Thyroid nodules represent a very common pathology. Using modern high-resolution ultrasound, nodules could be found in up to 68 % of patients. The most important task is the diagnosis of thyroid cancer which represents only about 5-15 % of nodules, however the incidence is still growing. Even with the use of a fine needle aspiration biopsy, it is not always possible to decide on the biological nature of the nodule. A significant proportion of such patients have to undergo thyroid surgery for diagnostic reason. Thyroid surgery is associated with risks to the patient and financial costs to the health-care system. In recent decades, the efforts to improve non-invasive diagnostics of thyroid nodules have been made. The thyroid elastography and thyroid autoimmunity are among the examined risk parameters. Using real-time strain elastography, thyroid carcinomas elasticity has been significantly reduced compared to benign thyroid nodules in our group of patients. The elastography of thyroid nodules can be used as a suitable complement to conventional sonographic examination. In our work, the combination of both methods (conventional ultrasound and elastography) increased the negative predictive value compared to both methods individually. The results of our work further indicate that, in case of absence of...

Die Fettlebererkrankung (fatty liver disease; FLD) und koronare Herzkrankheit (KHK) stellen zwei wichtige Manifestationen des metabolischen Syndroms (MS) dar. Eine frühzeitige Erkennung sowie Prävention dieser beiden Entitäten ist eine große Herausforderung in der Gesundheitsversorgung der heutigen Zeit. So empfehlen die aktuellen Leitlinien zur Nichtalkoholischen Fettlebererkrankung (NAFLD) ein Screening dieser Patient:innen auf das Vorliegen einer KHK, sowie Patient:innen mit KHK auf eine FLD zu untersuchen. Nichtsdestotrotz sind derartige Empfehlungen in den KHK-Leitlinien kaum zu finden. Eine Verbindung zwischen FLD und KHK besteht aufgrund gemeinsamer Risikofaktoren (Diabetes mellitus, Übergewicht etc.), jedoch mehren sich die Anzeichen eines kausalen Zusammenhangs, welcher Gegenstand aktueller Forschung ist. So wird unter anderem ein Zusammenhang zwischen entzündlicher Aktivität und Atherosklerose vermutet. Die Arbeitsgruppe der Universitätsklinik Leipzig hat sich in der vorliegenden Studie mit der Frage beschäftig, ob mittels nichtinvasiver Untersuchungsverfahren zur Messung der Fettleber, Leberfibrose und Steatohepatitis bei einer kardiologischen Kohorte eine Aussage zum Risiko einer interventionspflichtigen KHK getroffen werden kann. Insgesamt stellte die FLD mit einer Prävalenz von ca. 40% ein häufiges Krankheitsbild in der untersuchten Kohorte dar. Ein signifikanter Zusammenhang zwischen FLD und KHK ließ sich nicht nachweisen. Auch war der Anteil an Patient:innen mit höhergradiger Fibrose mit ca. 5% vergleichsweise niedrig. Interessanterweise waren die traditionellen Risikofaktoren Diabetes, Übergewicht und arterielle Hypertonie weder mit einer fortgeschrittenen Lebererkrankung noch mit der Notwendigkeit einer kardiovaskulären Intervention signifikant assoziiert, was möglicherweise auf Grund der Fallzahl und des vorselektionierten Patientengutes begründet werden kann. Nur das männliche Geschlecht stand in unserer Kohorte in signifikantem Zusammenhang mit dem KHK-Risiko, was mit den berichteten Daten übereinstimmt und auf die Praxis der Auswahl der Patient:innen zum Zeitpunkt der Rekrutierung zurückzuführen ist, bei der Frauen eine höhere Rate an falsch-positiven Ergometrie- und Myokardperfusionsszintigraphien aufweisen. Auch die gängigen Labor-Tests - in der vorliegenden Studie der NAFLD-Fibrosis-Score (NFS) und FIB4-Index - zeigten keine signifikante Assoziation zum Ergebnis der HKU. In unserer Studie konnte ein signifikanter Zusammenhang zwischen erhöhter Leber-Steifigkeit gemessen mittels Scherwellen-Elastografie (vibration-controlled transient elastography; VCTE) und interventionspflichtiger KHK nachgewiesen werden (wenn auch unterhalb der gängigen Cut-offs einer signifikanten Fibrose). Diese erhöhten Steifigkeitswerte unterhalb der pathologischen Grenze reflektieren nicht zwingend eine Gewebsfibrose, können aber Ausdruck einer Entzündung und damit verbundenen veränderten Vaskularisation sein. Dies spiegelt sich in der Berechnung des FAST-Scores wider. Der FAST-score stellt einen Surrogat-Marker für die Steatohepatitis dar, der das Risiko einer fibrotischen Steatohepatitis mit guter Genauigkeit abbildet und sich aus Werten der VCTE sowie der Aspartat-Aminotransferase (AST) berechnet. In unserer Kohorte war der FAST-Score der stärkste Prädiktor für eine interventionsbedürftige KHK. Selbst nach Berücksichtigung anderer Risikofaktoren in der multivariaten Analyse stellte sich der FAST-Score als unabhängiger Risikofaktor einer KHK heraus. Vergleichbare Beobachtungen wurden unseres Wissenstands nach bisher nicht publiziert. Daher müssen diese Ergebnisse in weiteren multizentrischen Studien bestätigt werden. Die Inflammation könnte also das Bindeglied zwischen Steatohepatitis und KHK sein, was im Einklang mit den möglichen Pathomechanismen, insbesondere dem oxidativen Stress, stehen würde. Es werden somit weitere Studien benötigt, welche sich auf die potenzielle Rolle des FAST-Scores als Stratifizierungsmethode nicht nur im Bereich der Lebererkrankungen, sondern auch bei der Beurteilung kardiovaskulärer Risiko-Patient:innen konzentrieren. Idealerweise könnte dies mit einer Analyse des Lebergewebes, des viszeralen Fettgewebes und der Endothelfunktion einhergehen, um weitere Erkenntnisse über die wechselseitigen pathophysiologischen Mechanismen dieser Erkrankungen zu gewinnen. In der Zusammenschau zeigen unsere Daten, dass die Prävalenz einer fortgeschrittenen FLD bei Patient:innen mit vermuteter KHK gering ist. Nichtinvasive Tests des Fibrose- und Steatosegrades waren nicht mit der Notwendigkeit einer koronaren Intervention verbunden. Erhöhte FAST-Score-Werte unterstreichen die pathophysiologische Bedeutung der Entzündungsaktivität sowohl bei FLD als auch bei KHK.:1 Einführung 1.1 Bibliografische Beschreibung 1.2 Einleitung 1.2.1 Metabolisches Syndrom 1.2.2 Koronare Herzkrankheit 1.2.3 Fettlebererkrankung und Steatohepatitis 1.2.4 Diagnostik von Fettlebererkrankung und Steatohepatitis 1.2.5 Zusammenhang zwischen koronarer Herzkrankheit und Fettlebererkrankung/Steatohepatitis 1.3 Rationale und Ziele der publizierten Studie 2 Publikation 3 Zusammenfassung der Arbeit 4 Literatur 5 Abkürzungen 6 Anlagen 6.1 Lebenslauf 6.2 Wissenschaftliche Veröffentlichungen 6.3 Publikation 6.4 Darstellung des eigenen Beitrags 6.5 Abdruckerlaubnis 6.6 Einreichungserklärung 6.7 Eigenständigkeitserklärung 6.8 Vorbehaltlichkeitserklärung 6.9 Teilnahmebescheinigung: Vorlesung zur “Guten wissenschaftlichen Praxis“ an der Medizinischen Fakultät der Universität Leipzig 6.10 Danksagung

Die Elastografie ist ein diagnostisches bildgebendes Verfahren zur Bestimmung der Geschwindigkeit oder Amplitude der ins Gewebe eingebrachten Scherwellen. Die Scherwellengeschwindigkeit c in der Leber ist ein Marker zur Fibrosegraduierung. Pathologische Elastizitätsveränderungen, wie sie bei der Herzinsuffizienz auftreten können mittels der Scherwellenamplitude in der Herzwand erfasst werden. Bisherige Verfahren sind durch eine geringe Eindringtiefe/Zeitauflösung limitiert. Dies erschwert die Untersuchung der Leber bei Patienten mit Adipositas oder Aszites und am Herzen. Daher wird in dieser Arbeit die zeitharmonische Vibrationen zur Anregung von Scherwellen im tiefen Gewebe mit der zeiteffizienten Ultraschallelastografie kombiniert. In der Leber wurde c als Maß für die Elastizität und die Dispersion von c als Maß für die Viskosität in 11 Probanden und 24 Patienten mit Leberzirrhose gemessen. Im Herzen wurde die Amplitude als Maß für die relative Elastizitätsänderung des Herzmuskels in Echtzeit bei 11 Probanden und einer Patientin mit Herzinsuffizienz bestimmt. In der Leber ergab sich für Probanden c=1,77(15)ms und für Patienten mit Zirrhose c=3,10(55)ms. Diese 100%ige Separation bestätigt die Stabilität und das diagnostische Potential des neuen Verfahrens. Für die Probanden ergab sich eine Abnahme der Scherwellenamplitude in der Herzwand 121(34)ms vor der Kontraktion des Herzens und ein Anstieg 56(29)ms vor der Relaxation entsprechend den isovolumetrischen Kontaktions- und Relaxationszeiten. Die zeitharmonische Ultraschallelastografie erlaubt erstmalig die Bestimmung der Scherwellengeschwindigkeit der gesamten Leber auch bei Adipositas und Aszites. Dies erweitert den Anwendungsbereich der Ultraschallelastografie in der klinischen Diagnostik wesentlich. Zudem wurde die Anspannungsänderung des Herzmuskels in vivo und in Echtzeit bestimmt. Diese neue Modalität bietet erstmalig die Möglichkeit pathologische Herzveränderungen mittels Elastografie zu diagnostizieren. / Elastography is a diagnostic imaging technology for the quantification of speed or amplitude of external induced shear waves. The shear wave speed c is used as diagnostic marker for the staging of liver fibrosis. In contrast, the shear wave amplitude in the myocardial wall is sensitive to pathologic elasticity alterations induced by cardiac insufficiency. Current methods have a less penetration depth or low spatial resolution. This limits the investigation of liver in patients with ascites or adiposity and of the heart. Therefore the time harmonic vibration, inducing shear waves in deep tissue is combined with the time efficient ultrasound elastography in this work. In the liver, c and the dispersion of c as marker for elasticity and for viscosity respectively was measured in 11 volunteers and 24 patient with cirrhosis. Relative elasticity changes of the myocardial muscle were assessed by measuring shear wave amplitude in real-time in 11 volunteers. As an outlook, one patient with diastolic dysfunction was investigated. The shear wave speed in liver is c=1.77(15)ms for the volunteers and c=3.10(55)ms for the patients with cirrhosis. The 100%age separation between both groups confirms the stability and the diagnostic potential of these new method. In volunteers the shear wave amplitude in the myocardial wall decreases by 121(34)ms prior to heart contraction and increases by 56(29)ms prior to relaxation. This times correlate to the cardiac isovolumetric contraction and relaxation times. for the first times, the new time harmonic ultrasound elastography allows the quantification of shear wave speed in the whole liver even in patients with ascites or adiposity. This extends the field of application for liver-elastography in clinical diagnostics substantially. Furthermore the tension changes in the myocardial wall can be measured in vivo and in real-time. For the first time, this new modality opens the possibility to diagnose pathological alterations by elastography.