Die kontrastverstärkte Ultraschalluntersuchung (CEUS) verfügt bereits über einen anerkannten hohen diagnostischen Stellenwert bei der Untersuchung der Leber. Die jüngsten technologischen Fortschritte versprechen eine weitere Verbesserung der Bildqualität der CEUS mit dem Potenzial, Leistungsmerkmale zu bieten, die denen anderer Bildgebungsverfahren wie CT oder MRT gleichwertig sind. Einer dieser jüngsten Fortschritte ist die neue hochauflösende Technik der High Frame Rate CEUS (HiFR CEUS).
Ein Interview mit Prof. Dr. med. Christian Stroszczynski, Direktor des Instituts für Röntgendiagnostik am Universitätsklinikum Regensburg, und Prof. Dr. med. Ernst Michael Jung, Radiologischer Leiter des Interdisziplinären Ultraschallzentrum am Universitätsklinikum Regensburg.
Können Sie mir einen Fall schildern, in dem HiFR CEUS bei der Diagnose des Zustands eines Patienten besonders nützlich war?
PROF. STROSZCZYNSKI: Bei dem Fall, den ich Ihnen schildern kann, handelt es sich um einen Patienten, dessen CT-Untersuchung einen Primärtumor und eine weitere Läsion zeigte. Die darauffolgende MRT-Untersuchung mit einem leberspezifischen Kontrastmittel ließ neben dem Primärtumor vier weitere Läsionen erkennen, die reseziert werden mussten. Mit dem Resona R9 Platinum von Mindray und einer Kontrastmittel-verstärkten Ultraschalluntersuchung mit HiFR CEUS konnten wir intraoperativ alle vier zusätzlichen Herde, die durch den Chirurgen nicht tastbar waren, identifizieren und lokalisieren, so dass der Patient erfolgreich operiert werden konnte.
Prof. Dr. med. Christian Stroszczynski, Direktor des Instituts für Röntgendiagnostik am Universitätsklinikum Regensburg Bild (C) Uniklinik Regensburg
PROF. JUNG: Beim Auffinden der Herde hat uns die Ultra Micro Angiography (UMA) Funktion des Systems unterstützt, denn UMA ermöglicht es, winkelunabhängig und artefaktfrei die Gefäßsituation der Leber zu beurteilen. Erste Anzeichen von Tumoren sind, dass sich die Gefäße in der Umgebung verändern. UMA sorgt dafür, dass ich aus beliebigen Schallwinkeln auch senkrecht einstrahlen und die Morphologie der Leber beurteilen kann.
Bevor wir uns mit den Einzelheiten Ihrer Studie befassen, geben Sie uns bitte eine kurze Beschreibung der HiFR CEUS-Technik. Welche Bedeutung hat die Mindray-Zonentechnik ZST+ bei der konvexen Array-Sonde und wie hoch ist die Bildrate im Vergleich zum herkömmlichen CEUS?
PROF. JUNG: Mit der Zonentechnik ZST+ ist es möglich Kanten-Artefakte zu überwinden, beziehungsweise zu reduzieren. Zudem erhält man eine bessere räumliche Auflösung, da in mehreren Ebenen gleichzeitig geschallt wird. Außerdem werden mithilfe der Zonentechnik Grenzartefakte vermieden und die Tumorränder sind besser zu erkennen. Die hochauflösenden konvexen Array-Sonden tragen damit entscheidend dazu bei, in der Tumorlokalisierung und -charakterisierung einen entscheidenden Schritt voranzukommen.
Die Bildrate der HiFR hängt in erster Linie von der Tiefe des zu beurteilenden Tumors ab. Oberflächennah kann man mit der zehnfachen Bildrate rechnen, wenn es auf die Tiefe ankommt, erreicht man in etwa die dreifache Bildrate im Vergleich zum herkömmlichen CEUS.
Welche Bedeutung hat die daraus resultierende Verbesserung der Zeitauflösung für die bessere Verfolgung der Bewegung von Mikrobläschen, die ein wesentlicher Bestandteil des bei CEUS verwendeten Schwefelhexafluorid-Kontrastmittels sind?
Prof. Dr. med. Ernst Michael Jung,
Radiologischer Leiter des Interdisziplinären Ultraschallzentrum am Universitätsklinikum Regensburg Bild (C) Universitätsklinikum Regensburg
PROF. JUNG: Die Kontrastmittelsonographie kann anhand der Schallenergie modifiziert werden. Damit die Bläschen besser schwingen, ist es beispielsweise möglich, den Mechanischen Index (MI) zu verändern. Niedrigere Energie bzw. ein niedriger MI lässt die Bläschen länger schwingen, wodurch die Bildqualität besser wird.
Durch die Verfolgung der Mikrobläschen und der Veränderung des MI ist es möglich, die Durchblutung der Leber selbst im Kapillarbereich abzubilden. Wir sehen wirklich kleinste Gefäße und erreichen anhand der hohen Bildrate, in Abhängigkeit der Tiefe, eine bis zu zehnfach höhere Auflösung.
Welchen Vorteil bietet die verbesserte Beobachtung von Details der mikrovaskulären Perfusion, zum Beispiel bei Leberläsionen mit reicher Blutversorgung und kleinen fokalen Leberläsionen?
PROF. STROSZCZYNSKI: Im Rahmen einer ersten Pilotstudie haben wir gesehen, dass bei Tumoren die Neovaskularisierung bei einer Größe von 1 bis 1,5 Zentimetern einsetzt. Bei kleineren Tumoren ist die Neovaskularisierung mit der normalen CEUS nicht zu erkennen. Mit der HiFR CEUS gibt es diese Schwelle nicht. Das heißt, wir sind in der Lage, viel früher zu erkennen, dass sich Tumorgefäße ausbilden.
Können Sie etwas zu den Einzelheiten der Studie erzählen?
PROF. JUNG: Um eine statistisch signifikante Aussage zu treffen, braucht man für eine Studie mindestens 100 Fälle. Unser Ziel ist es, dass bei der geplanten Multi-Center-Studie die Fälle mehrerer Institute zusammengeführt werden, um eine deutlich höhere Fallzahl zu erreichen. Grundvoraussetzung für die Beurteilung der Leberläsionen wird sein, dass sowohl eine CT- als auch eine MRT-Untersuchung mit leberspezifischem Kontrastmittel durchgeführt wurde.
Die praktische Durchführung soll so aussehen, dass wir mit einem B-Mode-Scan beginnen, gefolgt von einer CEUS und einer HiFR CEUS mit UMA, um schrittweise festzustellen, welche Verbesserungen die unterschiedlichen Techniken und die Konvex-Array-Sonde mit sich bringen.
PROF. STROSZCZYNSKI: Das Kontrastmittelprotokoll hängt erfahrungsgemäß von den Untersuchungsbedingungen ab. Bei optimalen Voraussetzungen von 70 kg Körpergewicht und optimalem Untersucher sind maximal 1,5 ml Ultraschall-Kontrastmittel zu erwarten. Das entspricht ebenfalls der Dosis, mit der wir die Studie beginnen würden, um anschließend die Kontrastmittelmenge auf 1 ml zu reduzieren. Denn unsere bisherigen Erfahrungen zeigten bereits, dass 1 ml als Bolus schnell gespritzt ausreicht, um eine gute Bildqualität zu
erreichen, sogar wenn man durch die Bauchdecke schallt. Bei einem 100 kg Patienten werden etwa 2,4 ml benötigt. Selbst bei unserem bisher schwersten Patienten mit 170 kg haben wir den Tumor zuverlässig gefunden. Es ist davon auszugehen, dass mit HiFR CEUS eine deutliche Reduzierung des Kontrastmittels zu erwarten ist, was natürlich auch geringere Kosten mit sich bringt.
Wie gut ist die Fähigkeit des HiFR CEUS, fokale Leberläsionen zu identifizieren und zu charakterisieren?
PROF. STROSZCZYNSKI: Mit der geplanten Studie wollen wir die bereits jetzt erkennbaren Vorteile der HiFR CEUS bestätigen. Denn unsere bisherigen Erfahrungen mit CEUS zeigen, dass bei etwa einem Drittel der Fälle eine geringe Untersuchungsqualität vorliegt, ein weiteres Drittel verfügt über befriedigende Qualität und ein Drittel über eine gute bis sehr gute Qualität. Das Ziel der Studie ist, zu zeigen, dass wir mit HiFR CEUS ein zu 100 Prozent robustes Verfahren geschaffen haben. Das heißt, alle Untersuchungen sollten mit befriedigender bis sehr guter Qualität stattfinden.
PROF. JUNG: Wie bereits erwähnt, kann mithilfe der HiFR, in Abhängigkeit der Tiefe, eine bis zu zehnfach höhere Auflösung erreicht werden. DEGUM Studien, an denen wir beteiligt waren, haben gezeigt, dass mit dem normalen, gängigen Ultraschall eine diagnostische Sicherheit von 50 bis 60 Prozent erreicht werden kann. Mit CEUS liegen wir bereits bei 70 bis 80 Prozent. Mit der neuen Studie möchten wir zeigen, dass mit HiFR CEUS eine weitere Verbesserung möglich ist.
Wie beurteilen Sie insgesamt das Potenzial der Technik und wie könnten die nächste Schritte bei der praktischen Entwicklung von HiFR CEUS aussehen?
PROF. JUNG: Wie die Vorstudie bereits gezeigt hat, lässt die HiFR CEUS zusätzliches Verbesserungspotenzial erwarten. Von besonderer klinischer Relevanz ist, dass wir repräsentativ die gesamte Leber einsehen können. Die Ultraschalluntersuchungen werden reproduzierbar und verlässlich. Das ist bei Patienten, die eine Verlaufskontrolle bekommen, besonders wichtig.
PROF. STROSZCZYNSKI: Diese Verlaufskontrollen von Patienten mit Lebermetastasen sollten zukünftig mit CEUS erfolgen. Derzeit erfolgen diese noch überwiegend mit der Computertomographie, obwohl Zytostatika häufig durch Veränderung der Leberstruktur den CT-Kontrast erheblich beeinträchtigen. Für die CEUS gilt das nicht, und in Zweifelsfällen könnten dann Magnetresonanztomographien die Befunde sichern. Wir gehen davon aus, dass mit diesem neuen Vorgehen die Präzision der wichtigen Verlaufsbeurteilung von Chemo- oder Antikörpertherapien deutlich verbessert wird. Dies würde unter anderem unnötige Chemotherapien und Operationen vermeiden.
Als weitere Schritte bei der praktischen Entwicklung von HiFR CEUS möchten wir die Untersuchungsprotokolle optimieren, um mit der hohen Auflösung und Bildrate noch zuverlässigere Aussagen treffen zu können.
Des Weiteren möchten wir gerne wissen, was bei Weichteilveränderungen möglich ist. Großes Interesse besteht auch in der Mammadiagnostik und wie gut wir bei der Beurteilung von Lymphknotenmetastasen sein können. Außerdem geht es uns darum, mit HiFR CEUS vom Millimeter in den Sub-Millimeter Bereich vorzudringen, denn das wäre ein gewaltiger Innovationsschub.
Welche anderen Ultraschall-Innovationen interessieren Sie?
PROF. JUNG: In erster Linie sind wir daran interessiert, die Geräte lernfähig zu machen. Außerdem kümmern uns schon jetzt darum, mithilfe automatisierter Anwendungstools die Handhabung von Ultraschallsystemen noch einfacher zu gestalten.
PROF. STROSZCZYNSKI: Als Exzellenz-Zentrum für Leberdiagnostik lautet unser oberstes Ziel, die diagnostische Sicherheit ständig zu verbessern. Wir wollen nicht nur Tumore erkennen, sondern es geht darum, kleine Läsionen früher zu entdecken. Aber auch die Verbesserung von Therapieverfahren ist uns ein Anliegen.
Dabei können wir recht zuversichtlich in die Zukunft blicken, da vorläufige Auswertungen über die letzten Jahre belegen, dass unsere Patienten wohl von einer signifikant höheren Überlebensrate profitieren.