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Perfusionsstudien

Facharzt des Artikels

Onkologe, Radiologe
, Medizinischer Redakteur
Zuletzt überprüft: 07.07.2025

Methoden der Perfusionsforschung dienen der Untersuchung und Quantifizierung des Blutflusses.

Moderne quantitative Methoden zur Untersuchung der zerebralen Hämodynamik umfassen MRT, Spiral-CT mit Kontrastverstärkung, CT mit Xenon, Einzelphotonen-Emissions-CT und Positronen-Emissions-Tomographie (PET). Die Vorteile minimalinvasiver CT- und MRT-Verfahren – minimale Invasivität, hohe Sensitivität bei der Beurteilung der Gewebemikrozirkulation, hohe Auflösung, kurze Untersuchungszeit im Rahmen von Standardprotokollen und schließlich Reproduzierbarkeit der Ergebnisse – liegen auf der Hand.

Perfusionsstudien, die auf der intravenösen Gabe eines Kontrastmittelbolus (CT und MRT) basieren, werden in der Neuroradiologie am häufigsten eingesetzt. Zur quantitativen Beurteilung werden die wichtigsten hämodynamischen Gewebemerkmale herangezogen: zerebraler Blutfluss (CBF), zerebrales Blutvolumen (CBV) und mittlere Bluttransitzeit (MBT).

Perfusions-CT. Die Perfusions-CT analysiert die Zunahme der CT-Dichte beim Durchtritt eines Kontrastmittels durch das zerebrale Gefäßbett. Ein Bolus eines röntgendichten Kontrastmittels (Jodpräparat mit einer Konzentration von 350–370 mg/ml, Injektionsrate 4 ml/s) wird intravenös verabreicht. Spiral-Scanning-Modi ermöglichen die Aufnahme einer Schichtserie im 1-Sekunden-Takt für 50–60 Sekunden nach der intravenösen Injektion.

Diese Methode verfügt über eine hohe Auflösung, ermöglicht quantitative Bewertungen der Gewebedurchblutung und gilt derzeit als eine der vielversprechendsten.

Perfusions-MRT. In der MRT gibt es Methoden zur Untersuchung hämodynamischer Perfusionsprozesse unter Verwendung exogener und endogener Marker (Verwendung von Kontrastmitteln, Aufnahme von Bildern, die vom Sauerstoffgehalt des Blutes abhängen usw.).

Als Perfusions-MRT werden derzeit Methoden zur Beurteilung der Durchblutung während der Passage eines Kontrastmittelbolus bezeichnet. Diese Methoden zur Untersuchung der zerebralen Durchblutung werden heute am häufigsten in der MR-Diagnostik eingesetzt, insbesondere in Kombination mit Diffusionsuntersuchungen, MR-Angiographie und MR-Spektroskopie. Während der Kontrastmittelbolus das Gefäßsystem passiert, wird wiederholt ein Bild desselben Abschnitts aufgezeichnet (normalerweise 10 verschiedene Ebenen oder Abschnitte). Das Scannen selbst dauert 1–2 Minuten. Die Grafik der Intensitätsabnahme des MR-Signals während der Passage des Kontrastmittelbolus gibt die Abhängigkeit „Signalintensität – Zeit“ in jedem Pixel des Abschnitts an. Die Form dieser Kurve in Arterie und Vene bestimmt die arteriellen und venösen Funktionen, mit deren Hilfe hämodynamische Gewebeparameter berechnet werden.

Klinische Anwendung von Perfusions-CT und -MRT. Derzeit werden Perfusionsstudien durchgeführt, um die Hämodynamik von Hirntumoren in der Differentialdiagnose von Hirnläsionen zu beurteilen, den Tumorzustand nach Strahlen- und Chemotherapie zu überwachen, Tumorrezidive und/oder Strahlennekrose, traumatische Hirnverletzungen (TBI) sowie Erkrankungen und Verletzungen des Zentralnervensystems (Ischämie/Hypoxie, Verschlusskrankheiten der Hauptarterien des Kopfes, Blutkrankheiten, Vaskulitis, Moyamoya-Krankheit usw.) zu diagnostizieren.

Zu den vielversprechenden Bereichen gehört der Einsatz von Perfusionsmethoden bei Epilepsie, Migräne, Vasospasmus und verschiedenen psychischen Erkrankungen.

CT- und MR-Perfusionskarten ermöglichen eine quantitative Charakterisierung von Hyper- und Hypoperfusionszonen, was insbesondere für die Diagnose von Tumoren und zerebrovaskulären Erkrankungen wichtig ist.

Die am häufigsten eingesetzten Perfusionsmethoden betreffen ischämische Hirnläsionen. Perfusionsgewichtete Bilder sind heute fester Bestandteil des Diagnoseprotokolls bei Patienten mit Verdacht auf zerebrale Ischämie. Die Methode wurde erstmals klinisch am Menschen speziell zur Schlaganfalldiagnostik eingesetzt. Derzeit ist die Perfusions-CT/MRT möglicherweise die einzige Methode zum Frühnachweis einer zerebralen Ischämie, die eine verminderte Durchblutung im betroffenen Bereich bereits in den ersten Minuten nach Auftreten neurologischer Symptome erkennen kann.

In der Neurochirurgie werden perfusionsgewichtete Bilder hauptsächlich verwendet, um eine primäre Differentialdiagnose des Malignitätsgrades intrazerebraler Neoplasien des Gehirns, insbesondere Gliome, durchzuführen. Es sei daran erinnert, dass Perfusions-MRT und -CT es nicht erlauben, Tumoren anhand ihrer histologischen Zugehörigkeit zu unterscheiden, geschweige denn die Prävalenz des Tumors in der Hirnsubstanz zu beurteilen. Das Vorhandensein von Hyperperfusionsherden in der Struktur eines Astrozytoms weist auf einen erhöhten Malignitätsgrad der Läsion hin. Dies beruht auf der Tatsache, dass bei Neoplasien die Gewebedurchblutung die Entwicklung eines abnormalen Gefäßnetzwerks (Angioneogenese) im Tumor und seine Lebensfähigkeit kennzeichnet. Das Vorhandensein eines abnormalen Gefäßnetzwerks in einem Tumor kann auf seine Aggressivität hinweisen. Umgekehrt kann eine verminderte Durchblutung im Tumorgewebe unter dem Einfluss von Radio- oder Chemotherapie darauf hinweisen, dass ein therapeutischer Effekt erzielt wurde. Die Verwendung perfusionsgewichteter Bilder zur Zielauswahl während der stereotaktischen Punktion hat sich als sehr hilfreich erwiesen, insbesondere bei der Gruppe der Gliome, bei denen eine Kontrastverstärkung in der Standard-CT und -MRT völlig fehlt.

Bei der Beurteilung des histologischen Neoplasmatyps und des Ausmaßes extrazerebraler raumfordernder Läsionen in der Schädelhöhle sind die Möglichkeiten der perfusionsgewichteten Bildgebung größer als bei intrazerebralen Tumoren. Die perfusionsgewichtete Bildgebung unterscheidet erfolgreich zwischen Meningeomen und Kleinhirnbrückenwinkelneurinomen anhand der charakteristisch hohen hämodynamischen Indizes beim ersteren Typ. In der Gruppe der Patienten mit Meningeomen besteht eine klare Korrelation zwischen dem lokalen Blutfluss und den Daten der direkten zerebralen Angiographie (Abb. 3-16, siehe Farbbeilage). Tumoren, die durch einen dichten röntgendichten Schatten in der frühen Kapillarphase der Angiographie gekennzeichnet sind, haben außergewöhnlich hohe Perfusionsindizes und zeichnen sich durch ein hohes Risiko intraoperativer Blutungen zum Zeitpunkt der Entfernung aus. Perfusionsgewichtete Bilder, die mittels CT erhalten werden, sind sehr spezifisch bei der Darstellung der Blutversorgung von Hämangioblastomen der hinteren Schädelgrube – frühe und ausgeprägte Kontrastverstärkung in Kombination mit hoher Perfusion.

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