Klinik für Neurologie und Neurophysiologie

Hintergrund

• Bei 25% der Schlaganfallpatienten ist die Schlaganfallursache unklar, so dass sie nicht optimal vor einem weiteren Ereignis geschützt werden können. Plaques der Aorta descendens sind eine bislang unterschätzte neue Ursache. Um ihre Bedeutung genauer zu erforschen, sind zeitaufwändige Methoden nötig.
• Andere Patienten haben Einengungen der A. carotis interna mit/ohne Schlaganfallsymptome. Es ist momentan unklar, wie sie am besten behandelt werden, wenn die Einengung nur 50-70% beträgt. Eine Therapieentscheidung im Einzelfall durch Bestimmung der Zusammensetzung der Plaque ist bisher aber nicht etabliert.
• Thrombosen der Hirnvenen können vor allem bei jungen Menschen zu schweren Schlaganfällen führen. Da der Blutfluss in den Hirnvenen schwierig zu messen ist, sind Kenntnisse darüber begrenzt, wie sie sich im Verlauf entwickeln, die Prognose bestimmen und welche Faktoren für Folgeerkrankungen wie dem sogenannten Pseudotumor cerebri prädisponieren.

Ziele

• Untersuchung neuer Schlaganfallursachen mit Hilfe moderner MRT-Bildgebung, beschleunigte und automatisierte Auswertung von Plaquemorphologie und Embolisierungswegen der Aorta und Etablierung im klinischen Alltag.
• Erforschung der pathophysiologischen Zusammenhänge zwischen lokaler Blutströmung, Fortschreiten und Ruptur von Plaques der Karotiden.
• Identifizierung von Hochrisikopatienten für Schlaganfälle anhand neuer Biomarker wie Wandscherkräften, Pulswellengeschwindigkeit und Plaquezusammensetzung.
• Erkennung der Pathophysiologie von Erkrankungen der Hirnvenen und des N. opticus.

Hauptforschungsgebiete

• 3D Darstellung und Messung der Blutströmung in der Aorta, in den Karotiden und Hirnvenen im Hochfeld-MRT. Erfassung von Wandscherkräften, der Pulswellengeschwindigkeit und der Embolisierungswege mit spezieller Software-Analyse. Integration der Ergebnisse der transösophagealen Echokardographie.
• Plaquedetektion und –charakterisierung in der Aorta bzw. in den Karotiden mittels Hochfeld-MRT bzw. Kombination mit 2D Duplexsonographie.
• Messung des Venenflusses mittels 4D Fluss-MRT und der Weite der Optikusscheiden mittels MRT und transbulbärem Ultraschall.

#1 MRT der Aorta

Darstellung des Blutflusses mit Hilfe sogenannter „Particle Traces“, die den tatsächlichen Blutstrom des Patienten zeitaufgelöst und dreidimensional darstellen. Bei diesem Patienten findet sich in der späten Diastole ein Blutrückstrom in den Aortenbogen von einer Hochrisikoplaque in der proximalen Aorta descendens, die somit eine potentielle Schlaganfallursache darstellt. (Details siehe bei Harloff A et al. Der Nervenarzt 2009;80:929-40: Diagnostik von Schlaganfallursachen - Morphologische und funktionelle MRT-Darstellung der Aorta und der Karotiden)

Bei akuten Schlaganfallpatienten konnten wir zeigen, dass Plaques der thorakalen Aorta mit Hilfe moderner MRT-Protokolle bei 3 Tesla zuverlässiger entdeckt werden als mit der transösophagealen Echokardiographie (TEE). Außerdem fand sich fast immer ein Rückstrom von Plaques der proximalen Aorta descendens in den Aortenbogen, so dass diese sehr wahrscheinlich eine wichtige und bislang unberücksichtigte Schlaganfallursache darstellen (siehe Video). Ziel ist die Entwicklung eines 3D Multikontrast-MRT-Protokolls zur optimalen Plaquedetektion, die Quantifizierung der 3D Embolisierungswege von der Plaque in das betroffene Hirnareal und die unmittelbare klinische Anwendung. Durch die Korrelation der aortale Wandschubspannung und Pulswellengeschwindigkeit mit der Plaquelokalisation sollen Parameter identifiziert werden, die für die Entstehung und das Fortschreiten der Arteriosklerose in der Aorta verantwortlich sind.

#2 MRT der Karotis

Darstellung des dreidimensionalen und zeitaufgelösten 3D Blutflusses in der linken Karotisbifurkation einer gesunden Probandin mittels „Particle Traces“. Hier ist der physiologische, helikale Fluss, der durch die proximale Dilatation der A. carotis interna (rechts) im Gegensatz zur A. carotis externa entsteht (links), gut sichtbar (für Details siehe z.B. Harloff A et al. Der Nervenarzt 2009;80:929-40: Diagnostik von Schlaganfallursachen - Morphologische und funktionelle MRT-Darstellung der Aorta und der Karotiden)

Im Gegensatz zu klinischen Standardmethoden kann mit der Fluss-sensitiven 4D MRT gleichzeitig die Morphologie und Strömung bei Stenosen der Arteria carotis interna erfasst werden. So lässt sich erstmals in-vivo die komplexe 3D Blutströmung darstellen (siehe Video). Die gewonnenen Daten ermöglichen die genaue Quantifizierung der Scherkräfte entlang der Gefäßwand, so dass Areale in der Karotisbifurkation mit niedriger oder oszillierender Wandschubspannung und somit wahrscheinlich erhöhtem Risiko der Atherogenese in-vivo identifiziert werden können. Gegenwärtig analysieren wir den Einfluss der Hämodynamik auf die regionale Enstehung aber auch auf die morphologische Zusammensetzung von Plaques der Arteria carotis interna.

Leiter: Prof. Dr. med. Andreas Harloff