B-Bild und dopplersonographische Evaluation von Nieren vor und nach Lebendnierenspende

(1)

B-Bild und Dopplersonographische Evaluation von Nieren vor und nach Lebendnierenspende

INAUGURAL-DISSERTATION

Zur Erlangung des Grades einer DOKTORIN DER VETERINÄRMEDIZIN

(Dr.med.vet.)

durch die Tierärztliche Hochschule Hannover

vorgelegt von NIKE SCHULTE-LOH

aus Braunschweig

Hannover 2005

(2)

Wissenschaftliche Betreuung: Prof.Dr. L.Szentkuti,

Tierärztliche Hochschule Hannover, Institut für Physiologie

Prof. Dr. J.Radermacher Klinikum Minden

Akadem. Lehrkrankenhaus der Medizinischen Hochschule Hannover Abteilung für Nephrologie

1.Gutachter: Prof. Dr. Szentkuti;

2.Gutachter: Prof. Dr. Meyer-Lindenberg;

Tag der mündlichen Prüfung: 25.11.2005

(3)

Meiner Mutter und meinen Geschwistern in Dankbarkeit

(4)

(5)

INHALTSVERZEICHNIS

1 EINLEITUNG 1 - 3

2 LITERATURÜBERSICHT 4 - 11

2.1DIE NORMALE NIERE IM SONOGRAPHISCHEN BILD 4-5 2.2MENSCHEN NACH DER EIGENNIERENSPENDE 6-7 2.3B-BILD UND FARBDOPPLER 7-9 2.4RESISTANCE INDEX (RI) 9-10 2.5NIERENTRANSPLANTATION BEIM KLEINTIER 11

3 MATERIAL UND METHODEN 12- 30

3.1.1GRUPPE A:AKZEPTIERTE LEBENDNIERENSPENDER 12-16 3.1.2GRUPPE B:DIABETIKER 16-17

3.1.3GRUPPE C: HYPERTONE NEPHROSKLEROTIKER 17 3.2 Untersuchungstechnik der Niere 18-19

3.3.1QUANTIFIZIERBARE PARAMETER BEI PATIENTEN MIT GESUNDER N^IERE 19 3.3.2 Nierenvolumen 19-20 3.3.3 Body-mass-Index (BMI) und Körperoberfläche 20-21 (Body surface area, BSA)

3.4AUSWERTUNG NACH LEBENDNIERENSPENDE 21 3.4.1PROTEINURIE 21-22 3.4.224STUNDEN-BLUTDRUCK 22 3.4.3BLUTUNTERSUCHUNGEN 22

3.4.4ERWARTETER RESISTANCE INDEX 23

3.5STATISTISCHE AUSWERTUNGEN 23-24 3.5.1 Kolmogorov-Smirnov-Test und Shapiro-Wilk-Test 24-26

(6)

3.5.2 t-Test, ANOVA, Konfidenzintervall 26 3.5.3 Pearson-Korrelation 27 3.5.4 Regressionsanalyse 27- 30

4 ERGEBNISSE 31- 63

4.1CHARAKTERISIERUNG DER UNTERSUCHTEN PATIENTEN 31 4.1.1TESTS AUF NORMALVERTEILUNG BEI DIABETIKERN, 32-34

NEPHROSKLEROTIKERN UND SPENDERN

4.1.2CHARAKTERISTIKA DER DIABETIKER, DER NEPHROSKLEROTIKER UND DER

SPENDER 35-37 4.2.1ERMITTLUNG VON KORRELATIONEN DER DIABETIKER DURCH PEARSON 38-40

KORRELATION UND T-TEST

4.2.2ERMITTLUNG VON KORRELATIONEN DER PATIENTEN MIT NEPHROSKLEROSE

DURCH P^EARSONKORRELATION UND T-TEST 31-43 4.2.3ERMITTLUNG VON KORRELATIONEN DER LEBENDNIERENSPENDER

DURCH P^EARSONKORRELATION UND T-TEST 44-46 4.2.3.1 Korrelationen von Körpergröße,-Gewicht, BMI und BSA der 47-49 der Spender mit der Nierenlänge und dem Nierenvolumen

4.2.4 Korrelationen des RI der Diabetiker,Nephrosklerotiker und Spender 50-51 mit dem Alter

4.3AUSWERTUNG NACH LEBENDNIERENSPENDE 52-59 4.3.1SELEKTIERUNG VON RISIKOGRUPPEN 60-63

5 DISKUSSION 64- 70

5.1QUANTIFIZIERUNG EINER GESUNDEN NIERE 64-67 5.2ENTWICKLUNG NACH LEBENDNIERENSPENDE 67-70

(7)

6 ZUSAMMENFASSUNG 71- 72

7 SUMMARY 73

8 LITERATURVERZEICHNIS 74- 86

9 ANHANG 87-94

9.1 Abbildungen 87 9.2 Tabellen 88-96

(8)

Abkürzungsverzeichnis

α Winkel Alpha zwischen Ultraschallimpuls und Gefäß

B sonographisch ermittelte Nierenbreite BMI Body Mass Index

BSA Body Surface Area C Schallgeschwindigkeit ECHTRI echter Resistance Index ERWARTRI erwarteter Resistance Index EKG Elektrokardiogramm

F Senderfrequenz G Körpergewicht

GFR glomeruläre Filtrationsrate HbA1c glycosyliertes Hämoglobin K Körpergröße in cm

k Konstante nach Dubois Formel 0,007449 L sonographisch ermittelte Nierenlänge LBREITE Breite der linken Niere

LLAENGE Länge der linken Niere

LPARENCH Parenchymdicke der linken Niere

LIRINA Resistance Index der linken Nierenarterie LTIEFE Tiefe der linken Niere

LVOLUME Volumen der linken Niere

MHH Medizinische Hochschule Hannover MhZ Megaherz

p Parenchymdicke der Niere

pAVK periphere arterielle Verschlusskrankheit PI Pulsatility Index

PTT partielle Thromboplastinzeit p-Wert Signifikanz

R² Korrelationskoeffizient

(9)

RBREITE Breite der rechten Niere

RERINA Resistance Index der rechten Nierenarterie RI Resistance Index

RLAENGE Länge der rechten Niere

RPARENCH Parenchymdicke der rechten Niere RTIEFE Tiefe der rechten Niere

T sonographisch ermittelte Nierentiefe V Blutflußgeschwindigkeit

Vgesch geschätztes Nierenvolumen

Vmax maximale syst. Blutflußgeschwindigkeit Vmin minimale diastol. Blutflußgeschwindigkeit ZRB Zentrales Reflexband

(10)

(11)

1 Einleitung

Angesichts einer ständig ansteigenden Wartezeit für eine Leichennieren-

transplantation erlangt die Evaluation geeigneter Lebendnierenspender aus dem Verwandten- oder Freundeskreis in der Humanmedizin eine zahlenmäßig stetig wachsende Bedeutung.

In Deutschland ist der Prozentsatz der Lebendnierenspenden im Verhältnis zur Gesamtzahl transplantierter Nieren in den letzten 10 Jahren von drei auf sechzehn Prozent angestiegen. In Skandinavien erreicht der Anteil der Lebendnierenspender bis zu fünfzig Prozent (KOVARIK; 2003).

Auch bei niereninsuffizienten Hunden und Katzen gewinnt die Nierentransplantation als Therapie insbesondere in Amerika an Bedeutung (GREGORY et al., 1992;

MATHEWS, 1996; MATHEWS, 1997a ; MATHEWS, 1997b; ADIN, 2002; BOUMA et al., 2003).

Um bei der humanmedizinischen Lebendnierentransplantation das Kollektiv der Spender nicht zu gefährden, sind Erkrankungen, die nach einer Nephrektomie gehäuft zu einer Verschlechterung der Nierenfunktion führen können, im Vorfeld auszuschließen (CORRAL MOLINA et al., 2005; DIAZ et al., 2005; GUTIERREZ- DALMAN et al., 2005). Derartige Erkrankungen sind insbesondere eine vorbestehende Hypertonie oder ein latenter Diabetes mellitus. Aber auch bei einseitig verkleinerten Nieren sollte eine Nephrektomie nicht erwogen werden, da zum Einen der Spender bei Nephrektomie der größeren Niere selbst niereninsuffizient werden könnte und zum Anderen der Empfänger bei Implantation dieser verkleinerten Niere nicht mit einer adäquaten Nierenfunktion rechnen kann.

Das primär zur Bildgebung eingesetzte diagnostische Verfahren in der Evaluation potentieller Nierenspender ist die Sonographie (HILBORN et al., 1997; VENTUROLI et al., 2000). Erst wenn die Eignung des potentiellen Spenders prinzipiell feststeht, wird eine intraarterielle Angiographie oder Kernspin-Angiographie eingesetzt, um die Gefäßversorgung der Niere (Ein- oder Mehrgefäßversorgung im Rahmen der

(12)

Operationsplanung) sicher darzustellen.

Es ergibt sich die Frage, inwieweit die Abdomensonographie geeignet ist eine normale Nierengröße festzustellen und gegebenenfalls auch Aussagen zur Vorschädigung von Nieren durch einen Bluthochdruck oder einen Diabetes mellitus festzustellen. In der Literatur finden hierbei sehr weit gefasste Normwerte insbesondere für die Nierenlänge Verwendung. Als normal gilt eine Nierenlänge von 9 bis 12 cm (BARTON et al.,2000; BUCHHOLZ et al.,2000; EMAMIAN et al.,1993;

MILETIC et al.,1998; SAHNI u. SOHDI, 2001). Dieses Maß ist aber in nicht hinreichend geklärter Weise an die Körpergröße des Patienten gebunden.

Die erste Aufgabenstellung, mit der sich die nachstehende Abhandlung auseinanderzusetzen hatte, lautete somit, an erwachsenen Personen, die für eine Nierenspende als geeignet erklärt wurden und damit sicher gesund waren, ein verlässliches Normalmaß für die Nierengröße in Abhängigkeit von anthropometrischen Parametern zu finden. Außerdem sollten die Nierengrößen der gesunden Patienten mit denen von an Diabetes Mellitus und Nephrosklerose erkrankten Patienten verglichen werden.

Die zweite Fragestellung betraf die dopplersonographische Differenzierung zwischen Patienten mit normaler Nierenfunktion und solchen mit einer hypertensiven Nephrosklerose und/oder diabetischen Glomerulosklerose. Bei den beiden letzteren Erkrankungen ist bekannt, dass sie mit einer Erhöhung des dopplersonographisch messbaren Widerstandsindex einhergehen (GALESIC et al., 2000; OHTA et al., 2005). Der renale Widerstandsindex wiederum steigt in Abhängigkeit vom Lebensalter stetig an (KEOGAN et al.,1996; SCHOLBACH,1996).

Wir untersuchten daher zum einen, ob diese bekannte Altersabhängigkeit auch bei Patienten besteht, deren Nierenfunktion als sicher normal bewertet wurde und bei denen die oben genannten Erkrankungen Diabetes mellitus und Bluthochdruck sicher nicht vorlagen und zum anderen untersuchten wir, ob sich Trennwerte in der Dopplersonographie finden lassen, die es erlauben zwischen normalen Nieren und solchen mit diabetischer Glomerulosklerose oder hypertensiver Nephrosklerose zu unterscheiden.

Die letzte Fragestellung schließlich betrifft den Verlauf nach Lebendnierenspende.

Hier wollten wir feststellen wie häufig eine Hypertonie und Nierenfunktionseinschränkung nach Nephrektomie auftrat, und ob ein

(13)

Zusammenhang mit den vor der Spende bestimmten Blutdruckwerten und Nierenfunktionswerten bestand. Die im Rahmen dieser Arbeit ermittelten hannoverschen Daten sollten schließlich mit entsprechenden Literaturdaten verglichen werden.

(14)

2 Literaturübersicht

2.1. Die normale Niere im sonographischen Bild

Die Nieren zählen zu den Organen, die sonographisch in allen Altersstufen nahezu immer gut und vollständig darzustellen sind (KOPP, 2001). Die normale Leber und Milz sind spätestens ab dem fünften Lebensjahr echodichter als die Nieren. Letztere liegen retroperitoneal und sind jeweils von einer Kapsel umgeben. Ihre Längsachsen verlaufen im Normalfall von mediodorsal nach lateroventral. Der obere Nierenpol der rechten Niere befindet sich auf der Höhe des zwölften Brustwirbelkörpers, der untere auf der Höhe des dritten Lendenwirbelkörpers. Die Nierenpole der linken Niere sind um ein bis zwei Zentimeter nach kranial verschoben. Die Entfernung der Nieren zur Mittellinie variiert von fünf bis sieben cm und hängt von der Körpergröße ab (GRABENSEE,1998).

Fährt man mit dem Schallkopf in Längsrichtung von der Lendenwirbelsäule parallel langsam nach lateral, wird die typische Form der Niere unmittelbar seitlich der Querfortsätze sichtbar. Ihr dorso-sagittaler Längsschnitt entspricht einer ellipsoiden- längsovalen Figur, die kranial leicht angehoben erscheint. Sie bewegt sich synchron zur Atmung nach kranial und kaudal. Im Idealfall ist das Nierenschnittbild dreischichtig. Es ist aufgeteilt in die periphere Rinden-Mark-Zone, den Pyramidenbereich und das zentrale Reflexband. Die Markpyramiden erscheinen im sonographischen Bild echoärmer als das Parenchym.

Die Konturen der Nierenform sind normalerweise kontinuierlich glatt und das Parenchymstrukturmuster homogen und einheitlich (GRABENSEE, 1998).

Über die normale Nierengröße und die sie quantifizierenden Parameter gibt es uneinheitliche Auffassungen. Es wird angegeben, dass Alter, Geschlecht und Rasse keinen nachweisbaren Einfluss auf das Nierenvolumen haben. Vielmehr stehen der Körperbau und damit die Body Surface Area und die Anzahl der Nephrone mit der normalen Nierengröße in engem Zusammenhang (HAUGSTVEDT u. LUNDBERG, 1980; KASISKE u. UMEN, 1986).

Bei einer Untersuchung des Gewichts und der Nierenmaße von Erwachsenen in Nordwest Indien wurde hingegen eine Korrelation von Geschlecht und

(15)

Nierenvolumen herausgestellt. Eindeutig waren die Nieren männlicher Versuchspersonen größer (SAHNI u. SODHI, 2001), wobei bedacht werden muss, dass Männer im Mittel auch größer und schwerer sind als Frauen.

In einer anderen Sonographiestudie über Nierendimensionen wurde die Körperoberfläche als praktikabler Bezugsparameter ausgeschlossen. Hier billigte man dem Renal Index mehr Aussagekraft zu (BARTON et al., 2000). Der Renal Index ermittelt sich bei BARTON (2000) aus Nierenparenchym-masse und Nierenlänge und wird in seiner Studie als Nierengrößenindex verwendet.

Ein Größenunterschied zwischen rechter und linker Niere wurde nicht festgestellt (CHANDRA et al., 1999; BARTON et al., 2000; BUCHHOLZ et al., 2000; SAHNI u.

SOHDI, 2001). Somit existieren bislang kaum praktikable Maßzahlen für eine normale Nierengröße beim Erwachsenen. Lediglich für Kinder sind durch umfangreiche Untersuchungen einheitliche Maßzahlen bekannt (HAUGSTVEDT u. LUNDBERG, 1980; CHANDRA et al., 1999).

So wurde beispielsweise in einer Studie das Nierenvolumen bei Kindern sonographisch untersucht und festgestellt, dass bei Kindern das Nierenvolumen dem doppelten Körpergewicht entspricht. Dreiundvierzig Kinder mit gesunden Urogrammen und Nieren normaler Länge und Parenchymdicke wurden mit einer Water-delay computerisierten Ultraschall Anlage untersucht. Die Nierenparenchymvolumina wurden bestimmt und im Verhältnis zum Körpergewicht gesetzt. Der Korrelationskoeffizient betrug hierbei 0,92. Die linke Niere war signifikant länger als die rechte Niere ( p kleiner als 0,001 ), dafür aber zumeist etwas breiter und dicker. Für den praktischen Gebrauch sollten dennoch beide Nieren als gleich groß betrachtet werden mit einem Volumen von 2,0+/-0,3 cm³ pro Kilogramm Körpergewicht (TROELL et al., 1988).

(16)

2.2 Menschen nach der Eigennierenspende

Nach zehn bis vierzehn Tagen Krankenhausaufenthalt benötigt der Nierenspender nach der Operation sechs bis acht Wochen Schonzeit bis er im Beruf wieder voll einsatzfähig ist und normal leben kann. Frühkomplikationen wie Wundinfektionen, Venenentzündungen oder Harnwegsinfekte treten zu etwa 10,7% auf.

Narbenprobleme als Spätkomplikation treten in 2,7% der Fälle auf (BAIER et al., 1999).

Nach der Nierenspende hypertrophiert die verbliebene Niere altersabhängig um ca.

20% (GOMEZ-ANSON et al., 1997). Die unilaterale Nephrektomie beeinflusst die Nierenfunktion nach den vorliegenden Studien nicht negativ.

Mehrere Arbeitsgruppen untersuchten in Langzeitstudien Nierenspender auf Bluthochdruck, Proteinurie und Kreatininclearance. Sie bestätigten, dass es bei der Mehrheit der Patienten keine signifikanten Spätfolgen gab und konstatierten, dass eine Nierenspende sicher ist und die verbliebene Niere in ihrer Funktion nicht beeinträchtigt (EDGREN et al.,1976; BERTOLATUS et al.,1985; CHAVERS et al.,1985; MATHILLAS et al.,1985; O`DONNEL et al., 1986; TALSETH et al.,1986;

WILLIAMS et al.,1986; BOHANNON et al., 1988; NAJARIAN et al.,1992; WESTLIE et al.,1993; FEHRMAN-EKHOLM et al.,1997; JOHNSON et al.,1997; HABERAL et al.,1998; TORONYI et al.,1998; DE GRAAF OLSON u. BOGETTI-DUMLAO, 2001).

Die Gefahr einer Niereninsuffizienz wird bei Nierenspendern nicht größer eingeschätzt als in der übrigen Bevölkerung (BIA et al., 1995).

Weiterhin wurden Gruppen von jüngeren und älteren Lebendspendern in Hinsicht auf die Nierenfunktion verglichen. Hierbei konnten keine bemerkenswerten Unterschiede der Nierenfunktion aufgrund des Spenderalters festgestellt werden (BAIER et al.,1999; KUMAR et al.,2000).

Darüber hinaus wurde die spätere psychosoziale Lebensqualität der Spender untersucht. Der überwiegende Anteil der Lebendnierenspender führte nach der Spende ein ganz normales Leben. Depressionen oder Suizidversuche waren extrem selten (JOHNSON et al., 1999; FEHRMAN-EKHOLM et al., 2000).

Es gibt jedoch Untersuchungen, die entgegen dieser Ergebnisse Spätfolgen für den Eigennierenspender konstatieren. Beispielhaft sind hier das Auftreten von milder Proteinurie und Hypertonie (HAKIM et al., 1984; GOLDFARB et al., 2001)

(17)

anzuführen. Einer weiteren Studie zufolge wurde ein geschlechtsspezifischer Zusammenhang festgestellt. So sollen rund ein Drittel der weiblichen und die Hälfte der männlichen Probanden nach der Lebendnierenspende eine Hypertonie entwickelt haben, zehn Prozent davon eine Proteinurie (FEHRMAN-EKHOLM et al., 2001).

Auch in Langzeitstudien über zwanzig Jahre wurde eine erhöhte Bluthochdruckprävalenz festgestellt (TAPSON et al., 1985), wobei die Hypertonie eng mit der renalen Dysfunktion (Proteinurie) gekoppelt zu sein scheint (SATO et al., 1994).

2.3 B-Bild und Farbdoppler

Die B-Bild Technik oder auch Helligkeit-Schnittbild-Technik ist eine Ultraschalltechnik und diente vorwiegend der Orientierung und Vermessung der Nierengröße. Die zahlreichen Ultraschallstrahlen dringen vom Ultraschallkopf ausgehend, seitlich verschoben und nebeneinander angeordnet in das Untersuchungsobjekt ein. An Grenzflächen erfolgt Reflektion. Die hierbei entstehenden punktförmigen Echosignale treffen wieder am Schallkopf ein und werden vom Gerät analysiert. Aus der Laufzeit zwischen Sendung und Empfang und der Amplitude entsteht das zweidimensionale B-Bild, das einem Schnittbild der untersuchten Region entspricht (MORNEBURG, 2003).

Das Prinzip der Dopplersonographie beruht auf einer Frequenzverschiebung, der Differenz zwischen Sendefrequenz und empfangener Frequenz. Diese auftretende Frequenzverschiebung ist abhängig von der Senderfrequenz F, der Blutströmungsgeschwindigkeit V, der Schallgeschwindigkeit C und vom Kosinus des Winkels Alpha zwischen Ultraschallimpuls und Gefäß (KOPP, 2001).

∆f= 2Fx Vx cos _α / C

∆f= Frequenzverschiebung

(18)

V = Blutflußgeschwindigkeit

C = Schallgeschwindigkeit im Gewebe(1540m/s) F=Sendefrequenz

α = Winkel zwischen Ultraschallimpuls und Gefäß

Die Blutflussgeschwindigkeit kann bei bekanntem Winkel Alpha berechnet werden.

Ebenso kann die Blutflussrichtung erkannt werden, da sich bei Zuströmung auf die Sonde die reflektierte Frequenz erhöht, während bei entgegengesetzter Flussrichtung sich die Frequenz erniedrigt. Nach der Konvention wird ein auf die Ultraschallsonde zufließender Blutfluss rot und ein davon wegfließender Blutstrom blau kodiert (KOPP, 2001).

Nach Möglichkeit sollte beim Schallen vom Untersucher ein Winkel α von 30-60°

Gefäßachse und Schallstrahl nicht überschritten werden, da die gemessene Frequenzverschiebung bei zunehmender Steilheit des Winkels ungenauere Werte ergibt. Die größte Untersuchungsgenauigkeit wird erzielt, wenn auf eine Winkelkorrektur verzichtet werden kann, wenn also das zu untersuchende Gefäß genau auf den Schallkopf zuläuft

(Winkel Alpha 0°=cos 1);(MORNEBURG, 2003).

Der Farbdoppler besitzt mehrere Besonderheiten:

- er arbeitet nach dem gepulsten Dopplerprinzip ( pulsed wave) wobei jeweils ein Kristall vom Sende- zum Empfangsbetrieb wechselt. Somit ist die farbliche Darstellung dem Aliasing-Phänomen unterworfen, das bei zu großer Frequenzverschiebung einen Farbumschlag in die hellste Farbe der Gegenrichtung bewirkt (z. B. von hellrot zu hellblau).

- er ermöglicht eine flächenhafte Darstellung des Blutflusses/- Richtung im gewählten Messfenster (es wird eine Vielzahl von Sample Volumes gleichzeitig angesteuert).

- er macht die gleichzeitige Aussage über Strömungsgeschwindigkeit (Farbhelligkeit), Strömungsrichtung (Farbe rot oder blau) und die Varianz

(die Standardabweichungen der Einzelmessungen pro Sample Volume zum Quadrat) – (über die Anwahl anderer Farben z.B. grün gelb) möglich.

Blutfluss auf den Schallkopf zu wird rot dargestellt, Blutfluss vom Schallkopf weg

(19)

blau. Der zugeordnete Farbton wird mit dem Ansteigen der mittleren Frequenzverschiebung heller. Flussturbulenzen werden durch Zumischen von Gelb im roten Farbbereich Orange, im blauen Farbbereich türkisfarben dargestellt. Die genaue Blutflussgeschwindigkeit kann nicht exakt bestimmt werden; die bei vielen Geräten angegebene Farbbalkeneinteilung in m/s gibt lediglich Richtwerte an (EDEN, 1984).

Die Strömungsanalyse beim Farbdoppler kann auf 2 Arten erfolgen:

- bei der Autokorrelationsmethode erfolgt die Signalaufarbeitung in Form der Quadraturdemodulation. Das reine Doppler-Signal wird isoliert, indem das Signal vor der Analog/Digital Wandlung den Tiefpass-Filter passiert. Er trennt zunächst das Doppler-Signal von Frequenzen, die im Megaherz Bereich liegen und bestimmt dann die Frequenzverschiebung mittels eines Phasenvergleichs aufeinanderfolgender Echoimpulse (MORNEBURG, 2004).

- beim Time Domaine Processing erfolgt keine Demodulation. Hier werden die empfangenen Ultraschallsignale im Megaherzbereich verglichen. Die Blutflussgeschwindigkeit wird direkt anhand der durch die Bewegung der Erythrozyten verursachten zeitlich verschobenen Signalveränderungen bestimmt (KOPP,2001).

2.4 Resistance-Index (RI)

Der Resistance- Index (RI) ist ein Parameter für die Nierendurchblutung, der im Rahmen der farbkodierten Dopplersonographie in den proximalen Segmentarterien der Niere gemessen wird. Er ergibt sich aus dem Verhältnis der systolischen zur diastolischen Blutflussgeschwindigkeit in den renalen proximalen Segmentarterien (die ersten aus der Nierenarterie abzweigenden Gefäße);(KOPP, 2001). Der RI ergibt sich aus folgender Formel:

RI = 100 x [1-(Vmin/Vmax)]

(20)

RI = Resistance-Index

Vmin = minimale diastolische Geschwindigkeit Vmax = maximale systolische Geschwindigkeit

Als Normwerte für den Resistance Index (RI) gelten Werte zwischen 0,5 und 0,8. Die diabetische Nephropatie oder Nephrosklerose hat eine Erhöhung des RI zur Folge (GALESIC et al., 2000;OHTA et al., 2005;).

Welche morphologischen intra- oder extrarenalen Veränderungen die Höhe des RI bedingen, ist nicht bekannt. Auf ein systolisches Blutflußmaximum folgt in der Niere, welche dem Niedrigwiderstandskreislauf zugerechnet wird, in der Regel ein holodiastolisch-antegrader Blutfluss. Der diastolische Blutfluss kann aber auch im Fall von intraparenchymalen Flusswiderstandserhöhungen gegenüber dem systolischen sinken oder komplett sistieren.

Der RI korreliert positiv mit dem renalen Blutfluss, weniger ausgeprägt mit der glomerulären Filtrationsrate (GFR) Der RI kann allerdings in Abhängigkeit einiger Parameter schwanken: Er steigt bei tiefer Inspiration und Valsalva-Manöver sowie postprandial. Außerdem führt eine Bradykardie zu einem verringerten enddiastolischen Fluss und damit zu einem erhöhten RI, bei Tachykardie tritt entsprechend eine gegenläufige Reaktion ein (KNAPP et al., 1995; YOKOHAMA et al., 2000). Der RI steigt mit dem Alter an, insbesondere bei Patienten mit arterieller Hypertonie (GALESIC et al., 2000; KUZMIC et al.,

2000).

Es werden die Flussgeschwindigkeiten in den proximalen Segmentarterien bestimmt, da von diesen in der Regel ein gutes Doppler-Signal erhalten werden kann.

Die sonographische Ermittlung des renalen Resistance Index ist Bestandteil zahlreicher Nierentransplantationsstudien (KEOGAN et al.,1996; GALESIC et al., 2000; OHTA et al.,2005; QUARTO DI PALO et al.,1996; RIVOLTA et al.,1999;). Der Resistance Index stellt ein indirektes Nierenarterien-Stenose-Kriterium dar (KOPP, 2001). Darüberhinaus vermutete QUARTO DI PALO (1996) in seiner Studie, die Messung des Resistance Index könnte eine verlässliche Methode zur Diagnosestellung von vaskulärer Nierenschädigung, glomerulärer Hypertension und Hypertrophie darstellen.

(21)

2.5 Nierentransplantation beim Kleintier

Die Nierentransplantation erfolgt insbesondere in Amerika zur Behandlung des irreversiblen Nierenversagens bei Hunden und Katzen (GREGORY et al., 1992).

Nach der Transplantation erfolgt zur Vermeidung der Abstoßung des Organs eine medikamentöse Therapie mit Cyclosporin und Prednisolon zur Immunsuppression (GREGORY et al., 1992).

Als Komplikationen nach der Nierentransplantation werden beschrieben:

bakterielle Infektionen, virale Infektionen, Pilz- und Protozoeninfektionen, aber auch die Entwicklung eines Diabetes mellitus nach der Spende (KADAR et.al., 2005).

Hervorzuheben sind hierbei Fälle von Infektionen mit Toxoplasmose (BERNSTEEN et al., 1999) bei Hunden und Katzen, und einem Fall von Infektion mit dem Mykobacterium avium Komplex (GRIFFIN et al., 2003) bei Katzen. Ebenso werden schwere postoperative Fälle von Hypertonie (KYLES et al., 1999), Auftreten von Lungenentzündung (MISHINA et al., 1996) oder Erkrankungen des zentralen Nervensystems ( MATHEWS et al.,1997) oder Nephrosklerose (GREGORY et al., 1993) beschrieben.

Diagnostisch finden die Dopplersonographie mit Messung des Resistance Index (HALLING et al., 2003) und Bestimmung der Nierengröße (NYLAND et al., 1997), die Szintigraphie (HALLING et al., 2003) und die Computer Tomographie (BOUMA et al., 2003) Anwendung bei der Untersuchung der Empfängertiere. Eine Auswahl der geeigneten Spendertiere erfolgt ebenfalls anhand von dopplersonographischen Untersuchungen (BERLAND et al., 1985). Darüber hinaus existieren Richtlinien zum Screening von potentiellen Nierenspendertieren (ADIN, 2002). Insgesamt hat sich seit der ersten erfolgreichen Nierentransplantation an einer Katze 1984 (GREGORY et al., 1990) die Überlebenszeit nach der Nierentransplantation beständig verbessert (BERNSTEEN et al., 2000).

(22)

3 Material und Methoden

3.1.1 GruppeA: akzeptierte Lebendnierenspender

Die Lebend-Organspende wird zwischen blutgruppenkompatiblen Verwandten oder seit Jahren emotional eng verbundenen Personen durchgeführt. Die technisch mögliche Transplantation bei Blutgruppeninkompatibilität ist nicht Gegenstand dieser Untersuchung. Durch eingehende Untersuchungen soll ein erhöhtes Operations- und Langzeitrisiko (hinsichtlich einer renalen Morbidität und allgemeinen Mortalität) für den Spender vermieden werden. Es kommen also nur gesunde Probanden für diesen Eingriff in Frage. Insbesondere zwei Erkrankungen führen zu einem deutlich erhöhten Risiko einer Nierenfunktionsverschlechterung nach einseitiger Nephrektomie (GOURISKANKAR et al., 2004; FOO et al., 2004; DIAZ et al., 2005).

Dies sind ein Diabetes mellitus und eine arterielle Hypertonie. Aus diesem Grunde werden diese Erkrankungen und eine vorbestehende Nierenerkrankung anderer Genese durch gezielte Untersuchungen ausgeschlossen.

In der Folge soll der Ablauf der Spenderevaluation kurz geschildert werden:

1. Zunächst wird bei einer persönlichen Vorstellung des potentiellen Spenders in der Transplantationsambulanz der Medizinischen Hochschule Hannover ein Aufklärungsgespräch über den Ablauf und die Risiken einer Nierenlebendspende geführt. Darauf erhält der potentielle Spender ein Übersichtsblatt auf dem die von ihm benötigten Untersuchungen aufgelistet sind (siehe Tabelle 1). Der Spender selbst muss anschließend die Initiative ergreifen und in Zusammenarbeit mit seinem Hausarzt die Vorbereitungsuntersuchungen veranlassen. Im Rahmen dieser vorbereitenden Untersuchungen ist auch eine genaue Anamnese, insbesondere auch der Familie zum Ausschluss einer etwaigen hereditären Nephropathie essentieller Bestandteil. Vorangegangene Erkrankungen wie Harnwegsinfekte, Nephrolithiasis, Hypertonie, Infektionen, psychotherapeutische oder psychiatrische Vorbehandlungen sind offen zu legen und bei Frauen wird zusätzlich eine Schwangerschaftsanamnese erhoben und eine aktuelle

(23)

gynäkologische Untersuchung veranlasst.

Benötigt wird darüber hinaus ein klinischer Untersuchungsbefund mit Angabe von Größe und Gewicht und eventuell bestehender Medikation des potentiellen Spenders. Laborchemisch werden die in Tabelle 1 genannten Parameter erfasst.

2. Nach Vorlage aller Befunde erfolgt eine erneute Vorstellung in der Transplantationsambulanz der Medizinischen Hochschule Hannover. Der Patient und der potentielle Spender werden nochmals informiert und von einem Psychologen bezüglich der Freiwilligkeit der Spende evaluiert.

3. Findet sich in diesen initialen Untersuchungen keine Kontraindikation gegen eine Nierentransplantation erfolgt ein kurzzeitiger stationärer Aufenthalt in der Medizinischen Hochschule Hannover. Während dieses Aufenthalts wird eine Magnetresonanz-Angiographie oder eine intraarterielle Angiographie durchgeführt um die Gefäßsituation der Niere präoperativ zu klären. Während dieses Aufenthaltes erfolgt auch die unten beschriebene farbdopplersonographische Evaluation der Nieren, um Nierengröße und Nierenperfusion festzustellen und eine Nierenarterienstenose auszuschließen.

Auch werden die wesentlichen Laborwerte zur Abklärung der Nierenfunktion (Kreatinin, Harnstoff) sowie weitere Laborwerte, die bei der initialen Abklärung nicht erhoben wurden oder ein zweideutiges Ergebnis ergaben, kontrolliert.

4. Schließlich nimmt die Lebendspendekomission des Landes Niedersachsen zu dem Transplantationsantrag der Transplantationsambulanz der MHH Stellung und schließt nochmals kommerzielle Beweggründe oder familiären Druck als Beweggründe für die Spende aus.

In die Gruppe A der vorliegenden Untersuchung wurden 83 ( 35 männliche und 48 weibliche) Erwachsene akzeptierte Lebendnierenspender aufgenommen. Diese entsprachen bezüglich ihrer Nierenfunktion der Norm und waren frei von Erkrankungen, die in der Zukunft gehäuft mit einer Einschränkung der Nierenfunktion einhergehen könnten. Die Liste der Untersuchungen der Medizinischen Hochschule Hannover, die zur Sicherung einer normalen Nierenfunktion und zum Ausschluss anderer potentiell beeinflussender Parameter und Erkrankungen durchgeführt wurde umfasst:

(24)

Tabelle 1: Untersuchungen zur Sicherung einer normalen Nierenfunktion vor der Lebendnierenspende

Untersuchungsgrund Untersuchungsparameter

Blutgruppenkompatibilität Blutgruppe Spender und Empfänger Screening auf Vorerkrankungen Anamnese inklusive Risikofaktoren

- Nikotin, Alkohol - Sozialanamnese - Familienanamnese - Medikamentenanamnese Ausschluss vorbestehende Nieren-

Erkrankung

Labor: Kreatinin, Harnstoff, Harnsäure, Gesamteiweiß, Natrium, Kalium, 24-h Sammelurin für Kreatininclearance und 24-h- Proteinurie

Urinstatus- und Urinsediment B-Bild und Farbdopplersonographie der

Nieren Nierenszintigraphie

Ausschluß Diabetes Nüchtern Glucose (wenn grenzwertig:

oraler Glucose Toleranz Test) HbA1C

(25)

Untersuchungsgrund Untersuchungsparameter

Ausschluß arterielle Hypertonie 24-Stunden ambulante Blutdruck- messung

Medikamentenanamnese Augenhintergrund bei Bedarf

Echokardiographie zum Ausschluss einer linksventrikulären Hypertrophie bei Bedarf

Ausschluss einer manifesten Atherosklerose (koronaren Herzerkrankung, Carotisstenose, pAVK) und von Risikofaktoren

Ruhe EKG Belastungs-EKG Carotis Doppler

Labor: Kreatinkinase, Cholesterin Ausschluss einer systemischen

Entzündung

Blutkörperchensenkungsgeschwindigkeit

Ausschluss einer hepatischen oder pankreatischen Erkrankung

Glutamyl-Oxalat Transaminase, Glutamat Pyruvat Transaminase, Alkalische Phosphatase, γ -Glutamat Transaminase, Bilirubin, Amylase

Operationseignung Lungenfunktionsprüfung

Röntgen-Thorax Blutbild

Gerinnung: Quick, PTT

Thyreoidea stimulierendes Hormon

Anhand eines solchen sicher als nierengesund erkannten Kollektivs ist es möglich, praktikable Maßzahlen für eine normale Nierengröße eines gesunden erwachsenen Menschen festzulegen, die als diagnostische Grundlage bei nephrosonographischen

(26)

Untersuchungen dienen können.

Die 83 Spender wurden im Rahmen dieser Studie angeschrieben und zu Nachsorgeuntersuchungen im Anschluss an ihre Lebendnierenspende eingeladen.

An dieser Verlaufsstudie nach Spende nahmen nur 30 Lebendnierenspender (11 männlich und 19 weiblich) der 83 Lebendnierenspender teil. Von diesen nahmen drei Spender bereits vor der Spende Antihypertensiva ein.

Zu bemerken ist weiterhin, dass zwei der dreißig Spender bereits vor der Spende eine verringerte Kreatininclearence und einen erhöhten Harnstoffwert aufwiesen. Drei der Personen wiesen vor der Spende erhöhte Kreatininwerte auf, acht der dreißig Spender hatten vor der Spende einen erhöhten Harnsäurewert, und sieben der dreißig Personen wiesen vor der Spende eine erhöhte Proteinurie auf.

3.1.2 Gruppe B: Diabetiker

Die in die Gruppe B der vorliegenden Untersuchung aufgenommenen 40 Patienten ( 20 männlich und 20 weiblich) litten alle unter der diabetischen Nephropathie, die histologisch mit charakteristischen Glomerulusveränderungen assoziiert ist.

Die Diagnose einer diabetischen Nephropathie wurde allerdings selten bioptisch und zumeist aufgrund typischer Befundkonstellationen gestellt. Als Frühmarker für das Auftreten der diabetischen Nephropathie galt das Auftreten einer Mikroalbuminurie (Albuminausscheidung > 30 mg/Tag). Insbesondere Typ II Diabetiker haben im Rahmen des metabolischen Syndroms (Syndrom X) häufig hypertone Blutdruckwerte, Übergewicht sowie eine Erhöhung der Werte von Cholesterin und Triglyceriden. Die im Langzeitverlauf eines Diabetes mellitus typischerweise auftretenden mikro- und makroangiopathische Komplikationen können zur diabetischen Retinopathie, Polyneuropathie, Gastropathie sowie zur Mikro- und Makroangiopathie der Koronarien führen.

Die Diagnose einer diabetischen Nephropathie galt als gesichert bei Vorliegen von einem langjährig (10-15 Jahre) bestehendem Typ I Diabetes oder einem Typ II Diabetes bei dem die Krankheitsdauer fast nie eindeutig festgestellt werden kann und zusätzlich:

(27)

- Mikroalbuminurie oder Proteinurie als Indikator der diabetischen Nephropathie - begleitenden diabetestypischen mikroangiopathischen Komplikationen wie

diabetischer Retinopathie mit Proliferationen, Glaskörperblutung und Amaurosis, Polyneuropathie und Mikro- oder Makroaangiopathie der Koronarien.

Diabetiker erkranken zu 30-35% an der diabetischen Nephropatie, wobei das Erkrankungsvorkommen bei Typ I und Typ II Diabetikern gleich ist.

3.1.3 Gruppe C: hypertone Nephrosklerotiker

Die in die Gruppe C der vorliegenden Untersuchung aufgenommenen 43 Patienten litten alle unter einer hypertonen Nephrosklerose. Histologische Charakteristika der hypertensiven Nephrosklerose sind eine Intimahyperplasie der renalen Gefäße, atrophische Tubulusveränderungen und fokale glomeruläre Vernarbungen. Bei den größeren Arterien finden sich deutliche Zeichen einer Arteriosklerose.

Die Diagnose wurde nur selten bioptisch gesichert und sie galt als wahrscheinlich bei Vorliegen einer langjährigen (> 10 Jahre) arteriellen Hypertonie sowie:

- Hypertensiver Retinopathie und/oder linksventrikuläre Hypertrophie

- dokumentiertem langsamem Anstieg von Serumharnstoff und –kreatinin, welcher erst nach der Diagnose einer Hypertonie auftritt

- Hyperurikämie

- einer leichten Proteinurie (< 2 g/Tag)

- einem unauffälligen Urinsediment (keine Erythrozyturie, keine Zylindrurie) - kleinen Nieren

Hypertonie besteht bei einer dauerhaften Erhöhung des arteriellen Blutdrucks der erwachsenen Patienten systolisch > 140mmHg und diastolisch

>90 mmHg. Bei Patienten, die älter als 65 Jahre sind, besteht Bluthochdruck ab Werten >160/90 mmHg.

(28)

3.2. Untersuchungstechnik der Niere

Alle sonographischen Untersuchungen dieser Untersuchung wurden von Herrn Prof. Dr. J. Radermacher durchgeführt.

Das Einhalten standardisierter Untersuchungsbedingungen war von großer Bedeutung:

Die gesamte Untersuchung erfolgte am Patienten in Rückenlage bei 30°

Oberkörperhochlagerung. Eine Nahrungskarenz war nicht erforderlich, da die retroperitoneal gelegenen Nieren in der Regel auch bei Meteorismus dargestellt werden können. Eine entspannte Lage war wichtig, da eine unbequeme Stellung zur Anspannung der Bauchmuskulatur führt und somit den Abstand zwischen Schallkopf und Nierenarterien vergrößert. Die Beine der Patienten wurden mit einem Kissen gestützt, um eine entspannte Lagerung zu fördern. Neben einer angenehmen Raumtemperatur wurde der Raum abgedunkelt.

Der Untersuchungsbereich wurde mit einem Koppler-Gel bestrichen, wodurch sich der Schallkopf eng mit der Haut des Patienten ohne störende Lufteinschlüsse verband. Nach Abdunklung des Raumes begann die Untersuchung mit einem curved- Array Schallkopf mit 3,5 MHz. Als Ultraschallgerät wurde für alle Untersuchungen ein ATL Ultramark 9 HDI Gerät (Advanced technology laboratories, Bothell, Washington, USA) verwandt.

Die Vermessung der Nierengröße erfolgte im B-Bild Modus. Die Niere konnte unmittelbar subcostal in der mittleren bis hinteren Axillarlinie durch ihre typische Form leicht identifiziert werden. Ihr dorso-sagittaler Längsschnitt entspricht einer ellipsoiden-längsovalen Figur.

Jetzt wurde der größte Längen- und Breitendurchmesser eingestellt und auch die Tiefe gemessen, ebenso die Parenchymdicke.

Die Nierenmaße wurden mit dem Curser auf dem Bildschirm vermessen.

Die Struktur des Nierenschnittbildes ist mit der peripheren Rinden-Mark-Zone, dem Pyramidenbereich und dem Zentralen Reflexband dreischichtig. Die Pyramiden grenzen sich zumeist als geringfügig echoärmere Strukturen schwach von der Rinde ab. Die Pyramiden sind dreieckig und sind mit der Spitze zum Zentralen Reflexband und mit der Basis zur Rinde gerichtet. Helle Einzelechos sind an der Basis häufig, und entsprechen einem Anschnitt der Arteria Arcuata. Pyramidenzone und Rinde

(29)

gehen fließend ineinander über.

Die Rindenzone beinhaltet Rinde und Mark der Niere und bildet den peripheren Ring der ellipsoiden Nierenfigur. Aufgrund des Flüssigkeitsgehalts der Niere hebt sich die Rinde der normalen Niere gegenüber der Capsula fibrosa und adiposa gut ab.

Eindeutig erscheint zumeist auch der Übergang der Rinde zum sehr echoreichen zentralen Reflexband, das seine Lage zentral im ellipsoiden Nierenschnittbild hat.

Die Resistance Index Bestimmung erfolgte im Farbdoppler Modus. Zur Messung des Resistance Index wurde der Mittelwert aus 3 Messungen in repräsentativen Segmentarterien jeweils des unteren, mittleren und oberen Drittels herangezogen und von diesen dann der Mittelwert gebildet. Der Winkel zwischen Schallkopf und Arterien betrug hierbei nahezu 0°.

3.3.1 Quantifizierbare Parameter bei Patienten mit gesunder Niere

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit sollte u. a. untersucht werden, ob sich Nierenlänge, -breite, -tiefe oder das hieraus berechnete Volumen in Abhängigkeit von anthropometrischen Parametern wie Körpergröße, -gewicht bzw. hieraus abgeleiteten Werten (Body-mass-Index, Körperoberfläche; s. unten) ändern. Ergänzend wurde als Parameter zur Beurteilung der Nierendurchblutung der so genannte Resistance-Index (RI) bestimmt.

Weiterhin sollte ein Vergleich zwischen Gesunden und Patienten mit Diabetes mellitus bzw. hypertoniebedingter Nephrosklerose erfolgen.

3.3.2 Nierenvolumen

Das Volumen der Nieren wurde als Produkt von sonographisch ermittelter Nierenlänge, -breite und -tiefe, dividiert durch 2 abgeschätzt:

(30)

Vgesch = L x B x T/2

Vgesch = geschätztes Nierenvolumen in cm³ L = sonographisch ermittelte Nierenlänge in cm B = sonographisch ermittelte Nierenbreite in cm T = sonographisch ermittelte Nierentiefe in cm

Letztere Formel wurde in anderen Studien bereits für praktikabel befunden und gibt das wahre Nierenvolumen hinreichend genau wieder (CLASSEN et al., 2003).

3.3.3 Body-mass-Index (BMI) und Körperoberfläche (Body surface area, BSA)

Aus Körpergröße und -gewicht ließen sich der Body-mass-Index (BMI) und die Körperoberfläche (Body surface area, BSA) berechnen. Der BMI ergibt sich aus dem Quotienten aus Körpergewicht (in kg) und Quadrat der Körpergröße (in m), er wird in kg/m² angegeben:

Body-mass-Index (kg/m²) = Gewicht (kg)/Körpergröße (m)²

Aufgrund des Body-mass-Index läßt sich eine Beurteilung des Körpergewichts in Bezug zur Körpergröße vornehmen:

• Normalgewicht: 18,5–24,9 kg/m²

• Übergewicht: 25,0–29,9 kg/m²

• Adipositas Grad I: 30,0–34,9 kg/m²

• Adipositas Grad II: 35,0–39,9 kg/m²

• Adipositas Grad III: >40,0 kg/m²

(31)

Die Körperoberfläche (BSA) wurde unter Berücksichtigung der Körpergröße, des Körpergewichts und der Konstante k nach der Dubois-Formel berechnet (CLASSEN et al., 2003):

BSA = K^0,718 x G^0,427 x k

BSA (Body surface area) = Körperoberfläche K = Körpergröße in cm

G = Körpergewicht in kg k = 0,007449

3.4 Auswertung nach Lebendnierenspende

Die mittlere Nachbeobachtungszeit der Lebendspender nach deren Nierenentnahme betrug 1078+-511 Tage (2,95 Jahre). Die einzelnen Zeitspannen zwischen Nierenentnahme und Nachkontrolle sind Tabellen 9 und 10 zu entnehmen.

Anamnestisch wurde der Einsatz von Antihypertensiva und Nicotin erfragt. Neben der Berechnung des Nierenvolumens aus den sonographischen Ausmessungen der Nierenmaße und der Resistance Index Ermittlung mittels Farbdoppler, wurden zusätzlich die Proteinurie, der 24 Stundenblutdruck und Plasmakonzentrationen von Kalium, Harnsäure, Harnstoff, Kreatinin (Berechnung der Kreatininclearence) als wichtige Indikatoren der Nierenfunktion bestimmt. Die entsprechenden Daten wurden aus Patientenakten der Transplantationsambulanz und dem Zentralarchiv der Medizinischen Hochschule Hannover gewonnen.

3.4.1 Proteinurie

Die Kreatininkonzentration im 24 h Sammelurin wurde nach Verdünnung (1:21) mit 0,9%iger NaCl-Lösung mit dem Hitachi 704 Automatic Analyser (Boehringer, Mannheim) gemessen. Die Bestimmung der 24 Stunden Proteinurie erfolgte aus dem

(32)

unverdünnten Urin ebenso im Hitachi 704 Automatic Analyser. Hierbei erfolgte eine Kalibrierung mit Preciset^R U/CSF (Boehringer,Mannheim). Das Prinzip dieser Meßmethode ist die Messung der Trübung. Zum Ausfällen des Proteins wurde Benzethoniumchlorid verwendet.

3.4.2 24 Stunden Blutdruck

Die 24 Stunden Messung des Blutdrucks erfolgte mit Hilfe eines Langzeit Blutdruckmessgerätes,Typ Spacelabs Mod. Nr. 90207( Spacelabs Medical Germany GmbH, Meerbusch) während der stationären Aufnahme der Patienten in der MHH.

Dieses Gerät besitzt eine Blutdruckmanschette, die für 24 Stunden am Oberarm des Patienten angebracht wurde und dort jede halbe Stunde den Blutdruck maß. Das zugehörige Tragegerät mit Speicherchip wurde dabei am Körper getragen, nahm die Daten auf und bildete automatisch den 24 Stunden Blutdruck-Mittelwert.

3.4.3 Blutuntersuchungen

Die Plasmakonzentrationen von Kalium, Harnsäure, Harnstoff und Kreatinin wurden spektralphotometrisch im Analyseautomaten Hitachi 704 Automatic Analyzer (Boehringer,Mannheim) gemessen. Die Messung erfolgte aus dem Plasmaüberstand einer Lithium-Heparin-Blutprobe, der nach Zentrifugation in einer Eppendorfzentrifuge 5415C (Eppendorf,Hamburg) abpipettiert wurde.

Die Berechnung der Kreatininclearence erfolgte nach der Formel:

Clearence C (ml/min)=U x VU / Px t U= Urinkonzentration des Kreatinin VU= Urinvolumen

P= Plasmakonzentration des Kreatinin t = Zeit ( Minute)

(33)

3.4.4 Erwarteter Resistance Index

Zwischen dem Alter der untersuchten Person und ihrem Resistance Index besteht eine enge Korrelation. Aufgrund dieser Tatsache wurde der

erwartete Resistance Index mit Hilfe folgender Formel berechnet:

RI= 0,651+0,003x Alter – 0,00006073x Alter²

Der erwartete Resistance Index stellt den alterskorrigiert zu erwartenden Resistance Index dar (RADERMACHER, 2000).

3.5 Statistische Auswertungen

Der Kolmogorov-Smirnov- und Shapiro-Wilk-Test, sowie die Pearson Korrelation und die t-Tests wurden mit Hilfe des SPSS Programmes im Rechenzentrum der MHH erstellt (Abbildungen 1-3; Tabellen 2-4, 6-8).

Die Tabellen 1, 5, 9- 15 und Abbildungen 4-15 wurden mit Hilfe von Microsoft Exel erstellt.

Mit Hilfe des Kolmogorov-Smirnow- und Shapiro-Wilk-Tests wurden die Signifikanzen der untersuchten Nierenparameter der Diabetiker, Nephrosklerotiker und Spender bestimmt (Tabellen 2-4). Außerdem wurden mit Hilfe der Pearson Korrelation und des t- Tests die Korrelationen bei Diabetikern, Patienten mit Nephrosklerose und Spendern für die Werte von deren Alter, Größe, Gewicht, BMI, BSA und RI Werte (siehe Abbildungen 1-3; Tabellen 2-4, 6-8) ermittelt.

Der t-Test wurde zur Ermittlung der Signifikanzen der untersuchten Korrelationen angewandt (siehe Abbildungen 1-3; Tabellen 6-8). Darüber hinaus fand der t-Test zur Selektierung von Risikogruppen in der Verlaufsstudie nach Lebendnierenspende (siehe Tabelle 12) Anwendung.

Das statistische Verfahren der Regressionsanalyse wurde für die Abbildungen 8-11 eingesetzt. Dort wurden die Korrelationen von Körpergröße, Körpergewicht, BMI und BSA zur Nierenlänge bei Spendern (Abbildungen 4-7) ermittelt. Abbildungen 8-11

(34)

veranschaulichen die Korrelationen von Körpergröße, Körpergewicht, BMI und BSA zum Nierenvolumen der Spender. Weiterhin wurde die Regressionsanalyse zur Ermittlung der Korrelationen des Resistance Index mit dem Alter der untersuchten Gruppen der Diabetiker, Nephrosklerotiker und Spender genutzt (siehe Abbildungen 12-14).

3.5.1 Kolmogorov-Smirnov-Test und Shapiro-Wilk-Test

Zur Beurteilung der Normalverteilung der Werte mit anschließendem t-Test und der Bestimmung von Korrelationen und Signifikanzen im Rahmen der statistischen Auswertung der gesammelten Parameter der Lebendnierenspender wurden der

Kolmogorov-Smirnov- und Shapiro-

Wilk-Test herangezogen (Abbildungen 1-3, Tabellen 2-4 und 6-8).

Kolmogorov-Smirnov-Test. In der Statistik gibt es stetige und diskrete

Verteilungsfunktionen der Form ,

z. B. die Verteilungsfunktion der Gleich-, Normal- oder - Verteilung. Wenn man nun unabhängige Beobachtungen für eine Zufallsvariable anstellt, erhält man für

die erhaltenen mit

die empirische Verteilungsfunktion dieser Zahlenfolge. Es ergibt sich für eine Treppenfunktion mit den Sprungstellen und den Sprunghöhen

( ist die Wahrscheinlichkeitsfunktion zu ).Vergleicht man diese Funktion nun mit

(35)

einer stetigen Verteilungsfunktion ,so zeugen starke Abweichungen von zu von einer schlechten Zufälligkeit der Zahlen . Der Kolmogorov-Smirnov-Test berechnet diese Abweichungen folgendermaßen:

wobei ein Maß für die größte Abweichung ist, wenn , und ein Maß für die größte Abweichung für ist

(ASSENMACHER, 2000).

Shapiro-Wilk-Test. Mit dem Shapiro-Wilk-Test können ebenfalls die Hypothesen

Verifiziert werden

(http://www.mathematik.uniulm.de/stochastik/lehre/ws02_03/statistik_2/skript/skript/n ode62.html).

Hierfür werden die Ordnungsstatistiken

der (unabhängigen und identisch verteilten) Zufallsvariablen betrachtet:

wobei für jedes gilt:

(36)

(ASSENMACHER, 2000).

3.5.2 t-Test, ANOVA, Konfidenzintervall

Nach Feststellung einer Normalverteilung nach Anwendung der beschriebenen Tests nach Kolmogorov-Smirnov bzw. Shapiro-Wilk wurde ein t-Test für die hier vorliegenden unverbundenen Stichproben vorgenommen

(Tabellen 6-8,12; Abbildungen 1-3). Der t-Test erlaubt Aussagen darüber, ob die Verteilung von Werten zufällig bedingt oder als statistisch signifikant zu werten ist. Es wurden die Mittelwerte normalverteilter Grundgesamtheiten verglichen (eine Erweiterung dieser Methode, d. h. der Vergleich von mehr als 2 Mittelwerten, erfolgt mit dem ANOVA-Prinzip). Dabei entspricht t der Differenz zwischen den beiden Mittelwerten, geteilt durch die Wurzel aus dem Quadrat der Standardabweichung der Grundgesamtheit 1, geteilt durch die Anzahl der Werte der Grundgesamtheit 1, plus dem Quadrat der Standardabweichung der Grundgesamtheit 2, geteilt durch die Anzahl der Werte der Grundgesamtheit 2.

Zu berücksichtigen war dabei das so genannte Konfidenzintervall. Das Konfidenzintervall gibt die "nähere Umgebung" an, in der sich ein geschätzter Wert vom "wahren" Parameter der Grundgesamtheit entfernt befindet. Bei einer gegebenen Stichprobe kann man den (zufälligen, weil stichprobenabhängigen) Mittelwert als Schätzung für den Erwartungswert der Grundgesamtheit annehmen.

Die Genauigkeit der Schätzung kann durch Konstruktion eines Konfidenzintervalls aus den Daten der Stichprobe erfasst werden. Dieses Intervall überdeckt den gesuchten Parameter. Allerdings muss vorab eine Irrtumswahrscheinlichkeit α festgelegt werden, die in der Regel 5% beträgt. Durch Subtraktion dieser Irrtumswahrscheinlichkeit von 100% ergibt sich dann das 95%-Konfidenzintervall (ASSENMACHER, 2000).

(37)

3.5.3 Pearson-Korrelation

Zum weiterführenden Vergleich der erhobenen Grundgesamtheiten diente die Produkt-Moment-Korrelation, diese wird auch als Maßkorrelation oder Pearson- Korrelation bezeichnet (Tabelle 6-8; Abbildung 1-3). Sie beschreibt die Enge des linearen Zusammenhangs zwischen zwei intervallskalierten Variablen durch den Koeffizienten r – ähnlich der Kovarianz, nur mit dem Unterschied, dass beide Variablen am Produkt ihrer Standardabweichungen relativiert und somit unempfindlich gegen Maßstabs- bzw. Varianzunterschiede zwischen den beiden Variablen sind. Auf diesem Koeffizienten basieren die meisten spezifischen Korrelationsmaße. Die Formel zur Berechnung der Korrelation lautet:

r liegt immer im Bereich zwischen +1 und –1. Dabei bedeutet:

• –1: Es besteht ein absoluter Gegensatz zwischen den beiden Variablen.

• 0: Es besteht kein linearer Zusammenhang zwischen den Variablen, d. h. sie sind voneinander linear unabhängig.

• +1: Es besteht ein perfekter Zusammenhang, d. h. Übereinstimmung zwischen den beiden Variablen (ASSENMACHER, 2000).

3.5.4 Regressionsanalyse

Als eher allgemeines statistisches Verfahren kam die so genannte Regressionsanalyse zur Anwendung. Sie fand Anwendung für die Abbildungen 4-14.

Diese Abbildungen wurden in Microsoft Exel erstellt. Es handelt sich hierbei um ein sehr allgemeines statistisches Verfahren, um die Werte einer "Zielvariablen" mit Hilfe der Werte einer oder mehrerer "unabhängiger

Variablen" vorherzusagen.

(38)

Das klassische Regressionsmodell betrachtet ausschließlich "kontinuierliche

Variablen". Es kann jedoch auf "kategoriale" abhängige und unabhängige Variablen verallgemeinert werden. Bei Verwendung einer unabhängigen Variablen spricht man auch von einer einfachen (bivariaten) Regression, bei mehreren dagegen von multipler Regression. Die folgenden Überlegungen beginnen mit dem bivariaten Fall.

Zunächst kann man die Regressionsanalyse als deskriptives Modell verwenden, um in einem "Streudiagramm" zweier Variablen und den linearen Trend der Punktwolke mit Hilfe einer Geraden zu beschreiben. Die Funktionsgleichung dieser Geraden lautet für alle Untersuchungseinheiten:

ist jeweils der Wert der Zielvariablen, der aufgrund dieses deskriptiven Modells vorhergesagt wird. Er sollte nicht zu sehr von den jeweiligen beobachteten Werten abweichen. Die Gerade wird daher so in die Punktwolke eingezeichnet, oder anders ausgedrückt: die Parameter und werden so berechnet, dass die Summe der quadrierten Abweichungen für alle Untersuchungseinheiten minimiert wird.

und bezeichnet man auch als "Regressionskoeffizienten".

Die Linearitätsannahme besagt, dass die Zielvariable immer um den gleichen Betrag zu- oder abnimmt, wenn sich die unabhängige Variable um eine Einheit ändert, unabhängig davon, welchen konkreten Wert aufweist. Die Restkomponente ist notwendig, weil anzunehmen ist, dass die Zielvariable neben auch von anderen Einflüssen abhängt, von denen man nichts weiß oder über die man keine Daten hat.

Zudem besteht bei der Erhebung der abhängigen Variablen das Risiko von Messfehlern.

(39)

Somit verbleibt für jede Untersuchungseinheit ein unbekannter Rest ,

der je nach Theorieentwicklung und Datenlage größer oder kleiner sein kann. Mit werden also Messfehler sowie alle unbekannten Einflüsse auf die untersuchte Zielvariable bezeichnet, die nicht im Modell kontrolliert werden. wird auch Störterm des Regressionsmodells genannt. Mit Hilfe der beiden geschätzten Regressionskoeffizienten und kann man durch Einsetzen in die Regressionsgleichung für jeden Wert der unabhängigen Variablen eine entsprechende Vorhersage für die Zielvariable machen:

.

Aus den genannten Gründen wird diese Vorhersage in den wenigsten Fällen mit dem tatsächlich beobachteten Wert exakt übereinstimmen. Die Abweichung der

Vorhersage vom empirischen Wert bezeichnet man als Residuum .

Die Residuen sind quasi Schätzer für die unbekannten Einflüsse und Messfehler .

Im allgemeinen Fall mit mehreren unabhängigen Variablen geht man in der Regel davon aus, dass die Effekte der einzelnen Variablen voneinander unabhängig sind und daher addiert werden können:

.

Sowohl die Annahme der Linearität als auch die der Additivität können in einer konkreten Anwendung nicht zutreffen, so dass das Regressionsmodell entsprechend verallgemeinert werden muss (nichtlineares Modell, multiplikative Effekte). Im bivariaten Fall kann man mit Hilfe eines "Streudiagramms" entscheiden, ob die Linearitätsannahme zumindest eine gute Näherung liefert. Im multivariaten Fall sind weitergehende diagnostische

(40)

Werkzeuge notwendig (ASSENMACHER, 2000).

(41)

4 Ergebnisse

4.1 Charakterisierung der untersuchten Patienten

Die erste Aufgabenstellung der vorliegenden Dissertation befasste sich mit der doppler-sonographischen Bestimmung eines verlässlichen Normalmaßes für die Nierengröße von Erwachsenen anhand gesunder Lebendnierenspender. Im Weiteren wurden diese Werte mit denen von nierenkranken Patienten mit Nephrosklerose und Diabetes mellitus verglichen.

Grundlage für die angestellten Vergleiche sind die Tabellen 13-15, die im Anhang unter 9.2 „Tabellen“ abgebildet sind.

(42)

4.1.1 Tests auf Normalverteilung bei Diabetikern, Nephrosklerotikern und Spendern

Die Tests auf Normalverteilung (Kolmogorov-Smirnov- und Shapiro-Wilk-Test) bei Diabetikern sind in folgender Tabelle 2 dargestellt.

Hierbei ergaben sich die höchsten Signifikanzen bei den Werten für Alter, BMI, Länge, Breite und Parenchymdicke der rechten Nieren, sowie Länge, Breite und Parenchymdicke der linken Nieren. Ebenso waren der erwartete RI und der RI der rechten Nierenarterie signifikant .

Tabelle 2: Ermittlung der Normalverteilung durch Kolmogorov-Smirnow- und Shapiro-Wilk Test bei Diabetikern

Tests of Normality

,093 40 ,200* ,983 40 ,803

,121 40 ,142 ,976 40 ,528

,153 40 ,019 ,925 40 ,011

,092 40 ,200* ,976 40 ,559

,192 40 ,001 ,898 40 ,002

,084 40 ,200* ,974 40 ,463

,111 40 ,200* ,958 40 ,140

,117 40 ,185 ,947 40 ,061

,118 40 ,168 ,918 40 ,007

,098 40 ,200* ,976 40 ,533

,111 40 ,200* ,972 40 ,407

,114 40 ,200* ,942 40 ,039

,127 40 ,106 ,920 40 ,008

,213 40 ,000 ,815 40 ,000

,101 40 ,200* ,968 40 ,314

,133 40 ,070 ,950 40 ,076

,095 40 ,200* ,954 40 ,105

,112 40 ,200* ,951 40 ,080

,149 40 ,025 ,898 40 ,002

ALTER GROESSE GEWICHT BMI BSA RLAENGE RBREITE RTIEFE RVOLUMEN RPARENCH LLAENGE LBREITE LTIEFE LVOLUME LPAREN ECHTRI ERWARTRI RERINA LIRINA

Statistic df Sig. Statistic df Sig.

Kolmogorov-Smirnov^a Shapiro-Wilk

This is a lower bound of the true significance.

*.

Lilliefors Significance Correction a.

BMI Body-mass-Index ECHTRI echter Resistance Index BSA Body Surface Area (Körperoberfläche) ERWARTRI erwarteter Resistance Index R rechts RERINA Resistance Index rechte Niere Parench, Paren Parenchymdicke LIRINA Resistance Index linke N iere df Anzahl der Patienten sig. Signifikanz

(43)

Für die Patienten mit Nephrosklerose ergaben sich folgende Daten (Tabelle 3):

Die höchsten Signifikanzen ergaben sich bei den Werten für Alter, Größe, Gewicht, BMI, Länge, Breite, Tiefe und Volumen der rechten Nieren, sowie für Länge und Breite der linken Nieren.

Tabelle 3: Ermittlung der Normalverteilung durch Kolmogorov-

Smirnov- und Shapiro-Wilk-Test bei Patienten mit Nephrosklerose

.

,111 43 ,200* ,918 43 ,005

,111 43 ,200* ,969 43 ,283

,109 43 ,200* ,967 43 ,244

,104 43 ,200* ,967 43 ,257

,179 43 ,001 ,950 43 ,057

,074 43 ,200* ,984 43 ,789

,088 43 ,200* ,982 43 ,741

,088 43 ,200* ,981 43 ,705

,107 43 ,200* ,973 43 ,402

,147 43 ,021 ,967 43 ,252

,090 43 ,200* ,953 43 ,078

,110 43 ,200* ,961 43 ,147

,148 43 ,020 ,934 43 ,015

,120 43 ,127 ,977 43 ,535

ALTER GROESSE GEWICHT BMI BSA RLAENGE RBREITE RTIEFE RVOLUMEN RPARENCH LLAENGE LBREITE LTIEFE LVOLUME

*.

(44)

Die Daten der Spender sind in Tabelle 4 aufgelistet:

Die höchsten Signifikanzen ergaben sich bei den Werten für Alter, Größe, Gewicht, BMI, Länge, Tiefe und Volumen der rechten Nieren, sowie für die Werte der Tiefe der linken Nieren und des echten RI.

Tabelle 4: Ermittlung der Normalverteilung durch Kolmogorov-

Smirnov- und Shapiro-Wilk-Test bei Lebendnierenspendern

,063 83 ,200* ,985 83 ,425

,073 83 ,200* ,989 83 ,734

,072 83 ,200* ,982 83 ,292

,068 83 ,200* ,979 83 ,191

,119 83 ,005 ,969 83 ,040

,061 83 ,200* ,986 83 ,492

,090 83 ,092 ,989 83 ,702

,056 83 ,200* ,987 83 ,591

,067 83 ,200* ,974 83 ,091

,134 83 ,001 ,967 83 ,032

,099 83 ,041 ,945 83 ,001

,091 83 ,089 ,976 83 ,123

,083 83 ,200* ,972 83 ,063

,127 83 ,002 ,920 83 ,000

,131 83 ,001 ,966 83 ,026

,081 83 ,200* ,986 83 ,512

,187 83 ,000 ,856 83 ,000

,086 83 ,198 ,989 83 ,726

,112 83 ,012 ,970 83 ,048

ALTER GROESSE GEWICHT BMI BSA RLAENGE RBREITE RTIEFE RVOLUMEN RPARENCH LLAENGE LBREITE LTIEFE LVOLUMEN LPARENCH ECHTRI ERWARTRI RERINA LIRINA

*.