426
Transkranielle Dopplersonographie bei KopfHa1sTumoren* J. Maurer , K. Ungersbock2, H. Riechelmann
Zusammenfassung
Die transkranielle Dopplersonographie (TCD) ist zur Prufung der zerebralen Kollateralversorgung bei geplanter Karotisrescktion- oder -unterbindung einc nicht-invasive diagnostische Methode, die cinen Ballonokklusionstest (Angiographie) für einen Teil der Patienten nicht mehr erforderlich macht. Die Patienten werden zuniichst unter Ruhebedingungen und anschlie6end mit manueller Karotiskompression untersucht. Seit januar 1989 wurde die Untersuchung an bisher 31 Patienten eines gemischt HNO-neurochirurgischen Patientengutes vorgenommen. In mehr als zwei Drittel der Untersuchungen erlaubte die TCD mit Kompressionstest eine sichere Beurteilung der zerebralen Kollateralversorgung und damit des hamodynamischen Ischãmierisikos durch einen therapeutischen Karotisverschlu1. Die Untersuchung ist wenig aufwendig, beliebig reproduzierbar und belastet den Patienten nur wenig. Vielen Patienten kann dadurch eine zerebrale Angiographie erspart bleiben.
Transcranial Doppler Ultrasound Recording in Patients with Head and Neck Tumors Involving the Carotid Arteries Transcranial Doppler ultrasound (TCD) recording is a non-invasive diagnostic procedure for the evaluation of the cerebral collateral flow in patients, in whom therapeutic ligation or resection of the common and/or internal carotid artery is planned. Patients are first examined under resting conditions, and then under manual compression of the ipsilateral carotid artery. Since January 1989, 31 ENT and neurosurgical patients have been examined. In all patients an immediate decrease in flow velocity in the middle cerebral artery (mca) of about 25 % to 90 % was recorded. In 42.8 % of the patients the mca flow velocity reached 90 % or more of its value under normal conditions within a short period. In 29 % of the patients the mca flow velocity under manual compression of the carotid artery remained under 50 % of its original value. In 68 % of the cases TCD with manual compression of the carotid artery showed reliable results for the function of cerebral collateralisation as a prognostic factor of the risk of ischaemia due
to haemodynamic changes after carotid ligation. In these eases no further examination of the cerebral collateral flow conditions was needed. The method is inexpensive, reproducible, and in comparison with cerebral angiography, convenient and non-hazardous for the patient.
Einleitung
_____ __________
Bei Patienten mit fortgeschrittenen Halstumoren oder Tumoren der Schidelbasis, bei denen durch
Ultraschall, Computertomographie oder Kernspintomographie eine Tumorummauerung oder eine Infiltration der Ge-
fäIwand der A. carotis interna festgestellt wurde, ergibt sich bei der Operationsplanung die Frage, oh dieses GefäI notfalls ligiert bzw. reseziert werden kann. Die Unterbindung dieser hirnversorgenden Arterie kann in Abhangigkeit von der Kollateralversorgung den Circulus arteriosus Wilder Grof.hirnhemisphren lisii für den Patienten komplikationslos verlaufen oder mit Laryngo-Rhino-Otol. 70 (1991) 426—429
Georg Thieme Verlag Stnttgart New York
ncurologischen Ausfäl]en verbunden scm. Bei der Ligatur der A. carotis sind Komplikationen wie Hemiparese, Hemiplegie, Aphasic oder sogar letaler Ausgang in 5—30 % zu er-
warten (6). Es ist also wichtig, prãoperativ das Risiko solcher Komplikationen abschätzen zu können, damit chirurgische Radikalitãt nicht durch Inkaufnehmen von schwerwiegenden neurologischen Komplikationen erreicht wird. Zur Erfassung derjenigen Patienten, für die eine einseitige Karotisunterbindung em hohes Risiko neurologischer Ausfãlle beinhaltet, sind bisher verschiedene Untersuchungsverfahren zur Anwendung gekommen. Em einfaches, aber wenig sicheres Verfahren ist die perkutane manuelle Karotiskompression unter mindestens l0minütiAuszugsweise vorgetragen vor der 74. Versammlung der Vereinigung Siidwcstdcutscher Hals-Nasen-Ohrcn-Arzte. Mainz. 28.—29. 9. 1990.
Dieses Dokument wurde zum persönlichen Gebrauch heruntergeladen. Vervielfältigung nur mit Zustimmung des Verlages.
HNO-Klinik der UniversitIt Mainz (Direktor: Dr. W. Mann) Neurochirurgische Klinikder UniversitärMainz (Direktor: Prof. Dr. A. Perneczky)
Transk.ranielle Dopplersonographie bei Kopf-Hals-Tumoren
5
8
9
11
14
16
17
21
22 24
2
7
10
12
Kompre88ionsbeginn
13
15
18
20
25
Patient
Patient Nach Latenz (5-228)
Kompressionsbeginn
Nach Latenz bis 30s
Abb. 1
Mediaflul3geschwindigkeit (MEG) in °/o des Ruhewertes bei Beginn der Karotiskompression (schwarze Saulen) und nach einer Latenzzeit von 5 s—22 s (schraffierte Saulen) bei Patienten mit ausrelchendem zerebralen Kollateralkreislauf. Die MEG erreicht unter Kompression bei alien Patienten mehr als 90 % des Ruhewertes.
Abb.2 MediafluBgeschwindigkeit (MFG) in O/ des Ruhewertes bei Beginn der Karotiskompression (schwarze Sbulen) und nach einer Latenzzeit von bis 30 s (schraffierte Saulen) bei Patienten mit nicht ausreichendem zerebralen Kollateralkreislauf. Die MFG erholt sich unter Kompression nicht.
get Beobachtung der neurologischen Funktioncn (4). Weitere Verfahren sind die Karotiskompression mit EEG-Abieitung, die zerebrale Angiographie mit Okklusionsversuch, die Karotisklemmung in Lokalanästhesie mit ansch1ieIender Uberwachung der neurologischen Funktionen, die sin-
sonde und gemessenem Gefüli der absoluten Geschwindigkeit des
fenweise Karotisdrosselung, die intraoperative Karotisstumpf-Druckmessung und die intraoperative Hirndurchblutungsmessung. Trotz prãoperativer zerebraler Angiographie und perkutaner Karotiskompression mit EEG-Ableitung sowie intraoperativer Karotisstumpf-Druckmessung und Hirndurchblutungsmessung beobachteten Jawad und Mitarb. (6) noch 3 % neurologische Ausfälle und 3 % Mortalität nach operativem Versch1uf der A. carotis interna, obwohi aufgrund der präoperativen Untersuchungen em Verschiul? der A. carotis ungefahrlich erschien. Die transkranielle Dopplersonographie hat sich in den letzten Jahren in der neurologischen und neurochirurgischen Diagnostik zerebrovaskulãrer Erkrankungen als nicht-invasive Untersuchung einen festen Platz erworben. Für die Frage der Kollateralversorgung bei geplanter Karotisresektion steilt sie eine nicht-invasive Alternative zur Angiographie mit Okidusionserste Erfahrungen mit versuch dar. Wir berichten hier dieser Untersuchungstechnik bei Patienten, bei denen sich eine Ligatur der A. carotis aufgrund eines Tumors im Be-
Blutfiusses entspricht. Die Doppler-Shift des Blutflusses entspricht aber nicht nur einer Frequenz, sondern einer Mischung verschiedener Frequenzen. Diese Verteilung wird mit Hilfe der Spektral analyse
durch Fast-Fourier-Transformation dargestellt und als ,,RealTime"-Spektrum auf einem Monitor abgebildet.
Beschallt und gemessen wird iiber das temporale Knochenfenster. Die Untersuchung ist für die Patienten nut wenig belastend und jederzeit wiederholbar. Die Patienten werden zunächst unter Ruhebedingungen und anschlieflend bei manueller Kompression der A. carotis der betroffenen Seite untersucht. Dabei wird die FluIgeschwindigkeit der A. cerebri media (MFG) mit und ohne Kompression der ipsilateralen A. carotis communis beurteilt und als Parameter für eine ausreichende Kollateralisation herangezogen.
SeitJanuar 1989 wurden 31 Patienten untersucht, 17 Manner und 14 Frauen im Alter zwischen 20 und 72 Jahren, bei denen präoperativ nicht auszuschliefen war, dalI eine Ligatur oder Resektion der A. carotis interna oder communis notwendig werden könnte. Es handelte sich um 4 intrakranielle Tumoren, 11 Raumforderungen im Bereich der Schãdelbasis, 12 Halsmetastasen von Karzinomen des oberen Aerodigestivtraktes, I Karzinom der Nasennebenhöhlen, 1 Mittelohrkarzinom und 2 Riesenaneurysmen der A. Carotis interna.
reich des Halses oder der Schãdelbasis intraoperativ als notwendig erweisen konnte.
Material und Methode Dci der transkraniellen Doppiersonographic handelt Cs sich urn Cinc nicht-invasive Untersuchungsmethode. Es wird em gepuistes Dopplersystem vcrwcndet, bei dern die Me1sonde em Piezoelement enthält, das abwechselnd als Sender und Ernpfänger arbeitet. Durch Anderung des Zeitintervalles zwischen Aussendung des Ultraschallimpulses und Empfang des rcflektierten Signales kann die Untersuchungstiefe im Gewebe definiert werden. Je gröller die erforderliche Eindringtiefe und je höher der Schaliwiderstand des zu durchdringenden Gewebes, urn so niedriger rnu die Sendefrequenz gcwählt werden. Für die intrakranielle Dopplersonographie wird ci-
ne Sendefrequenz von 2MHz verwcndct. Die Doppler-Shift wird meist gleich in die physiologische Einheit umgerechnet und in cm/s angegeben, was jedoch nur bei sehr kleinem Winkel zwischen Schall-
Ergebnisse
Bei drei Patienteri mit Haismetastasen, die bis in die Fossa supraclavicularis reichten, war die Untersuchung wegen Schwierigkeiten hei der Karotiskompression nicht möglich. Bei den 28 verbleibenden Patienten kam es in alien Fallen unter Karotiskompression in unterschiedli-
chcm Ausmafl zu einem sofortigen Abfall der Fluilgeschwindigkeit in der A. cerebri media. Diese reduzierte sich auf Werte zwischen 25 % und 90 % des Ausgangswertes.
Bei 12 Patienten beobachteten wir eine rasche Erholung der Mcdiaflullgeschwindigkeit unter Karotiskompression auf Werte von mehr als 90 % des Ausgangswertes (ausreichende Erholung, Abb. 1). Bei 9 Patienten blicb unter Kom-
pression eine Erholung aus oder war nur so geringfugig, dalI em bleibender Abfall der Mediaflullgeschwindigkeit
Dieses Dokument wurde zum persönlichen Gebrauch heruntergeladen. Vervielfältigung nur mit Zustimmung des Verlages.
% MFG
% MFG
3
Laryngo-Rhino-Otol. 70 (1991) 427
-
J. Maurer und Mitarb.
428 Laryngo-Rhino-Otol. 70(1991)
stemes mit einer Untersuchungsfrequenz von 2MHz er-
% MFG
4
6
23
19
26
27
28
Patient Kompressionsbegirin
Nach Latenz bia 30s
Abb.3 Mediaflu@geschwindigkeit(MFG) in O/ des Ruhewertes bei Beginn der Karotiskompression (schwarze Saulen) und nach einer Latenzzeit von bis 30 s (schraffierte Sulen) bei Patienten mit nicht sicher beurteilbarem zerebralen Kollateralkreislauf. Die MEG unter Kompression erholt sich, erreicht aber nicht 90°/o des Ruhewertes,
unter 5o % des Ausgangswertes ru beobachten war (nicht
ausreichende Erholung, Abb. 2). Bei 7 Patienten wurden unter Kompression Werte zwischen SOWo und 90 % der AusgangsfluIgeschwin digkeit festgestel] t (unsi chere Erholung, Abb.3). Bei 4 Patienten mit ausreichender Erholung der Mediaflu1geschwindigkeit wurde eine Ligatur bzw. Resektion der A. carotis interna ohne postoperative neurologi-
sche Komplikationen durchgefuhrt. Bei Patienten mit schlechter Erholungstendenz wurden keine Unterbindungen vorgenommen bzw. ganz von operativen Eingriffen abgesehen.
Bei einer Patientin mit einem Riesenaneuiysrna der A. carotis interna mit maiger Erholung der Mcdi afluIgeschwindigkeit im Kompressionstest wurde eine Unterbindung der A. carotis interna vorgenommen. Bei dieser Patientin war einc weiterführende prãoperative angiographische Diagnostik technisch nicht durchfiihrbar. Hier kam es 14 Tage postoperativ zu schwerwiegenden neurologischen Ausfällen.
Eine zusätzliche Angiographie mit Okidusionsversuch wurde bei 4 der als ,,unsicher" beurteilten Pa-
tienten durchgefuhrt. In einem Fall korinte dadurch eine ausreichende Kollateralisation festgestellt werden. Bei 3 Pa-
tienten bestatigte sich der Befund drohender neurologischer Komplikationen im Falle einer Unterbindung oder Resektion der A. carotis.
Diskussion Die Dopplersonographie wurde zunàchst in der Diagnostik der extrakraniellen Gefã1e eingesetzt. I-Tier-
hei wurden Geräte verwendet, die nach dem ,,continouswave"-Prinzip arbeiten. Mit diesem Geràtetyp ist jedoch die
Identifikation von GefäIen sehr schwierig, so daf diese Technik für die Identifikation und Beurteilung intrakrariieller Gefäge nicht verwendbar war (5, 10). Auferdem waren die verwendeten Untersuchungsfrequenzen zwischen 5MHz und 10 MHz nicht geeignet, den Schãdelknochen zu durchdringen (1). Erst die Einfuhrung eines gepuisten Sy-
Die Aussagekraft dcr zerebralen Angiograpliie ohne Okklusion bezüglich der Cross-flow-Verhältnisse ist nur sehr eingeschrankt (6). Die zerebrale Angiographie mit Ballonokklusion hat für die praoperative Beurteilung cinen ähnlichen Aussagewert wie die transkranielle Dopplersonographie mit Karotiskompression. Sie ist aber em invasiver Eingriff, der mit Risiken wie Gefafverletzungen, Embo-
lie, Luftembolie und Herzrhythmusstörungen und deren Folgen verbunden ist (12), die der transkraniellen Dopplersonographie nicht anhaften. Ebenso sind bei der Angiographie zerebrale Jschämien bcschriebcn, als deren Ursache nach der Kontrastmittelinjektion auftretende Turbulenzen diskutiert werden (9). Em weiterer Vorteil der TCD besteht in der jederzeit möglichen Wiederholbarkeit und der dabei
zu erzielendcn guten Reproduzierbarkeit der MeIwerte (14).
Die transkranielle Dopplersonographie wurde bisher in der Karotischirurgie zur Beurteilung des intraoperativen Clamping-Risikos eingesetzt (2, 3, 7, 8). Da bei stelite sich heraus, da die TCD eine geeignete Methode ist, Risikopatienten zu erkennen, bei denen das Abklemmen der A. carotis zu einer erheblichen Flufverlangsamung in der A. cerebri media führt. Als kritische Grenze, unter der mit neurologischen Ausfällen aufgrund hämodynamischer Storungen zu rechnen ist, wird em Ruckgang der Mediaflugeschwindigkeit auf 40—60 % des Ausgangswertcs betrachtet (3, 7, 8). Liegt die unter Karotiskompression gemessene Flufgeschwindigkeit bei 90 % des Ausgangswertes
oder darüber, so besteht kein hämodynamisches Risiko durch Karotisausschaltung (3, 7, 8). Diese Werte gelten
nach unseren Ergebnissen auch für Patienten, bei denen cine Unterbindung oder Resektion der A. carotis interna wegen Tumoren im Hals- oder Schàdelbasisbereich notwendig erscheint.
Leider kann die TCD an einigen Patienten nicht durchgeführt werden. Es sind dies Patienten, bei denen — wie von uns dreimal beobachtet — eine Kompression der A. carotis wegen eines bis in die Fossa supraclavicularis reichenden Tumors nicht möglich ist. AuIerdem kann die Untersuchung an Patienten nicht vorgenommen werden, bei denen sich kein geeignetes temporales Knochenfenster einstellen 1äIt (11). In unserem Untersuchungsgut ist bisher allerdings kein Patient vorgekommen, hei dem das temporale Knochenfenster nicht einzustellen war. Da der Kompressionstest die Gefahr der Lösung atheromatöser Plaques in der A. carotis communis bzw. interna in sich birgt, soliten vorher ultrasonographische Plaques im Kompressionsbereich ausgeschlossen werden (11). Die diagnostische Aussagefãhigkeit bezuglich zu rwartender neurologischer Komplikationen durch Karotisunterbindung ist bei den drei heute verwendeten
Dieses Dokument wurde zum persönlichen Gebrauch heruntergeladen. Vervielfältigung nur mit Zustimmung des Verlages.
laubte eine sicherere Beurteilung intrakranieller Gefage (1). Die zusätzliche Durchführung des Kompressionstestes, der teilweise bereits seit Anfang des Jahrhunderts zur Beurteilung der zerebralen Durchblutungssituation eingesetzt wird (13), gestattet dann wãhrend der Messung eine praoperatiye Beurteilung der durch Ko]lateralkreisläufe möglichen hamodynamischen Kompensation vor einer therapeutischen Unterbindung einer A. carotis communis oder interna.
Laiyngo-RhinoOto1. 70 (1991) 429
Transki-anielle Dopplersonographie bei Kopf-Hals-Tumoren
Auch an unserem bisher nicht sehr grofen Patientenko!lektiv wird deutlich, daI die TCD in der Schädelbasis- und Halschirurgie von Vorteil sein kann. Durch die prdoperative TCD mit Kompressionstest können unter den Patienten, bei denen eine therapeutische Ligatur der A. carotis interna notwendig erscheint, diejenigen erkannt werden, bei denen em hdmodynamisches Risiko mit hoher Wahrscheinlichkeit auszuschIiefen ist. Dies sind die Patienten mit einer Mediaflufgeschwmndigkeit unter Karotiskompression von 90 % oder mehr des gemessenen Ausgangswertes. Dies war bei 39 % der Patienten unseres Kollektivs der Fall. Weiterhin ist es moglich, die Patienten sicher zu identifizieren, für die em hohes Risiko neurologischer Komplikationen durch schlechte hdmodynamische Kompensation einer Karotisligatur besteht (MFG bei Karotiskompression unter 60 % des Ausgangswertes). 29 % der Patienten unseres Kollektivs gehorten zu dieser Gruppe. Bei 10 von
31 Patienten (32%) war eine sichere Beurteilung nicht moglich, entweder weil eine Kompression der A. carotis nicht sicher gelang (3 Patienten) oder weil die Messung der Mediaf1ufgeschwindigkeit unter Karotiskompression keine sichere Aussage zur Kollateralversorgung erlaubte (7 Patienten).
Insgesamt konnte in unserem Untersuchungsgut bei 21 von 31 Patienten (67,7%) die zerebrale Kollateralkreislauf-Situation durch die TCD mit Kompressionstest sicher beurteilt und damit weitere aufwendigere und invasivere Diagnostik vermieden werden. Kann durch die TCD eine Kiarung der hämodynamischen Situation nicht erfolgen, so müssen andere Verfahren, wie Angiografie, EEG-Monitoring oder Messung der Hirndurchblutung, zu Rate gezogen werden.
Literatur Aaslid, K., T.-M. Markwalder, H. Nornes: Noninvasive transcranial Doppler ultrasound recording of flow velocity in basal cerebral arteries.J. Neurosurg. 57(1982) 769—774 2 Budingen, H. J., C. Hoffmann, J. Knippschild, Th. Staudacher, A. Zeides, F. M. Grögler: Transkranielle Dopplersonographie hei Ka rotisoperationen. In: Transkraniclle Doppler Sonographie bei brovaskulären Erkrankungen, hrsg. von B. Widder. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, NewYork, London, Paris, Tokyo (1986) 86—91 Burnieister, W., J. Dörrler, P. C. Maurer: Transkraniclles DopplerMonitoring in der Karotischirurgie — Was bringt dcr intraluminale Shunt? In: Transkranielle Doppler-Sonographic hei zerebrovaskularen Erkrankungen, hrsg. von B. Widder. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, London, Paris, Tokyo (1986) 82—85 Dandy, W. E.: The location of the conscious center in the brain — the corpus striatium. Johns Hopk. Hosp. Bull 79(1946)34—58 Eden, A.: Physikalisehe und technisehe Grundlagen der transkraniellen Dopplersonographie. In: Transkranielle Doppler-Sonographie bci zerebrovaskulãren Erkrankungen, hrsg. von B. Widder. SpringerVerlag. Berlin. Heidelberg, New York, London, Paris, Tokyo (1986) 2—7
6 Jawad, K., J. D. Miller, D. J. Wyper, J. 0. Kowan: Measurement of CBF and carotid artery pressure compared with cerebral angiogra phy in assessing collateral blood supply after carotid ligation. J. Neurosurg. 46(1977) 185—196 Paulat, K., B. Widder: Prãoperative Bestimmung des Clamping-Risikos und Vorhersage des Stumpfdruckes in der Karotischirurgie. In: Transkranielle Doppler-Sonographie bei zerebrovaskulären Erkrankungen, hrsg. von B. Widder. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, London, Paris, Tokyo (1986) 96—99 8 Pfadenhauer, K., I-I. Weber, H. Loeprecht: Transkranielles DopplerMonitoring in der Karotischirurgie — Eine vergleiehende Untersuchung unter Berucksichtigung der Ergebnisse des LEG-Trend-Analyzers und der Stumpfdruekmessung. In: Transkranielle Doppler-Sonographie hei zerebrovaskulãren Erkrankungen, hrsg. von B. Widder. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, London, Paris, Tokyo (1986) 92—95 Rauten berg, W., A. Schwartz, M. Hennerici: Transkranielle Dopplersonographie während der zerebralen Angiographie. In: Transkraniche Doppler-Sonographie bei zcrebrovaskulàren Erkrankungen, hrsg. von B. Widder. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, London, Paris, Tokyo (1986) 144—154 Reutern, G. M. von, H. Kapp: The Capabilities of Ultrasonic Diagnostic Procedures in Cerebrovaskular Disease. In: Cerebral Blood Flow and Metabolism Measurement, hrsg. von Hartmann und Hoyer. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg (1985) 546—555 ii Keutern, G. M. von: Stellenwert der transkraniellen Doppler-Sonographic aus der Sicht des Neurologen. In: Transkranielle DopplerSonographie bei zerebrovaskulàren F.rkrankungen, hrsg. von B. Widder. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, London, Paris, Tokyo (1986) 168—173 12 de Vries, E. J., L. N. Sekhar, J. A. Horton, D. E. Eibling, I. P. Janecka, V. L. Schramm, H. Yonas: A New Method to Predict Safe Resection of the Internal Carotid Artery. Laryngoscope 100 (1990) 85—88
3 Webtser, J. E., S. Gurdjian: Carotid artery compression as employ-
ed both in the past and in the present. J. Neurosurg. 15 (1957)
372—384 14 Winter, K., F. Hohagen, W. Kaiser, R. Reuther: Reproduzierbarkeit transkranieller dopplersonographischer Messungen. In: Transkrariielle Dopplcr-Sonographie bei zerebrovaskulãren Erkrankungen,
hrsg. von B. Widder. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, London, Paris, Tokyo(1986) 21—24
Dr. J. Maurer Universitäts-HNO-Klinik Langenbeckstr. 1 W-6500 Mainz
Dieses Dokument wurde zum persönlichen Gebrauch heruntergeladen. Vervielfältigung nur mit Zustimmung des Verlages.
Methoden, ndmlich erstens EEG-Monitoring unter Karotiskompression (2), zweitens zerebraler Arigiographie mit Okldusionsversuch (12) und drittens der transkraniellen Dopplersonographie, in etwa gleich. Keine dieser drei Methoden ist aber geeignet, Komplikationen auszuschliefen, die nicht durch das direkte hämodynamische Risiko bedingt sind, wie zum Beispiel Embolien, die aus dem distalen Stumpf der A. carotis interna entstehen.
Transkranielle Dopplersonographie bei KopfHa1sTumoren* J. Maurer , K. Ungersbock2, H. Riechelmann
Zusammenfassung
Die transkranielle Dopplersonographie (TCD) ist zur Prufung der zerebralen Kollateralversorgung bei geplanter Karotisrescktion- oder -unterbindung einc nicht-invasive diagnostische Methode, die cinen Ballonokklusionstest (Angiographie) für einen Teil der Patienten nicht mehr erforderlich macht. Die Patienten werden zuniichst unter Ruhebedingungen und anschlie6end mit manueller Karotiskompression untersucht. Seit januar 1989 wurde die Untersuchung an bisher 31 Patienten eines gemischt HNO-neurochirurgischen Patientengutes vorgenommen. In mehr als zwei Drittel der Untersuchungen erlaubte die TCD mit Kompressionstest eine sichere Beurteilung der zerebralen Kollateralversorgung und damit des hamodynamischen Ischãmierisikos durch einen therapeutischen Karotisverschlu1. Die Untersuchung ist wenig aufwendig, beliebig reproduzierbar und belastet den Patienten nur wenig. Vielen Patienten kann dadurch eine zerebrale Angiographie erspart bleiben.
Transcranial Doppler Ultrasound Recording in Patients with Head and Neck Tumors Involving the Carotid Arteries Transcranial Doppler ultrasound (TCD) recording is a non-invasive diagnostic procedure for the evaluation of the cerebral collateral flow in patients, in whom therapeutic ligation or resection of the common and/or internal carotid artery is planned. Patients are first examined under resting conditions, and then under manual compression of the ipsilateral carotid artery. Since January 1989, 31 ENT and neurosurgical patients have been examined. In all patients an immediate decrease in flow velocity in the middle cerebral artery (mca) of about 25 % to 90 % was recorded. In 42.8 % of the patients the mca flow velocity reached 90 % or more of its value under normal conditions within a short period. In 29 % of the patients the mca flow velocity under manual compression of the carotid artery remained under 50 % of its original value. In 68 % of the cases TCD with manual compression of the carotid artery showed reliable results for the function of cerebral collateralisation as a prognostic factor of the risk of ischaemia due
to haemodynamic changes after carotid ligation. In these eases no further examination of the cerebral collateral flow conditions was needed. The method is inexpensive, reproducible, and in comparison with cerebral angiography, convenient and non-hazardous for the patient.
Einleitung
_____ __________
Bei Patienten mit fortgeschrittenen Halstumoren oder Tumoren der Schidelbasis, bei denen durch
Ultraschall, Computertomographie oder Kernspintomographie eine Tumorummauerung oder eine Infiltration der Ge-
fäIwand der A. carotis interna festgestellt wurde, ergibt sich bei der Operationsplanung die Frage, oh dieses GefäI notfalls ligiert bzw. reseziert werden kann. Die Unterbindung dieser hirnversorgenden Arterie kann in Abhangigkeit von der Kollateralversorgung den Circulus arteriosus Wilder Grof.hirnhemisphren lisii für den Patienten komplikationslos verlaufen oder mit Laryngo-Rhino-Otol. 70 (1991) 426—429
Georg Thieme Verlag Stnttgart New York
ncurologischen Ausfäl]en verbunden scm. Bei der Ligatur der A. carotis sind Komplikationen wie Hemiparese, Hemiplegie, Aphasic oder sogar letaler Ausgang in 5—30 % zu er-
warten (6). Es ist also wichtig, prãoperativ das Risiko solcher Komplikationen abschätzen zu können, damit chirurgische Radikalitãt nicht durch Inkaufnehmen von schwerwiegenden neurologischen Komplikationen erreicht wird. Zur Erfassung derjenigen Patienten, für die eine einseitige Karotisunterbindung em hohes Risiko neurologischer Ausfãlle beinhaltet, sind bisher verschiedene Untersuchungsverfahren zur Anwendung gekommen. Em einfaches, aber wenig sicheres Verfahren ist die perkutane manuelle Karotiskompression unter mindestens l0minütiAuszugsweise vorgetragen vor der 74. Versammlung der Vereinigung Siidwcstdcutscher Hals-Nasen-Ohrcn-Arzte. Mainz. 28.—29. 9. 1990.
Dieses Dokument wurde zum persönlichen Gebrauch heruntergeladen. Vervielfältigung nur mit Zustimmung des Verlages.
HNO-Klinik der UniversitIt Mainz (Direktor: Dr. W. Mann) Neurochirurgische Klinikder UniversitärMainz (Direktor: Prof. Dr. A. Perneczky)
Transk.ranielle Dopplersonographie bei Kopf-Hals-Tumoren
5
8
9
11
14
16
17
21
22 24
2
7
10
12
Kompre88ionsbeginn
13
15
18
20
25
Patient
Patient Nach Latenz (5-228)
Kompressionsbeginn
Nach Latenz bis 30s
Abb. 1
Mediaflul3geschwindigkeit (MEG) in °/o des Ruhewertes bei Beginn der Karotiskompression (schwarze Saulen) und nach einer Latenzzeit von 5 s—22 s (schraffierte Saulen) bei Patienten mit ausrelchendem zerebralen Kollateralkreislauf. Die MEG erreicht unter Kompression bei alien Patienten mehr als 90 % des Ruhewertes.
Abb.2 MediafluBgeschwindigkeit (MFG) in O/ des Ruhewertes bei Beginn der Karotiskompression (schwarze Sbulen) und nach einer Latenzzeit von bis 30 s (schraffierte Saulen) bei Patienten mit nicht ausreichendem zerebralen Kollateralkreislauf. Die MFG erholt sich unter Kompression nicht.
get Beobachtung der neurologischen Funktioncn (4). Weitere Verfahren sind die Karotiskompression mit EEG-Abieitung, die zerebrale Angiographie mit Okklusionsversuch, die Karotisklemmung in Lokalanästhesie mit ansch1ieIender Uberwachung der neurologischen Funktionen, die sin-
sonde und gemessenem Gefüli der absoluten Geschwindigkeit des
fenweise Karotisdrosselung, die intraoperative Karotisstumpf-Druckmessung und die intraoperative Hirndurchblutungsmessung. Trotz prãoperativer zerebraler Angiographie und perkutaner Karotiskompression mit EEG-Ableitung sowie intraoperativer Karotisstumpf-Druckmessung und Hirndurchblutungsmessung beobachteten Jawad und Mitarb. (6) noch 3 % neurologische Ausfälle und 3 % Mortalität nach operativem Versch1uf der A. carotis interna, obwohi aufgrund der präoperativen Untersuchungen em Verschiul? der A. carotis ungefahrlich erschien. Die transkranielle Dopplersonographie hat sich in den letzten Jahren in der neurologischen und neurochirurgischen Diagnostik zerebrovaskulãrer Erkrankungen als nicht-invasive Untersuchung einen festen Platz erworben. Für die Frage der Kollateralversorgung bei geplanter Karotisresektion steilt sie eine nicht-invasive Alternative zur Angiographie mit Okidusionserste Erfahrungen mit versuch dar. Wir berichten hier dieser Untersuchungstechnik bei Patienten, bei denen sich eine Ligatur der A. carotis aufgrund eines Tumors im Be-
Blutfiusses entspricht. Die Doppler-Shift des Blutflusses entspricht aber nicht nur einer Frequenz, sondern einer Mischung verschiedener Frequenzen. Diese Verteilung wird mit Hilfe der Spektral analyse
durch Fast-Fourier-Transformation dargestellt und als ,,RealTime"-Spektrum auf einem Monitor abgebildet.
Beschallt und gemessen wird iiber das temporale Knochenfenster. Die Untersuchung ist für die Patienten nut wenig belastend und jederzeit wiederholbar. Die Patienten werden zunächst unter Ruhebedingungen und anschlieflend bei manueller Kompression der A. carotis der betroffenen Seite untersucht. Dabei wird die FluIgeschwindigkeit der A. cerebri media (MFG) mit und ohne Kompression der ipsilateralen A. carotis communis beurteilt und als Parameter für eine ausreichende Kollateralisation herangezogen.
SeitJanuar 1989 wurden 31 Patienten untersucht, 17 Manner und 14 Frauen im Alter zwischen 20 und 72 Jahren, bei denen präoperativ nicht auszuschliefen war, dalI eine Ligatur oder Resektion der A. carotis interna oder communis notwendig werden könnte. Es handelte sich um 4 intrakranielle Tumoren, 11 Raumforderungen im Bereich der Schãdelbasis, 12 Halsmetastasen von Karzinomen des oberen Aerodigestivtraktes, I Karzinom der Nasennebenhöhlen, 1 Mittelohrkarzinom und 2 Riesenaneurysmen der A. Carotis interna.
reich des Halses oder der Schãdelbasis intraoperativ als notwendig erweisen konnte.
Material und Methode Dci der transkraniellen Doppiersonographic handelt Cs sich urn Cinc nicht-invasive Untersuchungsmethode. Es wird em gepuistes Dopplersystem vcrwcndet, bei dern die Me1sonde em Piezoelement enthält, das abwechselnd als Sender und Ernpfänger arbeitet. Durch Anderung des Zeitintervalles zwischen Aussendung des Ultraschallimpulses und Empfang des rcflektierten Signales kann die Untersuchungstiefe im Gewebe definiert werden. Je gröller die erforderliche Eindringtiefe und je höher der Schaliwiderstand des zu durchdringenden Gewebes, urn so niedriger rnu die Sendefrequenz gcwählt werden. Für die intrakranielle Dopplersonographie wird ci-
ne Sendefrequenz von 2MHz verwcndct. Die Doppler-Shift wird meist gleich in die physiologische Einheit umgerechnet und in cm/s angegeben, was jedoch nur bei sehr kleinem Winkel zwischen Schall-
Ergebnisse
Bei drei Patienteri mit Haismetastasen, die bis in die Fossa supraclavicularis reichten, war die Untersuchung wegen Schwierigkeiten hei der Karotiskompression nicht möglich. Bei den 28 verbleibenden Patienten kam es in alien Fallen unter Karotiskompression in unterschiedli-
chcm Ausmafl zu einem sofortigen Abfall der Fluilgeschwindigkeit in der A. cerebri media. Diese reduzierte sich auf Werte zwischen 25 % und 90 % des Ausgangswertes.
Bei 12 Patienten beobachteten wir eine rasche Erholung der Mcdiaflullgeschwindigkeit unter Karotiskompression auf Werte von mehr als 90 % des Ausgangswertes (ausreichende Erholung, Abb. 1). Bei 9 Patienten blicb unter Kom-
pression eine Erholung aus oder war nur so geringfugig, dalI em bleibender Abfall der Mediaflullgeschwindigkeit
Dieses Dokument wurde zum persönlichen Gebrauch heruntergeladen. Vervielfältigung nur mit Zustimmung des Verlages.
% MFG
% MFG
3
Laryngo-Rhino-Otol. 70 (1991) 427
-
J. Maurer und Mitarb.
428 Laryngo-Rhino-Otol. 70(1991)
stemes mit einer Untersuchungsfrequenz von 2MHz er-
% MFG
4
6
23
19
26
27
28
Patient Kompressionsbegirin
Nach Latenz bia 30s
Abb.3 Mediaflu@geschwindigkeit(MFG) in O/ des Ruhewertes bei Beginn der Karotiskompression (schwarze Saulen) und nach einer Latenzzeit von bis 30 s (schraffierte Sulen) bei Patienten mit nicht sicher beurteilbarem zerebralen Kollateralkreislauf. Die MEG unter Kompression erholt sich, erreicht aber nicht 90°/o des Ruhewertes,
unter 5o % des Ausgangswertes ru beobachten war (nicht
ausreichende Erholung, Abb. 2). Bei 7 Patienten wurden unter Kompression Werte zwischen SOWo und 90 % der AusgangsfluIgeschwin digkeit festgestel] t (unsi chere Erholung, Abb.3). Bei 4 Patienten mit ausreichender Erholung der Mediaflu1geschwindigkeit wurde eine Ligatur bzw. Resektion der A. carotis interna ohne postoperative neurologi-
sche Komplikationen durchgefuhrt. Bei Patienten mit schlechter Erholungstendenz wurden keine Unterbindungen vorgenommen bzw. ganz von operativen Eingriffen abgesehen.
Bei einer Patientin mit einem Riesenaneuiysrna der A. carotis interna mit maiger Erholung der Mcdi afluIgeschwindigkeit im Kompressionstest wurde eine Unterbindung der A. carotis interna vorgenommen. Bei dieser Patientin war einc weiterführende prãoperative angiographische Diagnostik technisch nicht durchfiihrbar. Hier kam es 14 Tage postoperativ zu schwerwiegenden neurologischen Ausfällen.
Eine zusätzliche Angiographie mit Okidusionsversuch wurde bei 4 der als ,,unsicher" beurteilten Pa-
tienten durchgefuhrt. In einem Fall korinte dadurch eine ausreichende Kollateralisation festgestellt werden. Bei 3 Pa-
tienten bestatigte sich der Befund drohender neurologischer Komplikationen im Falle einer Unterbindung oder Resektion der A. carotis.
Diskussion Die Dopplersonographie wurde zunàchst in der Diagnostik der extrakraniellen Gefã1e eingesetzt. I-Tier-
hei wurden Geräte verwendet, die nach dem ,,continouswave"-Prinzip arbeiten. Mit diesem Geràtetyp ist jedoch die
Identifikation von GefäIen sehr schwierig, so daf diese Technik für die Identifikation und Beurteilung intrakrariieller Gefäge nicht verwendbar war (5, 10). Auferdem waren die verwendeten Untersuchungsfrequenzen zwischen 5MHz und 10 MHz nicht geeignet, den Schãdelknochen zu durchdringen (1). Erst die Einfuhrung eines gepuisten Sy-
Die Aussagekraft dcr zerebralen Angiograpliie ohne Okklusion bezüglich der Cross-flow-Verhältnisse ist nur sehr eingeschrankt (6). Die zerebrale Angiographie mit Ballonokklusion hat für die praoperative Beurteilung cinen ähnlichen Aussagewert wie die transkranielle Dopplersonographie mit Karotiskompression. Sie ist aber em invasiver Eingriff, der mit Risiken wie Gefafverletzungen, Embo-
lie, Luftembolie und Herzrhythmusstörungen und deren Folgen verbunden ist (12), die der transkraniellen Dopplersonographie nicht anhaften. Ebenso sind bei der Angiographie zerebrale Jschämien bcschriebcn, als deren Ursache nach der Kontrastmittelinjektion auftretende Turbulenzen diskutiert werden (9). Em weiterer Vorteil der TCD besteht in der jederzeit möglichen Wiederholbarkeit und der dabei
zu erzielendcn guten Reproduzierbarkeit der MeIwerte (14).
Die transkranielle Dopplersonographie wurde bisher in der Karotischirurgie zur Beurteilung des intraoperativen Clamping-Risikos eingesetzt (2, 3, 7, 8). Da bei stelite sich heraus, da die TCD eine geeignete Methode ist, Risikopatienten zu erkennen, bei denen das Abklemmen der A. carotis zu einer erheblichen Flufverlangsamung in der A. cerebri media führt. Als kritische Grenze, unter der mit neurologischen Ausfällen aufgrund hämodynamischer Storungen zu rechnen ist, wird em Ruckgang der Mediaflugeschwindigkeit auf 40—60 % des Ausgangswertcs betrachtet (3, 7, 8). Liegt die unter Karotiskompression gemessene Flufgeschwindigkeit bei 90 % des Ausgangswertes
oder darüber, so besteht kein hämodynamisches Risiko durch Karotisausschaltung (3, 7, 8). Diese Werte gelten
nach unseren Ergebnissen auch für Patienten, bei denen cine Unterbindung oder Resektion der A. carotis interna wegen Tumoren im Hals- oder Schàdelbasisbereich notwendig erscheint.
Leider kann die TCD an einigen Patienten nicht durchgeführt werden. Es sind dies Patienten, bei denen — wie von uns dreimal beobachtet — eine Kompression der A. carotis wegen eines bis in die Fossa supraclavicularis reichenden Tumors nicht möglich ist. AuIerdem kann die Untersuchung an Patienten nicht vorgenommen werden, bei denen sich kein geeignetes temporales Knochenfenster einstellen 1äIt (11). In unserem Untersuchungsgut ist bisher allerdings kein Patient vorgekommen, hei dem das temporale Knochenfenster nicht einzustellen war. Da der Kompressionstest die Gefahr der Lösung atheromatöser Plaques in der A. carotis communis bzw. interna in sich birgt, soliten vorher ultrasonographische Plaques im Kompressionsbereich ausgeschlossen werden (11). Die diagnostische Aussagefãhigkeit bezuglich zu rwartender neurologischer Komplikationen durch Karotisunterbindung ist bei den drei heute verwendeten
Dieses Dokument wurde zum persönlichen Gebrauch heruntergeladen. Vervielfältigung nur mit Zustimmung des Verlages.
laubte eine sicherere Beurteilung intrakranieller Gefage (1). Die zusätzliche Durchführung des Kompressionstestes, der teilweise bereits seit Anfang des Jahrhunderts zur Beurteilung der zerebralen Durchblutungssituation eingesetzt wird (13), gestattet dann wãhrend der Messung eine praoperatiye Beurteilung der durch Ko]lateralkreisläufe möglichen hamodynamischen Kompensation vor einer therapeutischen Unterbindung einer A. carotis communis oder interna.
Laiyngo-RhinoOto1. 70 (1991) 429
Transki-anielle Dopplersonographie bei Kopf-Hals-Tumoren
Auch an unserem bisher nicht sehr grofen Patientenko!lektiv wird deutlich, daI die TCD in der Schädelbasis- und Halschirurgie von Vorteil sein kann. Durch die prdoperative TCD mit Kompressionstest können unter den Patienten, bei denen eine therapeutische Ligatur der A. carotis interna notwendig erscheint, diejenigen erkannt werden, bei denen em hdmodynamisches Risiko mit hoher Wahrscheinlichkeit auszuschIiefen ist. Dies sind die Patienten mit einer Mediaflufgeschwmndigkeit unter Karotiskompression von 90 % oder mehr des gemessenen Ausgangswertes. Dies war bei 39 % der Patienten unseres Kollektivs der Fall. Weiterhin ist es moglich, die Patienten sicher zu identifizieren, für die em hohes Risiko neurologischer Komplikationen durch schlechte hdmodynamische Kompensation einer Karotisligatur besteht (MFG bei Karotiskompression unter 60 % des Ausgangswertes). 29 % der Patienten unseres Kollektivs gehorten zu dieser Gruppe. Bei 10 von
31 Patienten (32%) war eine sichere Beurteilung nicht moglich, entweder weil eine Kompression der A. carotis nicht sicher gelang (3 Patienten) oder weil die Messung der Mediaf1ufgeschwindigkeit unter Karotiskompression keine sichere Aussage zur Kollateralversorgung erlaubte (7 Patienten).
Insgesamt konnte in unserem Untersuchungsgut bei 21 von 31 Patienten (67,7%) die zerebrale Kollateralkreislauf-Situation durch die TCD mit Kompressionstest sicher beurteilt und damit weitere aufwendigere und invasivere Diagnostik vermieden werden. Kann durch die TCD eine Kiarung der hämodynamischen Situation nicht erfolgen, so müssen andere Verfahren, wie Angiografie, EEG-Monitoring oder Messung der Hirndurchblutung, zu Rate gezogen werden.
Literatur Aaslid, K., T.-M. Markwalder, H. Nornes: Noninvasive transcranial Doppler ultrasound recording of flow velocity in basal cerebral arteries.J. Neurosurg. 57(1982) 769—774 2 Budingen, H. J., C. Hoffmann, J. Knippschild, Th. Staudacher, A. Zeides, F. M. Grögler: Transkranielle Dopplersonographie hei Ka rotisoperationen. In: Transkraniclle Doppler Sonographie bei brovaskulären Erkrankungen, hrsg. von B. Widder. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, NewYork, London, Paris, Tokyo (1986) 86—91 Burnieister, W., J. Dörrler, P. C. Maurer: Transkraniclles DopplerMonitoring in der Karotischirurgie — Was bringt dcr intraluminale Shunt? In: Transkranielle Doppler-Sonographic hei zerebrovaskularen Erkrankungen, hrsg. von B. Widder. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, London, Paris, Tokyo (1986) 82—85 Dandy, W. E.: The location of the conscious center in the brain — the corpus striatium. Johns Hopk. Hosp. Bull 79(1946)34—58 Eden, A.: Physikalisehe und technisehe Grundlagen der transkraniellen Dopplersonographie. In: Transkranielle Doppler-Sonographie bci zerebrovaskulãren Erkrankungen, hrsg. von B. Widder. SpringerVerlag. Berlin. Heidelberg, New York, London, Paris, Tokyo (1986) 2—7
6 Jawad, K., J. D. Miller, D. J. Wyper, J. 0. Kowan: Measurement of CBF and carotid artery pressure compared with cerebral angiogra phy in assessing collateral blood supply after carotid ligation. J. Neurosurg. 46(1977) 185—196 Paulat, K., B. Widder: Prãoperative Bestimmung des Clamping-Risikos und Vorhersage des Stumpfdruckes in der Karotischirurgie. In: Transkranielle Doppler-Sonographie bei zerebrovaskulären Erkrankungen, hrsg. von B. Widder. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, London, Paris, Tokyo (1986) 96—99 8 Pfadenhauer, K., I-I. Weber, H. Loeprecht: Transkranielles DopplerMonitoring in der Karotischirurgie — Eine vergleiehende Untersuchung unter Berucksichtigung der Ergebnisse des LEG-Trend-Analyzers und der Stumpfdruekmessung. In: Transkranielle Doppler-Sonographie hei zerebrovaskulãren Erkrankungen, hrsg. von B. Widder. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, London, Paris, Tokyo (1986) 92—95 Rauten berg, W., A. Schwartz, M. Hennerici: Transkranielle Dopplersonographie während der zerebralen Angiographie. In: Transkraniche Doppler-Sonographie bei zcrebrovaskulàren Erkrankungen, hrsg. von B. Widder. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, London, Paris, Tokyo (1986) 144—154 Reutern, G. M. von, H. Kapp: The Capabilities of Ultrasonic Diagnostic Procedures in Cerebrovaskular Disease. In: Cerebral Blood Flow and Metabolism Measurement, hrsg. von Hartmann und Hoyer. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg (1985) 546—555 ii Keutern, G. M. von: Stellenwert der transkraniellen Doppler-Sonographic aus der Sicht des Neurologen. In: Transkranielle DopplerSonographie bei zerebrovaskulàren F.rkrankungen, hrsg. von B. Widder. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, London, Paris, Tokyo (1986) 168—173 12 de Vries, E. J., L. N. Sekhar, J. A. Horton, D. E. Eibling, I. P. Janecka, V. L. Schramm, H. Yonas: A New Method to Predict Safe Resection of the Internal Carotid Artery. Laryngoscope 100 (1990) 85—88
3 Webtser, J. E., S. Gurdjian: Carotid artery compression as employ-
ed both in the past and in the present. J. Neurosurg. 15 (1957)
372—384 14 Winter, K., F. Hohagen, W. Kaiser, R. Reuther: Reproduzierbarkeit transkranieller dopplersonographischer Messungen. In: Transkrariielle Dopplcr-Sonographie bei zerebrovaskulãren Erkrankungen,
hrsg. von B. Widder. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, London, Paris, Tokyo(1986) 21—24
Dr. J. Maurer Universitäts-HNO-Klinik Langenbeckstr. 1 W-6500 Mainz
Dieses Dokument wurde zum persönlichen Gebrauch heruntergeladen. Vervielfältigung nur mit Zustimmung des Verlages.
Methoden, ndmlich erstens EEG-Monitoring unter Karotiskompression (2), zweitens zerebraler Arigiographie mit Okldusionsversuch (12) und drittens der transkraniellen Dopplersonographie, in etwa gleich. Keine dieser drei Methoden ist aber geeignet, Komplikationen auszuschliefen, die nicht durch das direkte hämodynamische Risiko bedingt sind, wie zum Beispiel Embolien, die aus dem distalen Stumpf der A. carotis interna entstehen.
