Martin Helmuth Astler

Automatisierte Identifikation mikroembolischer Signale: Vergleich der "Arbitrary Sample Volume"- Methode mit der "Bigate"- Methode

Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades Doktor der Medizin (Dr. med.) vorgelegt an der Medizinischen Fakultät der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
verteidigt am 02.12.2002

Abstract
Zielsetzung: Eine alternative Methode zur Identifikation mikroembolischer Signale (MES), die auf der Auswertung von Intensitätsdifferenzen beruht, wurde kürzlich vorgestellt. In der vorliegenden Studie wurde die Anwendbarkeit dieser Arbitrary Sample Volume- Methode (ASV) unter klinischen Bedingungen evaluiert und mit der derzeitigen Standardmethode verglichen.
Methoden: Es wurden in drei Patientenkollektiven bilaterale transkranielle dopplersonographische Ableitungen durchgeführt. Dazu wurden 15 Patienten während Operationen am offenen Herzen, 21 Patienten mit künstlichen Herzklappen sowie 29 Patienten mit potentiellen arteriellen oder kardialen Emboliquellen untersucht. Die Sample Volume (SV) des Ultraschallgerätes waren bei Tiefen von 29 mm als arbitrary SV, 45- 50 mm als distales SV und bei 50- 55 mm als proximales SV festgelegt. Alle Ultraschall- Daten wurden aufgezeichnet und von zwei Untersuchern ausgewertet.
Ergebnisse: Insgesamt wurden 33560 Signale ausgewertet. Davon wurden 7022 als MES und 26538 als Artefakte klassifiziert.
Bei intraoperativen Ableitungen betrug die Sensitivität und Spezifität der ASV- Methode 86,9 % bzw. 88,5 % und der Bigate- Methode 90,1 % bzw. 86,9 %.
Bei Ableitungen an Patienten mit artifiziellen Herzklappen betrug die Sensitivität und Spezifität der ASV- Methode 91,4 % bzw. 97,2 % und der Bigate- Methode 93,6 % bzw. 97,1 %.
Bei Ableitungen an Patienten mit arteriellen oder kardialen Emboliquellen betrug die Sensitivität und Spezifität der ASV- Methode 65,6 % bzw. 85 % und der Bigate- Methode 63,4 % bzw. 83,7 %.
Schlußfolgerungen: Die bei intraoperativer Ableitung und bei Patienten mit künstlichen Herzklappen erreichten Sensitivitäten und Spezifitäten deuten darauf hin, daß beide Methoden zur automatisierten MES- Detektion in diesen Patientengruppen geeignet sind. Die Überlegenheit einer Methode konnte nicht aufgezeigt werden.
Die bei Patienten mit arteriellen oder kardialen Emboliquellen ermittelten Ergebnisse beider Methoden sind für die automatisierte Detektion ungenügend.

An alternative technique for identification of Doppler microemboli signals (MES), based on intensity measurements in the vessel and in an arbitrary sample volume was recently reported. We evaluated the applicability of this approach as stand alone system, and compared it to the standard bigate method (TCD 8, version 8T). Bilateral TCD monitoring was performed in 21 patients with prosthetic heart valves, 15 patients during elective cardiac surgery and 29 patients with potential arterial or native cardioembolic source, using three sample volumes (29mm, 50 mm and 55 mm). A total of 7022 MES and 26538 artifacts were further analysed. No significant differences in the performance of the two approaches were evident. Results were acceptable with the exception of the poor sensitivity of both methods in patients with potential arterial or native cardioembolic sources, which was probably due to the intensity threshold applied. Simultaneous monitoring over three sample volumes and combination of the two detection algorithms could potentially provide an adequate stand-alone system for MES detection.

Keywords:
Zerebrale Zirkulation, Transkranielle Dopplersonographie, Mikroembolische Signale

Cerebral-Embolism, Transcranial Doppler- Ultrasonography, Microembolic Signals

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Inhaltsverzeichnis
Referat, Inhaltsverzeichnis, Abkürzungen
1. Einleitung (1-18)
2. Ziel der Studie (18)
3. Material und Methodik (19-24)
4. Ergebnisse (25-35)
5. Diskussion (36-41)
6. Schlußfolgerungen (42)
7. Zusammenfassung (43-44)
8. Literaturverzeichnis (45-64)
9. Thesen (65)
Publikationen