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Neurovaskuläre Erkrankungen

 

Das Universitätsklinikum Erlangen ist in der Schlaganfallbehandlung eines der Spitzenzentren in Deutschland. Die multimodale CT- und MR-Bildgebung und interventionelle Therapie zerebrovaskulärer Erkrankungen sind langjährige klinische und wissenschaftliche Schwerpunkte des Schlaganfallzentrums. Die Stroke-Unit der Neurologischen Klinik ist eine der größten in Deutschland und behandelt pro Jahr über 1800 Patientinnen bwz. Patienten mit Schlaganfall. Interventionelle Schlaganfallsbehandlungen werden derzeit mit deutlich steigender Tendenz bei ca. 250 Patientinnen bwz. Patienten pro Jahr durchgeführt. In Kooperation mit der Neuroradiologie führt die Neurologische Klinik seit 15 Jahren eine umfassende Datenbank mit mehr als 10.000 Schlaganfallpatientinnen bzw. Schlaganfallpatienten und Einschluss aller relevanten klinischen Kenngrößen bzgl. Therapie, therapeutischem Workflow und Outcomedaten. Über diesen Zeitraum wurden auch viele unserer Schlaganfallpatientinnen bzw. Schlaganfallpatienten mittels multimodaler CT oder MR-Bildgebung untersucht. Diese Daten sowie die Follow-up-Untersuchungen liegen als Originaldaten im klinikinternen PACS-System vor und stehen im Projekt für umfangreiche (KI-basierte) Analysen zur Verfügung .

 

Multimodale Bildgebung beim akuten Schlaganfall
In enger Kooperation mit der Neurologischen Klinik wird durch Anwendung der multimodalen Magnetresonanztomographie (Perfusion, Diffusion, Diffusions-Tensor-Bildgebung, quantitative suszeptibilitätsgewichtete Bildgebung, Arterial-Spin-Labeling und kontrastmittelgestützte MR-Angiographie der supraaortalen Gefäße) sowie der multimodalen Computertomographie (CT-Perfusion, einphasige und mehrphasige CT-Angiographie und native CT) in verschiedenen Studien zum akuten Schlaganfall die individuelle Indikation zur intravenösen Thrombolyse, intraarteriellen mechanischen Rekanalisation und/oder neuroprotektiven Therapie optimiert.

Ein Schwerpunkt liegt dabei auf der personalisierten, MR- und CT-basierten Patientenselektion für die optimale Schlaganfalltherapie sowie der Evaluierung und Validierung mechanischer Rekanalisationstechniken im erweiterten Zeitfenster unter Berücksichtigung des jeweiligen Risikoprofils der einzelnen Patientin bzw. des einzelnen Patienten In diesem Rahmen werden auch Computer-gestützte, automatisierte Mismatch-Berechnungen mit manuellen Auswertungen der multimodalen Sequenzen verglichen, validiert und mit dem klinischen Outcome der Patientinnen und Patienten korreliert, um diese äußerst zeitsparenden Systeme sicher und effizient in den klinischen Alltag implementieren zu können - mit dem Ziel einer bestmöglichen Patientenversorgung.

Ansprechpartner: Prof. Dr. med. Arnd Dörfler

Auswahl Literatur:
Hölter P, Gölitz P, Lang S, Lücking H, Kalmuenzer B, Struffert T, Dörfler A. Visualization of large vessel occlusion, clot extent, and collateral supply using volume perfusion flat detector computed tomography in acute stroke patients. Acta Radiol. 2019;60:1504-1511.

Hoelter P, Schmidt M, Breuer L, Kallmünzer B, Schwab S, Doerfler A, Engelhorn T. Endovascular treatment in patients with large vessel occlusion: reduced mortality despite minimal penumbra. Neuroradiology. 2019 Aug 28. doi:10.1007/s00234-019-02280-3. PubMed PMID: 31463518.

Kaschka IN, Kloska SP, Struffert T, Engelhorn T, Gölitz P, Kurka N, Köhrmann M, Schwab S, Doerfler A. Clinical and radiological outcome after mechanical thrombectomy in acute ischemic stroke: What matters? Neuroradiol J. 2016 Apr;29(2):99-105.

Breuer L, Knott M, Struffert T, Kloska S, Kurka N, Schwab S, Dörfler A, Köhrmann M, Engelhorn T. Limited versus Whole-Brain Perfusion for the Indication of Thrombolysis in the Extended Time Window of Acute Cerebral Ischemia. J Stroke Cerebrovasc Dis. 2015 Nov;24(11):2491-6.

Kaschka IN, Kloska SP, Struffert T, Engelhorn T, Gölitz P, Kurka N, Köhrmann M, Schwab S, Doerfler A.
Clot Burden and Collaterals in Anterior Circulation Stroke: Differences Between Single-Phase CTA and Multi-phase 4D-CTA.
Clin Neuroradiol. 2016 Sep;26(3):309-15.

Breuer L, Schellinger PD, Huttner HB, Halwachs R, Engelhorn T, Doerfler A, Köhrmann M. Feasibility and safety of magnetic resonance imaging-based thrombolysis in patients with stroke on awakening: initial single-centre experience. Int J Stroke. 2010 Apr;5(2):68-73.

 

Stroke Research Consortium in Northern Bavaria (STAMINA)
Ziel des Projektes ist die Erfassung von Behandlungsparametern konsekutiver Patientinnen und Patienten mit zerebraler Ischämie und die Korrelation derselben mit klinischen Endpunkten. Konkret erfolgt eine Auswertung von über 1000 Patientinnen und Patienten, die zwischen den Jahren 2006 und 2019 stationär in der Neurologischen Klinik aufgrund einer zerebralen Ischämie hospitalisiert waren. Interdisziplinär werden umfassende klinische Parameter der Akutphase einschließlich von Bilddaten und Daten der mechanischen Schlaganfallbehandlung (Thrombektomie) ausgewertet. Eingeschlossen sind auch Patientinnen und Patienten, die der Neurologischen Klinik in den Jahren 2006 bis 2019 aus einer der im Schlaganfallnetzwerk mit Telemedizin in Nordbayern STENO kooperierenden Kliniken zuverlegt wurden. Die in der erstversorgenden Klinik erhobenen Daten werden mit den Daten, die im Universitätsklinikum Erlangen erhoben wurden, zusammengeführt.

Hintergrund des Projektes ist, dass es in den letzten Jahren zwar enormen Wissenszuwachs in der Behandlung von Patientinnen und Patienten mit ischämischen Schlaganfall anhand prospektiver randomisierter Studien gegeben hat (insbesondere die Etablierung der Thrombektomie in der Akutphase sowie  wegweisende Therapien in der Sekundärprävention, z. B. Behandlung von Patientinnen und Patienten mit Vorhofflimmern oder persistierendem Foramen ovale), allerdings viele Fragen in der alltäglichen praktischen Umsetzung dieser Studienergebnisse weiterhin ungeklärt sind. 

So hat das vorliegende Forschungsprojekt unter anderem zum Ziel, neue Evidenz zu Fragen und bessere Entscheidungs-/Triage-Kriterien insgesamt zu generieren. So soll u. a. analysiert werden, inwiefern das Drip-and-Ship-Management (also die sekundäre Verlegung akut erkrankter Patientinnen und Patienten von externen Krankenhäusern zur Thrombektomie an ein Zentrum) und der Interventionserfolg mit dem Zeitfenster seit Symptombeginn korreliert. Ferner sollen Therapieaspekte zu klinisch stabilen Patientinnen und Patienten mit proximalen Gefäßverschlüssen untersucht werden. Ziel ist eine Verbesserung des aktuellen Evidenzniveaus zum Management von ischämischen Schlaganfallpatientinnen bzw.Schlaganfallpatienten anhand einer Analyse einer großen Datenbank mit individualisierten Patientendaten. Ziel ist auch die Erfassung der Ist-Situation zur Behandlung von Patienten mit zerebraler Ischämie. Spezifisch sollen diverse Behandlungsstrategien mit klinischen Endpunkten, der Mortalität oder dem funktionellen Outcome assoziiert und korreliert werden, um Argumente für oder wider einzelner Therapieaspekte zu generieren. Hierbei soll der Fokus sowohl auf ungeklärten Behandlungsansätzen in der Akuttherapie als auch in der Sekundärprävention auf der Stroke-Unit bzw. Intensivstation wie Startpunkt, Modus und Dosierung antithrombotischer Therapien untersucht werden.

Ansprechpartner: Prof. Dr. med. Arnd DörflerProf. Dr. med. Tobias Engelhorn

Auswahl Literatur:
Siedler G, Sommer K, Macha K, Marsch A, Breuer L, Stoll S, Engelhorn T, Dörfler A, Arnold M, Schwab S, Kallmünzer B. Heart Failure in Ischemic Stroke: Relevance for Acute Care and Outcome. Stroke. 2019 Nov;50(11):3051-3056.

Marsch A, Macha K, Siedler G, Breuer L, Strasser EF, Engelhorn T, Dörfler A, Schwab S, Kallmünzer B. Direct Oral Anticoagulant Plasma Levels for the Management of Acute Ischemic Stroke. Cerebrovasc Dis. 2019;48(1-2):17-25.

Hoelter P, Schmidt M, Breuer L, Kallmünzer B, Schwab S, Doerfler A, Engelhorn T. Endovascular treatment in patients with large vessel occlusion: reduced mortality despite minimal penumbra. Neuroradiology. 2019 Dec;61(12):1469-1476.

Macha K, Marsch A, Siedler G, Breuer L, Strasser EF, Engelhorn T, Schwab S, Kallmünzer B. Cerebral Ischemia in Patients on Direct Oral Anticoagulants. Stroke. 2019 Apr;50(4):873-879.

 

Standardisierung der Akquisition und des Postprocessing der zerebralen MR Perfusion (SAPP)
Aktuell limitieren inhomogene Messprotokolle und kleine Fallzahlen der publizierten Studien die breitere Anwendung der MR-Perfusionsbildgebung des Gehirns bei zerebrovaskulären Erkrankungen, hirneigenen Tumoren und Demenz.
Hierzu wurde unter der Federführung der Neuroradiologischen Abteilung in Kooperation mit der Bayer AG und vier internationalen Zentren (Mailand/Italien, Upsala/Schweden, Ontario/Canada und Los Angeles/USA) eine prospektive, verblindete Crossover Multicenterstudie aufgelegt. Hierfür konnte ein optimiertes, standardisiertes MR-Messprotokoll in allen Zentren etabliert werden. Dieses dient als Grundlage für die Generierung eines großen, homogenen MR-Datenpools. Diese Daten werden hinsichtlich technischer und radiologischer Indizes evaluiert und mit den umfangreichen klinischen Daten der Patienten korreliert. Ziel dieser Studie ist es, radiologische Surrogatparametern der Hirnperfusion bei Patienten mit neurovaskulären Erkrankungen, Gliomen und Demenz zu definieren, um eine möglichst frühe Diagnose wie auch ein präzises Follow-Up zu ermöglichen.

Auswahl Literatur:
Schmidt MA, Engelhorn T, Lang S, Luecking H, Hoelter P, Fröhlich K, Ritt P, Maler JM, Kuwert T, Kornhuber J, Dörfler A. DSC Brain Perfusion Using Advanced Deconvolution Models in the Diagnostic Work-up of Dementia and Mild Cognitive Impairment: A Semiquantitative Comparison with HMPAO-SPECT-Brain Perfusion. J Clin Med. 2020;9:1800.

Schmidt MA, Knott M, Hölter P, Engelhorn T, Larsson EM, Nguyen T, Essig M, Dörfler A, Standardized acquisition and post-processing of dynamic susceptibility contrast perfusion in patients with brain tumors, cerebrovascular disease and dementia: comparability of post-processing software. Br J Radiol. 2020;93:20190543.

Hoelter P, Lang S, Weibart M, Schmidt M, Knott MFX, Engelhorn T, Essig M, Kloska S, Doerfler A. Prospective intraindividual comparison of gadoterate and gadobutrol for cervical and intracranial contrast-enhanced magnetic resonance angiography. Neuroradiology. 2017 Dec;59(12):1233-1239.

 

MR- und CT-basierte Outcome-Prädiktoren bei hämorrhagischem Schlaganfall
Die Einschätzung der funktionellen Rehabilitation und Prädiktion des klinischen Outcomes in der Akutphase eines hämorrhagischen Schlaganfalls ist von hoher Relevanz für die Entwicklung von Therapie- und Rehabilitationsempfehlungen.
Das funktionelle Outcome wird maßgeblich durch die Wiederherstellung der motorischen Funktion bestimmt. Die Bestimmung der Integrität des Corticospinaltrakts (CST) kann helfen, die residuellen motorischen Funktionen und auch mögliches Rehabilitationspotential zu bestimmen.
Die hochpräzise Faserbahndarstellung mittels multidirektionaler Diffusionsbildgebung und quantitativer Traktographie erlaubt uns in interdisziplinärer Zusammenarbeit mit der Neurologischen Klinik, die motorischen Bahnsysteme des CST exakt darzustellen und mittels Auswertung der fraktionalen Anisotropie und deren Korrelation mit klinischen Daten Surrogatparameter für das funktionelle Outcome zu etablieren.

Interdisziplinär wird zusammen mit der Neurologischen Klinik und der Psychiatrischen Klinik die diagnostische Wertigkeit einer Markeranalyse aus dem Liquor in Korrelation mit klinischen und serologischen Parametern sowie der CT- und MR-Bildgebung dieser Patientinnen und Patienten evaluiert, um die Diagnose einer Amyloidangiopathie - einer degenerativen Erkrankung der Hirngefäße, die zu Hirnblutungen führt - zu stützen. Zudem erfolgt die Validierung der CT-basierten Edinburgh Kriterien im Vergleich zu den modifizierten Boston Kriterien bei Patientinnen und Patienten mit akuter ICB. Hierbei liegt der Fokus auch auf einer Risiko-Nutzen Abwägung sekundär-prophylaktischer Therapieentscheidungen im Langzeit Follow-up. 

Die CT-Bildgebung wird darüber hinaus auch auf Ihre Wertigkeit bei Stammganglienblutungen hinsichtlich eines Blutungsprogress (z.B. spot-sign, bend-sign) in Korrelation mit dem funktionellen Langzeitoutcome der Patienten validiert.

Ansprechpartner:PD Dr. med. Manuel Schmidt

Auswahl Literatur:
Volbers B, Mennecke A, Kästle N, Huttner HB, Schwab S, Schmidt MA, Engelhorn T, Dörfler A, Quantitative Corticospinal Tract Assessment in Acute Intracerebral Hemorrhage. Transl Stroke Res. 2020Sep21.doi:10.1007/s12975-020-00850-9.

Sprügel MI, Kuramatsu JB, Gerner ST, Sembill JA, Madžar D, Reindl C, Bobinger T, Müller T, Hoelter P, Lücking H, Engelhorn T, Huttner HB. Age-dependent clinical outcomes in primary versus oral anticoagulation-related intracerebral hemorrhage. Int J Stroke. Epub ahead of print.

Gerner ST, Kuramatsu JB, Sembill JA, Sprügel MI, Hagen M, Knappe RU, Endres M, Haeusler KG, Sobesky J, Schurig J, Zweynert S, Bauer M, Vajkoczy P, Ringleb PA, Purrucker JC, Rizos T, Volkmann J, Müllges W, Kraft P, Schubert AL, Erbguth F, Nueckel M, Schellinger PD, Glahn J, Knappe UJ, Fink GR, Dohmen C, Stetefeld H, Fisse AL, Minnerup J, Hagemann G, Rakers F, Reichmann H, Schneider H, Rahmig J, Ludolph AC, Stösser S, Neugebauer H, Röther J, Michels P, Schwarz M, Reimann G, Bäzner H, Schwert H, Claßen J, Michalski D, Grau A, Palm F, Urbanek C, Wöhrle JC, Alshammari F, Horn M, Bahner D, Witte OW, Günther A, Hamann GF, Engelhorn T, Lücking H, Dörfler A, Schwab S, Huttner HB. Characteristics in Non-Vitamin K Antagonist Oral Anticoagulant-Related Intracerebral Hemorrhage. Stroke. 2019 Jun;50(6):1392-1402.