Die Entwicklung eines früh-postmortalen Hirnödems beim menschlichen Leichnam in der Computertomographie

Abstract

Einleitung Die vorliegende Studie untersucht prospektiv die Korrelation von früh- postmortalen Veränderungen am menschlichen Hirngewebe im CT mit der postmortalen Liegezeit und anderen Umgebungsfaktoren. Insbesondere geht es um die Validierung von Beobachtungen einer postmortalen Ausdehnung des Gehirns analog zu einem Hirnödem. Es handelt sich um die zweite Sequenzstudie postmortaler Veränderungen am Hirngewebe im Institut für Rechtsmedizin des Universitätsklinikums Hamburg Eppendorf. Ziel war es, die Auswirkungen des Partialvolumeneffekts zu reduzieren und gewebsspezifischere und somit genauere Messergebnisse im Vergleich zur Vorgängerstudie zu erhalten. Die Gesamtzahl der Scans p.m., sowie die Frequenz der früh-postmortalen Scans wurde deutlich erhöht. Es wurde mit einem 16 Zeilen CT mit geringerer Schichtdicke gearbeitet und ein anderes statistisches Modell verwendet in das alle Ergebnisse bis 96 h p.m. einfließen.

Material und Methode Das Studienkollektiv umfasste 41 Verstorbene, die in das Institut für Rechtsmedizin des Universitätskrankenhaus Hamburg Eppendorf eingeliefert wurden. Acht Leichen mussten aus der Studie ausgeschlossen werden. Das Studienkollektiv bestand letztlich aus 33 Verstorbenen mit einem mittleren Alter von 69,1 Jahren. In die Studie aufgenommen wurden ausschließlich Leichen über 18 Jahre mit bekannter Sterbezeit und maximaler postmortaler Liegezeit von fünf Stunden. Die Durchschnittszeit bis zum ersten Scan betrug 3,2 Stunden. Ausgeschlossen wurden Verstorbene nach Tötungsdelikt sowie Suizid. Die Verstorbenen wurden in zwei Gruppen unterteilt, eine gekühlte Gruppe mit Kalt-Leichen und eine nicht gekühlte Gruppe mit Warm-Leichen. Die Leichen wurden in definierten Intervallen postmortal mit einem Philips Brilliance 16-Schicht gescannt. Bis zur 6. Stunde p.m. wurde stündlich ein CT-Scan durchgeführt. Die weiteren Scans folgten 9-, 12-, 18-, 24-, 48-, 72- und 96 Stunden post mortem. Die Kalt-Leichen wurden nach dem 6 h Scan gekühlt, die Warm-Leichen nach dem 24 h Scan. Die Auswertung und Bearbeitung der CT-Bilder erfolgte mit der Software von Osirix 4.2.1 (32 bit Version). Die Serien wurden zunächst so bearbeitet, dass nur noch intrakranielles Gewebe dargestellt wurde, die sogenannte Schädelbinnenraum-Serie. Aus dieser Serie wurden zwei weitere Serien exportiert, zum einen die Hirngewebsvolumen-Serie, die die graue und weiße Substanz darstellte, sowie zum anderen eine Liquor-Serie, die die inneren und äußeren Liquorräume repräsentierte. Die Serien wurden durch unterschiedliches Setzen der Rangebereiche der Hounsfield-Einheiten (HE) definiert. Für die Schädelbinnenraum-Serie wurde eine Range von 0 HE bis 50 HE, für die Hirngewebsvolumen-Serie eine Range von 30 HE bis 50 HE und für die Liquor-Serie eine Range von 0 HE bis 20 HE festgelegt. Die Range der jeweiligen HE wurden im Vergleich zur Vorgängerstudie enger gewählt, um gewebespezifischere Ergebnisse zu erhalten und somit Fehlerquellen wie den Partialvolumeneffekt zu minimieren. Die weitere Volumenberechnung erfolgte mit dem Programm Mango (Multi-image Analysis GUI).

Die statistische Auswertung erfolgte mit Hilfe der Statistik-Software R. Es wurde mit einem Mixed Model unter Berücksichtigung der individuellen Verläufe gearbeitet.

Ergebnisse Bei der Hirngewebsvolumen-Serie kam es zu einer kontinuierlichen Volumenzunahme im postmortalen Verlauf. Diese war in den ersten 24 Stunden am stärksten ausgeprägt. Die Volumenzunahme hielt bis zum Ende der Beobachtungsperiode an und betrug nach 96 Stunden durchschnittlich 22,1%. In der Liquor-Serie nahm das Volumen im Mittel monoton ab, nach 24 Stunden etwa auf die Hälfte -51,0% und nach 96 Stunden auf etwa ein Viertel -74,8%. Bei den Einflussgrößen war sowohl in der Hirngewebsvolumen- als auch in der Liquor-Serie das Alter signifikant. Es zeigte sich pro Lebensjahr eine um 1,7% geringere Liquorabnahme, sowie eine um 0,7% geringere Volumenzunahme der grauen und weißen Substanz. Die Warm- bzw. Kaltlagerung, der BMI, eine erfolgte Reanimation oder ein plötzlicher oder protrahierter Tod waren keine signifikanten Einflussgrößen. In der Schädelbinnenraum-Serie zeigten sich keine signifikanten Entwicklungen im postmortalen Verlauf.

Diskussion Die Ergebnisse der statistischen Auswertung sind mit einem postmortalen Hirnödem vereinbar. Sowohl morphologisch als auch volumetrisch zeigte sich eine deutliche Volumenzunahme in der Hirngewebsvolumen-Serie und eine konsekutive Volumenabnahme in der Liquor-Serie. Wichtig ist die Erkenntnis, dass es postmortal zu einem physiologischen Hirnödem kommt. Diagnosen wie Intoxikation, jugendliches Alter, oder ein protrahierter Tod, die ebenfalls zu einem postmortalen Hirnödem führen können, müssten gegebenenfalls berücksichtigt werden. Zur Beurteilung postmortaler Veränderungen am Hirngewebe im CT und MRT liegen nur sehr wenige Studien vor. Die aktuelle Studie bestätigt und erweitert jedoch die Ergebnisse der Vorgängerstudie am Institut für Rechtsmedizin des UKE. Zudem erbrachte eine Studie aus Japan, bei der antemortem Scans mit postmortem Scans verglichen wurden (Takahashi 2010) ähnliche Erkenntnisse.