Wissenschaftlicher Werdegang

Den Hauptschwerpunkt meiner wissenschaftlichen Tätigkeit bildet die klinische Forschung zur Verbesserung von Diagnostik und Therapie der Risikoschwangerschaft. Diese bestehen in erster Linie aufgrund des Symptoms der Plazentainsuffizienz, welche zur fetalen Wachstumsretardierung führt und eine Ursache hypertensiver Erkrankungen in der Schwangerschaft darstellt. Dieses Kollektiv ist für die überwiegende Zahl maternaler Todesfälle bzw. intrauteriner Mortalität verantwortlich; letztere bilden den größten Anteil der perinatalen Mortalität.

Nach meinem Eintritt in die Aachener Frauenklinik habe ich mich der Arbeitsgruppe um Prof. Dr. H. Fendel angeschlossen. Prof. Fendel hat als erster in Deutschland die Dopplersonographie in der Materno - Fetalen Medizin eingesetzt. Diese Methode dient der Untersuchung der plazentaren Hämodynamik und damit indirekt der Sauerstoffversorgung des Feten.
Die Arbeitsgruppe beschäftigte sich mit der klinischen Evaluierung der Methode und hat damit wesentlich dazu beigetragen, die Dopplersonographie als Standardmethode zu etablieren, so dass sie heutzutage in der täglichen klinischen Routine unentbehrlich ist.

In zahlreichen Studien habe ich zur Evaluierung der Methode beigetragen.
Im Rahmen der methodischen Evaluierung habe wir in einem großen Patientinnenkollektiv die periplazentaren Blutgefäße sowohl in "continuous wave" - als auch in "pulsed wave" - Technik untersucht und die Ergebnisse miteinander verglichen.
Die Standardisierung der geburtshilflichen Dopplersonographie wurde durch die Sammlung der Daten von mehr als 500 ungestörten Schwangerschaften mit unauffälliger Geburt zur Errechnung von Normwertkurven in Form von Perzentilen fortgesetzt. Auf der Grundlage dieser Daten haben wir eine Grenzwertkalkulation mittels "Receiver - Operating - Characteristics" - Kurven für die verschiedenen Blutgefäße durchgeführt. Unter Zuhilfenahme des Algorithmus von England haben wir für alle gängigen Indizes und die von uns analysierten Blutgefäße Grenzwerte für die Einteilung in normal und pathologisch definiert.
In mehreren Studien wurde von mir die klinische Aussagekraft von Dopplerergebnissen bei Frühgeburtsbestrebungen/vorzeitiger Wehentätigkeit, bei Überschreitung des errechneten Entbindungstermins, bei fetaler Wachstumsretardierung und bei pathologischer Verminderung der Fruchtwassermenge überprüft. Seit Herr Prof. Dr. W. Rath die Leitung der Aachener Frauenklinik übernommen hat, bildet die Untersuchung hypertensiver Schwangerschaftserkrankungen und des HELLP - Syndroms einen der Schwerpunkte der wissenschaftlichen Arbeit in unserer Klinik. In dem Zusammenhang habe ich die klinische Aussagekraft dopplersonographischer Untersuchungen in einem der größten Kollektive von schwangerschaftsinduzierter Hypertonie, Präeklampsie und HELLP - Syndrom analysiert.
Darüber hinaus wurde die Gewichtung von pathologischen Dopplerergebnissen der einzelnen Blutgefäße (fetal und maternal) allein und in ihrer Kombination in ihrer Bedeutung für den weiteren Schwangerschaftsverlauf in einem großen Patientinnenkollektiv untersucht. Als erster wurde von mir die Bedeutung der Untersuchung beider Nabelarterien mit einer überraschend großen Zahl diskrepanter Befunde erkannt. Dieses Ergebnis fand auch Eingang in die Richtlinien für geburtshilfliche Dopplersonographie der Deutschen Gesellschaft für Gynäkologie und Geburtshilfe.
Die Evaluierung der klinischen Aussagekraft zusätzlicher Blutgefäße habe ich durch die Untersuchungen über die Arteria cerebri media, die Vena hepatica dextra und den Ductus venosus weitergeführt.

Ein zweiter Schwerpunkt meiner wissenschaftlichen Tätigkeit bilden Untersuchungen an Mehrlingsschwangerschaften als einem weiteren Kollektiv von Risikograviditäten. In diesem Kollektiv ist die Rate an Plazentainsuffizienzen mit fetaler Wachstumsretardierung und die Anzahl hypertensiver Schwangerschaftserkrankungen höher als bei Einlingsgraviditäten.
Bei Zwillingsschwangerschaften wurden umfangreiche Untersuchungen über die klinische Aussagekraft verschiedener elektrophysiologischer Überwachungsverfahren durchgeführt. Diese Ergebnisse wurden als einer der wenigen freien Vorträge auf dem Europäischen Perinatalkongreß 1996 in Glasgow präsentiert.
Die Aussagefähigkeit der Dopplersonographie wurde anhand mehrerer Einzelstudien mit Untersuchung der Aorta descendens fetalis, der Arteria umbilicalis und der Arteria cerebri media analysiert.
Im Zusammnehang mit dem medizinisch induzierten Abort bei Mehrlingsschwangerschaften habe ich mich mit dem Problem der zeitlich versetzten Entbindung der Mehrlinge befasst.
Ein weiterer Schwerpunkt der Untersuchungen bei Mehrlingsschwangerschaften besteht in der Analyse von Blutgefäßverbindungen zwischen den Feten beim feto - fetalen Transfusionssyndrom. Die Identifikation von Blutgefäßverbindungen zwischen den Mehrlingen geschieht antepartal mittels Dopplersonographie und postpartal mit Hilfe sogenannter "injection studies" an der geborenen Plazenta.

Der Amplitudendoppler (Powerdoppler oder Angio-Modus) bietet als technische Variante des Spektraldopplers die Möglichkeit, kleine und kleinste (kapilläre) Blutgefäße mit geringen Mengen an Erythrozyten als Reflektoren zu visualisieren. Dadurch ist prinzipiell die Möglichkeit gegeben, die Mikrozirkulation nicht - invasiv und in - vivo zu untersuchen. Seit 1996 beschäftige ich mich intensiv mit der methodischen, experimentellen und klinischen Evaluierung dieser Methode.
In diesem Zusammenhang besteht eine Kooperation mit Prof. Dr. H. Schmid-Schönbein und dem Institut für Physiologie der RWTH Aachen. Das Institut befasst sich seit vielen Jahren mit den Problemen der Rheologie und speziell den Störungen der Mikrozirkulation. Es wurde bereits ein Plazentamodell mit Simulation des maternalen Blutflusses (Perkolation des Intervillösen Raumes) analysiert.
Die Power - Dopplersonographie bietet nun die Gelegenheit, dieses Konzept in - vitro und in - vivo zu überprüfen.
Die farbcodierten Bildsequenzen werden einer umfangreichen Analyse im Rahmen der digitalen Bildverarbeitung unterzogen. Dazu wurde ein spezielles Computerprogramm in Zusammenarbeit mit dem Institut für Informatik der RWTH Aachen entwickelt. Dies Programm ist im Laufe der Jahre kontinuierlich ausgebaut worden und ermöglicht durch die Erstellung von 3D - und 2D - Diagrammen sowohl eine räumliche, flächenhafte als auch eine zeitliche Darstellungen von Bildsequenzen. Darüber hinaus wurden eine Reihe von Indizes zur Beschreibung und Beurteilung der Diagramme erarbeitet. Ziel der Analyse ist vor allem der zeitliche und örtliche Ablauf von Durchblutungsschwankungen im Sinne einer Texturanalyse ("flow texture"). Speziell kann der Einfluss von physiologischen Taktgebern (z.B. Herzfrequenz, Atmung) untersucht werden. In einem zweiten Schritt können die Daten mittels Fourier - Analysen zur Identifizierung dieser physiologischen Taktgeber weiter untersucht werden.

Als erster Schritt in der Evaluierung dieser Methode erfolgte eine Pilotstudie zur Beurteilung der Plazentadurchblutung bei normalen und gestörten Schwangerschaften. Die Ergebnisse dieser Pilotstudie wurden in meiner Habilitationsschrift zusammengefasst. Die Studie wurde von April 1999 für ein Jahr von der DFG (SCHM 84/16-1) und ab Dezember 1999 ebenfalls für ein Jahr vom hochschuleigenen Förderprogramm START (Plazenta - Perkolation 88/2000) unterstützt.
Seit 1997 besteht eine Kooperation mit Prof. Dr. T. Noll und dem Institut für Elektrotechnik und Datenverarbeitungssysteme der RWTH Aachen. In enger Zusammenarbeit mit den Mitarbeitern dieses Instituts wurden die technischen Grundlagen der Power - Dopplersonographie im Hinblick auf unsere Computeranalysen untersucht. Im speziellen ging es hierbei zum einen um die Beeinflussung der Ergebnisse durch die Grundeinstellungen des Ultraschallgeräts (Verstärkung, Pulswiederholungsfrequenz, etc.) und zum anderen durch physikalische Parameter wie der Dämpfung von Ultraschallwellen im Gewebe und der Beugung und Reflexion der Schallwellen an Grenzflächen im menschlichen Körper. Im Rahmen einer Diplomarbeit der Elektrotechnik wurde ein Echtzeittool zur online Analyse der Powerdoppler - Daten erarbeitet und hierdurch die offline Analyse des Instituts für Physiologie konsequent weiterentwickelt.
Eine groß angelegte klinische Studie zur Untersuchung der Mikrozirkulation der Plazenta mit der von uns entwickelten Methode wurde von der DFG als förderungswürdig beurteilt (Jo 346/1-1).

Ab Anfang 2001 haben wir eine kontrollierte, randomisierte Studie zur Therapie der frühen Plazentainsuffizienz begonnen. Im Rahmen der o.g. Pilotstudie konnte mit Hilfe der Power - Dopplersonographie gezeigt werden, dass der Blutfluss innerhalb der Plazenta durch die intravenöse Gabe von kolloidalen Lösungen verbessert werden kann. Diese standardisierte Hämodilution des mütterlichen Blutes wird ergänzt durch rheologische Analysen ("Aachen Clinical Hemorheology Profile").

Neben diesem Hauptprojekt der Untersuchung der Mikrozirkulation im Bereich der Plazenta erfolgen derzeit sonographische Untersuchungen zur Gewebedurchblutung des fetalen Gehirns und der fetalen Lunge. Dies soll im ersten Fall die Umverteilung des Blutes mit Bevorzugung des Gehirns nachweisen - wie in Fällen mit Plazentainsuffizienz und fetaler Wachstumsretardierung häufig beobachtet - und im zweiten Fall Hinweise auf die Reife und Funktionsfähigkeit der Lunge des Ungeborenen geben. Die Ergebnisse wurden 2002 auf der 201. Tagung der Niederrheinisch-Westfälische Gesellschaft für Gynäkologie und Geburtshilfe vorgestellt und mit dem Preis der Gesellschaft ausgezeichnet.

Außerdem werden die Durchblutungsmuster von Tumoren der Mamma und des inneren Genitale mittels Power - Dopplersonographie zur Darstellung der Neoangiogenese analysiert. Hierbei soll die Frage geklärt werden, ob durch diese Daten Rückschlüsse auf die Dignität der Tumoren möglich sind.