4. Diskussion
4.7. Korrelation von Stenosefläche und angiographisch ermittelten
Von den Leitern der ECST- und NASCET Studie CP Warlow und HJM Barnett ist früh darauf hingewiesen worden, dass es nicht zulässig ist, die Angiographie als Verfahren zur Bestimmung eines linearen Stenosegrades mit planimetrisch errechneten Flächenstenosegraden zu vergleichen [21] [87]. In unseren Untersuchungen lässt sich bestätigen, dass der angiographisch ermittelte Stenosegrad nach NASCET Kriterien eher dazu neigt, eine Stenose zu unterschätzen. Die Übereinstimmung des ermittelten Stenosegrades mittels NASCET Kriterien mit der biplanen Stenosebestimmung als Referenzwert zeigte lediglich eine Übereinstimmung von 56% mit einem Kappa von 0,35 („fair“). Dies zeigte sich auch in der Untersuchung von Hoffmann, bei der die linearen
Messmethoden, auch die der ECST, die tatsächliche Stenose um 13%, die NASCET-Bestimmung sogar um 19% unterschätzte [61] [62].
Bekannt ist, dass die Angabe eines linearen Stenosegrades nur ungenaue Angaben über die tatsächliche Flächenreduktion geben kann. So entspricht z.B.
eine 50%ige lineare konzentrische Lumeneinengung rechnerisch einer 75%igen Flächenreduktion und eine 70%ige lineare Stenose einer 91%igen Flächen-stenose [88] [15]. Die FlächenFlächen-stenoseermittlung mittels Duplexsonographie (FDSarea) hingegen war in unserer Untersuchung mit einer Übereinstimmung von 93% und einem Kappa von 0,89 („almost perfect“) überzeugend.
Die Diagnosefähigkeit der FDSarea-Messung war den NASCET Bestimmungen gegenüber insbesondere hinsichtlich der Sensitivität und der positiven
Vorhersage in allen Stenosekategorien deutlich überlegen (Tabellen 15 und 16).
57
4.8. Korrelation von Stenosefläche und
Strömungsparametern
Bei der Validierung der IVR haben wir als Referenzwert die duplexsonographisch planimetrisch bestimmte proportionale Flächenreduktion verwendet, da die Durchführung einer intraarteriellen Angiographie im Rahmen einer prospektiven Untersuchung aufgrund der mit diesem Verfahren verbundenen Risiken ethisch nicht vertretbar gewesen wäre. Zum anderen werden angiographische Verfahren im Wesentlichen zum Nachweis und zur Therapieplanung von hochgradigen Stenosen eingesetzt, so dass Stenosen mit einer Flächenreduktion unter 70%
angiographisch eher Zufallsbefunde darstellen. Die Verwendung der
prozentualen Flächenreduktion als Referenzwert wurde auch deshalb gewählt, weil Stenoseindizes auf physikalischen Gesetzmäßigkeiten begründet sind und nach dem Kontinuitätsgesetz eine proportionale Zunahme der
Strömungsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Querschnittsreduktion besteht.
Als Ergebnis unserer Arbeit zeigte die Integrale-Velocity-Ratio (IVR) mit einem Rangkorrelationskoeffizienten von 0,97 nach Spearman von allen
Strömungsparametern die höchste Korrelation mit der Stenosefläche.
In der Fähigkeit, Stenoseflächen exakt zu bestimmen, zeigten sich die Stenoseindizes den anderen Parametern wie systolische
Maximalgeschwindigkeit und enddiastolische Geschwindigkeit in Sensitivität, Spezifität sowie positivem und negativem Vorhersagewert deutlich überlegen.
Bei den Stenoseindizes wiederum zeigte sich die IVR sowohl in Sensitivität und Spezifität als auch in positivem und negativem Vorhersagewert der PVR
überlegen. Die PVR zeigt dabei bei den zur Therapieplanung bedeutenden Stenosegruppen von 70-79% und 80-89% eine Sensitivität sowie einen positiven Vorhersagewert von < 0,8. Bei der IVR betrugen die Schwellenwerte für die Diagnosefähigkeit einer 70-79%igen Stenose 3,3 – 4,4, für 80-89%ige Stenosen 4,5 – 6,5 und für über 90%ige Stenosen > 7,0. Ein PVR-Wert von > 5,4 zeigte eine Sensitivität von 0,91 sowie einen positiven Vorhersagewert von 0,83 für die Diagnosefähigkeit einer > 90%igen Querschnittsreduktion.
Ein in der Literatur angegebener PVR-Wert von 4,0 für die Diagnosefähigkeit einer > 90%igen Flächenstenose ließ sich in unserer Arbeit nicht bestätigen. Ein PVR-Wert von 4,0 – 5,4 korrelierte mit einer Sensitivität von 0,75 und einem positiven Vorhersagewert von 0,78 mit der Diagnosefähigkeit einer 80-89%igen
Stenose. Damit sind die Ergebnisse unserer Arbeit am ehesten mit den
Ergebnissen der Arbeit von Filis vergleichbar, der einen PVR-Wert von > 5,0 für eine > 90%ige Flächenstenose beschreibt [89]. Die Schwellenwerte der IVR korrelieren in den einzelnen Stenosegruppen gut mit den von Ranke
angegebenen MVR-Werten, was für eine Vergleichbarkeit der beiden Methoden spricht.
Unter Berücksichtigung der Ergebnisse von Ranke ist auch für die IVR eine weitgehende Unabhängigkeit von Gerät und Untersucher zu erwarten. Im Vergleich mit der MVR ist die IVR einfacher und bei nahezu jedem Patienten zu bestimmen [10]. Die IVR stellt neben der MVR einen standardisierten Parameter dar, der farbduplexsonographisch bestimmte Stenosegrade reproduzierbar macht und eine bessere Vergleichbarkeit der Untersuchungsbefunde gewährleistet.
59
4.9. Schlussfolgerungen
Die Bestimmung der Integrale-Velocity-Ratio (IVR) stellt ein einfaches und schnell durchführbares duplexsonographisches Messverfahren dar, das in ähnlicher Weise wie die MVR die mittlere Geschwindigkeit analog zum
physikalischen Kontinuitätsgesetz berücksichtigt. Daher ist eine Ermittlung der PSV, EDV und deren Kombinationen nicht erforderlich, so dass diese
Arbeitsschritte bei der Untersuchung eingespart werden können. Ähnlich wie bei der MVR ist zu erwarten, dass die IVR weitgehend unabhängig von Gerät und Untersucher ist, was in weiteren Untersuchungen bestätigt werden muss.
Die Bestimmung der IVR zeigt im Vergleich mit den anderen FKDS Parametern die beste positive Korrelation mit der duplexsonographisch bestimmten lokalen Stenosefläche, die in dieser Arbeit als zuverlässig ermittelbar angiographisch bestätigt werden konnte. Darüber hinaus sind die IVR-ermittelten Stenoseflächen und die mathematisch zu erwartenden Korrelationen zwischen Stenose und Flussgeschwindigkeit nahezu kongruent, was darauf hinweist, dass die IVR in der Lage ist, die anatomische Stenosierung fast perfekt abzubilden.
Hinsichtlich ihrer Sensitivität und auch des positiven Vorhersagewertes ist die IVR den anderen FKDS Parameter überlegen.
Anhand der IVR kann bei den durch uns statistisch festgelegten Cutpoints der Stenoseareale eine zuverlässige Einschätzung der ACI Stenosen mittels der gefertigten Stenoseskala erreicht werden.
Eine weitere angiographische Bestimmung des Stenosegrades kann entfallen, die Operationsindikation wird nach duplexsonographischen Kriterien anhand der Empfehlungen der großen Studien gestellt.
5. Zusammenfassung
Nach den Ergebnissen der großen Multicenterstudien ist die exakte
Quantifizierung von Karotisstenosen zur Therapieplanung von entscheidender Bedeutung.
Als duplexsonographische Stenosegradkriterien sind die systolische und diastolische Maximalgeschwindigkeit sowie die Peak-Velocity-Ratio (PVR) anerkannt.
Da die diastolischen Geschwindigkeitsanteile bei der PVR unberücksichtigt bleiben, haben wir untersucht, ob ein Stenoseindex auf Basis der integralen Geschwindigkeit zur Bestimmung des Stenosegrades besser geeignet ist.
Bei der integralen Stömungsgeschwindigkeit handelt es sich um eine über die Zeit gemittelte Geschwindigkeit, die sowohl die systolischen als auch die diastolischen Geschwindigkeitsanteile einschließt.
Auf der Basis integraler Geschwindigkeiten haben wir in unserer Klinik die Integrale-Velocity-Ratio (IVR) als neuen Stenoseindex entwickelt.
Dieser Index errechnet sich durch Division der integralen intrastenotischen durch die integrale prästenotische Geschwindigkeit.
Seit Oktober 2002 wird in unserer Klinik bei allen duplexsonographischen Untersuchungen der supraaortalen Arterien die IVR routinemäßig bestimmt.
Im Rahmen einer retrospektiven Untersuchung haben wir bei 366
Karotisbifurkationen die duplexsonographisch ermittelten Stenosegrade mit angiographischen Befunden verglichen.
Der Nachweis einer Karotisstenose >70% nach ECST-Kriterien gelang bei einer IVR von >6,9 mit einer Sensitivität von 94%, einer Spezifität von 99%, einem positiven Vorhersagewert von 97% und einem negativen Vorhersagewert von 98%.
Die IVR zeigte sich im Vergleich mit der PVR in Bezug auf den positiven Vorhersagewert mit 97% gegenüber 75% deutlich überlegen.
Die Bestimmung der Integrale-Velocity-Ratio ist ein einfaches Verfahren, das eine hohe positive Korrelation mit dem angiographisch bestimmten Stenosegrad zeigt und der Peak-Velocity-Ratio in Bezug auf den positiven Vorhersagewert überlegen ist.
61
6. Literaturverzeichnis
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69
7. Datenblätter
Datenblatt zum Kollektiv A
Pat
165 71 männlich 94 8,2 90 90 - 99% 82 80 - 89% 70/67 91/89
71
232 75 männlich 91 11 92 90 - 99% 86 80 - 89% 71 92
233 52 männlich 94 8,2 93 90 - 99% 83 80 - 89% 73 93
235 70 männlich 86 5,5 85 80 - 89% 89 90 - 99% 67 89
236 77 männlich 82 5,6 82 80 - 89% 75 70 - 79% 58 82
Datenblatt zum Kollektiv B
73
96 weiblich 69 2,4 53 2 105 24 51 8
127 weiblich 82 2,1 53 1,8 45 12 25 4
154 weiblich 72 2 44 1,7 98 27 58 12
154 weiblich 72 1,9 43 1,5 103 27 66 11
91 männlich 71 0,9 40 0,8 53 20 70 18
94 männlich 66 0,9 36 0,8 65 17 77 20
88 männlich 56 1,3 36 1,2 68 20 58 14
89 männlich 47 1,3 33 1,6 55 22 48 14
88 männlich 56 1 30 0,8 60 18 72 17
90 männlich 66 0,9 25 9,8 37 10 48 9
89 männlich 47 1,3 25 1 62 25 60 16
90 männlich 66 1,3 15 0,9 57 17 62 12
93 weiblich 51 0,8 15 0,8 59 19 74 20
93 weiblich 51 1,5 11 1,2 72 28 62 16
75
Datenblatt zum Kollektiv B mit Angabe der prozentualen und
absoluten Stenosefläche
Pat_ID Stenosefläche (Prozent) Stenosefläche
(cm² Restlumen) PSV_ACI IVR PVR
180 85 0,083 212 5,4 4,3
77
129 58 0,123 106 2,2 1,8
136 57 0,225 107 2,1 1,8
96 53 0,185 105 2,4 2
127 53 0,203 45 2,1 1,8
154 44 0,261 98 2 1,7
154 43 0,250 103 1,9 1,5
91 40 0,289 53 0,9 0,8
94 36 0,432 65 0,9 0,8
88 36 0,293 68 1,3 1,2
89 33 0,331 55 1,3 1,6
88 30 0,396 60 1 0,8
90 25 0,265 37 0,9 9,8
89 25 0,366 62 1,3 1
90 15 0,255 57 1,3 0,9
93 15 0,266 59 0,8 0,8
93 11 0,555 72 1,5 1,2
8. Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1: Acuson Sequoia 512 ... 13
Abbildung 2: Bestimmung der Duplexparameter ... 14
Abbildung 3: Bestimmung der PVR ... 15
Abbildung 4: Bestimmung der DVR... 16
Abbildung 5: Bestimmung der IVR ... 17
Abbildung 6: Bestimmung der Cross section area... 18
Abbildung 7: Bestimmung des Stenosegrades nach NASCET ... 18
Abbildung 8: Bestimmung des Stenosegrades nach ECST ... 20
Abbildung 9: Bestimmung des Stenosegrades nach ECSTbi ... 21
Abbildung 10: Datenmaske Duplexparameter ... 22
Abbildung 11: Datenmaske Angiographieparameter ... 22
Abbildung 12: Box and whisker plot ... 23
Abbildung 13: Streuung der Mittelwerte von NASCET, FDS und ECST-bi .... 26
Abbildung 13: Streuung der Mittelwerte von NASCET, FDS und ECST-bi .... 26