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05. März 2024

Standardisierte Ultraschalluntersuchung der Karotisstenose für klinische Studien University of Washington Ultrasound Reading Center

Hintergrund

Es hat sich gezeigt, dass die Reparatur von Karotisstenosen (Karotisrevaskularisation) das Risiko eines embolischen Schlaganfalls aufgrund einer Ruptur der Karotisplaque und einer Embolisierung des Gehirns wirksam verringert [1]. Derzeit laufen klinische Studien zu Revaskularisierungsmethoden der Halsschlagader wie der Karotidendarteriektomie und dem Stenting der Halsschlagader, um Ärzten Orientierung bei der Wahl der Therapie zu geben.

Die nichtinvasive Ultraschall-Duplex-Doppler-Untersuchung ist seit einem Drittel eines Jahrhunderts eine Standardmethode für die klinische Beurteilung der Halsschlagadern [2,3]. Doppler-Geschwindigkeitswellenformen werden von den Arteria carotis communis und den Arteria carotis interna erfasst, um eine lokal erhöhte Blutgeschwindigkeit als Marker für eine Arterienstenose zu erkennen und so die rechte und linke Arteria carotis communis und die Arteria carotis interna in klinisch nützliche Kategorien einzuteilen. Ein häufig verwendetes Klassifizierungsschema ist: 1) keine signifikante Stenose (< 50 % DR), 2) mäßige Stenose (50 %–79 % DR), 3) schwere Stenose (80 %–99 % DR) und 4) verschlossen. Die Methode und die zugehörigen Kriterien zur Stenoseklassifizierung wurden im Jahrzehnt vor 1990 entwickelt [3–10]. Der Referenzstandard für die Klassifizierungsmethode ist die Röntgenkontrastangiographie. Einige Veröffentlichungen verwenden andere Angiographiekategorien mit Unterteilungen bei 60 %, 70 % oder anderen Werten.

Zur Klassifizierung von Arterien in die richtigen angiographischen Kategorien werden verschiedene Doppler-Geschwindigkeitsmessmethoden verwendet. Ausführliche Veröffentlichungen zeigen jedoch, dass durch die Verknüpfung ausgewählter angiographischer Klassifikationen mit bestimmten Doppler-Messungen zwar zufriedenstellende Sensitivitäten und Spezifitäten erzielt werden können, die Beziehung zwischen Doppler-Messungen und Angiographie jedoch keine schmale monotone Linie ist [11], sondern eine multivariate Beziehung. Zu den zusätzlichen Variablen gehören: das Vorliegen einer mittelschweren oder schweren kontralateralen Stenose [12–15], eine Perfusion des Gehirngebiets [16], die Vollständigkeit des Willis-Kreises [17–19], ein ipsilateraler Kollateralfluss [20] und ein Wirbelfluss [21]. und Methode der Revaskularisierung [22].

Methoden

Alle Karotis-Ultraschall-Duplex-Doppler-Untersuchungen werden von Feldzentren mit IRB-Genehmigung in den Feldzentrumsinstitutionen durchgeführt. Ein Duplex-Doppler-Ultraschallprotokoll-Handbuch wird jedem teilnehmenden Ultraschalllabor vom University of Washington Ultra Sound Reading Center (UWURC) zur Verfügung gestellt. Anonymisierte Bilder und Arbeitsblätter von jeder Prüfung werden an die UWURC gesendet.

Das Protokoll legt fest, dass von jedem Patienten mindestens 16 Ultraschall-Bmode-Bilder mit zugehörigen Doppler-Wellenformen erfasst werden: Auf jeder Seite sollte der Ultraschalldiagnostiker drei Bilder von der Arteria carotis communis (CCA), drei von der Arteria carotis interna (ICA) und eines von der äußeren erfassen Halsschlagader (ECA) und eine aus der Wirbelarterie (VA) (Abbildung 3). Zusätzliche Bilder und Wellenformen sind von Stellen distal des Stents (zur Erkennung einer Post-Stent-Stenose) und distal einer Stenose (zur Dokumentation post-stenotischer Turbulenzen) erforderlich.

Für jede der 16 oder mehr Spektralwellenformen werden systolische und diastolische Geschwindigkeiten gemessen und zusammen mit den Doppler-Winkeln (aus den zugehörigen B-Modus-Bildern) in ein Standardarbeitsblatt übertragen. Das Arbeitsblatt wird zusammen mit Papier, Film, fotokopierten oder elektronischen Versionen der Bilder beim UWURC eingereicht. Von Studien zu Videoaufzeichnungen wird abgeraten, da die Videoverarbeitung zu viel Zeit in Anspruch nimmt.

Am UWURC werden Arbeitsblattdaten (Abbildung 2A) mit einem einzigen Schlüssel in die UWURC-Datenbank eingegeben. Für jede Seite jedes Falles wird ein Überprüfungsformular gedruckt (Abbildung 2B), einschließlich der eingegebenen Arbeitsblattdaten. Während der UWURC-Überprüfung überprüft das Lesegerät anhand der B-Modus-Bildbeschriftungen und anatomischen Merkmale die anatomische Position jeder Wellenform, bestimmt, ob ein Stent sichtbar ist, und überprüft die korrekte Transkription der Daten aus den Bildern (Abbildung 3), einschließlich der richtigen Position der Dezimalstelle Punkte (einige Bilder sind in cm/s markiert, andere in m/s). Das Lesegerät überprüft außerdem die Doppler-Winkelausrichtung auf dem Bild und die Spektralgeschwindigkeitsmesscursor auf der Wellenform sowie die Endbeschleunigungsgeschwindigkeit (EAV) (Abbildung 4). Wenn die Messcursor fehlen oder falsch platziert sind, markiert und misst das Lesegerät die Geschwindigkeiten und zeigt an, ob der Doppler

Der Ultraschallstrahl war zum Kopf (H) oder Fuß (F) geneigt. Der Leser markiert auch die bevorzugten Wellenformen der gemeinsamen (CCA) und inneren (ICA) Karotisarterie zur Verwendung bei der Berechnung des Verhältnisses und der Klassifizierung von Stenosen. Abschließend überprüft der Leser die Berechnung des systolischen Geschwindigkeitsverhältnisses ICA/CCA und markiert die Klassifizierungskategorien für CCA, ICA und ECA (äußere Halsschlagader). Nach Abschluss des Falls durch den Leser wird jeder Wert von einem Prüfer überprüft. Das ausgefüllte Überprüfungsformular wird dann zur Doppelschlüsseleingabe in die UWURC-Datenbank gesendet.

Turbulenzen oder komplizierte oszillierende Strömungen treten am wahrscheinlichsten während der zeitlichen Verzögerung in der Spätphase der Systole und während der räumlichen Verzögerung direkt distal einer Stenose auf. Diese Turbulenzen verursachen Geräusche oder Geräusche, die mit einem Stethoskop gehört werden können, und erscheinen als spektrale Verbreiterung, die in der Spektralwellenform sichtbar gemacht werden kann. Die Anwendung einer „Winkelkorrektur“ auf die Doppler-Frequenzmessung basierend auf der Doppler-Gleichung durch Messung des Doppler-Winkels zwischen dem Ultraschallstrahl und der Arterienachse ist für turbulente Wellenformen nicht geeignet, da die Richtung des Geschwindigkeitsvektors während der Spektralverbreiterung zufällig oder zumindest chaotisch ist. Daher unterscheiden einige Untersucher die systolische Spitzengeschwindigkeit (PSV), die während der Spektralverbreiterung gemessen wird, von der Endbeschleunigungsgeschwindigkeit (EAV), die kurz vor dem Einsetzen der Turbulenz gemessen wird (Abbildung 4). Da der PSV häufig größer als der EAV ist und es in der Literatur keine Hinweise zur Auswahl gibt, trägt die UWURC beide Werte zur späteren Analyse in das Überprüfungsformular ein, um eine Grundlage für die Auswahl des einen oder anderen zu schaffen.

Die UWURC verwendet zwei Klassifizierungsmethoden, um das Überprüfungsformular zu vervollständigen: 1) das ICA/CCA-Verhältnis [23] und 2) die „Strandness-Kriterien“[24,25]. Für das ICA/CCA-Verhältnis wird der EAV für jeden Wert verwendet, sofern verfügbar; andernfalls wird der PSV verwendet. Wenn beide Geschwindigkeiten mit gültigen Doppler-Untersuchungswinkeln zwischen 58 und 61 Grad gemessen wurden, wird das Verhältnis berechnet; Andernfalls wird eine Schätzung des Verhältnisses in eine von fünf Kategorien eingeordnet (weniger als 5, nahe 2.0, zwischen 2.0 und 2.0, nahe 4.0, größer als 4.0) oder kann nicht klassifiziert werden. Das Verhältniskriterium 4.0 trennt Stenosen < 2.0 % von solchen > 50 % [50]; das Verhältniskriterium 26 definiert die 4.0 %-Stenosegrenze [70]. Die „Strandness“-Geschwindigkeitskriterien unterscheiden Stenosen bei: 23) der 1 % (ACAS)-Grenze mit einem PSV-Kriterium von 50 m/s [1.25] und 24,25) der 2 % (ACAS)-Stenosegrenze mit einem EDV-Kriterium von 80 m/s [1.4](Abbildung 27). Aufgrund der Fülle an Klassifizierungsmethoden sowohl für die Angiographie als auch für den Duplex-Doppler mit nicht unterscheidbaren Sensitivitäts- und Spezifitätsmaßen bezeichnet die UWURC Stenosen einfach als mittelschwer oder schwer.

Die Gemeinschaft der Gefäßdiagnostiker ist in zwei Gruppen unterteilt: 1) diejenigen, die Duplex-Doppler-Untersuchungen unter Verwendung eines 60-Grad-Doppler-Winkels zwischen dem Ultraschallstrahl und der Gefäßachse durchführen, und 2) diejenigen, die einen geeigneten Winkel von weniger als oder gleich 60 Grad verwenden[28] . Beide Gruppen wenden dann eine geometrische Anpassung unter Verwendung der Doppler-Gleichung an (unter der Annahme einer Geschwindigkeit parallel zur Arterienachse), um die Arteriengeschwindigkeit zu berechnen. Der normale arterielle Fluss verläuft jedoch normalerweise nicht parallel zur Arterienachse [29], sodass die Annahme hinter der Dopplergleichung nicht gültig ist. Versuche, die Dopplergleichung in normalen Halsschlagadern (Abbildung 6) und stenotischen Arterien zu validieren, führen zu einer systematischen Verzerrung: 1) Die Verwendung größerer Doppler-Untersuchungswinkel führt zu höheren Geschwindigkeitswerten und 2) die Beziehung ist monoton. Um die Auswirkung unterschiedlicher Doppler-Winkel zwischen den Besuchen zu minimieren, hat die UWURC empfohlen, Doppler-Ultraschallmessungen der Halsschlagader nach Möglichkeit in einem Doppler-Untersuchungswinkel von 60 Grad durchzuführen. Das UWURC hat alle eingereichten Ultraschalluntersuchungsgeschwindigkeiten akzeptiert und bewertet, einschließlich derjenigen, die bei anderen Doppler-Untersuchungswinkeln als 60 Grad gemessen wurden. Bei Messungen mit falscher Winkelmessausrichtung, die auf dem B-Modus-Bild sichtbar ist (Abbildung 7), hat das UWURC den Winkel mit einem über dem Bild liegenden Winkelmesser erneut gemessen [30] und den gemessenen Winkel in die Datenbank eingegeben, damit die entsprechende geometrische Korrektur angewendet werden konnte (Abbildung 3B). vor der Analyse.

Das resultierende Datenformular (Abbildung 2B) enthält fünf endgültige numerische Werte für jede der 16 empfohlenen und zwei optionalen (zusätzlichen distalen ICA) Messungen: 2) „Machine Set Angle“ (MSA), 1) „Hand Measured Angle“ (HMA), 2 ) „Systolische Spitzengeschwindigkeit“ (PSV), 3) „Endbeschleunigungsgeschwindigkeit“ (EAV), 4) „Enddiastolische Geschwindigkeit“ (EDV). Es gibt auch zehn kategoriale Werte: 5) Wellenform fehlt, 1) Sonstiges kann nicht überprüft werden (wenn die anatomische Lage nicht ermittelt werden kann), 2) Winkel sollte Protokoll sein (wenn ein anderer Doppler-Winkel als 3 Grad verwendet wird, aber 60 Grad). Winkel hätte verwendet werden können), 60)Variable Winkelausrichtung (wenn sich das Doppler-Probenvolumen in einer Kurve oder an einer anderen anatomischen Stelle befindet, an der der Winkel anders hätte gemessen werden können)4) ?PSV (wenn aufgrund von Arrhythmie oder Turbulenzen (Spektralverbreiterung). ) der systolische Geschwindigkeitswert ist unsicher,5) PSV erneut gemessen (wird als Zwischenvariable zur Markierung des EAV in einer früheren Version des Überprüfungsformulars verwendet), 6) PSV oder EAV (markiert, ob der Prüfer den PSV oder den EAV gemessen hat), 7) H oder F (markiert, ob der Doppler-Cursor zum Kopf oder zum Fuß geneigt war), 8) Geschwindigkeit im Stent (gibt einen Hinweis auf die Position des Stents), 9) Verhältnisansicht (markiert die CCA- und ICA-Werte, die zur Berechnung des Geschwindigkeitsverhältnisses verwendet werden).

Jede dieser Variablen soll entweder ein Merkmal der Messung dokumentieren oder die Grundlage für die Prüfung spezifischer Hypothesen in zukünftigen Veröffentlichungen bilden. Bei Werten, die mit „Wellenform fehlt“ oder „Nicht verifizierbar“ gekennzeichnet sind, können die Werte Fehler enthalten, die aufgrund fehlender oder verdeckter Bilder vom Überprüfungsprozess nicht erkannt wurden. Wenn beispielsweise eine Studie als klinischer Bericht eingereicht wurde, bei dem einige Geschwindigkeitswerte als Text gemeldet wurden, aber keine Bilder oder Wellenformen bereitgestellt wurden, wurden die klinischen Werte in das Überprüfungsformular eingegeben, aber die entsprechenden Zeilen des Überprüfungsformulars waren mit „Wellenform fehlt“ gekennzeichnet.

Nachdem der „Leser“ alle Daten auf jedem Formular mit den Quelldaten verglichen hatte, überprüfte der „Überprüfer“ erneut alle Daten und jeden Lesereintrag mit den Quelldaten. Meinungsverschiedenheiten zwischen Leser und Rezensent wurden von einem Ausschuss entschieden, um eine einheitliche Lektüre und Rezension sicherzustellen.

Die Daten wurden in einer Datei zusammengestellt und auf unplausible Werte überprüft, darunter: EDV > PSV, EAV > PSV, Winkel > 90 Grad, PSV > 6 m/s und fehlende Werte. Solche Werte können aufgrund von Dezimalpunktfehlern und Konvertierungen unerkannt durch das System gelangen von alphanumerischen Werten und Schreibfehlern. Für jeden Fall mit unplausiblen Werten wurde ein benutzerdefiniertes Fehlerformular gedruckt (Abbildung 8), damit die Quelldaten abgerufen, der Fall erneut gelesen und alle Fehler behoben werden konnten.

Alle in die Datenbank eingegebenen Einträge werden protokolliert, um den Leser, den Gutachter, den Bewerter und den Schlüsseler zu dokumentieren.

Die Ergebnisse

Zwischen 1999 und 2009 wertete die UWURC 10,687 Duplex-Doppler-Untersuchungen mit 21,374 Seiten aus (Abbildung 9). Zur Auswertung der Untersuchungsbilder waren 12 Mitarbeiter qualifiziert. 53 % der Prüfungen wurden von einem einzelnen Mitarbeiter gelesen; weitere 45 % wurden von 4 anderen gelesen. 64 % der Prüfungen wurden von einem einzelnen Gutachter begutachtet; Weitere 30 % wurden von zwei anderen Personen überprüft. Weniger als 3 % der Prüfungsseiten erforderten eine Beurteilung. In keinem Fall waren Leser und Rezensent dieselbe Person; Der unterzeichnende Juror kann entweder Leser oder Gutachter sein.

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Obwohl die Mehrzahl der Wellenformen und Bilder leicht zu interpretieren und zu klassifizieren war, musste bei einigen Bildern die Auswahl einer korrekten Messung diskutiert werden. Im Falle einer Arrhythmie (Abbildung 10) haben die systolischen Geschwindigkeiten nach einer langen diastolischen Periode erhöhte Werte im Vergleich zu denen nach einer kurzen diastolischen Periode Periodendauer, da eine erhöhte ventrikuläre Füllung während der längeren Diastole das ventrikuläre Auswurfvolumen erhöht. Diese Variation der systolischen Geschwindigkeit führt zu Unsicherheiten bei der Messung und beeinflusst die abgeleiteten Messungen des systolischen Verhältnisses. In solchen Fällen erfolgt ein ?PSV-Eintrag im Bewertungsformular. Wenn möglich, werden Messungen innerhalb einer Studie an jedem Ort ab einer Systole durchgeführt, die auf ein „normales“ diastolisches Intervall folgt.

Die korrekte Klassifizierung signifikanter Stenosen in mittelschwere oder schwere Kategorien ist sowohl für das klinische Management als auch für die Überwachung klinischer Studien von größter Bedeutung. Sonografische Fehler können, wenn sie bei der Auswertung nicht erkannt werden, zu einer Fehlklassifizierung führen. Abbildung 11 zeigt zwei Beispiele für Fälle, die vom Sonographen gemäß dem Protokoll falsch klassifiziert wurden.

Eine Flussumkehr im extrakraniellen Arteriensystem ist ungewöhnlich, außer in Fällen schwerer Stenose, Okklusion oder starker Aorteninsuffizienz. Abbildung 12 zeigt Beispiele für die Geschwindigkeitsumkehr. Die „Umkehrung“ der Doppler-Wellenform in Abbildung 12. In der Nähe der Karotisbifurkation konnte keine Flussumkehr erfolgen, da die Arterien proximal und distal normale Vorwärtswellenformen aufweisen. Dies ist ein Beispiel für die Wirkung eines komplizierten Flusses mit Geschwindigkeit in Richtung des Wandlers (in einem Winkel von 60 Grad zur Gefäßachse) in einem abgetasteten Teil der Halsschlagader während der zeitlichen Verzögerung am Ende der Systole. Dies wird oft als „Strömungsablösung“ bezeichnet. Diese Wellenform sollte nicht als Hinweis auf einen vom Kopf zum Herzen gerichteten Nettofluss in der Halsschlagader interpretiert werden. Die Messung des Nettoflusses erfordert eine vollständige Erfassung der Geschwindigkeiten senkrecht zu einer das Gefäß durchquerenden Oberfläche und die anschließende Integration von [Geschwindigkeiten*Fläche] zur Berechnung des momentanen Flusses. Eine einseitige systolische Flussumkehr im linken Wirbel (Abbildung 12B) kann auf eine Stenose am Ursprung hinweisen der linken Arteria subclavia, was zu einem Subclavia-Steal führt [31].

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Die Daten wurden in einer Datenbank zusammengestellt, die für die Analyse nach Patient, Seite, Behandlungsseite und/oder Zeitpunkt konfiguriert werden kann, um Längs- oder Querschnittsvergleiche zu ermöglichen.

Die Genauigkeit des Duplex-Doppler-Ultraschalls ist eines der am häufigsten diskutierten Themen in der Karotisdiagnostik. Karotis-Doppler-Geschwindigkeiten werden verwendet, um Arterien in stenotische Kategorien zu klassifizieren. Aus einer Untergruppe von Studien vor dem Eingriff wurden die Doppler-Geschwindigkeitswerte gegen angiographische Messungen in einer kleinen Teilpopulation aufgetragen [32] (Abbildung 13) und mit Literaturwerten verglichen [11]. Innerhalb des in dieser klinischen Studie verfügbaren Wertebereichs (blaue Dreiecke, Stenose 42 % DR bis 98 % DR) deutet die Beziehung nicht darauf hin, dass die systolische Geschwindigkeit eine gute Sensitivität oder Spezifität für den klinischen Klassifizierungsschwellenwert von 70 % DR bieten würde.

Die Wahl des Doppler-Winkels ist eine weitere häufig diskutierte Frage [33]: Sollte der Doppler-Winkel 60 Grad betragen oder den kleinstmöglichen Winkel, solange er weniger als 60 Grad beträgt? Für eine Untergruppe von Patienten mit Studien 1 Monat und 12 Monate nach dem Eingriff wurde die Änderung der kontralateralen systolischen und diastolischen Geschwindigkeiten gegen die Änderung des Doppler-Winkels aufgetragen (Abbildung 14) in Fällen, in denen während der beiden Studien unterschiedliche Doppler-Winkel verwendet wurden. Die positive Steigung, die die prozentuale Geschwindigkeitsänderung mit der Winkeldifferenz vergleicht, stimmt mit dem in Abbildung 6 gezeigten Experiment überein.

Diskussion

Die objektivste und umfassendste Übersicht über Untersuchungsmethoden der Halsschlagader ist die Carotis Ultrasound Consensus Conference 2002 [28]. Im Jahr 1997 entwickelte das Ultrasound Reading Center der University of Washington das Ultraschallprotokoll, das den später von der Konsenskonferenz angenommenen Empfehlungen entspricht, mit drei Ausnahmen: 1) Das UWURC empfiehlt die konsequente Verwendung eines Doppler-Untersuchungswinkels von 60 Grad; Die Konsensuskonferenz meldet Uneinigkeit, wobei einige Mitglieder 60 Grad und andere weniger als 60 Grad empfehlen; 2) Das diastolische Geschwindigkeitskriterium des UWURC-Dopplers für schwere Stenosen beträgt 1.4 m/s statt 1.0 m/s, wie von der Konsenskonferenz empfohlen;

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und 3) die UWURC gibt keine Empfehlung zur Auswertung von B-Mode- oder Farb-Doppler-Bildern, mit Ausnahme der Identifizierung der Position eines Stents an der Doppler-Probenstelle; Die Konsenskonferenz empfiehlt die Auswertung dieser Bilder, bietet jedoch keine quantitative Methode zur Berichterstattung über die Auswertung.

Die Konsenskonferenz erklärt: „Die Fähigkeit des Doppler-Ultraschalls, ... den Grad der Stenose abzuschätzen, war enttäuschend.“ Daher „kann Doppler-Ultraschall nicht zur Vorhersage eines einzelnen Prozentsatzes der Stenose verwendet werden“, aber „Kriterien sollten konsequent angewendet werden.“ ” „In der veröffentlichten Literatur finden sich zahlreiche Geschwindigkeitsschwellenwerte.“ „Das Gremium schlug vor, dass der ICA-PSV und das Vorhandensein von Plaque auf ... Bildern ... bei der Diagnose und Einstufung einer ICA-Stenose herangezogen werden sollten.“ „Das ICA-PSV ist leicht zu erhalten, gut reproduzierbar und sollte in Verbindung mit verwendet werden

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Graustufen und Farbdoppler …“ „Zwei zusätzliche Parameter, das ICA-zu-CCA-PSV-Verhältnis und das ICA-EDV, sind nützlich …“ Eine Zusammenfassung der empfohlenen Kriterien ist in Tabelle 3 des Konsenspapiers enthalten [28].

Das UWURC stimmt mit allen Ergebnissen überein, macht jedoch die folgenden geringfügigen Unterschiede für die Klassifizierung des Schweregrades einer Stenose geltend.

1. Die vor 1990 festgelegten UW-Klassifikationen basierten auf einer Untergrenze für schwere Stenosen von 80 % DR durch Angiographie: (NLD-MLD)/NLD, wobei ML der minimale Lumendurchmesser und NLD der normale Lumendurchmesser des Bulbus carotis (ACAS) ist Anschließend haben andere eine untere Grenze von 70 % angenommen, wobei NLD der normale Lumendurchmesser der A. ca. distal zur Stenose ist (NASCET-Methode). Im Allgemeinen beträgt der Bulbusdurchmesser das 1.5-fache des normalen distalen ICA-Durchmessers, also 70 % NASCET-Stenose = 80 % ACAS-Stenose.

2. Das Konsenspapier bietet zwei Kriterien für die 70 %-Stenose: PSV = 2.3 m/s und EDV = 1.0 m/s. Das UWURC empfiehlt EDV = 1.4 m/s. Da der UWURC die Geschwindigkeitswerte in die Datenbank einbezieht, können zukünftige Analysen jedes dieser Kriterien verwenden.

Es gibt auch einen philosophischen Unterschied zwischen dem Konsensdokument und den UWURC-Empfehlungen. Während das Konsensdokument empfiehlt, dass die Diagnose auf einer Kombination von Beobachtungen aus dem Graustufen-B-Modus-Bild, dem Farbdoppler und dem Spektraldoppler basieren soll, ist die genaue Methode der Kombination unklar und die Verwendung mehrerer Variablen oder Beobachtungen kann zu widersprüchlichen Ergebnissen führen. Die beiden alternativen Methoden, die im zusammenfassenden Teil des UWURC-Überprüfungsformulars verwendet werden – eine basierend auf dem höchsten PSV(ICA) mit EDV(ICA) und die andere basierend auf dem PSV(ICA)/PSV(CCA)-Verhältnis – stimmen nicht unbedingt überein sollten nicht gemeinsam verwendet werden, sondern es sollte eine Methode ausgewählt und konsequent angewendet werden.

Der Zusammenhang zwischen Doppler-Geschwindigkeit und angiographischer Stenose innerhalb des signifikanten Stenosebereichs interventioneller Studien ist schlecht. Die Sensitivität und Spezifität des Tests verbessert sich nur, wenn eine große Anzahl von Fällen mit minimaler oder keiner Stenose in die Tabelle einbezogen wird. Vielleicht waren wir naiv bei der Suche nach einer linearen Beziehung zwischen Doppler-Geschwindigkeit und stenotischem Durchmesser. Obwohl jede Gehirnhälfte eine konstante durchschnittliche Blutversorgung benötigt,

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Unabhängig von Intelligenz oder Beruf führt eine Stenose wahrscheinlich zu einer Flussumleitung auf andere potenzielle Kollateralbahnen (kontralaterale Arterien oder die ipsilateralen äußeren Halsschlagadern oder Wirbelarterien), wodurch der transstenotische Fluss und die Geschwindigkeit um ein unvorhersehbares Maß reduziert werden. Das Muster der Flussumlenkung könnte wichtige Informationen für die Geschwindigkeits-Stenose-Beziehung liefern und darüber hinaus Rückschlüsse auf rekrutierte Kollateralen ermöglichen, die dazu dienen könnten, das Schlaganfallrisiko unter das durch die Stenose allein vorhergesagte Risiko zu senken. Einige Sonographen geben das Verhältnis ((ipsilaterales CCA-PSV)/(kontralaterales CCA-PSV)) an, um die Diagnose einer ICA-Stenose zu unterstützen. Ein Wert unter 1.0, der auf eine Stenose hinweist, weist jedoch auch auf eine intrakranielle Kollateralisierung hin, die vor einem Schlaganfall schützen könnte. Obwohl der Karotis-Doppler seit einem Drittel eines Jahrhunderts klinisch eingesetzt wird, bleiben daher Rätsel bestehen und Möglichkeiten zur Verbesserung der Methode laden zur Erkundung ein.

Die Geometrie der Doppler-Gleichung sagt voraus, dass die Doppler-Frequenzverschiebung Null sein wird, wenn der Doppler-Winkel senkrecht (90 Grad) ist. Allerdings ist die Hüllkurve des Doppler-Frequenzverschiebungsspektrums selbst bei 90 Grad aufgrund der spektralen Laufzeitverbreiterung, der helikalen (laminaren) Strömung und der komplizierten turbulenten Strömung nicht Null. Diese Verbreiterung wirkt sich auf alle Doppler-Messungen aus, mit Ausnahme derjenigen, die bei einem Doppler-Winkel von null Grad durchgeführt werden. Leider ist bei der Ultraschalluntersuchung peripherer Arterien und Venen ein Dopplerwinkel von Null Grad nicht möglich. Infolgedessen nehmen alle „winkelkorrigierten“ Doppler-Geschwindigkeitsmessungen monoton mit dem Doppler-Winkel von null auf 90 Grad zu. Wenn die Dopplerfrequenz in der Dopplergleichung konstant gehalten wird und der Dopplerwinkel von 40 Grad auf 60 Grad geändert wird, erhöht sich die berechnete Dopplergeschwindigkeit um 42 % oder 2.1 % pro Grad. In Abbildung 6 erhöht sich der Geschwindigkeitswert zwischen der 1.5-Grad-Messung und der 40-Grad-Messung im PSV und einem EDV um etwa 60 % pro Grad und in der anderen EDV-Messung um 0.8 %. Beachten Sie, dass in Abbildung 14 die beste Anpassungslinie für die Messung der systolischen Geschwindigkeit um 1.8 % pro Grad zunimmt und die Messung der diastolischen Geschwindigkeit um 1.27 % pro Grad zunimmt. Diese Werte stimmen mit den Werten überein, die aus Abbildung 1 1.30 in Primozich [24] abgeschätzt werden können ] von 2 % pro Grad. Es bleibt zu klären, ob die statistisch signifikante Abhängigkeit vom Winkel ein wichtiger Faktor ist, der die Überwachungsgenauigkeit beeinflusst.

Schlussfolgerungen

Obwohl winkelangepasste Doppler-Geschwindigkeitsmessungen verwendet werden können, um den Schweregrad der Karotisstenose zu klassifizieren und die Veränderungen der Karotisstenose im Laufe der Zeit zu überwachen, sind diese Geschwindigkeitswerte, die aus der Messung einer Vektorkomponente des durch geometrische Winkelprojektion angepassten Geschwindigkeitsvektors berechnet werden, nicht gleich der Geschwindigkeit Komponenten parallel zur Gefäßachse, die zum Volumenstrom entlang der Arterie beitragen. Die winkelangepassten Geschwindigkeitswerte können nur für die empirische Klassifizierung basierend auf veröffentlichten Standards und für zeitweise Vergleiche von Werten bei jedem Patienten verwendet werden. Die Klassifizierungen sind nur gültig, wenn das Aufnahmeprotokoll mit dem Standard übereinstimmt.

Die Analysemethode des Ultrasound Reading Center für Duplex-Doppler-Daten der Halsschlagader wurde entwickelt, um mehrere im Konsensdokument und anderswo aufgeworfene Forschungsfragen zu beantworten:

1. Wie stark sollte eine Änderung der geschätzten ICA-Stenose als signifikant angesehen werden?

2. Welche Kriterien sollten zur Beurteilung von Patienten nach einer ICA-Revaskularisation herangezogen werden?

3. Beeinflusst der Grad der kontralateralen Stenose die ipsilateralen Diagnosekriterien?

Eine detaillierte Analyse der Daten wird sich in Zukunft mit diesen Fragen befassen und die Ergebnisse werden veröffentlicht.

Da die Klassifizierung von Stenosen in angiographische Kategorien durch Doppler Einschränkungen unterliegt, kann die Verwendung dieser kategorialen Variablen zur Überwachung einer revaskularisierten Arterie zur Messung der Haltbarkeit zu fehlerhaften Ergebnissen führen. Wenn sich in diesem Fall eine Stenose von einer „mittelschweren Stenose (50 %–79 % DR)“ zu einer „schweren Stenose (80 %–99 % DR)“ ändert, könnte die Änderung der Klassifizierung auf einen Anstieg des EDV von 1.38 m/h zurückzuführen sein. s auf 1.42 m/s. Eine so kleine Änderung der Messung weist möglicherweise nicht auf eine Änderung der Arterienmorphologie hin. Eine Alternative könnte darin bestehen, eine Änderung der Klassifizierung von „keine signifikante Stenose (<50 % DR)“ zu „schwere Stenose (80 %–99 % DR)“ zu fordern, was einer Änderung von PSV < 1.25 m/s zu einem EDV > entsprechen würde 1.4 m/s. Wenn dies das Kriterium wäre, könnte ein erhebliches Fortschreiten einer Stenose nicht erkannt werden. Wenn jedoch die Standardabweichung (SD) der PSV- oder EDV-Differenz zwischen den Besuchen gemessen wird, würde ein Anstieg des Wertes um mehr als 3 SD eine 99-prozentige Sicherheit dafür bieten, dass die Stenose schwerwiegender geworden ist. Ohne Behandlung wäre ein Wertverlust von mehr als 3 SD überraschend. Bei einer Studie mit 1000 Fällen wäre dieses seltene Ereignis jedoch in 10 Fällen zu erwarten, und zwar aufgrund der Messvariabilität und nicht wegen der Stenoseregression.

Forschungsuntersuchungen sind explorativ und darauf ausgelegt, eine Vielzahl von Fragen zu beantworten. Normalerweise erweist sich nur ein Teil der in einem Forschungsprotokoll gesammelten Daten als relevant für die letztendlich behandelten Fragen. Im Gegensatz dazu sollten klinische Untersuchungen so konzipiert sein, dass sie effizient feststellen, ob jeder Patient eine bestimmte behandelbare Erkrankung hat und ob die Behandlung seine Lebensqualität voraussichtlich verbessern wird. Um die Beratung zu klinischen Untersuchungsmethoden zu verfeinern, wird das UWURC Paare von Doppler-Geschwindigkeitsmessungen vergleichen, die im Rahmen des Forschungsprotokolls erfasst wurden, um in zukünftigen Veröffentlichungen die folgenden Fragen zu beantworten:

1) Sind drei Geschwindigkeitsmessungen im CCA erforderlich, um:

A. CCA-Erkrankung identifizieren?

B. Geben Sie einen Referenznenner für die ICA/CCAratio-Berechnung an?

2) Sind Messungen im ECA und VA für die klinische Bewertung wichtig?

3) Nehmen die kontralateralen Geschwindigkeiten ab, wenn eine ipsilaterale Stenose behandelt wird, was darauf hindeutet, dass:

A. Sind intrakranielle Kreuzkollateralen vorhanden?

B. ipsilaterale intrastenotische Geschwindigkeiten könnten aufgrund des Kollateralflusses verringert sein?

4) Sind bestimmte Geschwindigkeitswerte oder -verhältnisse prädiktiv für Komplikationen während der Revaskularisierung?

Die ersten beiden Fragen beziehen sich auf eine mögliche Vereinfachung der klinischen Untersuchung durch Weglassen überflüssiger Messungen. Die dritte Frage befasst sich mit einem Cofaktor in der Korrelation zwischen Doppler-Geschwindigkeiten und angiographischen Arteriendurchmessermessungen. Die vierte Frage legt nahe, dass aus einer vollständigen klinischen Untersuchung, einschließlich der Modulation des vorhergesagten Schlaganfallrisikos, zusätzliche Schlussfolgerungen abgeleitet werden könnten.

Natürlich sollte die klinische Karotisuntersuchung in zwei Untersuchungen unterteilt werden: 1) Screening-Untersuchungen mit hoher Sensitivität und akzeptabler Spezifität für Stenosen der inneren Halsschlagader, die in einer nicht spezialisierten Grundversorgung durchgeführt werden können, und 2) diagnostische Untersuchungen mit hoher Spezifität für schwere Karotisstenose mit „anfälliger“ Plaque, um sicherzustellen, dass Hochrisikopatienten einer geeigneten Behandlung zugeführt werden.

Wenn Karotisuntersuchungen gemäß dem Protokoll nicht verfügbar waren, hat das UWURC Daten von „klinischen Untersuchungen“ zu vollständigen Zeitpunkten im Datensatz akzeptiert. Die in die Studien einbezogenen Mindestdaten waren Einzelgeschwindigkeitsmessungen von der ICA und der CCA auf der ausgewerteten Seite. Der Nachweis einer einseitigen diastolischen Karotisgeschwindigkeit von mehr als 1.4 m/s wird allgemein als Beweis für eine Karotisstenoseerkrankung akzeptiert, der Nachweis einer nicht stenotischen Karotisbifurkation erfordert jedoch eine umfassendere Dokumentation.


Abkürzungen

ACAS: Studie zur asymptomatischen Karotis-Atherosklerose; CCA: Gemeinsame Halsschlagader; DR: Angiographische stenotische Durchmesserreduktion; EAV: End AccelerationVelocity; ECA: Äußere Halsschlagader; EDV: Enddiastolische Geschwindigkeit; F: Dopplerstrahl auf die Füße gerichtet, normaler Fluss „in Richtung“ des Wandlers; H: Dopplerstrahl auf den Kopf gerichtet, normaler Fluss „vom Schallkopf weg“; HMA: Handgemessener Winkel vom UWURC aus dem B-Modus-Bild; ICA: Interne Karotisarterie; MSA: Maschineneingestellter Winkel des vom Sonographen ausgewählten Doppler-Cursors; NASCET: Nordamerikanische Studie zur symptomatischen Karotis-Endarteriektomie; PSV: Systolische Spitzengeschwindigkeit; UWURC: University of Washington Ultrasound Reading Center; VA: Wirbelarterie.

Abkürzungen Präfixe

D: Distal; L: Links; M: Mitte; P: Proximal; R: Richtig; ? Wert aufgrund einer Arrhythmie unsicher.

Danksagung

Wir möchten uns bei Abbott Vascular, Boston Scientific, Guidant, Medtronic, NIH-NINDS R01 NS 38384 (CREST) ​​und privaten Spenden für die Unterstützung dieser Arbeit bedanken.

Autorenbeiträge

Der leitende Forscher des KWB entwarf Methoden, überprüfte Studien, analysierte Daten und verfasste den Text. ROB sorgte für die Datenverwaltung und -analyse. Die Datenanalyse erfolgte durch die DFL. JFP entwarf UWURC-Methoden und überprüfte Studien. PMS lieferte die Datenanalyse. ETS hat einen Großteil der UWURC-Studien gelesen. REZ, klinischer Direktor des UWURC, sorgte für die klinische Aufsicht, Analyse und Veröffentlichung des Zentrums. Alle Autoren haben das endgültige Manuskript gelesen und genehmigt.

Informationen der Autoren

Kirk W. Beach, Ph.D., MD Emeritierter Professor für Chirurgie und Bioingenieurwesen.

Robert O. Bergelin, MS, Direktor für Abteilungsinformatik

Daniel F. Leotta, Ph.D., Forschungsingenieur, Labor für Angewandte Physik

Jean F. Primozich, BS, RVT, leitender Gefäßtechnologe

P. Max Sevareid, MPH, Projektmanager

Edward T. Stutzman, BS, RVT, Gefäßtechnologe

R Eugene Zierler, MD, RVT, Professor für Gefäßchirurgie

Chirurgische Abteilung

Universität von Washington,

Seattle, WA 98195

[E-Mail geschützt]

Konkurrierende Interessen

Die Autoren erklären, dass sie keine konkurrierenden Interessen haben.

Eingegangen: 13. August 2010 Angenommen: 7. September 2010Veröffentlicht: 7. September 2010

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