Dopplersonographische Flussmessungen der Blutströmung in den Vertebralarterien bei Neugeborenen

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1 Dopplersonographische Flussmessungen der Blutströmung in den Vertebralarterien bei Neugeborenen mit Erhebung von Normwerten der Flussgeschwindigkeiten, Übersicht über krankhafte Blutströmungen der hirnstammversorgenden Arterien und Häufigkeit anatomischer Varianten der Vertebralarterien in einem Normalkollektiv Der Medizinischen Fakultät der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg zur Erlangung des Doktorgrades Dr. med. vorgelegt von Fabian Daniel Reif aus Erlangen

2 2 Als Dissertation genehmigt von der Medizinischen Fakultät der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Tag der mündlichen Prüfung Vorsitzender des Promotionsorgans: Prof. Dr. med. Dr. h.c. Jürgen Schüttler Gutachter: Prof. Dr. med. Karl-Heinz Deeg Prof. Dr. med. Sven Dittrich

3 3 1 Zusammenfassung 5 2 Summery 8 3 Einleitung 11 4 Dopplersonographische Messungen zur Bestimmung von Normalwerten der Flussgeschwindigkeiten in den Vertebralarterien gesunder Neugeborener und Säuglinge Patienten und Methode Patienten Methode Untersuchungsbeschreibung Auswertung der Dopplerkurve Statistische Auswertung Ergebnisse Erhebung der Normalwertkurven Vergleich pathologischer Flussprofile der Vertebralarterien mit den Normwertkurven 33 5 Häufigkeitsverteilung von pathologischen Flussmessungen in der A. basilaris und den Vertebralarterien Patienten und Methode Patienten Sonographiegeräte Untersuchungsdurchführung Dopplersonographische Flussmessungen in den Vertebralarterien in Rückenlage und bei Mittelstellung des Kopfes Dopplersonographische Flussmessungen der A. basilaris Zusammenfassung 61 6 Vergleich der Befunde der zerebralen Dopplersonographie der Basilar- und Vertebralarterien von Neugeborenen und Säuglingen mit der MR-Angiographie Patienten und Methoden Patienten Arterielle MR-angiographische Untersuchung des vertebrobasilären Systems in Abhängigkeit der Kopfposition Befundübersicht von zerebraler Dopplersonographie und arterieller MR-Angiographie des vertebrobasilären Systems Auswertung der jeweiligen Befunde von zerebraler Dopplersonographie und MR-Angiographie Ergebnisse 77

4 4 7 Diskussion 80 8 Schlussfolgerung 89 9 Literaturverzeichnis Abkürzungsverzeichnis Danksagung Lebenslauf 96

5 5 1 Zusammenfassung Hintergrund und Ziele. Die Minderperfusion des Hirnstammes während Kopfrotation ist eine mögliche Ursache für den plötzlichen Säuglingstod. Im Rahmen einer prospektiven Studie am Bamberger Klinikum wurden bei Neugeborenen und Säuglingen die hirnstammversorgenden Arterien dopplersonographisch untersucht. Hierbei wurde die Blutströmung in der Arteria basilaris und bei einem Teil der Patienten auch die Blutströmung in den beiden Vertebralarterien untersucht. Bisher sind keine Normalwerte der Blutströmung in den Vertebralarterien in der Literatur beschrieben worden. Im Rahmen der vorliegenden Studie wurden dopplersonographische Normwerte der Flussgeschwindigkeiten in den Vertebralarterien gesunder Neugeborener und Säuglinge bestimmt. Anhand des Untersuchungskollektivs wurden Häufigkeiten von Pathologien des vertebrobasilären Systems (einseitige Hypoplasie und Aplasie) ermittelt. Anhand der Normwertkurven wurden die Flussgeschwindigkeiten in den Hirnbasisarterien von Kindern mit pathologischem Flussmuster bei Kopfrotation verglichen. Methode. Bei Kindern wurde über die vordere Fontanelle die Blutströmung in den hirnversorgenden Arterien (Arteria basilaris und Vertebralarterien) untersucht. Ausschlusskriterien bei der Erhebung der Normwerte in den Vertebralarterien waren Erkrankungen des ZNS, ein unruhiges Kind sowie Kinder, die nur eine Vertebralarterie hatten oder bei denen eine Vertebralarterie hypoplastisch war. Von einer Hypoplasie wurde dann ausgegangen, wenn die Flussgeschwindigkeit in einer Vertebralarterie kleiner 50 % der kontralateralen normalkräftigen Vertebralarterie betrug. War trotz empfindlicher Geräteeinstellung kein Dopplersignal zu detektieren, wurde von einer Aplasie ausgegangen. Anhand dieser Ausschlusskriterien konnten Normalwerte der Flussgeschwindigkeiten in den Vertebralarterien bei Kindern ermittelt werden. Die Mädchen und Jungen wiesen ein mittleres Geburtsgewicht von ± 517 g und ein mittleres Gestationsalter von 38,9 ± 1,6 Wochen auf. Die Kinder wurden mit einem mittleren Alter von 5,4 ± 4,96 Tagen untersucht. Aus dem Flussprofil wurde die maximale Flussgeschwindigkeit Vs und die mittlere Flussgeschwindigkeit TAV in Rückenlage und Mittelstellung des Kopfes ermittelt. An-

6 6 schließend wurde die Abhängigkeit der Flussgeschwindigkeiten in den Vertebralarterien von Untersuchungsalter, Gestationsalter, Gewicht und vom Geschlecht geprüft. Bei Kindern, die im dopplersonographischen Screening bei Kopfwendung nach links und rechts entweder in Rücken- oder Bauchlage eine pathologische Blutströmung aufwiesen, wurde auch die Blutströmung in den Vertebralarterien untersucht. Als pathologisch wurde eine Blutströmung in der Arteria basilaris dann interpretiert, wenn bei Kopfrotation ein um die Nulllinie undulierender Fluss, eine biphasische Blutströmung oder eine retrograde Blutströmung gefunden werden konnte. Fiel die Flussgeschwindigkeit bei Kopfrotation nur unter 50 % des Ausgangsniveaus in Mittelstellung des Kopfes ab, wurde diese Blutströmung als auffällig gewertet. Ergebnisse. Mit zunehmendem Untersuchungsalter kam es zu einem Anstieg der Flussgeschwindigkeiten in den Vertebralarterien. Eine Abhängigkeit der maximalen und mittleren Flussgeschwindigkeit von Gestationsalter, Gewicht und Geschlecht konnte nicht nachgewiesen werden. Bei 196 (6%) von Kindern wurde eine Hypoplasie der Vertebralarterien festgestellt. 126 Kinder (3,9 %) wiesen eine Hypoplasie der rechten Vertebralarterie, 70 Kinder (2,1 %) eine Hypoplasie der linken Vertebralarterie auf. Bei 95 Kindern (2,9 %) konnte nur eine Vertebralarterie nachgewiesen werden. 57 Kinder (1,7 %) wiesen eine rechtsseitige Vertebralisaplasie, 38 (1,2 %) eine linksseitige Vertebralisaplasie auf. Im Vergleich mit den Normwertkurven zeigten Kinder mit einer einseitigen Hypoplasie einer Vertebralarterie in der kontralateralen Vertebralarterie eine kompensatorische Erhöhung der Flussgeschwindigkeiten. Kinder mit einer einseitigen Vertebralarterienaplasie zeigten dies nicht. Bei Kopfrotation kann es in Abhängigkeit von der Körperlage in der Arteria basilaris zu einem Abfall der Blutströmung unter 50 % des Ausgangsniveaus kommen. Dies war bei 4,2 % der Kinder der Fall. Bei 42,9 % dieser Fälle konnten auch pathologische Flussgeschwindigkeiten in den Vertebralarterien festgehalten werden. Liegt umgekehrt eine einseitige Vertebralarterienhypoplasie oder aplasie vor, führte dies in 18,9 % der Fälle bei Kopfrotation zu einer pathologischen Blutströmung in der Arteria basilaris. Anatomische Auffälligkeiten der Vertebralarterien wie Vertebralarterienhypoplasien oder aplasien sind somit ein zusätzlicher Risikofaktor zum Abfall der Blutströmung in der Arteria basilaris bei Kopfrotation. Auffälligkeiten in den Vertebralarterien traten einzeln bei 8,9% der Untersuchungen auf.

7 7 Der Vergleich der dopplersonographischen Ergebnisse mit der kranialen Kernspintomographie zeigte eine Sensitivität der zerebralen Dopplersonographie von 94,43% und eine Spezifität von 68,3%. Die Dopplersonographie kann somit eingesetzt werden, um Pathologien der hirnversorgenden Arterien (Aplasie, Hypoplasie) sowie lageabhängige Perfusionsänderungen in den Hirngefäßen nichtinvasiv zu erkennen. Schlussfolgerung. Mithilfe der Dopplersonographie der Vertebralarterien gesunder Neugeborener und Säuglinge können anatomische Auffälligkeiten der Vertebralarterien wie einseitige Hypoplasien und Aplasien zuverlässig ermittelt werden. Durch die ermittelten Normwerte können Abfälle der Blutströmung in den Vertebralarterien, die insbesondere bei Kopfrotation durch Kompression der Vertebralarterien am kraniozervikalen Übergang auftreten können, zuverlässig erkannt werden. Ein Abfall der Blutströmung in den Vertebralarterien bei Kopfrotation kann zu einem dramatischen Abfall der Blutströmung in der Arteria basilaris führen, die dann eine Minderperfusion des Hirnstammes verursachen und zum plötzlichen Säuglingstod führen kann. Schlüsselwörter: Dopplersonographie Normalwerte Flussgeschwindigkeiten Vertebralarterie A. basilaris Vertebralarterienhypoplasie Vertebralarterienaplasie plötzlicher Kindstod SIDS

8 8 2 Summery Background and Aims. Hypoperfusion of the brain stem during head rotation is one possible cause of sudden infant death (SID). Within the framework of a prospective study at Bamberg Hospital, the basal brain arteries of neonates and infants have been examined by Doppler sonography. Interest of examination was the blood flow in the arteria basilaris and, concerning a part of the patients, the blood flow in both vertebral arteries. So far a description of normal values of blood flow in the vertebral arteries is missing in the literature. This study defines standard values raised by Doppler sonography of the velocity in the vertebral arteries of healthy neonates and infants. On the basis of the examined collective, frequencies of pathologies of the vertebrobasilar system (unilateral hypoplasia and aplasia) have been determined. The standard value graphs made it possible to compare the velocity in the basal brain arteries with pathologic flow profiles during head rotation. Method. Via the front fontanelle the blood flow in the basal brain arteries (Arteria basilaris and vertebral arteries) of infants was examined. Patients with pathologies of the central nervous system, fidgety infants, children that have only one vertebral artery or those with hypoplasia in one of the vertebral arteries were excluded from the study raising standard values of the vertebral arteries. Vertebral hypoplasia was assumed when the velocity in the vertebral artery was less than 50 % of the velocity in the contralateral artery. Vertebral aplasia was diagnosed when no Doppler sonographic signal could be detected. Based on these criteria, the study gathers standard values of the flow velocity in the vertebral arteries of children girls and boys had a mean birth weight of g (+/- 517 g) and a mean gestation age of 38,9 weeks (+/- 1,6 weeks). The examination was undertaken at the age of 5,4 days (+/- 4,96 days). All children were examined in supine position with their head placed in centre position. The maximum velocity Vs and the mean average velocity TAV were appraised from the flow profile. The maximum systolic velocity (Vs) and the mean average velocity (TAV) in the vertebral arteries were analysed considering age at time of examination, gestation age, weight and sex.

9 9 Children who showed pathologic blood flow in the Doppler sonographic screening when their head was rotated to the left or right either in supine or in prone position, also underwent an examination of the blood flow in the vertebral arteries. The flow profile was considered pathologic, when the blood flow in the arteria basilaris was retrograde, undulating around zero or biphasic. When during head rotation flow velocity fell to only 50 % of the initial value with the head in centre position, it was considered a conspicious value. Results. The older the children were at the time of examination, the higher were the values of flow velocity in the vertebral arteries. A relation between the flow velocities (Vs and TAV) and gestation age, weight and sex could not be detected. 196 of children showed hypoplasia of the vertebral arteries. 126 children (3,9 %) had hypoplasia of the right, 70 (2,6 %) of the left vertebral artery. 57 babies (1,7 %) showed aplasia of the right and 38 (1,2 %) of the left vertebral artery. Children with hypoplasia of one vertebral artery showed a compensating increase of the flow velocity in the counterlateral vertebral artery. We did not detect this phenomenon on children with aplasia of one vertebral artery. Head rotation may cause, depending on the body position, a decrease of the blood flow in the arteria basilaris to less than 50 % of the initial value. 4,2 % of the children showed this phenomenon. 42,9 % of those children showed pathologic velocities in the vertebral arteries. On the other hand, if hypoplasia or aplasia of the vertebral artery was detected on one side, 18,9 % of the children had a pathologic blood flow in the arteria basilaris during head rotation. Certain anatomic features of the vertebral arteries like hypoplasia or aplasia are consequently an additional risk factor concerning the decrease of the blood flow in the arteria basilaris during head rotation. 8,9 % of the patients examined had a suspicious anatomy of the vertebral arteries. Compared to the cranial magnetic resonance angiography (MRA), the cerebral Doppler sonography has got a sensitivity of 94,43 % and a specificity of 68,3 %. It can therefore be employed in order to detect pathologies of the basal brain arteries (hypoplasia, aplasia) as well as perfusion changes in relation to the body position in a non-invasive way.

10 10 Conclusion. Doppler sonography of the vertebral arteries of healthy neonates and infants is a reliable means to detect conspicuous anatomic features of the vertebral arteries like unilateral hypoplasia or aplasia. On the basis of the standard values that this study determined, it is possible to detect decreases in blood flow in the vertebral arteries, which may occur during head rotation and compression of the vertebral arteries at the craniocervical junction. A decrease of the blood flow in the vertebral arteries during head rotation may cause a dramatic decrease of the blood flow in the arteria basilaris, which may cause hypoperfusion of the brain stem and could eventually result in the sudden infant death. Keywords: Doppler sonography standard values flow velocity vertebral artery arteria basilaris hypoplasia of vertebral artery aplasia of vertebral artery sudden infant death SIDS

11 11 3 Einleitung Die häufigste Todesursache im 1. Lebensjahr jenseits der Neonatalperiode ist der plötzliche Kindstod. In Deutschland verstarben im Jahr Säuglinge an SIDS (Sudden Infant Death Syndrome), das entspricht einer Inzidenz von 0,46. Trotz weltweiter intensiver Forschungen konnte bisher keine endgültige Ursache gefunden werden. Bisher sind nur wenige Risikofaktoren bekannt. Dazu zählen unter anderem Frühgeburtlichkeit, Rauchen der Eltern und v. a. das Schlafen in Bauchlage. So werden 86% der an SIDS verstorbenen Kinder in Bauchlage gefunden. [2, 24, 25, 34, 43] Saternus und Mitarbeiter untersuchten Mitte der 80er Jahre am plötzlichen Kindstod verstorbene Kinder. Sie führten postmortale Angiographien in Abhängigkeit der Kopfposition durch und beobachteten deutliche Flussminderungen infolge mechanischer Einengung beider Vertebralarterien. So konnte ein Abfall des Volumenflusses auf 4,5% des Ausgangswertes bei einer Kopfrotation von 90 dokumentiert werden. Die Werte fielen bei Beugung und Reklination des Kopfes noch drastischer ab [42, 44]. Eine Erklärung hierfür liefern der anatomische Verlauf der Vertebralarterien, die körperlichen Proportionen und die schlechte Kopfkontrolle der Kinder in den ersten Lebensmonaten. [42-45] Die Blutversorgung des Hirnstammes erfolgt hauptsächlich durch die beiden Vertebralarterien, welche sich an der Schädelbasis zur A. basilaris vereinigen. Die Aa. vertebrales entspringen jeweils aus der A. subclavia dextra bzw. sinistra, ziehen durch die Foramina transversalia der Wirbelkörper und verlassen diese am craniocervicalen Übergang. Anschließend biegen sie um den Processus tranversus des Atlas, treten durch die Membrana atlantooccipitalis und erreichen durch das Foraman magnum den intracraniellen Raum, wo sie sich an der Schädelbasis zur A. basilaris vereinigen. Pathologisch anatomische Untersuchungen von SIDS Opfern zeigten häufig Gliosen im Bereich des Hirnstamms. Die Gliosen sind möglicherweise Ausdruck länger andauernder u./o. rezidivierender Ischämien. [3, 26, 30] Betrachtet man die oben genannten Fakten, liegt der Verdacht nahe, dass eine Minderperfusion des Hirnstammes bei Neugeborenen zum plötzlichen Kindstod führen könnte.

12 12 Die Blutversorgung des Hirnstamms kann bei offener Fontanelle mithilfe der zerebralen Dopplersonographie schonend ohne Sedierung sehr gut untersucht werden. Die vordere Fontanelle verschließt sich im Alter von 9 bis 30 Monaten, im Durchschnitt bei Mädchen mit 18,8 Monaten, bei Jungen mit 16,3 Monaten [40]. Nach dem Verschluss stehen sonographische Schnitte von nuchal oder transtemporal zur Verfügung [22]. Zur korrekten Beurteilung der erhobenen Blutströmungen der hirnstammversorgenden Arterien sind Normwerte unverzichtbar. In der folgenden Arbeit werden Normwerte der Flussgeschwindigkeiten in den Vertebralarterien gesunder Neugeborener und Säuglinge aufgestellt, um pathologische Flussgeschwindigkeiten exakt einordnen zu können. Pathologien wie die Aplasie oder Hypoplasie einer Vertebralarterie werden anschließend mit den Normwertkurven verglichen. Des Weiteren werden die Häufigkeiten von Hypo- und Aplasien der Vertebralarterien sowie von pathologischen Flussprofilen der A. basilaris behandelt. Schließlich wird sich die Arbeit mit der Wertigkeit der zerebralen Dopplersonographie im Vergleich zur MRT-Angiographie befassen. Die Untersuchungen wurden im Rahmen der Bamberger SIDS-Studie am Bamberger Klinikum durchgeführt, wo im Zeitraum von 1996 bis 2008 ca Neugeborene und Säuglinge dopplersonographisch untersucht wurden. Hier wurde die Blutströmung in den hirnstammversorgenden Arterien in Abhängigkeit von Körperlage und Kopfposition erforscht. Ziel der Studie ist es, mögliche Ursachen des Abfalls der Blutströmung in der A. basilaris bei Kopfrotation zu erklären und damit einen möglichen Pathomechanismus des plötzlichen Kindstods darzulegen.

13 13 4 Dopplersonographische Messungen zur Bestimmung von Normalwerten der Flussgeschwindigkeiten in den Vertebralarterien gesunder Neugeborener und Säuglinge Mit der gepulsten Dopplersonographie können Flussgeschwindigkeiten in den Hirngefäßen Neugeborener gemessen werden. In früheren Publikationen wurden Normalwerte für die A. cerebri anterior, A. carotis interna oder A. basilaris veröffentlicht. [10-13] Dopplersonographische Normalwerte für die Flussgeschwindigkeit in den Vertebralarterien gesunder Neugeborener wurden bisher nicht publiziert. Zur korrekten Interpretation der Hirnstammdurchblutung sind Normalwerte der Flussgeschwindigkeiten in den Vertebralarterien erforderlich, da hämodynamisch wirksame Herzfehler wie der unterbrochene Aortenbogen, das Subclavian-Steal-Syndrome oder Erkrankungen, welche mit einem erhöhten Hirndruck einhergehen, zur Minderperfusion des Hirnstamms führen können. Die maximale und mittlere Flussgeschwindigkeit in den Vertebralarterien gesunder Neugeborener wurde auf Abhängigkeit vom Untersuchungsalter, Geschlecht, Gestationsalter und Geburtsgewicht geprüft.

14 Patienten und Methode Patienten Von Mai 1998 bis Dezember 2007 wurde bei insgesamt Neugeborenen, welche in der Frauenklinik Bamberg geboren wurden, die Blutströmung in den Vertebralarterien dopplersonographisch untersucht. Vom Untersuchungskollektiv wurden Neugeborene mit hämodynamisch wirksamen Herzfehlern oder Erkrankungen des zentralen Nervensystems ausgeschlossen. Weitere Ausschlusskriterien sind in Tabelle 4.1 aufgeführt. Nach deren Anwendung wurden Messungen von Neugeborenen für die Gewinnung der Normalwerte herangezogen. Die 1170 Mädchen und 1168 Jungen wiesen ein mittleres Geburtsgewicht von 3344g (±517g) und ein mittleres Gestationsalter von 38,9 Wochen (±1,6 Wochen) auf. Die Anzahl der Schwangerschaftswochen wurde als Gestationsalter definiert. Das mittlere Untersuchungsalter betrug 5,4 Tage (±5,0 Tage) (Tabelle 4.2). Die Untersuchungen wurden im Rahmen des dopplersonographischen Screenings der Hirnbasisarterien bei gesunden Neugeborenen und Säuglingen am Bamberger Klinikum mit Einverständnis der Eltern durchgeführt. Die Studie wurde von der Ethik- Kommission der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg genehmigt.

15 15 Tabelle 4.1 Ausschlusskriterien aus dem Normalkollektiv Ausschlusskriterien aus dem Normalkollektiv Aplasien/ Hypoplasie *) einer Vertebralarterie Subclavian-Steal-Syndrome Erkrankungen des zentralen Nervensystems! Hydrocephalus! Subduralerguss! Hirnblutung! Hirnödem! Meningitis! Encephalitis Hämodynamisch wirksame Erkrankungen des Herzens! Herzfehler mit Linksherzobstruktion! Hypoplastisches Linksherzsyndrom! Aortenstenose! Aortenisthmusstenose/ Koarktationssyndrom! Unterbrochener Aortenbogen! Herzfehler mit Windkesselleck der Aorta! Ductus arteriosus Botalli! Truncus arteriosus communis! Aorteninsuffizienz! Aortenseptumdefekt! Aortopulmonaler Shunt! Aortokameraler Tunnel Weitere hämodynamisch wirksame Herzfehler, Bradykardie und Tachykardie Anämie und Polyglobulie Schock und Volumenmangel Apnoe Hyperkapnie und Hypokapnie Atemnotsyndrom und maschinelle Beatmung Infektion und Sepsis Unruhiges, schreiendes Kind *) Eine Hypoplasie einer Vertebralarterie wurde diagnostiziert, wenn die max. Flussgeschwindigkeit Vs <50% der Flussgeschwindigkeit Vs der kontralateralen Vertebralarterie betrug. Eine Aplasie einer Vertebralarterie wurde erfasst, wenn nur eine VA dargestellt werden konnte.

16 Methode Dopplersonographiegeräte und Schallköpfe Die Untersuchungen wurden bis zum Jahr 2000 mit dem Computersonographiegerät 128 XP (ART) der Firma Acuson durchgeführt. Im Zeitraum danach wurde das Acuson Sequoia 512 verwendet. Diese Geräte nutzen einen Teil ihrer piezoelektrischen Kristalle, um das 2D-Bild darzustellen, den anderen Teil, um die Dopplerkurve zu generieren. So kann unter Sicht im 2D-Schnittbild das Messvolumen optimal in der zu untersuchenden Arterie platziert und die Flussgeschwindigkeit gemessen werden. Die Untersuchung wurde mit Vektor- und Curved-Array-Schallköpfen mit Frequenzen von 5 bis 7 MHz durchgeführt. In Abhängigkeit von der Größe des Schädels wurden 5 oder 7 MHz Schallköpfe verwendet Dopplerwiedergabe Das Frequenzspektrum des empfangenen Dopplersignals wird mithilfe der schnellen Fourier-Analyse bearbeitet. Am Bildschirm wird auf der x-achse die Zeit und auf der y- Achse die Geschwindigkeit in cm/s dargestellt. Die Häufigkeiten der einzelnen Flussgeschwindigkeiten werden in der Dopplerkurve durch unterschiedlich starke Farbstufen wiedergegeben. Das Gerät stellt so häufiger vorkommende Geschwindigkeiten heller in der Dopplerkurve dar als seltenere Geschwindigkeiten. Bei den vorliegenden Flussmessungen der Vertebralarterien war es nicht nötig, eine Winkelkorrektur zu verwenden, da die Blutströmung direkt auf den Schallkopf gerichtet ist und zwischen Dopplerstrahl und der Gefäßachse der Vertebralarterien keine nennenswerte Winkelabweichung (θ = <15 ) besteht. Dadurch kann es maximal zu einer Fehlinterpretation der Flussgeschwindigkeit von 3,5% kommen.

17 Untersuchungsbeschreibung Die dopplersonographischen Flussmessungen wurden in keinem besonderen Bezug zur Tageszeit oder Nahrungsaufnahme durchgeführt. Auf eine Sedierung wurde in jedem Fall verzichtet. Besonders unruhige Kinder wurden von der Auswertung ausgeschlossen, um durch Vigilanz bedingte hohe Werte zu vermeiden. (weiter Ausschlusskriterien siehe Tabelle 4.1) Zu Beginn setzte man den Schallkopf auf die vordere Fontanelle auf und stellte mithilfe von mittleren Sagittal-, Parasagittal- und Koronarschnitten die anatomischen Strukturen im zweidimensionalen Bild dar. Falls hierbei Erkrankungen des zentralen Nervensystems diagnostiziert wurden, wurden diese Kinder von der Auswertung ausgeschlossen (Tabelle 4.1). Erkrankungen, wie beispielsweise der Hydrozephalus internus, können bei einem erhöhten intracraniellen Druck das Strömungsprofil der hirnversorgenden Arterien verändern und so die Ermittlung von Normwerten verfälschen. Die Arteria basilaris und die beiden Vertebralarterien wurden in einem leicht nach occipital geneigten Koronarschnitt, der tangential zur Schädelbasis verläuft, dopplersonographisch erfasst. Mithilfe der farbkodierten Dopplersonographie stellt sich die vertebrobasilare Konfluenz mercedessternähnlich in der Schädelbasis dar (Abbildung 4-1). In dieser Position kann die Blutströmung sowohl der Arteria basilaris als auch der beiden Vertebralarterien gemessen werden. Zur Flussmessung in der Vertebralarterie wird das Messvolumen ca. 0,5 cm vor der Konfluenz beider Vertebralarterien in der entsprechenden Vertebralarterie platziert. Anschließend wird die Flusskurve ausgewertet (Abbildung 4-2 und Abbildung 4-3).

18 18 Abbildung 4-1 Koronarschnitt des vertebrobasilaren Konfluenz in der Schädelbasis (mercedessternähnlich); A. vertebralis rechts (VAr); A. vertebralis links (VAl); A. basilaris (BA), A. cerebri posterior (PCA) Abbildung 4-2 B-Bild mit farbkodierter Dopplersonographie (oben); Das Messvolumen ist in der linken A. vertebralis platziert. Unten wird eine unauffällige Dopplerkurve der A. vertebralis links gezeigt.

19 19 Abbildung 4-3 B-Bild mit farbkodierter Dopplersonographie (oben); unauffällige Dopplerkurve der A. vertebralis rechts (unten) Auffällige Blutströmungen, wie Hypoplasie oder Aplasie; der Vertebralarterien wurden für die Normalwerte nicht berücksichtigt (Tabelle 4.1). Eine Vertebralarterienhypoplasie wurde diagnostiziert, wenn die maximale Flussgeschwindigkeit <50% der maximalen Flussgeschwindigkeit der kontralateralen Vertebralarterie betrug (Abbildung 4-4). Falls nur eine Vertebralarterie dopplersonographisch nachgewiesen werden konnte, wurde von einer Aplasie der betreffenden Vertebralarterie ausgegangen (Abbildung 4-5).

20 20 Abbildung 4-4 Hypoplasie der A. vertebralis; Die Dopplerkurve zeigt eine niedrige maximale systolische Geschwindigkeit sowie mittlere Flussgeschwindigkeit an; Abbildung 4-5 Aplasie der A. vertebralis rechts; A. vertebralis links (VAL); A. basilaris (BA);

21 Auswertung der Dopplerkurve Aus der Dopplerflusskurve wurden die maximale systolische (Vs) und die mittlere Flussgeschwindigkeit (TAV time average velocity) bestimmt. Die maximale systolische Flussgeschwindigkeit entspricht dem Gipfel der Kurve. Die mittlere Flussgeschwindigkeit wurde über mehrere artefaktfrei registrierte Frequenzspektren ermittelt. Bei jedem Herzzyklus treten neben der maximalen Flussgeschwindigkeit multiple niedrigere Flussgeschwindigkeiten auf, die häufigen Flussgeschwindigkeiten werden mit einem hellen, die selteneren Flussgeschwindigkeiten mit einem dunklen Farbton wiedergegeben. In der schnellen Fourier-Analyse werden alle Flussgeschwindigkeiten berücksichtigt und für die mittlere Flussgeschwindigkeit herangezogen. Daher ist die mittlere Flussgeschwindigkeit deutlich niedriger als das Integral der Dopplerkurve, welche der mittleren maximalen Flussgeschwindigkeit entspricht (TAMX time average maximum velocity). 4.2 Statistische Auswertung Die Daten wurden mithilfe des Statistikprogramms SPSS (Version 14) ausgewertet. Die Auswertung wurde mit dem Softwarepaket R (Version 2.7.0) und SPSS (Version 16) durchgeführt. Folgende Zielgrößen wurden analysiert: die maximale systolische Flussgeschwindigkeit (Vs) in der linken oder rechten Vertebralarterie und die mittlere Flussgeschwindigkeit (TAV) in der linken oder rechten Vertebralarterie. Die Abhängigkeit der Flussgeschwindigkeiten von Untersuchungsalter, Geburtsgewicht, Gestationsalter und Geschlecht wurde untersucht Neugeborenen und Säuglingen wurden im Zeitraum vom Mai 1998 bis Dezember 2007 dopplersonographisch im Rahmen einer Studie zur Erforschung des plötzlichen Säuglingstodes untersucht. Aufgrund der in Tabelle 4.1 aufgeführten Ausschlusskriterien wurden die Ergebnisse von Kindern berücksichtigt. Die Flussmessungen wurden in den ersten 80 Lebenstagen durchgeführt. Durch die geringe Anzahl von 58 Untersuchungen im Alter von 41 bis 80 Tagen (2,4%) wurden diese bei der Analyse nicht berücksichtigt. Statistisch wurden Fälle (1170 Mädchen und 1168 Jungen) ausgewertet.

22 22 Zu Beginn wurde die deskriptive Statistik in Abhängigkeit des Messniveaus berechnet, um die Variablenverteilung darzustellen. Um den Zusammenhang zwischen Vs rechts und links, TAV rechts und links, sowie Vs rechts und TAV rechts, Vs links und TAV links zu überprüfen, wurde der Datensatz einer Korrelationsanalyse nach Pearson unterzogen. Sofern eine hohe Korrelation der Variablen bestand, schien die Beurteilung einer Flussgeschwindigkeit anhand von Normalwerten ausreichend zu sein. Die graphische Darstellung wie die bivariate und partielle Korrelationsanalyse nach Pearson wurde gewählt, um den Zusammenhang von exogenen Variablen auf die Zielgrößen aufzuzeigen. Im Anschluss wurden verschiedene Zusammenhänge zwischen den signifikanten Einflussvariablen und abhängigen Variablen mithilfe von Gütekriterien der Modell- und Residuenanalyse, sowie nach medizinischer Plausibilität geprüft. Die Normalwerte der einzelnen Flussgeschwindigkeiten wurden, wie in der Pädiatrie üblich, mithilfe des 95%igen individuellen Konfidenzintervall definiert. Für die Normalwerte der Flussgeschwindigkeiten in den Vertebralarterien wurde die Abhängigkeit der maximalen systolischen Flussgeschwindigkeit (Vs) und der mittleren Flussgeschwindigkeit (TAV) von Geburtsgewicht, Untersuchungsalter, Geschlecht und Gestationsalter untersucht. Im Falle einer Abhängigkeit wurden hierzu Modelle mit individuellen 95%igen Konfidenzintervallen erstellt. Um diese Kurven erstellen zu können, wurde ein lineares, logarithmisches, quadratisches und kubisches Modell angewandt.

23 Ergebnisse Zunächst soll die Verteilung der Variablen mittels der deskriptiven Statistik dargelegt werden. Tabelle 4.2 Deskriptive Statistik Vs Vertebralarterie links Vs Vertebralarterie rechts TAV Vertebralarterie links TAV Vertebralarterie rechts Unterschungs-alter in Tagen Gestationsalter in Wochen Geburtsgewicht in Gramm N Mittelwert Standardabweichung Minimum Maximum 1.Quartil Median 3.Quartil ,6 10, ,0 32,0 39, ,5 10, ,0 30,0 37, ,1 3, ,0 9,0 11, ,6 3, ,0 8,0 10, ,3 4, ,0 4,0 5, ,9 1, ,0 39,0 40, ,1 517, ,0 3360,0 3690,0 In Tabelle 4.2 erkennt man, dass die Variablen die maximale systolische Flussgeschwindigkeit der linken Vertebralarterie (Vs VAL ), die maximale systolische Flussgeschwindigkeit der rechten Vertebralarterie (Vs VAR ), die mittlere Flussgeschwindigkeit der rechten Vertebralarterie (TAV VAR ) und die mittlere Flussgeschwindigkeit der linken Vertebralarterie (TAV VAL ) stark streuen. Außerdem weist das Untersuchungsalter eine linksschiefe Verteilung auf, die darauf zurückzuführen ist, dass 79,3% der Kinder innerhalb der ersten 5 und 92,3% binnen 10 Lebenstagen untersucht wurden.

24 24 Tabelle 4.3 Korrelationsanalyse nach Pearson Vs A. vertebralis links Vs A. vertebralis rechts TAV A. vertebralis links Korrelation nach Pearson Signifikanz (2-seitig) Vs A. vertebralis rechts TAV A. vertebralis links 0,662* 0,664* <0,001 <0,001 N Korrelation nach Pearson Signifikanz (2-seitig) N Korrelation nach Pearson Signifikanz (2-seitig) N TAV A. vertebralis rechts 0,697* <0, ,533* <0, *Die Korrelation ist auf einem Niveau von 0,01 (2-seitig) signifikant In Tabelle 4.3 zeigt die Korrelationsanalyse nach Pearson eine hohe Korrelation sowohl zwischen der maximalen systolischen Flussgeschwindigkeit der linken Vertebralarterie (Vs VAL ) und der maximalen systolischen Flussgeschwindigkeit der rechten Vertebralarterie (Vs VAR ) mit einem Korrelationskoeffizienten von 0,662 als auch zwischen der mittleren Flussgeschwindigkeit der rechten Vertebralarterie (TAV VAR ) und der mittleren Flussgeschwindigkeit der linken Vertebralarterie (TAV VAL ) mit einem Korrelationskoeffizienten von 0,533. Die maximale systolische Flussgeschwindigkeit der linken Vertebralarterie (Vs VAL ) und die mittlere Flussgeschwindigkeit der linken Vertebralarterie (TAV VAL ) korrelieren mit einem Koeffizienten von 0,664. Der Korrelationskoeffizient zwischen maximaler systolischer Flussgeschwindigkeit der rechten Vertebralarterie (Vs VAR ) und mittlerer Flussgeschwindigkeit der rechten Vertebralarterie (TAV VAR ) beträgt 0,697. Die gute Korrelation zwischen der maximalen Flussgeschwindigkeit der linken Vertebralarterie Vs VAL und der rechten Vertebralarterie Vs VAR ist plausibel, da die klinische Erfahrung zeigt, dass Neugeborene ohne jegliche Pathologien des Vertebrobasilarsy-

25 25 stems in den beiden Vertebralarterien nahezu identische Flussgeschwindigkeiten aufweisen. Es ergeben sich auch hohe Korrelationswerte für die Paarung Vs VAL / TAV VAL wie auch für Vs VAR / TAV VAR. In der Paarungen TAV VAL / TAV VAR maskieren Mittelungsverfahren in der Berechnung von TAV die Korrelation, daher fällt diese etwas niedriger aus. Abbildung 4-6 Boxplot der maximalen systolischen Flussgeschwindigkeiten in der linken (Vs VAL) und rechten Vertebralarterie (Vs VAR ) in Abhängigkeit vom Geschlecht

26 26 Abbildung 4-7 Boxplot der mittleren Flussgeschwindigkeiten in der linken (TAV VAL) und rechten Vertebralarterie (TAV VAR ) in Abhängigkeit vom Geschlecht Die graphischen Darstellungen in Abbildung 4-6 und Abbildung 4-7 zeigen, dass sich die Flussgeschwindigkeiten Vs VAL, Vs VAR, TAV VAL und TAV VAR in beiden Geschlechtern nicht wesentlich unterscheiden. Weiterhin bestand kein eindeutiger Seitenunterschied. Tabelle 4.4 Korrelationsanalyse nach Pearson Abhängigkeit der maximalen und mittleren Flussgeschwindigkeit (Vs bzw. TAV) in der linken bzw. rechten Vertebralarterie (VAL bzw. VAR) vom Untersuchungsalter Untersuchungsalter in Tagen Vs VAL Vs VAR TAV VAL TAV VAR Korrelation 0,426* 0,344* 0,267* 0,247* Signifikanz (zweiseitig) <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 N *Die Korrelation ist auf einem Niveau von 0,01 (2-seitig) signifikant

27 27 Tabelle 4.5 partielle Korrelationsanalyse (Kontrollvariable Untersuchungsalter) Abhängigkeit der maximalen systolischen (Vs) und mittleren Flussgeschwindigkeiten (TAV) in der linken und rechten Vertebralarterie (VAL bzw. VAR) von Gestationsalter und Geburtsgewicht Gestationsalter in Wochen Geburtsgewicht in Gramm Vs VAL Vs VAR TAV VAL TAV VAR Korrelation 0,081 0,095 0,130 0,113 Signifikanz (zweiseitig) <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 Korrelation 0,060 0,049 0,114 0,067 Signifikanz (zweiseitig) 0,001 0,001 0,001 0,001 Im Anschluss wurde die Korrelation der Flussgeschwindigkeiten vom Gestationsalter in Wochen, Geburtsgewicht in Gramm und vom Untersuchungsalter in Tagen untersucht. Tabelle 4.4 zeigt die signifikante Abhängigkeit der Flussgeschwindigkeiten Vs VAL, Vs VAR, TAV VAL und TAV VAR vom Untersuchungsalter. Für die unterschiedlichen gehirnversorgenden Arterien wie die A. carotis interna, die A. basilaris oder die A. ceribri ant. konnte bereits die Anhängigkeit der Flussgeschwindigkeiten vom Untersuchungsalter nachgewiesen werden [10-13]. Auch in der vorliegenden Arbeit wurden bei guter Korrelation dopplersonographische Normalwerte der Flussgeschwindigkeiten in den beiden Vertebralarterien in Abhängigkeit zum Untersuchungsalter erstellt. In den ausgewerteten Untersuchungen liegt zwischen den Flussgeschwindigkeiten und dem Gestationsalter bzw. Geburtsgewicht nach der partiellen Korrelationsanalyse kein relevanter Einfluss vor. Die entsprechenden Korrelationskoeffizienten sind Tabelle 4.5 zu entnehmen. Im Folgenden wird daher nur der Einfluss des Untersuchungsalters auf die Flussgeschwindigkeiten untersucht. Um das richtige Modell zu wählen, wurden Verfahren der Modellanalyse angewandt. Der F-Test wurde verwendet, um zu prüfen, ob mindestens eine der unabhängigen Variablen des Modells einen signifikanten Einfluss auf die Zielvariable hat. Zeigte sich kein funktioneller Zusammenhang, führte das zum Ausschluss von der Analyse. Des Weiteren wurden die Modellkoeffizienten vom weiteren Verfahren ausgeschlossen, die im t-test keinen signifikanten Einfluss auf die abhängige Variable hatten. Im weiteren Verlauf wurde eine Plausibilitätskontrolle durchgeführt, die den funktionellen Zusammenhang innerhalb des Definitionsbereichs des Untersuchungsalters prüfte.

28 28 So wurden beispielsweise Modelle mit unrealistischem Kurvenverlauf und medizinisch unrealistisch hohe Messungen nicht in die Betrachtung mit einbezogen [29] Erhebung der Normalwertkurven Im Anschluss wurden unterschiedliche Modelle für die Normalwertkurven verglichen. Da der Kurvenverlauf in den ersten Untersuchungstagen beim logarithmischen Modell unrealistisch erschien und der lineare Ansatz im Vergleich einen schlechteren Residuenplot zeigte, wurden diese beiden Verfahren nicht gewählt. Aufgrund der Kollinearität im kubischen Modell entschied man sich schließlich für das quadratische Modell. Tabelle 4.6 zeigt die Schätzungen der quadratischen Modelle je Zielvariable, wobei gilt: y = a + bx + cx 2 Durch die große Streuung der Werte fällt das adjustierte Bestimmtheitsmaß (AR 2 ) eher gering aus. Tabelle 4.6 Schätzungen der quadratischen Modelle je Zielvariable Variable y Schnittpunkt a Koeffizient b Koeffizient c AR 2 Vs A. vertebralis links 26,19 1,62-0,024 0,19 Vs A. vertebralis rechts 25,49 1,33-0,021 0,13 TAV A. vertebralis links TAV A. vertebralis rechts 7,90 0,26-0,0027 0,072 7,42 0,28-0,0040 0,063 Um die Intervalle im quadratischen Modell für die dopplersonographischen Normalwerte der Flussgeschwindigkeiten in den Vertebralarterien zu erhalten, wird das 95%ige individuelle Konfidenzintervall der Einzelwerte gewählt.

29 29 Normalwertkurve der maximalen Flussgeschwindigkeit der linken Vertebralarterie Abbildung 4-8 Normalwertkurven Abhängigkeit der maximalen systolischen Flussgeschwindigkeit (Vs) der linken Vertebralarterie (VAL) vom Untersuchungsalter

30 30 Normalwertkurve der maximalen Flussgeschwindigkeit der rechten Vertebralarterie Abbildung 4-9 Normalwertkurven Abhängigkeit der maximalen systolischen Flussgeschwindigkeit (Vs) der rechten Vertebralarterie (VAR) vom Untersuchungsalter

31 31 Normalwertkurve der mittleren Flussgeschwindigkeit der linken Vertebralarterie Abbildung 4-10 Normalwertkurven Abhängigkeit der mittleren Flussgeschwindigkeit (TAV) der linken Vertebralarterie (VAL) vom Untersuchungsalter

32 32 Normalwertkurve der mittleren Flussgeschwindigkeit der rechten Vertebralarterie Abbildung 4-11 Normalwertkurven Abhängigkeit der mittleren Flussgeschwindigkeit Vs der rechten Vertebralarterie (VAR) vom Untersuchungsalter

33 33 Abbildung 4-8 bis Abbildung 4-11 zeigen die quadratischen Modelle der Normalwerte für Vs und TAV für beide Vertebralarterien mit Mittelwert und dem 95%igem Intervall. Die Kurven zeigen einen logischen und medizinisch zu erwartenden Anstieg mit zunehmendem Untersuchungsalter Vergleich pathologischer Flussprofile der Vertebralarterien mit den Normwertkurven In der Bamberger SIDS-Studie wurden nicht nur normale Flussgeschwindigkeiten der Vertebralarterien, sondern auch pathologische Flussprofile registriert. So wurden Flussgeschwindigkeiten, welche weniger als 50% der Flussgeschwindigkeit der kontralateralen Vertebralarterie betrugen, als Hypoplasie gewertet. Falls nur eine der beiden Vertebralarterien dopplersonographisch erfasst werden konnte, wurde von einer Aplasie der nicht darstellbaren Vertebralarterie ausgegangen. Die Kinder mit den in Tabelle 4.7 dargestellten Diagnosen wurden aufgrund der in Tabelle 4.1 erwähnten Ausschlusskriterien nicht zur Formulierung der Normwertkurven herangezogen. Tabelle 4.7 Verteilung von pathologischen Vertebralisdopplerbefunden Diagnose Dopplerbefund N Hypoplasie VAR Rechts schwach darstellbar 124 Hypoplasie VAL Links schwach darstellbar 71 Aplasie VAR Rechts nicht darstellbar 48 Aplasie VAL Links nicht darstellbar 30 Die Flussgeschwindigkeiten TAV und Vs der beiden Vertebralarterien jener Fälle wurden anschließend zum Vergleich in die jeweils passenden Normwertkurven eingefügt. Auffällige Befunde wie die Hypoplasie wurden in alle vier Grafiken übertragen, Aplasien logischerweise nur in die Kurven der kontralateralen Seite. Bei einem Kind, welches beispielsweise eine Aplasie der rechten Vertebralarterie hat, wurden somit die erhobenen Werte für Vs VAL in die Normwertkurve für Vs VAL (siehe Abbildung 4-22) und für TAV VAL in die Normwertkurven für TAV VAL (siehe Abbildung 4-23) übertragen.

34 34 Bei einer Hypoplasie wurden die vier gemessenen Werte (Vs VAR, Vs VAL, TAV VAR und TAV VAL ) in die jeweiligen vier Normwertkurven eingefügt. Die Abbildung 4-12 bis Abbildung 4-19 zeigen in Bezug auf Neugeborene mit diagnostizierten Hypoplasien der linken oder rechten Vertebralarterie, dass sich die Flussgeschwindigkeiten der hypoplastischen Seite weit im unteren Bereich der Normwertkurven oder unterhalb der 5% Perzentile befinden. Die Gegenseite zeigt eine kompensatorische Steigerung der Flussgeschwindigkeit. So befinden sich beispielsweise bei Hypoplasien der rechten A. vertebralis die maximale Flussgeschwindigkeit Vs und die mittlere Flussgeschwindigkeit TAV der linken Seite im oberen Bereich der Normwertkurven oder oberhalb der 95% Perzentile. Somit finden sich in den linken Vertebralarterien erniedrigte Werte für die maximale systolische (Vs) und mittlere Flussgeschwindigkeiten (TAV) bei Hypoplasie der linken A. vertebralis (siehe Abbildung 4-16 und Abbildung 4-18). Kinder mit einer Hypoplasie der linken Vertebralarterie zeigten in der kontralateralen rechten A. vertebralis kompensatorisch erhöhte Flussgeschwindigkeiten (Vs und TAV) (siehe Abbildung 4-17 und Abbildung 4-19). Bei einer Hypoplasie der rechten Vertebralarterie waren die maximale systolische (Vs) und die mittlere Flussgeschwindigkeit (TAV) in den rechten Aa. vertebrales erniedrigt (Abbildung 4-13 und Abbildung 4-15). Kompensatorisch erhöhte Flussgeschwindigkeiten fanden sich bei Hypoplasie der rechten Vertebralarterie in den linken Vertebralarterien (Abbildung 4-12 und Abbildung 4-14). Die Befunde bei einer Aplasie einer Vertebralarterie fallen nicht eindeutig aus. Bei einer Aplasie der rechten Vertebralarterie sind die Flussgeschwindigkeiten (Vs und TAV) der linken Vertebralarterie nicht kompensatorisch erhöht. Die Werte streuen stark, wie aus Abbildung 4-22 und Abbildung 4-23 zu entnehmen ist. Dagegen ist bei einer Aplasie der linken A. vertebralis eine Tendenz zu erhöhten Flussgeschwindigkeiten (Vs und TAV) in der rechten Vertebralarterie zu erkennen (Abbildung 4-20 und Abbildung 4-21).

35 35 Abbildung 4-12 Normalwertkurven für die maximale systolische Flussgeschwindigkeit Vs der A. vertebralis links, Punkte entsprechen jeweils einer Flussgeschwindigkeitsmessung in der A. vertebralis links bei diagnostizierter Hypoplasie der A. vertebralis rechts

36 36 Abbildung 4-13 Normalwertkurven für die maximale systolische Flussgeschwindigkeit Vs der A. vertebralis rechts, Punkte entsprechen jeweils einer Flussgeschwindigkeitsmessung in der A. vertebralis rechts bei diagnostizierter Hypoplasie der A. vertebralis rechts

37 37 Abbildung 4-14 Normalwertkurven für die mittlere Flussgeschwindigkeit TAV der A. vertebralis links, Punkte entsprechen jeweils einer gemittelten Flussgeschwindigkeit in der A. vertebralis links bei diagnostizierter Hypoplasie der A. vertebralis rechts

38 38 Abbildung 4-15 Normalwertkurven für die mittlere Flussgeschwindigkeit TAV der A. vertebralis rechts, Punkte entsprechen jeweils einer gemittelten Flussgeschwindigkeit in der A. vertebralis rechts bei diagnostizierter Hypoplasie der A. vertebralis rechts

39 39 Abbildung 4-16 Normalwertkurven für die maximale systolische Flussgeschwindigkeit Vs der A. vertebralis links, Punkte entsprechen jeweils einer Flussgeschwindigkeitsmessung in der A. vertebralis links bei diagnostizierter Hypoplasie der A. vertebralis links

40 40 Abbildung 4-17 Normalwertkurven für die maximale systolische Flussgeschwindigkeit Vs der A. vertebralis rechts, Punkte entsprechen jeweils einer Flussgeschwindigkeitsmessung in der A. vertebralis rechts bei diagnostizierter Hypoplasie der A. vertebralis links

41 41 Abbildung 4-18 Normalwertkurven für die mittlere Flussgeschwindigkeit TAV der A. vertebralis links, Punkte entsprechen jeweils einer gemittelten Flussgeschwindigkeit in der A. vertebralis links bei diagnostizierter Hypoplasie der A. vertebralis links

42 42 Abbildung 4-19 Normalwertkurven für die mittlere Flussgeschwindigkeit TAV der A. vertebralis rechts, Punkte entsprechen jeweils einer gemittelten Flussgeschwindigkeit in der A. vertebralis rechts bei diagnostizierter Hypoplasie der A. vertebralis links

43 43 Abbildung 4-20 Normalwertkurven für die maximale systolische Flussgeschwindigkeit Vs der A. vertebralis rechts, Punkte entsprechen jeweils einer Flussgeschwindigkeitsmessung in der A. vertebralis rechts bei diagnostizierter Aplasie der A. vertebralis links

44 44 Abbildung 4-21 Normalwertkurven für die mittlere Flussgeschwindigkeit TAV der A. vertebralis rechts, Punkte entsprechen jeweils einer gemittelten Flussgeschwindigkeit in der A. vertebralis rechts bei diagnostizierter Aplasie der A. vertebralis links

45 45 Abbildung 4-22 Normalwertkurven für die maximale systolische Flussgeschwindigkeit Vs der A. vertebralis links, Punkte entsprechen jeweils einer Flussgeschwindigkeitsmessung in der A. vertebralis links bei diagnostizierter Aplasie der A. vertebralis rechts

46 46 Abbildung 4-23 Normalwertkurven für die mittlere Flussgeschwindigkeit TAV der A. vertebralis links, Punkte entsprechen jeweils einer gemittelten Flussgeschwindigkeit in der A. vertebralis links bei diagnostizierter Aplasie der A. vertebralis rechts

47 47 5 Häufigkeitsverteilung von pathologischen Flussmessungen in der A. basilaris und den Vertebralarterien Bei den dopplersonographischen Untersuchungen der hirnstammversorgenden Arterien fielen pathologische und auffällige Flussgeschwindigkeiten auf. Im folgenden Kapitel werden Häufigkeitsverteilungen von auffälligen oder pathologischen Befunden der Vertebralarterien und der Arteria basilaris dargestellt. Die Flussmessungen der A. basilaris und der Vertebralarterien werden miteinander verglichen. Besonderes Augenmerk wird hier auf das gleichzeitige Auftreten von auffälligen oder pathologischen Flussmessungen der Vertebralarterien und A. basilaris gerichtet. Zunächst wurden die Kinder mit auffälligen oder pathologischen Flussprofilen in der A. basilaris bei Kopfrotation betrachtet. Hierbei wurde untersucht, ob anatomische Auffälligkeiten der Vertebralarterien (einseitige Hypo- oder Aplasie) vorlagen. Anschließend wurden Neugeborene und Säuglinge, die anatomische Auffälligkeiten einer Vertebralarterie aufwiesen, untersucht, ob anormale Flussgeschwindigkeit in der A. basilaris bei Kopfrotation auftraten.

48 Patienten und Methode Patienten Bei 3259 Neugeborenen und Säuglingen wurde die Blutströmung sowohl in den Vertebralarterien als auch in der A. basilaris dopplersonographisch gemessen. Die 1602 Mädchen und 1657 Jungen wiesen ein durchschnittliches Geburtsgewicht von 3339 ± 412g und ein mittleres Gestationsalter von 39,2 ± 1,3 Schwangerschaftswochen auf. Die Kinder wurden im Durchschnitt am 8,3 ± 3,0ten Lebenstag untersucht. Patienten mit hämodynamisch wirksamen Herzfehlern oder Erkrankungen des zentralen Nervensystems wurden von der Auswertung ausgeschlossen. Weitere Ausschlusskriterien sind in Tabelle 5.1 aufgeführt.

49 49 Tabelle 5.1 Ausschlusskriterien Ausschlusskriterien beim Vergleich der Pathologien des vertebrobasilären Systems Subclavian-Steal-Syndrome Erkrankungen des zentralen Nervensystems! Hydrocephalus! Subduralerguss! Hirnblutung! Hirnödem! Meningitis, Encephalitis Hämodynamisch wirksame Erkrankungen des Herzens! Herzfehler mit Linksherzobstruktion! Hypoplastisches Linksherzsyndrom! Aortenstenose! Aortenisthmusstenose/ Coarctations Syndrom! Unterbrochener Aortenbogen! Herzfehler mit Windkesselleck der Aorta! Ductus arteriosus Botalli! Truncus arteriosus communis! Aorteninsuffizienz! Aortenseptumdefekt! Aortopulmonaler Shunt! Aortokameraler Tunnel Weitere hämodynamisch wirksame Herzfehler, Brady- und Tachykardie Anämie und Polyglobulie Schock und Volumenmangel Apnoe Hyperkapnie und Hypokapnie Atemnotsyndrom und maschinelle Beatmung Infektion und Sepsis Unruhiges, schreiendes Kind Sonographiegeräte Die Untersuchungen wurden mit Ultraschallgeräten der Firma Acuson 128 XP (ART) und Sequoia 512 durchgeführt. Es wurden Vektor- und Curved-Array-Schallköpfe mit Frequenzen von 5 bis 7 MHz verwendet. Zur Erfassung niedriger Flussgeschwindigkeiten wurde bei der Einstellung der Geräte ein niedriger Wandfilter mit 100Hz und eine niedrige Nyquist-Grenze unter 2,5cm/sec gewählt.

50 Untersuchungsdurchführung Die Untersuchungen erfolgten unabhängig von der Tageszeit oder Nahrungsaufnahme. Auf eine Sedierung der Kinder wurde verzichtet. Äußerst unruhige Kinder wurden in der Auswertung nicht berücksichtigt (weitere Ausschlusskriterien siehe Tabelle 5.1). Zu Beginn der Untersuchung wurden die anatomischen Strukturen im Sagittal- und Koronarschnittes dargestellt. Strukturelle Anomalien des zentralen Nervensystems führten zu einem Ausschluss (siehe Tabelle 5.1). Zur Darstellung der A. basilaris wird der Schallkopf im mittleren Koronarschnitt (C 3 durch die Seitenventrikel und den III. Ventrikel) leicht nach okzipital gekippt. Dadurch erhält man einen Koronarschnitt durch die Cisterna interpeduncularis. Mit der farbcodierten Dopplersonographie kann die A. basilaris und beide Vertebralarterien in einer mercedessternähnlichen Konstellation dargestellt werden. Aus dem Flussprofil können die maximale systolische (Vs) und die mittlere Flussgeschwindigkeit (TAV) in der Arteria basilaris ermittelt werden Dopplersonographische Flussmessungen in den Vertebral-arterien in Rückenlage und bei Mittelstellung des Kopfes Beide Vertebralarterien wurden im mittleren Koronarschnitt dargestellt. Die maximalen und die mittleren Flussgeschwindigkeiten wurden dopplersonographisch gemessen.