Vaskuläre Krankheiten des Gehirns bei Kindern und Jugendlichen

Arteriovenöse Malformationen (AVM) oder AV-Angiome des Gehirns sind kongenitale Fehlbildungen des arteriolär-kapillären Gefäßbettes (Abb. 1). Sie entstehen zwischen der 4. und 8. Gestationswoche aus direkten Verbindungen zwischen arteriellen und venösen Schenkeln eines primitiven vaskulären Plexus. AV-Angiome sind überwiegend in den zerebralen Hemisphären lokalisiert, 90 % liegen supratentoriell (davon 10 % im Stammganglienbereich), 10 % zerebellär oder im Hirnstamm.

Pathologisch-anatomisch stellen sich AV-Angiome als ein Gefäßkonvolut (Nidus) variabler Größe dar, das von einer oder mehreren zerebralen Arterien gespeist und von großen oberflächlichen oder tiefen Venen drainiert wird (Abb. 1). Somit entstehen Kurzschlussverbindungen zwischen dem arteriellen und dem venösen Gefäßbett, die keiner geordneten Gefäßregulation unterliegen. Die AVM werden in plexiforme (mit multiplen arteriovenösen Verbindungen), fistulöse (mit direkter Verbindung zwischen einer Arterie und einer Vene) und gemischte Formen eingeteilt.

Da der normale Gefäßwiderstand des arteriolär-kapillären Gefäßbettes fehlt, führt der verminderte Gesamtwiderstand zu einer erhöhten Durchblutungsrate der AVM (arteriovenöse Shunts) und einer Flussbeschleunigung in den zuführenden Arterien und drainierenden Venen. Nidus und drainierende Venen sind einem erhöhten intravaskulären Druck ausgesetzt, sodass weniger resistente AVM-Gefäße rupturieren können. Bei sulkaler Lage der AVM kommt es zu einer Subarachnoidalblutung, bei Lage innerhalb des Gyrus oder der Basalganglien zu einer intraparenchymatösen Hämorrhagie, bei Beteiligung des Plexus chorioideus oder Lage in Ventrikelnähe zu einer intraventrikulären Blutung.

Ein erhebliches Shuntvolumen der AVM kann zu einer verminderten Durchblutung des umgebenden Hirngewebes führen (sog. Steal-Effekt). Fluktuierende oder langsam progrediente neurologische Störungen sind als Folge der Ischämie zu erklären. Außerdem behindert die Druckerhöhung im venösen Schenkel die Drainage der angrenzenden weißen Substanz. Der ansteigende intrakranielle Druck kann zu Kopfschmerzen, Sehstörungen und selten zu einer Stauungspapille führen. Epileptische Anfälle können Ausdruck einer hämorrhagischen oder ischämischen kortikalen Schädigung sein.

Die AVM-Häufigkeit in der Bevölkerung beträgt etwa 1:1000. AV-Angiome können während des gesamten Lebens asymptomatisch bleiben. Nur 20 % der AVM werden bis zum 20. Lebensjahr symptomatisch. Zunehmende hämodynamische Veränderungen manifestieren sich meist zwischen dem 20. und 40. Lebensjahr. Bei Kindern unter 15 Jahren stellen AVM die häufigste Ursache einer spontanen intrakraniellen Blutung oder eines vaskulären Insults dar (Blutungsinzidenz 1,4:100.000 pro Jahr).

Initialsymptome im Kindes- und Jugendalter sind Blutungen (zu 60 %), zerebrale Krampfanfälle (30 %), rezidivierende Kopfschmerzen und neurologische Ausfallserscheinungen (je 5 %). Die erste Blutung geht mit einer Letalität von 10–25 % einher und hinterlässt bei der Hälfte der Überlebenden bleibende neurologische Ausfallserscheinungen. Kleine AVM bluten eher häufiger als große. Das Risiko einer Blutung nach Diagnosestellung einer AV-Malformation wird bei unbehandelten Patienten mit 2–3 % pro Jahr angegeben. Die Wiederholungswahrscheinlichkeit einer Blutung liegt bei 5 % pro Jahr. Zerebrale Krampfanfälle präsentieren sich überwiegend als fokale und sekundär generalisierte Anfälle. Sie erweisen sich nur selten als therapierefraktär. Kopfschmerzen können eine Migränesymptomatik mit visuellen Symptomen und heftigem, konstant einseitigem Schmerz imitieren.

Bei etwa der Hälfte der AVM-Patienten ist ein pulsierendes Gefäßgeräusch über der Kalotte auskultierbar. Eine transkranielle Doppler- oder Farbduplexsonografie kann eine erhöhte systolische und enddiastolische Flussgeschwindigkeit in den zuführenden basalen Hirnarterien nachweisen. Zur Bestätigung des Verdachts sollte eine Kernspintomografie (MRT) mit -angiografie (MRA) durchgeführt werden. Lage, Größe und Hauptversorgung der AVM können so festgestellt werden. Voraussetzung einer Behandlung ist eine invasive Angiografie aller hirnversorgenden Gefäße einschließlich der A. carotis externa (zum Ausschluss einer zusätzlichen duralen Versorgung).

Therapiemöglichkeiten bestehen in operativer Ausschaltung des Angioms, einer Protonenbestrahlung (vorzugsweise kleiner, operativ unzugänglicher AV-Malformationen) und einer Obliteration der/des zuführenden Gefäße(s) mittels Embolisation bzw. einer Kombination dieser Verfahren. Eine embolisatorische Vorbehandlung kann sowohl die Operabilität als auch die Strahlenbehandlung optimieren. In jedem Fall sollte der therapeutische Plan im Team mit Neurochirurgen, interventionellen Neuroradiologen und Strahlentherapeuten individuell abgestimmt werden. Die Behandelbarkeit einer AVM hängt von Größe, Lage und der venösen Drainage ab.

Jede der Therapien birgt Risiken. In einer groß angelegten prospektiven Studie bei Erwachsenen mit nicht rupturierter AVM (ARUBA-Studie) zeigten sich unter den interventionellen Therapien in einer Beobachtungszeit von durchschnittlich 3 Jahren mehr Komplikationen (Insult, Tod) als unter konservativer symptomatischer Behandlung. Angesichts des hohen kumulativen Risikos einer ersten oder wiederholten AVM-Blutung wird bei Kindern aktuell weiterhin eine Behandlung angestrebt. Behandlungsziel ist immer die vollkommene Ausschaltung der AVM, da die Blutungsgefahr bei inkompletter Behandlung nur wenig abnimmt. Bei totaler AVM-Exzision liegt die 15-Jahres-Überlebensrate bei 97 %.

Bei der aneurysmatischen Malformation der V. Galeni (VG) handelt es sich um eine vor der 11. Schwangerschaftswoche (SSW) entstehende arteriovenöse Gefäßfehlbildung mit Persistenz des embryonalen Vorläufers der V. magna Galeni, der sog. V. prosencephalica. Diese wird von einem fistulösen Netz multipler choroidaler Arterien (choroidaler Typ) oder von einer bis wenigen arteriovenösen Fisteln (muraler Typ) gespeist und mündet mit schräg ansteigendem Verlauf über den Sinus falciformis in den Sinus sagittalis superior (Abb. 2). Die eigentliche V. Galeni ist bei dieser Fehlbildung nicht angelegt. Wegen des hohen Shuntvolumens kommt es zu einer sackförmigen, aneurysmatischen Erweiterung der V. prosencephalica im Mündungsbereich der Fisteln.

Bei der choroidalen Form der VG-Malformation mit multiplen Shunts stehen postnatal die Zeichen der Volumenbelastung im Vordergrund: massiv erhöhtes Herzminutenvolumen mit systolischem Herzgeräusch, Tachykardie, Kardiomegalie und Herzinsuffizienz, Hepatomegalie, Atemnotsyndrom und Lungenödem. Ein bestehender Hydrops weist auf eine bereits pränatal vorhandene Herzinsuffizienz hin. Über der Kalotte ist ein lautes Gefäßgeräusch auszukultieren, die sichtbaren kranialen Venen sind gestaut. Die Herzinsuffizienz, deren Manifestation in den ersten Lebenstagen (und nie nach der 2. Lebenswoche) einsetzt, bestimmt Therapie und Prognose in dieser Phase.

Ist das Shuntvolumen nicht exzessiv erhöht, z. B. bei der muralen Form, können sich VG-Malformationen auch erst in der Säuglings- und Kleinkindzeit manifestieren. Pathogenetisch steht eine venöse Abflussstörung des erhöhten Shuntvolumens im Vordergrund. Der venöse Druck in den großen venösen Blutleitern und deren vorgeschalteten Venen steigt an. Infolgedessen nimmt die Liquorresorptionskapazität ab. Auch eine okklusive Liquorzirkulationsstörung kann durch Druckwirkung der VG-Malformation auf den Aquädukt wirksam sein. Der resultierende Hydrocephalus internus führt zur zunehmenden Makrozephalie (Leitsymptom) mit Sonnenuntergangsphänomen und gestauten Schädelvenen. Die zum Teil erhebliche venöse Hypertension in den kortikalen Venen kann zu Perfusionsstörung und Hypoxie des Hirnparenchyms und dadurch zu ausgedehnten Verkalkungen im subkortikalen Marklager führen. Mögliche Folgen sind zerebrale Krampfanfälle und eine Retardierung der Gesamtentwicklung. Auch hämorrhagische Komplikationen wie parenchymatöse Diapedeseblutungen, subependymale und subarachnoidale Blutungen sind auf die genannten hämodynamischen Veränderungen zurückzuführen.

Die Diagnose kann prä- und postnatal durch Ultraschall gestellt werden: Es zeigt sich eine große, zentrale, zystische Formation, die farbdopplersonografisch eindeutig durchflossen ist. Auch die fistulösen Zuflüsse und der Abfluss über die dilatierte V. prosencephalica sind nachweisbar. MRT und MRA können die Veränderungen des Parenchyms, der Liquorräume und der Gefäßarchitektur detailliert darstellen. Verkalkungen lassen sich in der kranialen Computertomografie (cCT) nachweisen.

Eine Embolisationsbehandlung choroidaler VG-Malformationen sollte nur in spezialisierten Zentren durchgeführt werden. Der optimale Zeitpunkt wird mit 5–6 Monaten angegeben. Eine Indikation zur Embolisation bei Neugeborenen wurde von Lasjaunias erst bei Beherrschung der Herzinsuffizienz und Ausschluss enzephalomalazischer Veränderungen gesehen (neonataler Bicêtre-Score >7 von 21 Punkten): Die Letalität nach Embolisation lag bei Neugeborenen bei 52 %, bei Säuglingen bei 7 %. Nach Embolisation im Neugeborenenalter (vs. im Säuglings- und Kindesalter) ist eine normale Entwicklung in 36 % (vs. 76 %), eine mäßige Retardierung in 55 % (vs. 13 %), eine schwere Retardierung in 9 % (vs. 10 %) zu erwarten. Beim muralen Typ ist die Prognose sehr gut.

Die Begleittherapie besteht in der Behandlung der Herzinsuffizienz und der Kontrolle zerebraler Anfälle. Eine operative Shuntanlage bei Hydrozephalus sollte – wenn möglich – vermieden werden, da die venöse Hypertension und die Rate subkortikaler Verkalkungen zunehmen können.

Kavernome oder kavernöse Hämangiome stellen 5–15 % aller intrakraniellen vaskulären Malformationen dar. Pathologisch-anatomisch handelt es sich um multiple, sinusoidal erweiterte, vaskuläre Räume, die von einer einfachen Epithelzellschicht begrenzt werden. Das Fehlen von Hirngewebe zwischen den einzelnen vaskulären Räumen ist typisch. Kavernome werden als Slow-flow- und Low-pressure-Läsionen bezeichnet. Sie besitzen weder zuführende, dilatierte Arterien noch drainierende Venen und sind daher meist angiografisch okkult.

75 % der Kavernome liegen supratentoriell, meist im frontalen oder parietalen Marklager. Infratentoriell ist vor allem der Pons betroffen, eine intraspinale Lokalisation ist sehr selten. In 20 % der Fälle liegen multiple Kavernome vor. In etwa 30 % wird eine familiäre Häufung berichtet, 3 Genloki wurden bisher beschrieben.

Nach autoptischen Studien liegt die Prävalenz von Kavernomen bei 0,1–0,5 %. Nur 5 % aller Kavernome werden im Laufe des Lebens symptomatisch. Charakteristisch sind rezidivierende Einblutungen, vermutlich infolge intraluminaler Druckschwankungen. Die Kavernome können mit der Zeit an Größe zunehmen und einen raumfordernden Effekt ausüben.

Symptomatische Kavernome werden in 20–25 % der Fälle vor dem 20. Lebensjahr manifest, in 3 % bereits im 1. Lebensjahr. Erstsymptome im Kindesalter sind überwiegend fokale Krampfanfälle. Die zunehmende raumfordernde Wirkung kann zu progressiven neurologischen Defiziten führen. Unspezifische Kopfschmerzen liegen bei einem Viertel der Patienten vor. Fatale Hämorrhagien sind sehr selten, obwohl bei nahezu allen symptomatischen Kavernomen Zeichen einer abgelaufenen Blutung nachweisbar sind. Bei Beobachtung des natürlichen Verlaufs asymptomatischer Kavernome zeigt sich ein jährliches Blutungsrisiko von etwa 0,5–1 %.

In der MRT zeigt sich eine charakteristische popcornähnliche Formation mit gemischter Signalintensität: Im T2-Bild finden sich signalarme Hämosiderinablagerungen im umgebenden Hirnparenchym und eine reaktive Gliose als Folge kleiner Sickerblutungen (Abb. 3), im T1-Bild stellt sich frisches Methämoglobin hyperintens dar, Verkalkungen sind hypointens. Kontrastangehobene MRT-Bilder sollten zum Nachweis eines möglicherweise assoziierten venösen Angioms angefertigt werden. In der cCT lassen sich oft unregelmäßig konfigurierte, hyperdense, leicht raumfordernde Formationen mit Verkalkungen nachweisen. Die invasive Angiografie zeigt meist nur eine zarte Anfärbung („blush“) oder ein avaskuläres Areal mit diskreter Verlagerung benachbarter Gefäße.

Asymptomatische Kavernome werden unabhängig von ihrer Lokalisation in der Regel nur beobachtet. Bei operativ zugänglichen, symptomatischen Kavernomen stellt die mikrochirurgische Entfernung die Behandlung der Wahl dar.

Die Prognose hängt vor allem von der Lokalisation der Läsion ab. Sie ist günstiger bei oberflächlichen als bei tief liegenden Kavernomen. Die Morbidität nach Operation liegt bei 5 %. Über 90 % der Patienten werden nach operativer Kavernomentfernung anfallsfrei.

Als Aneurysmen werden umschriebene Gefäßerweiterungen bezeichnet. Sie sind in über 90 % der Fälle kongenitalen Ursprungs und beruhen auf einer anlagebedingten Schwäche der Tunica media. Diese wirkt sich meist an einer arteriellen Bifurkation mit bogigem Gefäßverlauf aus, wo besondere Druck- und Scherkräfte auf die Gefäßwand wirken und dort zu sack- oder beerenförmigen Ausstülpungen führen können. Während im Erwachsenenalter anhaltende hämodynamische Belastungen zu einer fokalen Degeneration der Lamina elastica interna führen, sind im Kindesalter eher „intrinsische Faktoren“ wie kongenitale Mediadefekte wirksam. Sie treten gehäuft bei Kollagenkrankheiten (z. B. Ehlers-Danlos-Syndrom) sowie in Assoziation mit polyzystischer Nierenerkrankung, Aortenisthmusstenose, arteriovenösen Malformationen und Moyamoya-Syndrom auf. Außerdem ist eine familiäre, genetische Disposition erkennbar.

Aneurysmen finden sich in 4 % der Autopsiefälle im Erwachsenenalter. Nur 0,5–3 % aller Aneurysmen werden bis zum Alter von 20 Jahren symptomatisch. Jungen sind häufiger betroffen als Mädchen (Verhältnis etwa 2:1). Die Mehrheit der Aneurysmen ist an Teilungsstellen im vorderen Anteil des Circulus Willisii gelegen. Atypische Lokalisationen (im posterioren Anteil und im Bereich peripherer Äste) kommen im pädiatrischen Krankengut häufiger vor als bei Erwachsenen. Dies gilt auch für den deutlich höheren Anteil (etwa 20 %) von Riesenaneurysmen über 2,5 cm Durchmesser (Abb. 4). Seltenheiten sind multiple kongenitale und traumatisch oder infektiös erworbene Aneurysmen und Riesenaneurysmen.

Die Ruptur eines Aneurysmas führt zur Subarachnoidalblutung. Sie ist mit 80 % die häufigste Primärmanifestation. Akut treten stärkste Kopfschmerzen und Nackensteifigkeit auf. Bewusstseinsstörung (bis zum Koma) und Hirnnervenparesen können hinzukommen. Konsekutive Liquorzirkulationsstörungen können zum Hydrocephalus internus führen. Zwischen dem 3. und 10. Tag nach Blutung können Vasospasmen im Bereich der basalen Hirngefäße mit möglicher Folge eines sekundären ischämischen Defizits auftreten. Die Prognose wird durch das Ausmaß der Blutung und der initialen Bewusstseinsstörung und eine Aneurysmalokalisation im hinteren Hirnkreislauf negativ beeinflusst. Riesenaneurysmen können sich primär auch durch isolierte Hirnnervenausfälle (vor allem Nn. II und III) und Zeichen der Hirnstammkompression bemerkbar machen.

Bei Blutungsverdacht wird sofort eine cCT veranlasst. Der Nachweis einer Subarachnoidalblutung zwingt zur digitalen Subtraktionsangiografie aller 4 hirnversorgenden Gefäße. Die Aneurysmasuche mittels dreidimensionaler computertomografischer Angiografie bzw. MRT ist mit einer Sensitivität von jeweils 96 % diagnostisch nicht sicher ausreichend. MRT und MRA können Form, Lagebeziehung, Gefäßverdrängung und -abgänge, Ein- und Ausgangszonen des Aneurysmas sowie intraaneurysmatische Turbulenzen und Thrombosierungen meist nachweisen, sodass diese Verfahren nach Ausschluss einer Blutung Vorrang vor einer invasiven Angiografie haben. Eine Liquorpunktion zum Blutungsnachweis (xanthochromer Liquor) ist nur bei negativem CT-Befund indiziert. Die transkranielle Doppler- oder Farbduplexsonografie wird zur Diagnostik und Verlaufskontrolle eines Vasospasmus eingesetzt.

Die Behandlung des rupturierten Aneurysmas besteht, wenn möglich, in der frühzeitigen mikrochirurgischen Clippung zur Vermeidung einer fatalen Nachblutung. Das OP-Risiko steigt bei Sopor und Koma und nach mehr als 72 Stunden (wegen der Gefahr des dann einsetzenden Vasospasmus) deutlich an. Externe Drainage bei Hydrozephalus, Einsatz des Kalziumantagonisten Nimodipin und hypervolämisch-hypertensive Therapie bei Vasospasmen können nach Absprache mit dem Neurochirurgen eingesetzt werden. Die Prognose rupturierter, operativ nicht behandelbarer Aneurysmen ist deutlich eingeschränkt. Die Behandlung nichtrupturierter Riesenaneurysmen mittels endovaskulärer Therapie oder Operation muss individuell im Spezialistenteam abgesprochen werden. Infektiöse und mykotische Aneurysmen werden breit antibiotisch und antimykotisch, traumatische Aneurysmen chirurgisch behandelt.