ArchivDeutsches Ärzteblatt49/2005Ultraschalldiagnostik bei Arteriitis cranialis: Möglichkeiten und Grenzen

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Ultraschalldiagnostik bei Arteriitis cranialis: Möglichkeiten und Grenzen

Colour-coded duplexsonography in giant cell arteritis – potentials and limitations

Dtsch Arztebl 2005; 102(49): A-3414 / B-2883 / C-2699

Reinhard, Matthias; Schmidt, Dieter; Hetzel, Andreas

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LNSLNS Zusammenfassung
Die farbkodierte Duplexsonographie findet seit Entwicklung hochauflösender Ultraschallsonden zunehmende Verbreitung als nichtinvasive bildgebende Diagnostik bei Patienten mit Verdacht auf Arteriitis cranialis. Sonographisches Hauptkennzeichen ist die entzündliche, echoarme und konzentrische Wandverdickung, die das Gefäß hofartig umgibt („Halo“). Die Sensitivität dieses Zeichens liegt bei Validierung durch Biopsie beziehungsweise klinische Abschlussdiagnose bei klinischem Verdacht auf Arteriitis cranialis bei etwa 80 Prozent, die Spezifität bei mehr als 90 Prozent. Unter Berücksichtigung von Stenosen oder Verschlüssen steigt die Sensitivität bei Abnahme der Spezifität, weil entzündliche Stenosen von arteriosklerotisch bedingten nicht genau differenziert werden können. Limitationen der Methode umfassen technische und untersucherabhängige Faktoren sowie das Fehlen eines Halos bereits wenige Wochen nach Beginn einer Steroidtherapie oder bei initial diskreter Entzündung. Ein positiver sonographischer Befund ist hoch prädiktiv für das Vorliegen einer Arteriitis in einem Patientenkollektiv mit eindeutigem Verdacht auf das Vorliegen dieser Erkrankung. Bei typischem Halo kann auf die Durchführung einer Biopsie im Regelfall verzichtet werden. Ein negativer sonographischer Befund führt jedoch nicht zum Ausschluss des Vorliegens einer Arteriitis, sodass eine Biopsie bei bestehendem klinischem Verdacht weiterhin indiziert bleibt.

Schlüsselwörter: Arteriitis cranialis, Farbduplexsonographie, Differenzialdiagnose

Summary
Colour-coded duplexsonography in giant cell arteritis – potentials and limitations
Since the advent of high-resolution ultrasound scanners, colour-coded duplexsonography has attracted increasing interest as a diagnostic tool in patients with suspected temporal arteritis (giant cell arteritis). The main sonographic criterium is a dark concentric vessel wall thickening („halo“) representing inflammatory oedema. In patients with clinically suspected arteritis it has a sensitivity of approached 80 per cent and specificity of over 90 per cent compared with biopsy or final clinical diagnosis. Additional consideration of stenoses and occlusions leads to increased sensitivity with lower specificity, presumably due to problems in differentiating inflammatory from atherosclerotic obstructions. Limitations of the method comprise technical and examiner-dependent factors as well as an absent halo in patients already treated with glucocorticosteroids and in initial stages of the inflammation. Positive sonographic findings are highly predictive of temporal arteritis in
patients with suspected temporal arteritis and biopsy is then not regularly needed. On the other hand, a negative result should not be used for exclusion of temporal arteritis and biopsy is still needed.

Key words: cranial arteritis, colour-coded sonography, differential diagnosis


Die Arteriitis cranialis ist eine wichtige Ursache neu auftretender Kopfschmerzen des älteren Menschen und die häufigste Vaskulitis älterer Menschen in Europa. Die Inzidenz liegt bei 45 von 100 000 bei den über 70-Jährigen. Unbehandelt führt sie bei 20 Prozent der Fälle zur Erblindung (17).
Betroffen sind neben der A. temporalis superficialis häufig weitere Äste der A. carotis externa sowie die hinteren Ziliargefäße des Auges, jedoch auch größere supraaortale Äste oder Gefäße des Herzens beziehungsweise der Extremitäten. Als Allgemeinsymptome mit meist schleichendem Beginn werden Abgeschlagenheit, Myalgien, Nachtschweiß und Gewichtsverlust angegeben. Mehr als 70 Prozent der Patienten klagen als erstes Symptom über bohrend-stechende, meist frontotemporale Kopfschmerzen, typischerweise verstärkt beim Kauen. Die schwerwiegendste Komplikation der Augenbeteiligung (etwa 30 Prozent) führt durch
eine anteriore ischämische Optikusneuropathie oder seltener einen Zentralarterienverschluss zur akuten Sehminderung (17).
Im Jahr 1990 wurden vom „American College of Rheumatology (ACR)“ fünf diagnostische Kriterien hervorgehoben (Tabelle 1) (3). Wenn drei dieser fünf Kriterien vorhanden sind, besteht im klinischen Alltag bei einem rheumatologischen Patientenkollektiv mit Verdacht auf Vorliegen einer Arteriitis cranialis eine Sensitivität von 75 Prozent und eine Spezifität von 92 Prozent (11). Bei Nichterfüllen der Kriterien ist in diesem Kollektiv ein hoher negativer prädiktiver Wert (99 Prozent) feststellbar, wohingegen der positive prädiktive Wert nur 29 Prozent beträgt (11). Dies kann durch die weniger sensitiven Kriterien Kopfschmerz und Lokalbefund erklärt werden (3). Doch auch das Biopsieergebnis birgt ein nicht geringes Maß falsch-negativer Befunde aufgrund des segmentalen oder einseitigen entzündlichen Befalls in etwa 10 bis 20 Prozent der Fälle (1). Davon abgesehen ist die Biopsie als invasives Verfahren nicht frei von (jedoch seltenen) Komplikationen, wie beispielsweise Wundheilungsstörungen und Verletzungen des N. facialis (17).
Eine zusätzliche, leicht verfügbare und nichtinvasive bildgebende Untersuchungsmethode längerer Gefäßabschnitte ist daher wünschenswert. Aufwendigere kernspintomographische Ansätze werden erst seit kurzem erprobt und nuklearmedizinische Verfahren (Positronen­emissions­tomo­graphie) sind nur bei entzündlichem Befall größerer Arterien von Nutzen. Dagegen erfolgten bereits in den 1980er-Jahren erste größere dopplersonographische Untersuchungen (25), und Mitte der 1990er-Jahre wurde mit Entwicklung hochauflösender Schallköpfe erstmals die farbkodierte Duplexsonographie in der Feststellung entzündlicher Gefäßwandveränderungen angewendet (21).
Methodik der Farbduplexsonographie bei Arteriitis cranialis
Für die Gerätevoraussetzungen und Untersuchungstechnik gilt als Faustregel: Der Ultraschallkopf verfügt über eine Sendefrequenz von 9 MHz oder mehr und die Ultraschallgeräte sollten über eine Fokussierung im Nahbereich (< 10 mm) verfügen. Die grundlegende Anatomie und Untersuchungssituation ist in Abbildung 1 dargestellt. Hauptstamm und Hauptäste werden beidseits so kontinuierlich wie möglich in der longitudinalen und axialen Ebene dargestellt. Anatomische Varianten des Gefäßverlaufes (< 5 Prozent) umfassen vor allem einen schwächer ausgeprägten bis fehlenden Ramus parietalis. Die zusätzliche Untersuchung der A. occipitalis sollte zumindest dann erfolgen, wenn der Patient über nuchale Schmerzen klagt. Die Untersuchungsdauer beträgt etwa 30 Minuten. Zusätzlich miterfasst wird stets der übrige Status der großen hirnversorgenden Gefäße. Dies geschieht, um weder anderweitige Gründe für arteriitisspezifische Symptome – wie verminderte Pulsation, retinale Ischämie und Kauschmerz durch hochgradige Stenose der A. carotis communis beziehungsweise A. carotis interna oder externa, noch eine Kontraindikation für die Temporalisbiopsie (hirnversorgende Periorbitalarterien bei hochgradiger Karotisstenose) zu übersehen. Ferner wird auf diese Weise ein entzündlicher Befall größerer supraaortaler Gefäße miterfasst (7, 13, 22).
- Der Halo: Dabei handelt es sich um die im axialen Schnitt hofartige, konzentrische, deutlich echoarme Gefäßwandverdickung, die am ehesten einem entzündlichen Wandödem entspricht (Abbildung 2a) (21). Im Längsschnitt erscheint der Halo als symmetrische, langstreckige Wandverdickung (Abbildung 2b). Der Halo gilt als wichtigstes farbsonographisch-bildmorphologisches Zeichen der akuten Arteriitis cranialis. Echoreichere und eher irreguläre Wandverdickungen werden als häufigste sonstige Auffälligkeit beobachtet und sind als arteriosklerotisch zu werten, insbesondere bei extrakranieller Arteriosklerose im Bereich der Karotiden (12). Unter der Therapie mit Corticosteroiden verschwindet der Halo aufgrund der antiödematösen Wirkung nach etwa zwei Wochen, frühestens bereits nach etwa einer Woche (21). Systematische Untersuchungen an größeren Kollektiven fehlen bisher jedoch. Eine Corticosteroidreversibilität fraglicher Wandveränderungen kann im Zweifelsfall auch diagnostisch verwertbar sein. Als Residuen der Entzündung finden sich meist fibrotische Veränderungen, die nicht mehr sicher von degenerativ-arteriosklerotischen Veränderungen zu unterscheiden sind.
- Stenosen und Verschlüsse: Die entzündliche Intimahyperplasie kann zur Lumenobstruktion führen, duplexsonographisch erfassbar als Flussbeschleunigung oder bei Verschlüssen als fehlendes Flusssignal in der farbkodierten Duplexsonographie. Eine Intimahyperplasie findet sich jedoch auch nicht selten bei einer Arteriosklerose. Als Indikator für Stenosen wird mindestens eine Verdoppelung der intrastenotischen systolischen Maximalgeschwindigkeit im Vergleich zum prästenotischen Wert postuliert (21).
Literaturrecherche
Mittels Medline-Recherche (Pubmed, National Library of Medicine, Washington, Begriffe „ultrasound“ oder „sonography“ und „giant cell arteritis“) wurden sämtliche verfügbare farbduplexsonographische Studien mit Untersuchung der A. temporalis superficialis identifiziert. Für Tabelle 2 wurden aufgrund der geringen Aussagekraft kleinerer Serien jedoch nur Studien mit > 20 Patienten mit klinischem Verdacht auf eine Arteriitis temporalis berücksichtigt. Bei Mehrfachpublikationen einzelner Arbeitsgruppen (aufgrund steigender Fallzahlen) wurde die aktuelle Studie berücksichtigt. Dieselbe Medline-Recherche lieferte farbduplexsonographische Studien mit Untersuchung anderer Gefäße, von denen wichtige Studien ohne Anspruch einer systematischen Übersicht berichtet werden.
Ein prospektiv an einer größeren Patientenzahl ermittelter Goldstandard zur Validierung der Sonographie liegt nicht vor. Alle bisherigen Studien nehmen das Biopsieergebnis als Vergleichsparameter, wobei hier die nicht unwesentliche Rate an falsch negativen Biopsie-Resultaten bedacht werden muss.
Alternativ ziehen einige Autoren als pragmatischen klinischen Vergleichsparameter die ACR-Kriterien oder die abschließende klinische Diagnose nach Klärung von Differenzialdiagnosen und der Beobachtung des Verlaufes (vor allem des Ansprechens auf Steroide) heran. Hierdurch wird eine Mitberücksichtigung auch nicht biopsierter Patienten mit Vergrößerung der Fallzahlen erreicht. Nachteile der Biopsie (falschnegative Resultate) bestehen zumindest bei letzterem Vorgehen nicht.
Der diagnostische Wert der Sonographie wird in den meisten Studien mittels Sensitivität und Spezifität erfasst. Zudem geben etliche Autoren als Post-Test-Wahrscheinlichkeit den einfachen positiven und negativen prädiktiven Wert der Sonographie („positive/negative predictive value“, PPV/NPV) an (46, 12, 14). PPV und NPV hängen von der Prävalenz ab beziehungsweise in den untersuchten vorselektierten Kollektiven mit Verdacht auf Vorliegen einer Arteriitis eher von der Prä-Test-Wahrscheinlichkeit. Je höher die Prä-Test-Wahrscheinlichkeit des Vorliegens einer Erkrankung ist, desto höher ist der PPV und desto niedriger der NPV.
Ergebnisse klinisch-diagnostischer Anwendung
Eine systematische Übersicht über die verfügbaren größeren Studien gibt die Tabelle 2. Die unterschiedlichen Angaben zur Sensitivität der veröffentlichten Studien erklären sich durch unterschiedliche Gerätequalität und -einstellungen sowie durch untersucherbedingte Faktoren und Differenzen in der Bewertung von Wandverdickungen als Halo. Insgesamt ist auffallend, dass die Studien aus dem deutschsprachigen Raum (9, 12, 16, 19, 21, 24) eine konstant sehr hohe Spezifität im Vergleich zur letztendlichen klinischen Diagnose zeigen.
Aufgrund des Einschlusskriteriums „klinischer Verdacht auf Vorliegen einer Arteriitis temporalis“ ist eine variable, in jedem Falle jedoch die allgemeine Prävalenz übersteigende Prä-Test-Wahrscheinlichkeit bezüglich des tatsächlichen Vorliegens einer Arteriitis vorhanden. Dies ist auch erkennbar an der Post-Test-Rate einschließlich biopsiepositiver Patienten (Tabelle 2). Es wird deutlich, dass in den Studien mit moderater (> 50 Prozent) bis hoher Prä-Test-Wahrscheinlichkeit ein sehr hoher PPV vorliegt, wohingegen bei abnehmender Prä-Test-Wahrscheinlichkeit der PPV sinkt und dafür der NPV steigt (Tabelle 2).
Die Bedeutung der Ausdehnung des Halo ist unzureichend untersucht. Ein beidseitig nachweisbarer Halo scheint mit einer höheren Rate an ophthalmologischen Komplikationen und positiven Biopsien verbunden zu sein (9, 18).
Eine zusätzliche Darstellung der A. occipitalis bei occipito-nuchalen Schmerzen zeigte entzündliche Veränderungen bei 63 Prozent der Patienten mit Arteriitis cranialis (8), wobei jedoch nur bei einem von 27 Patienten ein isolierter Befall der A. occipitalis ohne zusätzliche Veränderungen an der Aorta temporalis vorlag. Die Sonographie größerer extrakranieller hirnversorgender Gefäße ist schon aufgrund nicht arteriitischer Differenzialdiagnosen stets erforderlich. Gelegentlich finden sich hierbei auch arteriitische Veränderungen, die das Vorliegen begleitender zerebraler Ischämien erklären können (7, 13). Die Sonographie mehrerer Gefäße des Körpers erbrachte in einer kleineren Serie typische konzentrische echoarme Wandverdickungen in 30 Prozent der Patienten (vor allem A. subclavia, A. carotis externa, A. axillaris, auch Gefäße der unteren Extremität) (22).
Ein zusätzlicher Nutzen der Sonographie liegt bei der Biopsie der Arteria temporalis superficialis vor, denn die Markierung der Haut über stark befallenen Gefäßarealen bei segmentaler Entzündung vor einer Biopsie ist im klinischen Alltag für den Operateur hilfreich. Untersuchungen bezüglich der beabsichtigten Steigerung der Biopsieausbeute existieren jedoch nicht.
Eine zusätzliche, okkulte Arteriitis cranialis liegt bei reiner PMR (Polymyalgia rheumatica) (Minor-Variante der Riesenzellarteriitis) in etwa fünf bis zehn Prozent der Fälle vor (sehr variable Literaturlage: 0 bis 42 Prozent). Bei 8 von 102 dieser Patienten fand sich ein pathologischer sonographischer Befund, der histologisch bei vier biopsierten Patienten bestätigt wurde (20). In einer anderen Studie wurde bei 22 Patienten eine Sonographie plus Biopsie durchgeführt. Hier zeigte sich eine Sensitivität von 100 Prozent und eine Spezifität von 88 Prozent (23). Zu beachten ist die wesentlich geringere Prä-Test-Wahrscheinlichkeit für das Vorliegen einer Arteriitis bei Patienten mit reiner PMR, mit folglich geringerer Spezifität (beziehungsweise PPV), jedoch höherer Sensitivität (beziehungsweise NPV), was dem klinischen Grundgedanken eines nichtinvasiven „Arteriitis-Ausschlusses“ entspricht. Eine größere Studie mit konsequentem Vergleich Sonographie versus Biopsie wäre wünschenswert. Es bestehen Hinweise auf einen diagnostischen Nutzen eines Sonographie-Screenings jedes Patienten mit reiner PMR. Die in der klinischen Praxis häufiger gestellte Frage nach Hinweisen auf eine Arteriittis cranialis kann sonographisch bei über mehr als eine Woche vorbehandelter PMR aufgrund der Steroidreversibilität der Wandveränderungen nicht valide beantwortet werden.
Grenzen der Farbduplexsonographie
Gründe für falschpositive oder -negative Befunde können unterschiedliche Ursachen haben. Bei distalen Gefäßdurchmessern von unter einem Millimeter wird an der Auflösungsgrenze auch moderner Geräte gearbeitet. Weit distal gelegene segmentale Manifestationen in kleineren Endästen können daher nicht zuverlässig erfasst werden.
- Tatsächliches Fehlen eines Halo: Die weitaus häufigste Ursache hierfür ist die Corticosteroidtherapie, die die Sonographie ihres spezifischen Vorteils der Visualisierung eines entzündlichen Wandödems rasch beraubt. Bei partiell-entzündlichem Befall zum Beispiel nur adventitialer Schichten, vor allem in frühen Phasen der Entzündung, ist ein deutliches Wandödem als sonographisch sichtbares entzündliches Korrelat noch nicht vorhanden (18). Ebenso finden sich im fibrotischen End-/Residualstadium statt echoarmer Wandverdickungen eher arteriosklerotisch imponierende echoreichere Wandveränderungen.
- Fehlbeurteilung eines Halo: Es liegen in der Regel Versäumnisse bei der Geräteeinstellung (wie zu hohe beziehungsweise niedrige Farbverstärkung/ falsche Tiefenfokussierung), mangelnde Schallkopf-/Gerätequalität oder Erfahrung des Untersuchers oder zu kurze Untersuchungszeiten vor. Zur Unsicherheit in der individuellen Einstufung einer Wandverdickung als Halo trägt zudem die bislang fehlende Konvention bezüglich der Definition (Mindestdicke) eines Halos bei. Die Halodicke ist zwischen 0,3 und 1,2 mm anzunehmen (21), wichtig ist hierbei die Beachtung der relativen Dicke des Halos im Vergleich zum perfundierten Lumen beziehungsweise der Gefäßdicke. Selten kann eine diffuse echoarme Atherosklerose einem Halo ähneln, wenngleich eine ganz strikte konzentrische Konfiguration dann meist nicht vorhanden ist.
- Halo anderer Ursache: Der Halo wurde auch bei einem Patient mit Panarteriitis nodosa beschrieben (2). Die Sonographie kann zwar das Vorhandensein einer Vaskulitis der Temporalgefäße mit großer Wahrscheinlichkeit widerspiegeln, nicht jedoch Differenzialdiagnosen klären. So fand sich auch bei wenigen Patienten mit Diagnose einer infektiösen oder neoplastischen Erkrankung ein Halo. Dabei wurde nicht geklärt, ob dies in einigen Fällen nicht einer tatsächlichen assoziierten Vaskulitis entsprach (6).
- Halo als alleiniges Kriterium? In früheren, rein dopplersonographischen Studien zeigte die Suche nach Stenosen oder Verschlüssen bei Patienten mit Verdacht auf Arteriitis temporalis einen PPV von 75 Prozent und einen NPV von 80 Prozent (10). Zu beachten ist, dass (meist arteriosklerotisch bedingte) Stenosen dopplersonographisch bei bis zu 18 Prozent altersentsprechender Kontrollpersonen gefunden wurden (25), sodass es sich hierbei um ein weniger spezifisches Kriterium handelt.
Das Stenosekriterium bei Anwendung der Farbsonographie wird kontrovers beurteilt – einerseits wird die verbesserte Sensitivität hervorgehoben (19), andererseits wird argumentiert, dass eine sicher entzündlich bedingte Stenose durch eine echoarme entzündliche Wandverdickung (Halo-Kriterium) hervorgerufen sein müsste (12). Zu beachten ist der erhöhte Zeitaufwand zur Detektion von Stenosen im Duplex-modus (häufiges „Einfrieren“ und Platzieren des Dopplervolumens) bei oft elongiertem Gefäßverlauf. Das zusätzliche Aufspüren von Verschlüssen, das nur farbduplexsonographisch sicher erfolgen kann stellt möglicherweise einen weniger zeitaufwendigen Kompromiss dar. Voraussetzung hierfür ist, dass das Gefäß ohne Farbflusssignal trotz adäquater Geräteeinstellung darstellbar ist.
Fazit für die Praxis
Ein positiver sonographischer Befund ist hoch prädiktiv für das Vorliegen einer Arteriitis bei einem Patientenkollektiv mit eindeutigem klinischen Verdacht auf Vorliegen einer Arteriitis cranialis. Der zusätzliche Wert der Sonographie mit ihrem hohen positiv prädiktiven Wert wird deutlich, wenn man den niedrigen positiv prädiktiven Wert (29 Prozent) jedoch hohen negativ prädiktiven Wert (99 Prozent) der ACR-Kriterien bedenkt (11). Auf die Durchführung einer Biopsie kann daher in der Regel bei eindeutigem Sonographiebefund verzichtet werden. Eine Ausnahme besteht bei Verdacht auf Vorliegen einer anderen entzündlichen Erkrankung mit Manifestation an der Schläfenarterie.
Ein negativer sonographischer Befund kann bei eindeutigem klinischen Verdacht auf das Vorliegen einer Arteriitis cranialis (nichtinvasive ACR-Kriterien) nicht zum Arteriitis-Ausschluss verwandt werden, sodass eine Biopsie dann weiterhin indiziert bleibt.
Bei geringerer Prä-Test-Wahrscheinlichkeit eines unselektierten Krankengutes kann die hohe positive Vorhersagekraft sonographischer Veränderungen nicht aufrecht erhalten werden, jedoch ist hier von einem hohen negativ prädiktiven Wert auszugehen, sodass eine Ausschlussdiagnostik möglich erscheint bei Patienten mit Erstdiagnose einer reinen Polymyalgia rheumatica vor Initiierung der Corticosteroidtherapie.
Ein nationaler und internationaler Konsensus bezüglich apparativer Voraussetzungen sowie Definition und Gewichtung diagnostischer sonographischer Kriterien ist dringend erforderlich.

Manuskript eingereicht: 22. 12. 2004, revidierte Fassung angenommen: 6. 4. 2005

Die Autoren erklären, dass kein Interessenkonflikt im Sinne der Richtlinien des International Committee of Medical Journal Editors besteht.

zZitierweise dieses Beitrags:
Dtsch Arztebl 2005; 102: A 3414–3420 [Heft 49]


Anschrift für die Verfasser:
Priv.-Doz. Dr. med. Andreas Hetzel
Neurologische Universitätsklinik, Neurozentrum
Breisacher Straße 64
79106 Freiburg
E-Mail: hetzel@nz.ukl.uni-freiburg.de
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