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Forschungsschwerpunkte der Abteilung Diagnostische Radiologie

Stand Juli 2009

Auflistung aller Projekte

a) Kontrollierte Studien zur Auswirkung von festen und gasförmigen Partikeln auf das Gehirn während einer Bypassoperation am Herzen

b) MRT des Gehirns bei Patienten mit Bewegungsstörungen bei neurodegenerativen Erkrankungen: M. Parkinson, MSA und PSB

c) Erforschung von neuroprotektiven Substanzen am Schlaganfallmodell der Ratte

d) Ultraschallthrombolyse am zerebralen Infarktmodell der Ratte.

Kurzbeschreibung der Ziele, Inhalte und Ergebnisse von zwei wesentlichen Projekten

Zu a) Kontrollierte Studie zur Auswirkung von festen und gasförmigen Partikeln auf das Gehirn während einer Bypassoperation am Herzen

Zerebrale Infarkte im Verlauf von Herz-Operationen gehören zu den seltenen, aber schwerwiegenden Komplikationen und werden häufig durch feste Partikel aus verkalkten zuführenden Arterien oder durch kleine Gasbläschen im Kreislaufsystem der Herz-Lungenmaschine verursacht.

In der Studie war zu beantworten, ob intraoperativ eingesetzte Filtersysteme während einer Bypassoperation das Gehirn effektiv vor gasförmigen oder festen Partikeln schützen können. Hierzu wurden 150 Patienten in drei randomisierten Gruppen untersucht, wobei 50 Patienten mit einem intraaortalen Filter (Embol-X) zum Absieben fester Partikel, 50 Patienten mit einer „bubble-trap“ zum Abfangen von Gasbläschen und 50 Patienten ohne diese Zusatzsysteme operiert wurden.

Kontrolliert wurden die Patienten mit einem transkraniellen Ultraschall während der OP, mit einem Hirn-MRT vor und nach der OP und schließlich mit einer Testbatterie auf kognitive Hirnfunktionsstörungen vor und bis zu drei Monate nach der Op.

Die Ergebnisse zeigen, dass Patienten mit der „Gasbläschenfalle“ in zwei Funktionstest besser abschnitten und auch weniger Ereignisse im transkraniellen Ultraschall zeigten. Das Filtersystem in der Aorta hatte keinen Einfluss auf die Hirnleistungstests und auch in der MRT und im transkraniellen Ultraschall waren nicht weniger Läsionen bzw. Ereignisse aufgetreten.

Somit scheint die Gasbläschenfalle einen Schutz für den Patienten zu bringen. Trotzdem können zerebrale Ereignisse auch durch zusätzliche Filtersysteme nicht immer verhindert werden.

Vergleich der morphologischen Befunden von drei neurodegenerativen Erkrankungen im Hirn-MRT

Zahlreiche neurodegenerative Erkrankungen gehen mit psychischen und motorischen Störungen einher, wobei der M. Parkinson die häufigste ist.

Wir verglichen insgesamt vier Patientenkollektive mit M. Parkinson, MSA, PSP und vaskulärer Encephalopathie, die zur diagnostischen Abklärung aus der Parkinson-Klinik in Bad Nauheim zu uns kamen und wissenschaftlich über das Soemmerring-Institut in Bad Nauheim mit betreut wurden.

Neben einer MRT-Untersuchung wurden die Patienten einer klinisch-neurologischen Untersuchung unterzogen. Viele Patienten mit MSA und PSP zeigten regelmäßig charakteristische Befunde an den Basalganglien und im Kleinhirn (Atrophien, Signalminderungen und erhöhte ADC-Werte), während die Befunde bei Parkinsonpatienten auch bei bekanntem jahrelangen Verlauf oft unauffällig blieben. Die Patienten mit vaskulären Erkrankungen haben typische Entmarkungsherde und Mikroläsionen.

Somit hilft die MRT des Gehirns in der Differentialdiagnose zahlreicher Erkrankungen mit psychomotorischen Störungen.

Akademische Lehre und weitere ausgewählte wissenschaftliche Tätigkeiten

Dozenturen und Lehrbeauftragungen:

Der Leiter der Abteilung Diagnostische Radiologie hat eine apl. Professur an der Universität in Gießen.

Die Vorlesungen betreffen den Einsatz und die Bewertung von bildgebenden Verfahren in der Diagnostik von kardialen, neurologischen und rheumatologischen Erkrankungen.

Die Vorlesungen sind im Vorlesungsverzeichnis der Universität Gießen aufgeführt:

1. In einer gemeinsamen wöchentlichen Röntgenbesprechung werden aktuelle Fälle aus der Rheumaklinik mit den Studierenden besprochen. Meist sind es Patienten mit entzündlich-rheumatischen Gelenkerkrankungen, degenerativen oder entzündlichen Wirbelsäulenerkrankungen sowie Kollagenosen.

2. In einer zweitägigen Blockveranstaltung aus theoretischen und praktischen Stunden werden den Studierenden die radiologischen Methoden CT, MRT und Röntgen zu wichtigen kardiologischen und rheumatologischen Erkrankungen nahe gebracht.

3. Innerhalb einer Blockveranstaltung der Herzchirurgie lernen die Studierenden in zwei Doppelstunden auch die CT- und MRT-Bilder zu zahlreichen Herzerkrankungen kennen.

Projektbezogene Zusammenarbeit mit Hochschulen und Universitäten

1. Die Radiologische Abteilung der Kerckhoff-Klinik arbeitet seit vielen Jahren mit der Forschungsgruppe „Experimentelle Neurologie“ der Neurologischen Klinik der Universität Gießen (Leiter: Prof. Kaps) zusammen.
Die Kerckhoff-Klinik verfügt über einen eigenen 7T-Tier-MRT, der im benachbarten Franz-Grödel-Haus in Verantwortung der Radiologischen Abteilung betrieben wird.

Ein wichtiges Ziel der Arbeitsgruppe ist die Erarbeitung von Konzepten zur Neuroprotektion und Infarktvermeidung am Rattenmodell. Hierzu werden dem Tier entweder ein Kunststofffaden oder mehrere Kunststoffkügelchen in eine Hirnarterie eingeführt, wodurch ein Hirninfarkt unter standardisierten Bedingungen erzeugt wird.

Mit verschiedenen Substanzen wird dann geprüft, ob sich der Hirninfarkt in seiner Ausdehnungen oder klinischen Auswirkung reduzieren lässt.
Mit dem 7T-Tier-MRT wird der Infarkt in seiner Ausdehnung exakt beschrieben. Ein zweites Erfolg versprechendes Konzept ist die beschleunigte Auflösung von Thromben in Hirnarterien mit Hilfe des Ultraschalls. Zunächst soll am Tiermodell mit Hilfe des Tier-MRT’s erarbeitet werden, wie der optimale Frequenz- und Energiebereich ist, um die Infarkt auslösenden Thromben effektiv zu zerkleinern und das umgebende Gehirn dabei optimal zu schützen.

2. Das 7T-Tier-MRT wurde in Zusammenarbeit mit dem Max-Planck-Institut (MPI) in Bad Nauheim in den letzten Jahren intensiv genutzt, um die Entwicklung von arteriellen Kollateralen an Mäusen zu studieren (Kooperation mit Prof Schaper). In Zusammenarbeit mit Prof. Braun wurde die Regeneration von Herzmuskelgewebe nach Erzeugung von Infarkten oder Defekten am Herzen von Mäusen und Teichmolchen im Tier-MRT dokumentiert.

3. Die Radiologische Abteilung der Kerckhoff-Klinik führt zusammen mit der Neurologischen Klinik Gießen auch klinische Studien zur Vermeidung von Hirninfarkten bei Patienten während Operationen oder Kathetereingriffen am Herzen durch.

In einer ersten randomierten Studie wurden bei 150 Patienten verschiedene Filtersysteme in der Aorta oder Herz-Lungenmaschine eingesetzt, um zu verhindern, dass feste oder gasförmige Partikel in das Gehirn eingeschwemmt werden können (Studienbeschreibung s.o.). In der ersten Studie (Medex I) wurden zerebrale Infarkte im Rahmen von Bypassoperationen untersucht, die nach Literaturangaben in 1-3% zu erwarten sind.

Sog. Mikroinfarkte sind nur in spez. Techniken in der MRT zu erkennen und wurden in 11% gefunden. In der Folgestudie (Medex II) soll nun die Bypassoperation mit dem Herzkatheter in der Erzeugung von Mikroinfarkten oder den seltenen großen Infarkten verglichen werden.

4. Die radiologische Abteilung führt für die Parkinson-Klinik in Bad Nauheim regelmäßig Untersuchungen des Gehirns mit der MRT oder CT als Konsiliarleistung durch. Direkt neben der Kerckhoff-Klinik ist das Soemmerring- Institut der Neurologischen Klinik Gießen (Leiterin: Frau Dr. Reuter), das zusammen mit der Parkinson-Klinik und der Kerckhoff-Klinik viele der klinischen und radiologischen Befunde in mehreren Studien auswertet und publiziert (als Beispiel siehe Studienbeschreibung oben) .

5. Neben seiner Forschungsarbeit in klinischen und experimentellen Studien stellt der Kollege aus der Neurologischen Klinik Gießen als Facharzt für Neurologie im täglichen konsiliarischen Dienst auch die neurologische Versorgung der Patienten der Kerckhoff-Klinik sicher.