [40] für das radiologische Grading eine positive Korrelation dar. Für die BWT und die BWE existieren einige Studien, welche sehr gute Korrelationen zeigen [13,17,31,36,50,59,60]. Dem widerspricht nur Koh et al [27]. Eine einzige Arbeit von Schunk et al [59] legt eine signifikante Korrelation zwischen BWE und einem histopathologischen Score dar. Zur computertomographischen Beurteilung der Entzündungsaktivität stehen aktuell nur wenige Studien zur Verfügung. Alle Studien belegen eine gute bis sehr gute Korrelation zwischen den betrachteten Parametern. Hierzu gehören BWE, Mesenterialfettdichte und das comb sign mit einem histologischen Score, und BWE und Vaskularisation mit dem CDAI [2,21,32]. Für den Darmwandultraschall existieren 3 Parameter, die zur Aktivitätsbestimmung herangezogen werden können. Dies sind die Darmwanddicke, der Fluß in der AMS und AMI sowie die intramurale Vaskularisation. Die Studien, die sich mit der Aktivitätsbestimmung mittels Darmwanddicke beschäftigt haben, geben keinen eindeutigen Hinweis auf einen signifikanten

10 Einleitung 3 Zusammenhang. Einige Studien zeigen eine signifikante Korrelation, sind aber aufgrund ihrer geringen Fallzahlen kritisch zu betrachten [10,18,22,62,74]. Dem widersprechen andere Untersuchungen, die eine sehr schwache oder gar keine Korrelation aufweisen [14,33,37,42,47,51]. Eine mögliche Erklärung für diese gegensätzlichen Ergebnisse ist die mangelnde Differenzierbarkeit der konventionellen Darmwandsonographie zwischen aktiver Entzündung und Fibrose, die beide als Ursache für eine Darmwandverdickung in Frage kommen können [37]. Untermauert wird diese Vermutung durch eine Studie, welche an Kindern und jungen Erwachsenen durchgeführt wurde. Hier wurden eindeutige Zusammenhänge beschrieben, da bei Kindern noch keine Fibrose vorhanden ist [18]. Somit erscheint eine Bestimmung der Aktivität allein mittels der Darmwanddicke bei Erwachsenen nicht sinnvoll. Auch in der Beurteilung der Flussparameter der AMS und AMI sind die Untersuchungen nicht eindeutig. Bewertet werden hier der Pulsatility Index, der Resistance Index, das Flussvolumen und der mittlere Durchmesser der Arterien. Im Vergleich der AMS mit der entzündlichen Aktivität sehen einige ältere Studien (bis 2000) einen Zusammenhang [34,69,70,71] und einige sehen keinen [37,38,67]. In aktuelleren Untersuchungen wird vermehrt von einer positiven Korrelation ausgegangen [51,74]. Der AMI wird durch 2 Studien ein signifikanter Zusammenhang mit der Aktivität bescheinigt [34,43]. Die Aktivitätsbeurteilung durch Bestimmung der Darmwandvaskularisation mittels Powerdopplersonographie bildet den dritten Parameter der Sonographie. Mithilfe verschiedener Klassifikationen der Gefäßdichte der Darmwand wurden einige Studien durchgeführt. Wie schon die Scores waren auch die Ergebnisse sehr unterschiedlich. Sechs Studien zeigten im Vergleich mit dem CDAI oder dem EAI sehr gute Korrelationen [11,29,44,49,62,74], wohingegen 2 Studien keinen signifikanten Zusammenhang feststellen konnten [25,67]. Um die Signale der Darmwandvaskularisation durch Powerdopplersonographie noch deutlicher darzustellen, wurden in den letzten Jahren einige intravenöse Kontrastmittel entwickelt. Die hierzu durchgeführten Studien zeigten zum größten Teil eine sehr gute Korrelation mit der klinischen Aktivität, sowie einen eindeutigen

11 Einleitung 4 diagnostischen Vorteil gegenüber der Powerdopplersonographie ohne KM [6,8,28,51,52]. Als einzige Autoren verwendeten Kratzer et al [29] und Kratzer et al [30] den semiquantitativen Score nach Limberg zur Klassifizierung der Darmwandvaskularisation. Alle anderen Arbeiten verwendeten eigene selbstentwickelte Scores. In diesen beiden Arbeiten wurden der Limberg-Score zum einen mit dem CDAI und zum anderen mit der powerdopplersonographisch messbaren Gefäßdichte pro Quadratzentimeter verglichen. Für beide Parameter ergaben sich gute Ergebnisse. Da die Zuverlässigkeit des CDAI über die wahre Entzündungsaktivität, wie zuvor schon erwähnt, jedoch fragwürdig ist, soll in dieser Arbeit ein Zusammenhang mit der diagnostisch relevanteren histologischen Aktivität gezeigt werden. Für die Endoskopie, mittels derer die Darmbiopsien gewonnen werden, existieren 2 relevante Scores. Der CDEIS [41] und der vereinfachte SES-CD [5]. Zur Klassifizierung der histologischen Aktivität besteht bislang jedoch kein Score, der sich in der alltäglichen Praxis durchsetzen konnte. Die bestehenden Klassifikationen sind zum größten Teil zu stark vereinfacht und erfassen zu wenige Parameter [7,16,26] oder wurden in erster Linie für die Colitis ulcerosa entwickelt [4,46]. 1.1 Zielsetzung Aufgrund der mangelnden Zuverlässigkeit klinischer Scores ist es von diagnostischer und therapeutischer Bedeutung einen für die klinische Praxis brauchbaren US-Score zu entwickeln. Der für diese Arbeit verwendete semiquantitative Score nach Limberg besteht zwar schon länger, seine Relevanz wurde bislang jedoch noch nicht durch ausreichend aussagekräftige Studien bestätigt. Diese Arbeit möchte die diagnostische Relevanz des Limberg-Scores mit Hilfe der Histologie nachweisen. Hierzu wurde außerdem ein Aktivitätsscore für die Histologie entwickelt. Zur Vergleichbarkeit mit anderen klinischen Studien sollen beide Scores auch mit dem CDAI korreliert werden.

12 Material und Methoden 5 2 Material und Methoden 2.1 Patientengut Die Daten, der in dieser Studie verwendeten Patienten wurden retrospektiv aus den archivierten Befunden der SAP-Datenbank des Universitätsklinikums Ulm gewonnen. Hierzu wurden anfangs 1332 Patientenakten von Patienten herangezogen, welche zwischen den Jahren 2000 und 2005 in der Uniklinik aufgrund einer chronisch entzündlichen Darmerkrankung, zum Teil auch mehrfach, vorstellig waren. Aus diesen wurden dann 830 Fälle von Patienten mit histologisch gesichertem Morbus Crohn herausgefiltert. Ein weiteres Einschlusskriterium in die Studie war die durchgeführte Diagnostik. Es mussten die Befunde einer Koloskopie sowie einer Oberbauchsonographie vorliegen. 386 Fälle erfüllten dieses Kriterium. Das Patientengut wurde weiter eingegrenzt unter den Voraussetzungen, dass maximal 5 Tage zwischen der Koloskopie und dem OBS liegen sollten, um eine Verfälschung der Ergebnisse durch die in der Zwischenzeit initiierten Therapien zu minimieren. Ebenso mussten bei der Koloskopie Biopsien der Darmwand entnommen, bei der Sonographie der Powerdopplermodus verwendet und das dadurch erhaltene Bild nach der Limberg- Klassifikation bewertet worden sein Patientenakten mit CED ( 00-05) 830 mit histologisch gesichertem MC 386 mit OBS und Koloskopie 34 mit OBS/Kolo innerhalb 5 Tage Limberg Biopsie Abbildung 1: Schema der Patientenselektion. (CED = Chronisch entzündliche Darmerkrankungen, MC = Morbus Crohn, OBS = Oberbauchsonographie, Kolo = Koloskopie)

13 Material und Methoden 6 Nach der Selektion blieben 34 Fälle übrig, wobei kein Patient mehrfach vertreten ist. Da diese Patienten sich von den anderen Crohn-Patienten lediglich durch die durchgeführten diagnostischen Untersuchungen unterscheiden, kann diese Studienpopulation, trotz der geringen Fallzahl, als repräsentative Gruppe angesehen werden. Unter diesen 34 Patienten befinden sich 19 Frauen und 15 Männer mit einem Durchschnittsalter von 37,88 Jahren (Range Jahre), einem Durchschnitts- BMI von 21,74 kg/m 2 (Range 15,4 36,9 kg/m 2 ), einer durchschnittlichen Erkrankungsdauer von 8,5 Jahren (Range 0 26 Jahre), wovon 3 Erstdiagnosen sind, sowie im Mittel 0,78 Vor-OPs (Range 0 5). Hiervon betroffen sind 15 Patienten. 27 der Patienten befanden sich in stationärer, 7 in ambulanter Behandlung. Der durchschnittliche Abstand zwischen Koloskopie und Sonographie beträgt 2,56 Tage (Range 0 5 Tage) und der durchschnittliche CDAI liegt bei 194,06 (Range ), wobei 21 Patienten sich per definitionem in einem aktiven Zustand befinden. M : W Alter Zeitspanne (OBS/Kolo) CDAI 15 : 19 Ø 37,88 J Range Ø 2,56 d Range 0-5 Ø 194,06 Range Vor-OPs Erkrankungs -dauer BMI Stationär Ø 0,78 Range 0-5 Ø 8,5 J Range 0-26 Ø 21,7 kg/m² Range 15,4-36,9 79,4 % Abbildung 2: Patientenkollektiv. (M = Männlich, W = Weiblich, J = Jahre, OBS = Oberbauchsonographie, Kolo = Koloskopie, d = Tage, CDAI = Crohn s Disease Activity Index, OPs = Operationen, BMI = Body Mass Index, kg = Kilogramm, m = Meter) 31 der Patienten befanden sich zum Untersuchungszeitpunkt unter medikamentöser Therapie. Von diesen 31 wurden 25 Patienten unter anderem mit Cortison behandelt.

14 Material und Methoden Crohn s Disease Activity Index Für jeden Patienten wurde anhand der digital archivierten Patientenakten der Crohn s Disease Activity Index nach Best [1] berechnet. Dieser beinhaltet klinische, sowie laborchemische Parameter. Die Einteilung in verschiedene Schweregrade erfolgte nach Stange et al [64] wie folgt: Tabelle 1: Crohn s Disease Activity Index Schweregrade [64] Remission mild moderat schwer < > 450 Da nur ein Patient einen CDAI über 450 aufwies wurden für die statistische Auswertung die Schweregrade moderat und schwer zusammengefasst. 2.3 Sonographie Klassifikation Die Ergebnisse der Sonographie wurden mittels Powerdopplersonographie gewonnen und nach Limberg [33] klassifiziert. Die Einteilung enthält die Dicke der sonographierten Darmwand, sowie das intramurale Vaskularisationsmuster. Es werden 4 Grade unterschieden. 1.) Bei Grad 1 ist die Darmwand verdickt und echoarm sowie in ihrer Schichtung partiell aufgehoben; Gefäße lassen sich jedoch nicht nachweisen. 2.) Grad 2 zeigt dieselbe Veränderung im normalen B-Bild und hinzukommend noch einzelne intramurale, kurzstreckige Gefäße (Spots). 3.) Bei Grad 3 ist die Darmwand ebenfalls verdickt und homogen echoarm. Außerdem weist sie langstreckige, intramurale Gefäßanschnitte auf. 4.) Wenn die langstreckigen Gefäße bis ins umliegende Mesenterium reichen, und auch das Mesenterium deutlich vermehrt vaskularisiert ist, spricht man von Grad 4.

15 Material und Methoden 8 Abbildung 3: Powerdopplersonographie der Darmwand im Längsschnitt (Limberg-Grad 3) Abbildung 4: Powerdopplersonographie der Darmwand im Querschnitt (Limberg-Grad 4) Für die bessere Auswertbarkeit der Daten wurde noch ein Grad 0 angefügt, welcher den physiologischen Normalzustand beschreibt (Wanddicke bis 3 mm mit regelrechter Schichtung, keine intramurale Vaskularisation). Zur Untersuchung der Patienten wurde das Philips HDI5000 SonoCT Ultraschallgerät mit einem L mm Linear Array Schallkopf verwendet. Die durchschnittliche Sendefrequenz des Schallkopfes lag bei 6-7 MHz. Untersucht wurden die Patienten in 70 % der Fälle von einem einzelnen Untersucher. Die

16 Material und Methoden 9 restlichen 30 % der Patienten wurden von mehreren erfahrenen Assistenzärzten der oben genannten Abteilung sonographiert. Grad 1 Grad 2 Grad 3 Grad 4 Grad 0 = keine Darmwandverdickung, keine Vaskularisation Grad 1 = Wandverdickung ohne Vaskularisation Grad 2 = Wandverdickung mit kurzen Gefäßstrecken (Spots) Grad 3 = Wandverdickung mit längeren Gefäßstrecken Grad 4 = Wandverdickung mit längeren Gefäßstrecken auch im Mesenterium Abbildung 5: Schema der semiquantitativen Darmwandvaskularisation nach Limberg. (Schematische Skizze aus Limberg 1999 [33])

17 Material und Methoden Powerdoppler Während beim herkömmlichen Farbdoppler die Geschwindigkeit des Blutflusses (Reflektion der Ultraschallwellen an der Oberfläche der Erythrozyten) in bestimmte Richtungen angezeigt wird, misst der Powerdoppler die Intensität der detektierten Strömung. Diese Intensität wird durch die Zahl der Streuer in einer bestimmten Region bestimmt. Außerdem ist sie proportional zum Quadrat der Amplitude des Dopplersignals [75]. Beim Powerdoppler sind niedrige Pulsrepititionsfrequenzen möglich wodurch kleinere Gefäße mit niedrigeren Strömungsgeschwindigkeiten detektiert werden können [9]. Da der Powerdoppler Umgebungsrauschen nur in einem kleinen Farbbereich erfasst, lässt sich das Rauschen sehr gut herausfiltern. Somit hat er eine hohe Sensitivität. Abbildung 6: Vergleich der Vaskularisationsbestimmung der Darmwand mittels Farbdopplersonographie (links) und Powerdopplersonographie (rechts) Der Nachteil dieser Untersuchung besteht in der Detektierung starker stationärer Reflektoren wie Zwerchfell, Verkalkungen, Ligamenta, etc.. Dies stellt jedoch im DWS ein geringes Problem dar. Ferner kann es zu hohen Bewegungsartefakten durch Atembewegung und Darmperistaltik kommen [33]. Die Vorteile liegen in der Möglichkeit kleinere Gefäße und langsamere Flussgeschwindigkeiten zu detektieren und darin, dass kein Aliasing vorkommen kann. Zudem besitzt der Powerdoppler die Möglichkeit zwischen fibrös, narbiger Darmwand und floride entzündeter Darmwandverdickung zu unterscheiden (im Gegensatz zum B-Mode) [33,48,56]. Der Grund hierfür ist, dass es bei florider Entzündung zu einer Hypervaskularisation und bei einer fibrösen Narbe zu

18 Material und Methoden 11 Hypovaskularisation kommt [44]. Die Hypervaskularisation beruht auf den vaskulären und mikrovaskulären Veränderungen wie Vaskulitis, Neovaskularisation und Dilatation, die zu einem erhöhten Blutfluss in der verdickten Darmwand und dem Splanchnikusgebiet führen [9,35]. Dies wiederum ist der Grund für die guten Sensitivitäten der Powerdopplersonographie [9]. 2.4 Histopathologie Da die archivierten histopathologischen Befunde im SAP-System von unterschiedlichen Pathologen begutachtet worden waren und keine einheitliche Klassifizierung der Entzündungsaktivität bestand, wurde eine Klassifikation zur Beurteilung der histopathologischen Entzündungsaktivität in Darmbiopsaten von Crohn-Patienten entworfen. Nach den Kriterien dieser Klassifikation wurden die histologischen HE-Schnitte erneut vom Doktoranden und einem erfahrenen Pathologen begutachtet. So bestand auch die Möglichkeit Korrelationen zum Limberg-Score zu berechnen. Die histopathologische Einteilung beinhaltet die nach aktueller Literatur [3,15,23,64,66] wesentlichen pathologischen Veränderungen der Darmwand bei Morbus Crohn. Hierzu zählen die Infiltration durch Lymphozyten und Plasmazellen im chronisch inaktiven Stadium der Erkrankung [15], die Infiltration durch Granulozyten im aktiven Stadium [15], Kryptendeformationen (> 10 % der Krypten, Kryptendistorsion, Kryptenverkürzung, Auseinanderweichen der Krypten [64]), Kryptenerosionen [15], Kryptenabszesse [15], sowie zentral-nicht-verkäsende Epitheloidzellgranulome. Letztere sind nur beweisend mit einer anderen Veränderung und kommen je nach Literatur bei % der Patienten vor [23]. Den einzelnen geweblichen Veränderungen wurden nach dem Auftreten im pathophysiologischen Verlauf der Entzündung aufsteigende Punktwerte zugeordnet. Nach dem Auftreten der Pathologien wurden die Punktwerte in den einzelnen Präparaten aufaddiert und in einer weiteren Skala einer Entzündungsstärke zugeordnet. Diese werden eingeteilt in ein Stadium 0, welches den physiologischen Zustand ohne vermehrtes zelluläres Infiltrat beschreibt. Das Stadium I umfasst eine chronische, nicht aktive Entzündung. Die Stadien II, III und IV bezeichnen aktive

19 Material und Methoden 12 Stadien, die von leicht über mittelgradig bis hin zu ausgeprägt aktiver Entzündung reichen. normales Kolon normales Ileum chronisches Infiltrat aktives Infiltrat > 30 % aktives Infitrat 30 % Kryptenerosion Kryptenabszess Epitheloidzellgranulom Kryptenverformung Abbildung 7: Darstellung der histologische Pathologien bei Morbus Crohn

20 Material und Methoden 13 In der Punktbewertung der Pathologien wurde die unauffällige lymphoplasmazelluläre Population in der Lamina propria mit 0 bewertet, da sie keinerlei entzündlichen Charakter besitzt. Mit einem Punkt bewertet wurden das vermehrt chronische lymphoplasmazellulär ausreifende Infiltrat, die Kryptendeformation sowie die Epitheloidzellgranulome, da diese laut Literatur [23,65] in aktiven und auch chronischen Stadien der Erkrankung vorzufinden sind und somit einzeln betrachtet eher für eine chronische Entzündung sprechen. Das granulozytäre Infiltrat, welches klar Korrelat einer aktiven Entzündung ist wurde in 2 Untergruppen eingeteilt. Die mit 3 Punkten bewertete granulozytäre Infiltration, welche weniger oder gleich 30 % des Zellinfiltrats ausmacht, und die mit 4 Punkten bewertete granulozytäre Infiltration, die mehr als 30 % umfasst. Begründet wird dies in der zunehmenden Einwanderung von Granulozyten im Verlauf eines aktiven Entzündungsprozesses. Die Punktwerte wurden so hoch gewählt, um eine Überschneidung mit der chronischen Entzündung zu vermeiden, für den Fall, dass ein Präparat lediglich eine lymphoplasmazelluläre und eine granulozytäre Zellanreicherung aufweist. Die Kryptenerosion wurde mit 3 Punkten bewertet, da sie erst im Laufe einer aktiven Entzündung auftritt und im weiteren Verlauf in einen Kryptenabszess übergehen kann, weshalb dieser aufsteigend mit 4 Punkten bewertet wurde. Geboes u. Dalle 2002 [15] geben einen Überblick über einige bisher entwickelte histologische Klassifikationen.

21 Material und Methoden 14 Tabelle 2: Graduierung der Entzündungsaktivität in Biopsaten der Ileum/Colonschleimhaut bei Patienten mit Morbus Crohn Punktskala Unauffällige lymphoplasmazelluläre Population in der Lamina propria Vermehrtes chronisch, lymphoplasmazellulär ausreifendes Infiltrat Granulozytäres Infiltrat 30 % 3 Granulozytäres Infiltrat > 30 % 4 Kryptendeformation 1 Kryptenerosionen 3 Kryptenabszesse 4 Epitheloidzell-Granulome Schweregrade 0 0 keine vermehrte lymphoplasmazelluläre Entzündung 1 2 I chronische, nicht aktive Entzündung II leichte aktive Entzündung III mittelgradige aktive Entzündung IV ausgeprägte aktive Entzündung 13 14

22 Material und Methoden Statistische Auswertung Zur Auswertung der Übereinstimmung der Ergebnisse der Histologie und der Powerdopplersonographie nach Limberg wurden die Scores in Klassen eingeteilt, um sie in Vierfeldertafeln darzustellen. Die Klassierung erfolgte wie folgt: Score x_dy Score steht für Limberg oder Histologie, das x für den Darmabschnitt (siehe Tabelle 3). Das y steht für die Klassierung in jeweils 2 Einteilungen: 0 bedeutet eine Einteilung in 0 versus 1-4, 1 bedeutet 0-1 vs. 2-4 und 2 bedeutet 0-2 vs Tabelle 3: Nummerierung der betrachteten Darmabschnitte 1 Terminales Ileum 2 Colon ascendens 3 Colon transversum 4 Colon descendens 5 Colon sigmoideum Mit diesen dichotomen Scores wurde zur Untersuchung der Übereinstimmung jeweils der Kappa-Koeffizient bestimmt. Die diagnostische Wertigkeit des Limberg- Score gegenüber dem Histologiebefund wurde mit Sensitivität und Spezifität sowie der Angabe der positiven und negativen prädiktiven Werte bestimmt. Für diese Kenngrößen wird jeweils ein 95 % - Konfidenzintervall angegeben. Der McNemar- Test wurde zur Untersuchung, ob sich die Einteilungen bzgl. Histologie und Limberg signifikant unterscheiden, genutzt. Das Signifikanzniveau wurde auf 5 % festgesetzt. Darüber hinaus wurde die Kontingenztafel für die Übereinstimmung der Scorewerte in der Codierung 0-4 angegeben, um die genauere Übereinstimmung bzw. Diskrepanzen in den einzelnen Stufen untersuchen zu können. Diese Auswertungen wurden getrennt für alle Darmabschnitte und auch gemeinsam für alle 5 Darmabschnitte durchgeführt, wobei dabei die Annahme getroffen wurde, dass die einzelne Beurteilung eines Darmabschnittes unabhängig

23 Material und Methoden 16 von den Beurteilungen der weiteren Darmabschnitte bei einem Patienten vorgenommen wurden. Zur Untersuchung, ob der Limberg-Score einen signifikanten Zusammenhang zum Histologie-Score unter Berücksichtigung weiterer Einflussgrößen wie CDAI, BMI und ED hat, wurde zusätzlich eine logistische Regression [76] verwendet, bei der der p-wert eines signifikanten Zusammenhanges zwischen Limberg- und Histologie-Score angegeben wird. Dabei wurden jeweils die Einflussgrößen CDAI, BMI und ED als stetige und als klassierte Variablen einzeln und gemeinsam modelliert, so dass geprüft werden kann, ob die Signifikanz von den Einflussgrößen und deren Klassierung abhängt oder nicht. Das Signifikanzniveau wurde hier ebenfalls auf 5 % festgesetzt. Diese Auswertungen wurden nur für das terminale Ileum durchgeführt, da dort die besten Übereinstimmungen der Scores zu finden waren. Eine Zusammenhangsanalyse zwischen CDAI und Histologie bzw. Limberg wurde für das terminale Ileum mit denselben Methoden durchgeführt. Der CDAI wurde zum einen stetig betrachtet und zum anderen in Klassen eingeteilt. Die Klassierung ist aus Tabelle 5 ersichtlich. Tabelle 4: Klassierung des Crohn s Disease Activity Index Klassierung Wert 0 Wert 1 D1 1 2 und 3 D2 1 und 2 3 Zur Durchführung der Auswertungen wurde das Statistiksoftwarepaket SAS- Analyst verwendet.

24 Ergebnisse 17 3 Ergebnisse 3.1 Alle Darmabschnitte In dieser Teilauswertung wird der Limbergscore gegen den Histoscore aufgetragen, wobei alle Darmabschnitte patientenunabhängig zusammen betrachtet werden. Tabelle 5: Kontingenztafel Limberg gegen Histologie für alle Darmabschnitte Histologie Limberg Σ Σ Von den insgesamt 119 betrachteten Darmabschnitten stimmen die Scores in 26 % (31 von 119) der Fälle überein. Die größte Abweichung kann man im Bereich des Limberg-Wertes 0 sehen. Hier liegen die Übereinstimmungen bei knapp über 25 % (18 von 72). Die übrigen Fälle sind auf die Histologiewerte 1-4 verteilt, wobei beim Histo-Wert 1 der größte Anteil liegt.

25 Ergebnisse 18 Abbildung 8: Säulendiagramm der Kontingenztafel für Limberg gegen Histologie aller Darmabschnitte Betrachtet man die Zusammenfassungen des Limberg-Scores in Tabelle 6, so sind ausreichend gute Ergebnisse allenfalls in der Spezifität zu sehen. Diese liegt für Limberg d2 / Histo d0 bei 90 %, ebenso für Limberg d1 / Histo d0, und für Limberg d0 / Histo d0 bei 86 %. Die Sensitivitäten von Limberg d2 nach Limberg d0 steigen kontinuierlich. Sie zeigen Werte zwischen 27 % und 45 %. Das Kappa steigt ebenso wie die Sensitivität an, erreicht aber keine Werte über 0,157 (Limberg d2: κ 0,074, Limberg d1: κ 0,134, Limberg d0: κ 0,157) und zeigt somit keine relevante Übereinstimmung. In allen drei Fällen liegt die Wahrscheinlichkeit unterschiedlicher Beurteilungen anhand des McNemar-Tests bei p < 0,0001.

26 Ergebnisse 19 Tabelle 6: Signifikanzwerte für alle Darmabschnitte. (Histo = Histologie, KI = Konfidenzintervall) Kappa p-wert Sensitivität [KI 95 %] Spezifität [KI 95 %] Negativ praediktiver Wert [KI 95 %] Positiv praediktiver Wert [KI 95 %] Limberg d2 / Histo d0 0,0736 <0, [18;36] 90 [70;99] 21 [13;31] 93 [76;99] Limberg d1 / Histo d0 0,1342 <0, [28;48] 90 [70;99] 24 [15;35] 95 [83;99] Limberg d0 / Histo d0 0,1567 <0, [35;55] 86 [64;97] 25 [16;37] 94 [82;99] Limberg d2 / Histo d1 0,2910 <0, [26;50] 94 [84;99] 54 [43;64] 89 [72;98] Limberg d1 / Histo d1 0,3879 <0, [38;63] 90 [79;97] 59 [47;70] 87 [73;96] Limberg d0 / Histo d1 0,4761 <0, [49;73] 88 [77;96] 64 [52;75] 87 [74;95] Da man bereits in Tabelle 5 erkennen kann, dass diese nicht signifikanten Werte am ehesten durch den Limberg 0 erklärt werden können, liegt es nahe, die Histologiewerte 0 und 1 zu Histo d1 zusammenzufassen und gegen den Limberg zu betrachten. Hier wird im Vergleich mit Limberg d2, d1 und d0 ein klarer Anstieg der Sensitivität, wie auch des Kappa-Koeffizienten deutlich. Von d2 Richtung d0 nimmt Kappa von 0,2910 über 0,3879 nach 0,4761 stetig zu. Auch für die Sensitivität lässt sich bei Limberg d0 ein deutlich verbesserter Wert von 61 % nachweisen. Außerdem kann man aus Tabelle 6 entnehmen, dass die 95 % - Konfidenzbereiche für alle Werte enger werden.

27 Ergebnisse 20 Sensitivität in % / Kappa κ 70/ 0,7 60/ 0,6 50/ 0,5 40/ 0,4 30/ 0,3 20/ 0,2 10/ 0,1 0 d2 Limberg d1 d0 Kappa Sensitivität Abbildung 9: Kappa und Sensitivität bei Histologie-Klassierung d1 für Limberg d0 bis d2 Der Kappa-Koeffizient steigt zwar an, erreicht aber maximal Werte von 0,4761 und zeigt damit nur eine geringe Übereinstimmung. Die p-werte bleiben auch in dieser Betrachtung konstant bei < 0,0001. Tabelle 7: Vierfeldertafeln für Limberg d0 gegen Histologie d0 und d1 für alle Darmabschnitte Histologie d1 Histologie d0 0 1 Σ 0 1 Σ Limberg d0 Limberg d Σ Σ

28 Ergebnisse Terminales Ileum In der Einzelbetrachtung der Darmabschnitte können für das terminale Ileum die besten Ergebnisse erreicht werden. Für diesen Abschnitt liegen von den 34 untersuchten Patienten 32 Ergebnisse vor. Von diesen haben 25 % (8 von 32) eine exakte Übereinstimmung. Schließt man jeweils eine Standardabweichung von +/- 1 Histopunkt ein, liegt die Quote bei 71,9 % (23 von 32). Tabelle 8: Konvergenztafel Limberg gegen Histologie für das terminale Ileum Histologie Limberg Σ Σ Tabelle 9: Signifikanzwerte für das terminale Ileum. (Histo = Histologie, KI = Konfidenzintervall) Negativ Positiv Kappa p-wert Sensitivität Spezifität praediktiver praediktiver [KI 95 %] [KI 95 %] Wert Wert [KI 95 %] [KI 95 %] Limberg d2 / Histo d0 0,0811 0, [19;59] 75 [35;97] 29 [11;52] 82 [48;98] Limberg d1 / Histo d0 0,25 0, [37;78] 75 [35;97] 38 [15;65] 88 [62;98] Limberg d0 / Histo d0 0,3846 0, [58;93] 63 [24;91] 50 [19;81] 86 [65;97] Limberg d2 / Histo d1 0,1734 0, [20;67] 77 [46;95] 48 [26;70] 73 [39;94] Limberg d1 / Histo d1 0,4375 0, [43;87] 77 [46;95] 63 [35;85] 81 [54;96] Limberg d0 / Histo d1 0,6639 0, [74;100] 69 [39;91] 90 [55;100] 82 [60;95] Im Bereich Limberg d2 / Histo d0 liegt die Spezifität bei 75 % und die Sensitivität bei 38 %. Der Kappa-Koeffizient hat einen Wert von 0,081 und die Wahrscheinlichkeit p liegt bei 0,0016.

29 Ergebnisse 22 Der Bereich Limberg d1 / Histo d0 zeigt zwar eine gleich bleibende Spezifität, jedoch die Sensitivität steigt auf 58 % und das Kappa auf 0,25 (p = 0,0209). Ein weiterer Anstieg dieser beiden Werte wird im Bereich Limberg d0 / Histo d0 verzeichnet. Hier liegt die Sensitivität bei 79 % und der Kappa-Koeffizient bei 0,3846 (p = 0,4795). Die Spezifität hingegen fällt auf 63 % ab. Wie Tabelle 8 zeigt, liegt auch hier wieder die größte Abweichung bei Limberg 0 und Histo 1. Jedoch weicht nur ein Wert noch höher ab und liegt bei Histo 2. Auch in diesem Fall erscheint eine Betrachtung von Histo d1 sinnvoll. Sensitivität in % / Kappa κ 100/ 1 80/ 0,8 60/ 0,6 40/ 0,4 20/ 0,2 Kappa Sensitivität 0 d2 Limberg d1 d0 Abbildung 10: Kappa und Sensitivität bei Histologie d1 für das terminale Ileum für Limberg d0 bis d2 Limberg d2 und d1 zeigen keinen großen Unterschied zur Auswertung mit Histo d0. Bei Limberg d0 und Histo d1 ist ein deutlicher Anstieg der Sensitivität auf 95 % zu verzeichnen. Auch der Kappa-Koeffizient liegt bei 0,6639.

30 Ergebnisse Logistische Regression Da die Ergebnisse für das terminale Ileum am besten ausgefallen sind, wurde hier noch eine logistische Regression durchgeführt. Hierfür wurde Limberg d0 / Histo d0 verwendet. Das Ergebnis ist ein signifikanter Zusammenhang von Limberg- zu Histologiebefund von p = 0,0373. Um ihren zusätzlichen Einfluss auf das Ergebnis zu untersuchen, wurden CDAI, BMI und Erkrankungsdauer jeweils als zusätzliche Variable eingefügt. Die Ergebnisse sind ebenfalls in Abbildung 11 zu sehen. Abbildung 11: Logistische Regression für alle Einflußfaktoren. (CDAI = Crohn s Disease Activity Index, BMI = Body Mass Index, ED = Erkrankungsdauer)

31 Ergebnisse 24 CDAI Der CDAI zeigt für die beiden Limberg-Werte 0 und 1 im Median keinen signifikanten Unterschied. Somit ist es auch nicht verwunderlich, dass der CDAI weder selbst einen Einfluss auf die Histologie zeigt, noch den Einfluss des Limbergs verbessert. Dieser steigt lediglich auf p = 0,0192, wenn der CDAI linear betrachtet wird und auf p = 0,0354, wenn er in Klassen eingeteilt untersucht wird. Tabelle 10: Statistische Werte für den Crohn s Disease Activity Index. (n = Anzahl) Limberg Standardn Mittelwert d0 abweichung Minimum Median Maximum ,2 164, ,0 153,5 524, , , ,0 159,5 319,0 BMI Mit dem BMI verhält es sich ähnlich wie mit dem CDAI. In der linearen sowie in der klassierten Betrachtung erreicht er selbst jeweils nur einen p-wert von 0,8383 und 0,6183. Auch hier wird der Limberg nicht beeinflusst und bleibt bei Werten von p = 0,0383 und p = 0,0339. Tabelle 11: Statistische Werte für den Body Mass Index. (n = Anzahl) Limberg Standardn Mittelwert d0 abweichung Minimum Median Maximum ,55 2, ,2 21,6 26, ,05 4, ,0 20,3 36,9 Erkrankungsdauer Auch die Hinzunahme der Erkrankungsdauer verbessert die Ergebnisse des Limberg nicht. Das Signifikanzniveau für Limberg bleibt bei p = 0,0315 und p = 0,0368. Die eigenen Werte liegen bei p = 0,3443 und p = 0,7996.

32 Ergebnisse 25 Tabelle 12: Statistische Werte für die Erkrankungsdauer. (n = Anzahl) Limberg Standardn Mittelwert d0 abweichung Minimum Median Maximum ,4 6,5524 1,0 5,0 20, ,5455 9,5717 0,0 4,25 26,0 CDAI, BMI und ED Untersucht man den Einfluss aller drei Größen gleichzeitig kann auch nur in der stetigen Betrachtung eine geringfügige Verbesserung des Limberg auf p = 0,0174 gesehen werden. Klassiert betrachtet ist auch hier kein Unterschied zu erkennen Crohn s Disease Activity Index Histologie Im Vergleich des histologischen Scores mit dem CDAI im terminalen Ileum wurden, wie schon zuvor erwähnt, Berechnungen für verschiedene Klassierungen des CDAI wie auch der Histologie durchgeführt. Der Kappa-Koeffizient zeigt Werte zwischen - 0,1343 und 0,1429. Die p-werte liegen nur in der Betrachtung CDAI kl d2 / Histo d0 bei 0,0027, ansonsten über 0,1083. Lediglich in der Klassierung d1 des CDAI können Sensitivitäten von 63 % und 67 % errechnet werden. In der Klassierung d2 liegen sie unter 42 %. Hier jedoch kann die höchste Spezifität von 75 % gezeigt werden. Alle anderen Klassierungen zeigen Spezifitäten zwischen 38 % und 54 %.

33 Ergebnisse 26 Tabelle 13: Kontingenztafel Crohn s Disease Activity Index gegen Histologie für das terminale Ileum. (CDAI = Crohn s Disease Activity Index) Histologie Σ CDAI Σ Tabelle 14: Signifikanzwerte Crohn s Disease Activity Index gegen Histologie für das terminale Ileum. (CDAI = Crohn s Disease Activity Index, Histo = Histologie, KI = Konfidenzintervall, kl = Klasse) Negativ Positiv Kappa p-wert Sensitivität [KI 95 %] Spezifität [KI 95 %] praediktiver Wert praediktiver Wert [KI 95 %] [KI 95 %] CDAI kl d1 / Histo d0 0,1429 0, [45;84] 50 [16;84] 33 [10;65] 80 [56;94] CDAI kl d1 / Histo d1 0,0164 0, [38;84] 38 [14;68] 42 [15;72] 60 [36;81] CDAI kl d2 / Histo d0 0,1111 0, [22;63] 75 [35;97] 30 [12;54] 83 [52;98] CDAI kl d2 / Histo d1-0,1343 0, [13;57] 54 [25;81] 35 [15;59] 50 [21;79] In einer zusätzlich durchgeführten logistischen Regression wurden für den Histo d0 in einer stetigen Betrachtung des CDAI eine Wahrscheinlichkeit von p = 0,5032 errechnet. Für die beiden Klassen des CDAI d1 und d2 zeigen sich Werte von p = 0,4268 und p = 0,9560. Die Werte für die Betrachtung Histo d1 sind ähnlich hoch. Im stetigen Bereich p = 0,1179 und in der Klassierung für d1 p = 0,8543 und für d2 p = 0,7566.

34 Ergebnisse 27 Limberg Der CDAI zeigt im Vergleich mit dem Limberg-Score in allen Klassierungen Kappa-Werte von etwa 0,25 und niedriger. Die p-werte liegen lediglich bei CDAI kl d1 / Limberg d2 und CDAI kl d2 / Limberg d0 unter dem Signifikanzniveau von 0,05 (p = 0,0126 und p = 0,0184), in allen anderen Fällen liegt er über 0,24. In der CDAI-Klassierung d1 zeigen sich gute Sensitivitäten zwischen 64 % und 82 %, wobei der höchste Wert bei der Limberg - Klassierung d2 liegt. Hier sind jedoch die Spezifitäten in keinem signifikanten Bereich. Umgekehrt verhält es sich für die CDAI-Klasse d2. Die Spezifitäten liegen zwischen 60 % und 75 %, die Sensitivitäten lediglich zwischen 36 % und 55 %. Tabelle 15: Kontingenztafel Crohn s Disease Activity Index gegen Limberg für das terminale Ileum. (CDAI = Crohn s Disease Activity Index) Limberg Σ CDAI Σ Tabelle 16: Signifikanzwerte Crohn s Disease Activity Index gegen Limberg für das terminale Ileum. (CDAI = Crohn s Disease Activity Index, KI = Konfidenzintervall, kl = Klasse) Negativ Positiv Kappa p-wert Sensitivität [KI 95 %] Spezifität [KI 95 %] praediktiver Wert praediktiver Wert [KI 95 %] [KI 95 %] CDAI kl d1 / Limberg d0 0,0345 0, [41;83] 40 [12;74] 33 [10;65] 70 [46;88] CDAI kl d1 / Limberg d1 0,2500 0, [48;93] 50 [25;75] 67 [35;90] 60 [36;81] CDAI kl d1 / Limberg d2 0,2464 0, [48;98] 48 [26;70] 83 [52;98] 45 [23;68] CDAI kl d2 / Limberg d0-0,0286 0, [17;59] 60 [26;88] 30 [12;54] 67 [35;90] CDAI kl d2 / Limberg d1 0,2500 0, [25;75] 75 [48;93] 60 [36;81] 67 [35;90] CDAI kl d2 / Limberg d2 0,2542 0, [23;83] 71 [48;89] 75 [51;91] 50 [21;79]

35 Ergebnisse 28 In der logistischen Regression liegt der p-wert für die lineare Betrachtung des CDAI bei 0,0796 und für die klassierte Betrachtung für kl d1 bei p = 0,7993 und für kl d2 bei p = 0, Kolon Die Werte für die einzelnen Kolonabschnitte zeigen sehr einheitliche Größenordnungen. Die Übereinstimmungen liegen in jedem Abschnitt zwischen 21,7 % und 33,4 % (C.acs: 21,7 %, C.trans.: 22,7 %, C.desc.: 28,6 %, C.sigm.: 33,4 %), wobei ein Anstieg der Übereinstimmung von proximal nach distal erkennbar ist. Mit der Standardabweichung von +/- 1 Histopunkt sind die Ergebnisse bei 60,9 % bis 71,4 % (C.acs: 60,9 %, C.trans.: 68,2 %, C.desc.: 71,4 %, C.sigm.: 71,4 %). Auch hier ist derselbe Anstieg Richtung distal ersichtlich. Im Bereich des Kolons sind weder zwischen den einzelnen Zusammenfassungen noch zwischen den einzelnen Darmabschnitten große Unterschiede zu sehen. Die Spezifität ist für alle Auswertungsbereiche konstant zwischen 90 % und 100 %, während die Sensitivität zwischen 22 % und 58 % schwankt. Hier ist ebenfalls wieder der Werteanstieg nach distal zu ersehen, ebenso wie der Sensitivitätsanstieg bei der Zusammenfassung der Histowerte zu d1. Tabelle 17: Signifikanzwerte für das Kolon ascendens. (Histo = Histologie, KI = Konfidenzintervall) Negativ Positiv Kappa p-wert Sensitivität Spezifität praediktiver praediktiver [KI 95 %] [KI 95 %] Wert Wert [KI 95 %] [KI 95 %] Limberg d2 / Histo d0 0,08 0, [9;49] 100 [29;100] 17 [4;41] 100[48;100] Limberg d1 / Histo d0 0,1006 0, [12;54] 100 [29;100] 18 [4;43] 100 [54;100] Limberg d0 / Histo d0 0,1006 0, [12; [29;100] 18 [4;43] 100 [54;100] Limberg d2 / Histo d1 0,2581 0, [12;62] 100 [63;100] 44 [22;69] 100 [48;100] Limberg d1 / Histo d1 0,3168 0, [16;68] 100 [63;100] 47 [23;72] 100 [54;100] Limberg d0 / Histo d1 0,3168 0, [16;68] 100 [63;100] 47 [23;72] 100 [54;100]

36 Ergebnisse 29 Tabelle 18: Signifikanzwerte für das Kolon transversum. (Histo = Histologie, KI = Konfidenzintervall) Negativ Positiv Kappa p-wert Sensitivität Spezifität praediktiver praediktiver [KI 95 %] [KI 95 %] Wert Wert [KI 95 %] [KI 95 %] Limberg d2 / Histo d0 0,0941 0, [6;48] 100 [40;100] 22 [6;48] 100 [40;100] Limberg d1 / Histo d0 0,1227 0, [10;53] 100 [40;100] 24 [7;50] 100 [48;100] Limberg d0 / Histo d0 0,1538 0, [13;95] 100 [40;100] 25 [7;52] 100 [54;100] Limberg d2 / Histo d1 0,4211 0, [12;74] 100 [74;100] 67 [41;87] 100 [40;100] Limberg d1 / Histo d1 0,3304 0, [12;74] 92 [62;100] 65 [38;86] 80 [28;99] Limberg d0 / Histo d1 0,4310 0, [19;81] 92 [62;100] 69 [41;89] 83 [36;100] Tabelle 19: Signifikanzwerte für das Kolon descendens. (Histo = Histologie, KI = Konfidenzintervall) Negativ Positiv Kappa p-wert Sensitivität Spezifität praediktiver praediktiver [KI 95%] [KI 95%] Wert Wert [KI 95 %] [KI 95 %] Limberg d2 / Histo d0 0,0755 0, [6;48] 100 [29;100] 18 [4;43] 100 [40;100] Limberg d1 / Histo d0 0,1250 0, [13;59] 100 [29;100] 20 [4;48] 100 [54;100] Limberg d0 / Histo d0 0,1250 0, [13;59] 100 [29;100] 20 [4;48] 100 [54;100] Limberg d2 / Histo d1 0,3524 0, [11;69] 100 [69;100] 59 [33;82] 100 [40;100] Limberg d1 / Histo d1 0,3467 0, [17;77] 90 [55;100] 60 [32;84] 83 [36;100] Limberg d0 / Histo d1 0,3467 0, [17;77] 90 [55;100] 60 [32;84] 83 [36;100] Tabelle 20: Signifikanzwerte für das Kolon sigmoideum. (Histo = Histologie, KI = Konfidenzintervall) Negativ Positiv Kappa p-wert Sensitivität Spezifität praediktiver praediktiver [KI 95%] [KI 95%] Wert Wert [KI 95 %] [KI 95 %] Limberg d2 / Histo d0 0,0755 0, [6;48] 100 [29;100] 18 [4;43] 100 [40;100] Limberg d1 / Histo d0 0,1250 0, [13;59] 100 [29;100] 20 [4;48] 100 [54;100] Limberg d0 / Histo d0 0,1538 0, [17;64] 100 [29;100] 21 [5;51] 100 [59;100] Limberg d2 / Histo d1 0,3000 0, [10;65] 100 [66;100] 53 [28;77] 100 [40;100] Limberg d1 / Histo d1 0,4615 0, [21;79] 100 [66;100] 60 [32;84] 100 [54;100] Limberg d0 / Histo d1 0,5455 0, [28;85] 100 [66;100] 64 [35;87] 100 [59;100]

37 Ergebnisse 30 Der Kappa-Koeffizient erreicht maximale Werte von 0,4310 und 0,5455 im Kolon transversum und sigmoideum und zeigt damit eine leichte Übereinstimmung in diesen Abschnitten. Die Wahrscheinlichkeit p liegt immer zwischen 0,0001 und 0,0009 in den Limberg-Zusammenfassungen, steigt aber in der Histo- Zusammenfassung auf bis zu 0,1025 an (siehe Tabelle 17-20). 3.4 Ergebniszusammenfassung Im Vergleich mit dem von uns entwickelten histologischen Score zeigt sich für die Limberg-Klassifikation in der Betrachtung aller Darmabschnitte unabhängig vom Patienten zunächst kein Zusammenhang. Selbst unter Zuhilfenahme von Klassierungen für Limberg und Histologie zeigt sich lediglich in der Zusammenfassung Limberg d0 / Histo d1 ein minimaler Zusammenhang (Kappa 0,4761, p < 0,0001, Sensitivität 61 %, Spezifität 88 %). Da die Werte, welche diese Ergebnisse verursachen vorwiegend aus dem Kolon stammen, wurden die Darmabschnitte einzeln betrachtet. Hier zeigt sich im Kolon für alle 4 Abschnitte ein nahezu einheitliches Ergebnis. Zwar werden Spezifitäten zwischen 90 und 100 % errechnet, jedoch ergeben sich für die Sensitivität lediglich Werte unter 50 %. Als einzige Ausnahme errechnet sich für Limberg d0 / Histo d1 im Kolon sigmoideum eine Sensitivität von 58 % und ein Kappa von 0,5455. In allen anderen Abschnitten und Klassierungen liegt der Kappa-Wert zum Teil deutlich unter 0,5. Im terminalen Ileum kann bezogen auf die Auswertung Limberg d0 / Histo d1 gezeigt werden, dass ein Zusammenhang zwischen den beiden diagnostischen Verfahren besteht. Die Sensitivität liegt hier bei 95 % und der Kappa-Koeffizient bei 0,6639. Auch unter den anderen Klassierungen gibt es Sensitivitäten über 60 %. Die für das terminale Ileum zusätzlich durchgeführte logistische Regression verbessert nach Ausschaltung der zufälligen Übereinstimmungen das Ergebnis noch einmal. Die Wahrscheinlichkeit von p = 0,0373 zeigt einen minimal signifikanten Zusammenhang zwischen dem Limberg-Score und dem histologischen Score.

38 Ergebnisse 31 Prozent % Sensitivität Spezifität Darmabschnitte Abbildung 12: Vergleich der Sensitivität/Spezifität zwischen den Darmabschnitten bei Limberg d0 / Histologie d1. (C. = Colon) Es wurde ebenfalls gezeigt, dass die zusätzliche Bestimmung der Parameter CDAI, BMI und Erkrankungsdauer keine Verbesserung der Irrtumswahrscheinlichkeit erbringt. Die zur Kontrolle durchgeführten Vergleiche von Limberg und Histologie mit dem CDAI ergeben für die Histologie in einer Klassierung eine Sensitivität von 67 %. Alle anderen Ergebnisse liegen darunter. Auch in der logistischen Regression kann kein signifikantes Ergebnis erzielt werden. Für den Limberg-Score können zwar für die CDAI-Klassierung d1 Sensitivitäten von % und ein p-wert von maximal 0,0126 erreicht werden, jedoch zeigt auch hier die logistische Regression keine Übereinstimmung.

39 Diskussion 32 4 Diskussion Die Darmwandsonographie ist zweifelsohne ein hervorragendes Diagnostikum zur Beurteilung transmuraler, pathologischer Veränderungen der Darmwand [33,48]. Ist sie aber auch in der Lage ein exaktes Bild der entzündlichen Aktivität zu liefern? Diese Frage sollte mithilfe dieser Studie beantwortet werden. Wie eingangs schon erwähnt, reicht das einfache B-Bild nicht zur Beantwortung dieser Frage aus, da die Studienergebnisse diesbezüglich kontrovers sind [10,14,18,22,33,37,42,47,51,62,74]. Durch die Feststellung jedoch, dass es bei entzündlichen Veränderungen zu Durchblutungserhöhung, Neovaskularisation und Dilatation der Gefäße in der Darmwand kommt [6,9,35], wurden die Farbdopplersonographie, sowie die sensitivere Powerdopplersonographie ins Zentrum des Interesses gerückt [9]. Der ausführlichste Score zur standardisierten Beurteilung der Powerdopplerbilder ist der nach Limberg [33]. Ein semiquantitativer Score, der die Darmwanddicke, sowie die Darmwandvaskularisation berücksichtigt. Andere Klassifikationen, die für verschiedene Studien entwickelt worden sind, beschreiben meist lediglich die Vaskularisation, ohne Berücksichtigung der Darmwanddicke [6,25,44,51,67,74]. Die Ergebnisse die in dieser Studie für alle Darmabschnitte zusammen errechnet worden sind zeigen aufgrund der großen Anzahl an Ausreißern keinen Zusammenhang zwischen der Histologie und dem Vaskularisationsmuster. Es fällt auf, dass die größte Abweichung bei einem Limberg-Score von 0 vorliegt. Hier kommen histologische Aktivitätswerte zwischen 0 und 4 vor, wobei die größte Fehlermenge bei einer Histologie von 1 liegt. Histologischer-Score 1 beschreibt eine chronische, nicht aktive Entzündung, wogegen ein Limberg von 0 eine völlige unauffällige Sonographie beschreibt. Eine mögliche Erklärung hierfür könnte sein, dass diese chronischen Entzündungen nur auf die Mukosa beschränkt sind und keine Darmwandverdickung oder Hypervaskularisation verursachen. Dies bedeutet einen Nachteil für die Sonographie, da rein mukosale Entzündungen von ihr nicht erkannt werden können [48,72], umgekehrt aber nur diese in der Koloskopie/Histologie erkannt werden [48]. Dies steht jedoch im Widerspruch mit

40 Diskussion 33 einer Arbeit von Limberg. Er bemerkt hierzu (Limberg 1999 [33]), dass in Vergleichen mit der Histologie die Mukosa weniger von einer Entzündung betroffen sein kann als die restliche Darmwand. Jedoch differenziert er seine Aussage nicht in chronische und aktive Entzündungen. Eine andere Erklärungsmöglichkeit liegt in der sonographischen Messungenauigkeit. Bezeichnet man eine Darmwanddicke bis 3 mm als physiologisch und ab 4 mm als pathologisch, so kann eine grenzwertige Verdickung in den Rahmen der Messungenauigkeit fallen und kann als physiologisch oder pathologisch dokumentiert werden. Auch eine Verdickung ohne komplett oder partiell aufgehobene Schichtung kann übersehen werden, wobei hier die Untersuchererfahrung eine erhebliche Rolle spielt. Ebenso stellt der diskontinuierliche Charakter des MC hier eine Schwierigkeit dar. Haber et al [19] zeigt eine mittlere Darmwanddicke von 3,7 mm in der Sonographie bei einer histologisch milden Entzündung. Außerdem war in nur 63 % der Fälle die Stratifikation aufgehoben. 24 der 28 Ausreißer gehören zu 6 Patienten, die in jedem Abschnitt des Kolons diese Abweichung aufweisen. Alle 6 Patienten haben einen CDAI unter 165 (Range ). Die restlichen 4 Darmabschnitte stammen von 4 verschiedenen Patienten aus dem terminalen Ileum. Hier liegt der CDAI in 3 Fällen über 300, wobei jeweils ein Score von 3 oder mehr in mindestens einem Kolonabschnitt vorliegt. Es besteht nun die Möglichkeit, dass bei einem CDAI < 150 die chronische Entzündung so niedrig ist oder lediglich auf die Mukosa beschränkt ist, dass sie in der Sonographie nicht erkannt werden kann. Dem widersprechen Heyne et al [19], die eine Powerdoppleruntersuchung mit 60 Patienten und 20 gesunden Kontrollen durchführten. Der Vaskularisationsscore war in 3 Stufen eingeteilt. Grad 0 (keine Vaskularisation) lag in 0 % der aktiven und 17 % der inaktiven vor, Grad 1 (1-2 Gefäße) in 36 % der aktiven und 33 % der inaktiven und Grad 3 (>2 Gefäße) in 64 % der aktiven und 50 % der inaktiven Fälle. Dies zeigte eine vermehrte Vaskularisation in Patienten

41 Diskussion 34 mit aktivem MC (CDAI 150), aber auch, dass geringe Vaskularisationsvermehrung ebenso in Remission (CDAI < 150) vorkommt. Die weiteren Abweichungen mit Histoscores von 2, 3 und 4 stammen zu ungefähr gleichen Teilen aus den 4 Kolonabschnitten, nicht aber aus dem terminalen Ileum (ausgenommen einem Fall mit einem Score von 2). Betrachtet man Tabelle 5 so fällt auf, dass die Histologie in den meisten Ausreißerfällen höher eingeschätzt wurde, als durch die Sonographie bestimmt. Zur möglichen Erklärung sollte man noch einmal die Abläufe der Befunderhebung betrachten. Aufgrund des retrospektiven Studiendesigns fehlen standardisierte Vorgaben für die Datenerhebung in den Untersuchungen mittels Endoskopie und Sonographie. Die Entnahme der histologischen Biopsate in der Ileokolonoskopie wurden ohne standardisiertes Raster durchgeführt. Dies führte zu einer uneinheitlichen Beschreibung der Entnahmestellen. In erster Linie ist hiervon das Kolon betroffen, da das terminale Ileum nach Durchtritt durch die Ileozökalklappe genau lokalisiert werden kann. Schwierigkeiten bestehen eventuell nach Resektion des terminalen Ileums und End-zu-End Anastomosierung. Die Entnahmestellen im Kolon wurden zum Teil mittels Einführlänge des Endoskops beschrieben, welche in retrospektiver Betrachtung einem Kolonabschnitt zugeordnet werden mussten. Teilweise wurden auch Proben aus Übergangsbereichen entnommen, welche dann für zwei Darmabschnitte deklariert worden sind. Dies kann bei falscher Interpretation zu Verwechslungen des Darmabschnitts geführt haben. Auch wurden im endoskopischen Bericht selten die Größenausdehnungen der aufgefundenen Läsionen beschrieben. Dies kann für die Sonographie Schwierigkeiten bedeuten, wenn die Läsion zu klein ist und nicht aktiv entzündet, um eine sonographisch sichtbare Darmwandverdickung bzw. Hypervaskularisation auszulösen. Es besteht nun auch die Frage, ob die Histologie immer aus demselben Segment stammt, welches von der Sonographie erfasst wurde. Dies kann ein Problem aufgrund des diskontinuierlichen Charakters im Verlauf des Darmes, wie auch der transmuralen Schichtungen der Erkrankung darstellen.