3.5 Kontrastmittelgestützte Sonographie (CEUS) der Nieren
Die Einstellungen wurden mit einem mechanischen Index (MI) von weniger als 0,1, einer Schalleistung von 60%, einen Dynamikbereich von 66, der Farbskala 0/3 für den Linear- und 3/0 für den Konvexschallkopf und einem Schalldruck von unter 7%
gewählt und für alle folgenden Untersuchungen gespeichert.
Die Hunde wurden in Rückenlage mit leicht erhöhtem Kopf positioniert. An den Venenverweilkatheter wurde ein Drei-Wege-Hahn angeschlossen und das Abdomen großzügig freigeschoren. Zunächst wurden die Nieren im nativen Ultraschall möglichst longitudinal ohne darüberliegende, artefaktverursachende Strukturen wie Rippen oder Darm dargestellt.
Anschließend folgte die kontrastmittelgestützte Sonographie, beginnend bei der linken Niere. Das Kontrastmittel wurde hierzu nach Angaben des Herstellers vermischt und kräftig geschüttelt, um die Suspension mit den Mikrobläschen herzustellen. Diese wurde dann in einer Konzentration von 0,06 ml/kg KGW in einer 2 ml Spritze aufgezogen und mit dem geraden Stück des Drei-Wege-Hahns verbunden. Auf die seitliche Öffnung wurde eine Spritze mit 2 ml Kochsalzlösung gesetzt. Nach Start des Kontrastmodus im Ultraschallgerät und Ablauf eines drei-sekündigen Countdowns, wurde zunächst die SonoVue®-Suspensionund unmittelbar darauf die Kochsalzlösung appliziert. Die Kontrastmittelanreicherung im Nierengewebe wurde in drei aufeinanderfolgenden Videosequenzen (Loops) von je 60 s aufgezeichnet. Nach Beendigung der CEUS mittels Linearsonde wurde der MI erhöht, bis kein Kontrastmittel mehr darstellbar war. Im Anschluss wurde der MI wieder auf < 0,1 eingestellt und es erfolgte dieselbe Prozedur für die Konvexsonde.
Die Rohdaten von jedem Tier wurden auf einem externen Datenträger gespeichert, um die Analysen sowohl mit der geräteinternen Quantifizierungssoftware als auch an einem separaten Computer mit Hilfe der Auswertungssoftware Vuebox® durchzuführen.
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3.5.1 Auswertung der CEUS-Zeit-Intensitäts-Kurven mittels interner Software des GE Logiq E9
Die Analyse der CEUS-Daten wurde direkt am Gerät mit den gespeicherten Rohdaten durchgeführt. Es gab keine Möglichkeit, die drei aufeinanderfolgenden Videosequenzen miteinander zu verbinden, so dass jede Minute einzeln analysiert werden musste. Die erste Minute der Messdaten wurde für die Anflutungskurve verwendet, die zweite Minute für die Auswaschkurve. Die dritte Minute wurde nicht analysiert, da keine relevante Menge an Kontrastmittel mehr in den Nieren darzustellen war.
Jeweils drei ROIs mit einer Fläche von 2 x 2 mm wurden in der schallkopffernen Nierenrinde, in der schallkopfnahen Nierenrinde und im Nierenmark platziert. Im Idealfall war die jeweils mittlere ROI mittig in der Longitudinalachse der Niere positioniert und die beiden seitlichen ROIs auf selber Höhe in einem Abstand von 1,5 cm. Da diese ROI-Positionierung aufgrund von Bewegung und Artefakten nicht immer möglich war, musste der Abstand manchmal variiert werden und ROIs näher zusammen oder weiter auseinander gerückt werden. Die einzige Möglichkeit Bewegungen zu kompensieren bestand darin, die ROIs während des Videos manuell zu versetzen, um den Bewegungen der Niere zu folgen oder kurzfristig artefaktverursachenden Strukturen auszuweichen. Darüber hinaus war keine weitere Bearbeitung des Clips möglich. Die Analyse wurde nach manueller Einstellung der Ankunftszeit des Kontrastmittels gestartet, woraufhin die Software eine An- bzw.
Abflutungskurve erstellte, aus der folgende Perfusionsparameter ermittelt werden konnten:
• Maximale Kontrastanreicherung (PE),
• Integral der Anflutungskurve (AUC),
• Anflutungszeit (AT),
• Zeit bis zur maximalen Anreicherung (TTP),
• Gradient der Anflutungskurve (WiGrad).
Sämtliche Analysedaten wurden im Anschluss an die Auswertung auf einem externen Datenspeicher gespeichert.
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3.5.2 Auswertung der CEUS-Zeit-Intensitäts-Kurven mittels der Software Vuebox®
Die Quantifizierung mittels externer Software wurde an einem separaten Computer durchgeführt. In diesem Fall wurde für An- und Abflutung eine gemeinsame Kurve erstellt, indem die ersten zwei Minuten miteinander zu einem Video verlinkt wurden.
Vorhergehende humanmedizinische Studien zeigten, dass Clips mit einer Länge von 120 s ausreichen, um die renale Perfusion zu quantifizieren (CLAUDON et al. 2008).
Da die zeitbezogenen Parameter aus unserer und anderen veterinärmedizinischen Studien ähnliche Ergebnisse aufwiesen wie beim Menschen, wurden in dieser Studie ebenfalls 120 s analysiert.
Zunächst wurde überprüft, ob die Niere zu irgendeinem Zeitpunkt der Untersuchung das Ultraschallfenster atmungs- oder bewegungsbedingt verließ. Da die Bewegungskompensation der Software dies nicht mehr korrigieren konnte, wurden diese Momente aus der Videosequenz herausgeschnitten. Beim späteren Erstellen der Zeit-Intensitäts-Kurve wurde während dieser Fragmente nur das Echosignal eliminiert, während die Zeit auf der X-Achse fortgeschrieben wurde (s. Abb. 2).
Entsprechende Lücken in der Zeit-Intensitäts-Kurve wurden durch die Software
automatisch ergänzt.
Abb. 2: Zeit-Intensitäts-Kurven des Kontrastmittelsignals in zwei ROIs (grün und gelb) des Nierenkortex. In beiden Kurven wurde vom Zeitpunkt der maximalen Anreicherung (Pfeil) bis etwa zum Zeitpunkt der halben Abflutung (Klammer) ein artefaktbedingter Ausreißer durch
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Herausschneiden aus der Kurve eliminiert. An dieser Stelle sind keine Ausschläge um die geglättete Kurve erkennbar.
Anschließend wurde eine ROI großzügig um die Niere herum positioniert und die Bewegungskompensation aktiviert. Nun wurden die ROIs wie in der internen Software beschrieben in der Niere platziert und die Quantifizierung gestartet. Wie auch bei der internen Software wurde die Ankunftszeit des Kontrastmittels vom Untersucher manuell ermittelt. Die Software erstellte eine Zeit-Intensitäts-Kurve und ermittelte daraus die Parameter AT, TTP, WiAUC, WoGrad, WiGrad und PE. Die Analysen wurden auf der Festplatte des Computers gespeichert.
3.5.3 Beurteilung der CEUS-Kurven hinsichtlich ihrer Evaluierbarkeit Nach den Messungen wurden alle TICs der beiden verwendeten Programme beurteilt und in fünf verschiedene Kategorien hinsichtlich ihrer Auswertbarkeit eingeteilt. Orientierungspunkt für Ausschlusskriterien (Kategorien B - E) lieferte die beschriebene Kurvenform sedierter gesunder Hunde von Waller et al. (2007). Es wurden vier Gründe festgelegt, die zum Ausschluss einer Kurve führen konnten (Abb. 2).
Kategorie Merkmal
A Auswertbare Kurven
B Kurve weist mehrere Peaks auf
C Kaum/ keine Anflutung
D Späte und niedrige Anflutung
E Späte Anflutung
Abb. 2: Darstellung der Voraussetzungen für die Zugehörigkeit in die Kategorien A, B, C, D oder E
Für die Kategorien D und E wurden Schwellenwerte von 28 dB für Vuebox® und 14 dB für die interne Software, sowie eine TTP von höchstens 20 s für die Rinde und 30 s für das Mark definiert. Auch diese Werte wurden in Anlehnung an die Ergebnisse vorheriger Studien erstellt (WALLER et al. 2007; HAERS et al. 2013).
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Trafen ein oder mehrere Merkmale zu, wurde die Kurve als "nicht auswertbar"
eingestuft. Die Anzahl auswertbarer Kurven und die Zugehörigkeit der nicht auswertbaren Kurven zu den verschiedenen Kategorien wurden in einer Exceltabelle notiert. Im Anschluss erfolgte der statistische Vergleich, mit welcher Methode die größte Anzahl auswertbarer Kurven erhalten wurden. Untersucht wurden die linke und die rechte Niere, die Linear- und die Konvexsonde, die interne und die externe Software und die Platzierung der ROIs. Bei der Platzierung der ROIs wurde analysiert, ob die mittlere ROI Unterschiede in der Auswertbarkeit verglichen mit der rechten oder linken ROI aufweist und ob der schallkopfnahe Kortex sich hinsichtlich der Auswertbarkeit der Zeit-Intensitäts-Kurven vom schallkopffernen Kortex unterscheidet.
Um eine Aussage über die Reproduzierbarkeit der Messwerte erhalten zu können, wurde der Versuch mit der Linearsonde mittels beider Softwaremodalitäten an der linken Niere bei fünf Tieren erneut dreimal hintereinander und von zwei unabhängigen Untersuchern durchgeführt und ausgewertet. Weiterhin wurden diese 15 Messungen zusätzlich mit veränderter ROI-Größe durchgeführt (ca. 4 X 4 mm Durchmesser), um einen Einfluss der Größe der ROIs auf die Messergebnisse zu untersuchen. Die Differenzen der Werte der zwei Untersucher und der unterschiedlichen ROI-Größen wurden hinsichtlich statistisch signifikanter Unterschiede analysiert.