Ultraschnelle Sonographie zeichnet Ausbreitung von Epilepsien im Gehirn von Säuglingen auf

Paris – Französische Forscher haben ein Ultraschallgerät für eine ultraschnelle Doppler-Sonographie entwickelt, das neue Einblicke in die Durchblutung des Gehirns und damit auch der Hirnaktivität ermöglicht. Das in Science Translational Medicine (2017; 9: eaah6756) vorgestellte Gerät könnte die Diagnose von Hirnschäden bei Neugeborenen verbessern.

Die funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) hat gezeigt, dass lokale Verän­derungen der Hirndurchblutungen wichtige Aussagen über die Hirnaktivität zulassen. Die Hirndurchblutung kann – bei Neugeborenen durch die Fontanelle – auch mit einer Doppler-Sonographie gemessen werden. 

Ingenieure der Hochschule für angewandte Physik und Chemie der Stadt Paris (ESPCI) haben vor einigen Jahren eine Variante der Doppler-Sonographie entwickelt, die statt der üblichen 50 mehr als 10.000 Aufnahmen pro Sekunde anfertigt. Damit lassen sich auch subtile Veränderungen der Durchblutung in kleinen Gefäßen darstellen. Bei Aufnahmen durch die vordere Fontanelle werden die Hirnarterien mit sämtlichen Ästen sichtbar.

Das Team um Mickael Tanter hat auf der Basis der Technik jetzt eine funktionelle Ultraschallbildgebung (fUSI) entwickelt, die analog zum fMRT eine Darstellung der Hirnaktivität ermöglicht. Der Ultraschallkopf wird dabei an der vorderen Fontanelle befestigt. Er ist nicht größer als ein Tennisball. Eine Untersuchung ist damit auch bei Neugeborenen möglich, ohne dass deren Schlaf gestört wird.

Tanter hat das Gerät jetzt auf einer Neugeborenenstation an der Universitätsklinik Robert Debré in Paris getestet. In einem ersten Versuch wurde die Hirnaktivität während des Schlafes untersucht. Die fUSI konnte sicher zwischen aktiven und passiven Schlafphasen unterscheiden. In den aktiven Schlafphasen kam es jeweils zu einem deutlichen Anstieg der globalen Durchblutung im Gehirn.

Als nächstes wurden zwei Neugeborene untersucht, die an therapierefraktären Epilepsien litten. Der Beginn der Krampfanfälle war nicht nur mit einem Anstieg der Hirndurchblutung verbunden. Das fUSI identifizierte zusammen mit einem Video-EEG auch genau den Ursprungsort der Epilepsie bis auf den Millimeter genau.

Abschließend konnten die Forscher sogar die Ausbreitung eines epileptischen Anfalls beobachten. Auch hier war die vermehrte Hirnaktivität von einem kurzzeitigen Anstieg der Hirndurchblutung begleitet, der sich ebenfalls wellenförmig im Gehirn ausbreitete. 

Das Gerät, das laut Tanter kostengünstig hergestellt werden kann, könnte nicht nur für die Grundlagenforschung interessant sein. Die genaue Lokalisierung von epileptischen Anfällen könnte auch die Therapie von Epilepsien verbessern. Bei der genauen Kenntnis des Ausgangsortes kann eine chirurgische Resektion eine Epilepsie häufig dauerhaft heilen.

rme