Ultraschalldiagnostik

Transthorakale Echokardiographie

Herzultraschall über den Brustkorb abgeleitet

Der Herzultraschall ist neben dem EKG die häufigste und wichtigste Diagnostik in der Kardiologie. Er ist Weichensteller für Diagnose und Therapie!

Im Rahmen der transthorakalen Echokardiographie (Ableitung von außen über den Brustkorb) wird mittels Ultraschall die Funktion und Struktur des Herzens beurteilt. Auf diese Weise können die einzelnen Herzkammern vermessen, die Herzklappenfunktion bestimmt und zusätzlich die Herzfunktion beurteilt werden. Hierfür werden modernste 2D und 3D Ultraschallverfahren verwendet.

Fallbeispiele
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Anlotung des Herzens in 2 Ebenen gleichzeitig (Längsschnitt und Querschnitt ; Normalbefund)
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3 Dimensionale Darstellung der linken Herzkammer bei normaler Herzfunktion.

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Darstellung der 3 Hauptebenen des Herzens mit Farbe zum Ausschluss eines Herzklappenfehlers

3D Echokardiographie & Herzmuskelanalyse

Es können zudem heutzutage mit der 2D und 3D Echokardiographie Gewebeanalysen und Deformationseigenschaften des Herzmuskels sehr gut dargestellt werden, sofern es die Ultraschallbildbedingungen zulassen (in ca. 80% der Fälle mit neuester Technik möglich).  Dieses Verfahren nennt man „speckle tracking“ Analyse, bei welchem die einzelnen Graustufenpixel des Ultraschallbildes mit ihrer Bewegung verfolgt und analysiert werden. Dies wird zur exakten Beurteilung der Herzfunktion sowie zur frühzeitigen Erkennung einer Herzschwäche oder Dysfunktion verwendet, bevor man dies mit herkömmlichen Methoden oder dem bloßen Auge erkennen kann.

Fallbeispiele
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Berechnung der Herzleistung und Volumina der linken Herzkammer eines normal grossen und normal funktionierenden Herzens aus der 3 Dimensionalen Bildaufnahme (siehe Auswurfleistung EF 64%, Pumpvolumen pro Minute 3.2 Liter)
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Deformationsanalyse eines 2D und 3D Ultraschalldatensatzes zur Beurteilung der exakten Herzfunktion.

3D Darstellung der rechten Herzkammer Funktion und Grösse (Normalbefund)

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Deformationsanalyse bei einem Patienten mit einer genetischen Herzmuskelerkrankung (sog Amyloidose). Man kann hier v.a. den Funktionsdefekt in der Herzbasis („Schießscheibe sog Bull´s eye“ außen blass bläulich) gegenüber der noch intakten Herzspitzenfunktion (Schießscheibe Mitte mit tiefrot) erkennen. Visuell erschien die Herzfunktion auf den ersten Blick normal zu sein.Es besteht ein stark verdickter Herzmuskel bedingt durch Eiweißfehlablagerung im Muskel der Herzbasis .
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Bild eines Patienten mit einem Herzinfarkt im Bereich der linken Herzkammer, bei dem auf den ersten Blick keine Fehlfunktion zu erkennen ist.

Selbiger Patient wie oben. Hier erkennt man die Fehlfunktion nach Herzinfarkt durch die abgeblasste rote Farbe der „Schießscheibe“ auf "9 und 14 Uhr "als Zeichen einer verminderten Herzfunktion im Bereich der Herzvorderwand nach Herzinfarkt

Selbiger Patient 4 Monate später mit nahezu vollständiger Erholung der Herzfunktion. Der Herzmuskel ist in der Lage sich wieder vollständig zu regenerieren, wenn ein verschlossenes Gefäß schnell (möglichst innerhalb von 3h) wieder eröffnet werden kann. "Time is Muscle "

Transösophageale Echokardiographie

Herzultraschall über die Speiseröhre

Neben der primär durchgeführten transthorakalen Echokardiographie besteht auch die Möglichkeit, mit einer Ultraschallsonde über die Speiseröhre (die so genannte transösophageale Echokardiographie) das Herz und insbesondere die Herzklappen zu beurteilen.

Hierbei handelt es sich um eine komplikationsarme Methode, mit sehr hoher Aussagekraft und sehr hochauflösender Bildqualität vor allem die speiseröhrennahen Herzstrukturen darzustellen.

Diese Untersuchung ist immer dann notwendig, wenn Herzklappen bzw. die Herzhöhlen ganz genau inspiziert und vermessen werden müssen, wie z.B. bei Herzklappenentzündungen oder zum Nachweis bzw. zum Ausschluss von Herzinternen Blutgerinnseln (Thromben) nach einem Schlaganfall oder Herztumoren.

Hierzu steht uns die modernste Echtzeit 3D-fähige Ultraschallsonde zur Verfügung. Die Untersuchung in multiplaner Technik erfolgt, wenn der Patient zuvor mindestens 4-6 Stunden nüchtern ist, sowie seine schriftliche Einverständnis nach Aufklärung gegeben hat.

Fallbeispiele
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3D Darstellung einer gesunden Herzklappe über die Speiseröhre mittels der sog. Echtzeit-3D-TEE.Hier am Beispiel der Mitralklappe. Zu erkennen ist die Öffnung und der Schluss der Herzklappe während der Phasen eines Herzzykluses
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3D Darstellung einer defekten Herzklappe mit einem Teilausriss des hinteren Segels (links aussen)
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Selbiges Bild mit Darstellung der schlussunfähigen / „undichten“ Herzklappe Durch Visualisierung des Blutflusses mittels eines Farbdopplers (siehe grüne Farbe). Hier fließt das Blut während der Kontraktion des Herzens in die falsche Richtung (nicht in die Körperschlagader sondern es entsteht ein Rückstau in die Lungengefäße mit der Folge, dass man Atemnot verspürt.

Exakte 3D Vermessung der Herzklappe. Wichtig für eine anstehende Operation als Informationsquelle für den Herzchirurgen bzw zur Beurteilung, ob ein Herzklappe repariert oder ersetzt werden muss.

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3D Darstellung der sog. Aortenklappe am Beispiel eines Patienten mit einer schweren Herzklappenentzündung.
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Selbiger Patient. Multiplanare Darstellung mit Möglichkeit der Analyse aller Ebenen zur exakten Beurteilung einer Herzklappenentzündung. Man sieht eine verdickte Klappentasche mit fadenförmiger anhaftender Struktur mit Folge der Fehlfunktion der Herzklappe sowie Schlaganfallgefahr durch loslösen dieser Zusatzstruktur!

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Beispiel einer TEE Untersuchung an einem Dummy

Stressechokardiographie

Belastungsultraschall

Für Patienten mit einem erhöhtem Risiko für eine  Herzkranzgefäßerkrankung oder bekannten in Ruhe nicht gut definierbaren bzw. asymptomatischen Herzklappenerkrankungen besteht bei uns die Möglichkeit  der Durchführung  der sog. Stressechokardiographie. Mittels eines speziellen Fahrradergometertests oder auch mittels Medikamenten (Dobutamin / Adenosin) kann das Herz stimuliert werden und gleichzeitig die Herzfunktion unter dieser Belastungen beurteilt werden. Ein schriftliches Einverständnis und eine vorangegangene Aufklärung ist hierbei notwendig.

Wichtig ist, dass im Vorfeld der Untersuchung in Rücksprache mit dem Arzt die Betablockertherapie bei einer Untersuchung mittels Dobutamin für 48h pausiert werden sollte, da ansonsten diese Untersuchung nicht effektiv durchgeführt werden kann. (d.h. eine  effektive Steigerung des Pulses / Herzrate mittels Dobutamin ist unter gleichzeitiger Betablockerwirkung nicht möglich.)

Neben der konventionellen Stressechokardiographie bieten wir insbesondere auch die sogenannte multiparametrische Stressechokardiographie (Perfusions-Stressechokardiographie /Koronarsonographie), welche aus der Berechnung /Beurteilung der maximalen Flussreserve der Herzarterien (Koronare Flussreserve), des Blutflusses (Perfusion) sowie der Kinetikstörung besteht.

Hiermit kann mit geringem Risiko nicht-invasiv, wie nach den aktuellen Leitlinien der Deutschen und Europäischen Gesellschaft für Kardiologie  empfohlen, mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit eine vorhandene Durchblutungsstörung / Gefäßengstellen am Herzen nachgewiesen bzw. ausgeschlossen werden.

Zudem kann überprüft werden, ob sich eine Herzklappenerkrankungen als operationswürdig erweist. Es kann zudem auch das Risiko einer anstehenden Herzoperation besser abgeschätzt werden, da hierbei die Pumpreserve des Herzens überprüft werden kann.

Fallbeispiele
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Beispiel der Analyse der Herzfunktion in Ruhe. Darstellung der linken Herzkammer zeitgleich in 2 Ebenen. Normale Herzfunktion in Ruhe.Beachte 60 Schläge pro Minute.
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Analyse der Herzfunktion unter Belastung. Normale Zunahme der Herzleistung bei stärkerer Belastung. Unauffälliger Befund. Beachte 120 Schläge pro Minute.

Darstellung der Gewebeanalyse unter Belastung mit auffälligem Funktionsdefizit unter Belastung in der Herzvorderwand und Herzseitenwand als Hinweis auf eine Durchblutungsstörung. Bei 15-16 Uhr abgeblasstes Rot der "Schießscheibe". Die sog "Schießscheibe" bildet die Funktion aller 17 Abschnitte des Herzens ab.

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Neues 3D Stressultraschallverfahren zur exakten Analyse der Herzwandbewegung. Möglichkeit der freien Wahl der Schnittebene zur Analyse. Beachte!! Aktuell ist nur bei ca. 70% der Patienten die Bildqualität so gut , dass sich diese 3D-Methode gut anwenden lässt. Darstellung der linken Herzkammer im Querschnitt von der Herzspitze links oben bis zur Herzbasis rechts unten.

Kontrastmittelechokardiographie

Beim kontrastmittelverstärkten Ultraschall werden Ultraschallkontrastmittel bei der Sonographie oder Echokardiographie eingesetzt. Diese Kontrastmittel sind gasgefüllte Mikrobläschen (“microbubbles”), die in den meisten Anwendungen über die Vene gegeben werden und entweder lungengängig oder nicht-lungengängig sind. Kontrastmittel sind sehr echogen. Diese Mikrobläschen sind etwa 1 bis 4 μm groß.

Im Ultraschallfeld beginnen Mikrobläschen zu oszillieren. Bei höheren Schalldrücken entstehen auch nichtlineare Schwingungen hoher Amplitude, die gut von Signalen des Gewebes getrennt werden können und es so ermöglichen, die Blutversorgung von Gewebe zu beobachten

Ultraschallkontrastmittel sind sichere Substanzen. Man sollte aber trotzdem mit unerwünschten Nebenwirkungen rechnen und vorsorgen.

Allergischer Schock 1:10000  (1x in 30 Jahren)

Todesfälle  1:250.000 (1x in 500 Jahren)

Ultraschallkontrastmittel sollten verwendet werden bei allen Patienten unabhängig von der Art der Echokardiographie, wenn 2 oder mehr benachbarte Segmente der Herzwand in Ruhe nicht ausreichend dargestellt werden können.

Wann sollte Ultraschallkontrastmittel verwendet werden?

  • Schlechte Ultraschallbedingungen zur Messung der Herzfunktion
  • Bei Verdacht auf ein Blutgerinnsel (Thrombus / Tumor /Aneurysmanachweis)
  • Bei verdicktem Herzmuskelgewebe der Herzspitze,  die sog. Hypertrophe Kardiomyopathie (apikale HCM)
  • Bei Verdacht auf spezielle Herzmuskelerkrankungen, bspw. Non Compaction Kardiomyopathie
  • Belastungsultraschall bei eingeschränkten Sichtbedingungen (Stressecho)
  • Zum Nachweis einer Herzmuskelwandbewegungsstörung (Ischämie)  und Durchblutung Perfusion (Ischämie , Vitalität)
  • Zur Beurteilung des linken Herzohrs bei schlechten Untersuchungsbedingungen oder V.a. ein Blutgerinnsel in der transösophagealen Echokardiographie
  • Zur groben Differenzierung von Raumforderungen /Tumoren in der Herzhöhle

Wann darf es nicht verwendet werden? Kontraindikationen für Kontrastmittelechokardiographie 2018

Bei folgenden Bedingungen darf absolut kein Ultraschallkontrastmittel verwendet werden!

  • Sono Vue /Lumason bei stattgehabten Reaktionen/Allergien auf Sulfur-hexafluoride oder lipidhaltige Microspheren oder auf übrige inaktive Zusatzstoffe (Allergien auf schwefelhaltige Substanzen)
  • Definity bei Hypersenitivität gegen Perflutren
  • Optison bei Hypersensitivität gegen Perflutren, Albumin, Blutprodukte
  • Bei Kindern < 5 Jahren und Patienten mit angeborenen schweren Herzfehlern gibt es keine Erfahrungswerte bzgl der Verwendung des lungengängigen Ultraschallkontrastmittel und sollte daher nicht verwendet werden

Mögliche Nebenwirkungen bei Verwendung von Ultraschallkontrastmittel

  • Erythem (Hautrötung), Urticaria (Juckreiz), Quaddeln, Atemnot, Angio- neurot. Ödem mit Halsenge und Schluckbeschwerden, Flush, bis hin zum Anaphylaktischen Schock (Hypotonie/Tachykardie)
  • Reaktionen treten meist in den ersten 30 Minuten auf ( i.d.R. in den ersten 5 Minuten nach Gabe)
Fallbeispiele
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Verwendung von Ultraschallkontrastmittel während der Stressuntersuchung bei einem korpulenten Patienten zur Verbesserung der Untersuchungsbedingungen bzw Aussagekraft
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Darstellung der linken Herzkammer ohne Kontrastmittel. Man beachte die Herzspitze. (Herzpitzenfunktionsdefekt nach Herzinfarkt)

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Selbiger Patient nach Gabe von Ultraschallkontrastmittel. Hierbei demaskiert sich ein grosses Blutgerinsel (Thrombus)in der Herzspitze nach einem Herzvorderwandinfarkt mit der Gefahr der Loslösung und Entstehung eines Schlaganfalls. Schwarze Kugel-Struktur in der Herzspitze.

Bild einer Metastase  eines bösartigen  Tumors der ursprünglich aus der Brustdrüse kommt und sich  im Bereich der Herzspitze an der Herzseitenwand gewachsen ist. Der Unterschied zu einem Blutgerinsel ist, dass der Tumor durch seine eigene Gefäßbildung und Versorgung Kontrastmittel aufnimmt und sich heller darstellt als ein Blutgerinsel, da es kein Kontrastmittel aufnimmt und sich schwarz darstellt Die Diagnose kann jedoch nicht nur alleinig durch dieses Verfahren gestellt werden. Es gibt jedoch einen Hinweis!  Es müssen weitere Untersuchungen veranlasst werden, um dies exakt zu bestätigen..

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Bild eines vermeintlichen Herzinfarktes. Eingeschränkte Bildqualität.

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Selbiger Patient nach Gabe von Ultraschallkontrastmittel und Darstellung einer massiven Verdickung des Herzmuskels. Somit kein Herzinfarkt wie zuvor irrtümlich angenommen, sondern eine angeborene seltene Herzmuskelerkrankung sog. Hypertrophe Kardiomyopathie vom herzspitzen Typ

Perfusionsechokardiographie

Im ersten Bild können sie die Ultraschallaufnahme der linken Herzkammer eines Patienten mit stattgehabtem stummen Vorderwandinfarkt sehen. Stummer Herzinfarkt bedeutet, dass ein Patient diesen nicht verspürt bzw. bemerkt hatte und daher auch nicht rechtzeitig sich in einer Klink oder Praxis vorgestellt hat.

Man erkennt, dass die Herzspitze nicht mehr richtig pumpt. Hierbei hatte sich passend dazu in der Herzkatheteruntersuchung ein verschlossenes Herzkranzgefäß zur Herzvorderwand gezeigt. Zusätzlich hatten sich jedoch auch neue kleine Gefäße von der Herzhinterwandarterie, welche in das Gebiet zur Herzvorderwand eingewachsen sind, entwickelt (sog. Kollateralgefäße oder Umgehungskreisläufe). Nun ist es wichtig zu wissen, ob dieser Bereich noch vital (lebendig) ist oder ob diese neu gebildeten Gefäße ausreichen, das Herz mit genügend Nährstoffen zu versorgen bzw. zu überprüfen, ob es Sinn ergeben würde, das verschlossene Gefäß wieder zu eröffnen, um dem Herzmuskel an dieser Stelle genügend Nährstoffe über den ursprünglichen Blutfluss zu geben.

Man weiß auch, dass es bei abgestorbenem (avitalen) Gewebe keinen Sinn macht, solch chronisch verschlossene Gefäße wieder zu eröffnen, da diese nicht revitalisiert werden können und es sich zudem um langwierige risikoreiche Behandlungen oder sogar Bypassoperationen zur Wiedereröffnung handeln würde.

Daher müssen wir vorher überprüfen, ob es sich noch um lebendiges Gewebe handelt. Eine Methode zur Beurteilung ist hier die sog Kontrastmittelperfusionsechokardiographie, bei der durch eine spezielle Einstellung der Ultraschallmaschine und unter Verwendung von Kontrastmittel, die sogenannte Perfusion bzw. Blutversorgung in dem jeweiligen Bereich in Ruhe und unter Belastung überprüft werden kann. Im Beispiel des zweiten Bildes (Bild 2) zeigt sich nun die linke Herzkammer unter Verwendung dieser speziellen Methode, bei der man im Nachgang durch eine spezielle Auswertung erkennen kann, dass sich hier in Ruhe, wie unter Belastung keine Perfusion mehr zeigt. Zudem besteht eine Kinetikstörung und somit eine Narbe, sodass eine weitere Katheterintervention nicht mehr sinnvoll ist und nur ein zusätzliches Risiko für den Patienten bedeuten würde.

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Bild 1 Herzinfarkt der Herzspitze ohne Kontrastmittel
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Bild 2 Herzinfarkt der Herzspitze mit Kontrastmittel und Verwendung der Perfusionsanalyse. Hierbei zeigte sich avitales (abgestorbenes) Herzmuskelgewebe, sodass eine Wiedereröffnung des verschlossenen Herzgefäßes nicht sinnvoll wäre.
Gabelung der Halsschlagader
Farbdopplersignal der Schlagader
Blutfluss und Dopplersignal in der Halsschlagader

Duplexuntersuchung der peripheren und hirnversorgenden Gefäße

Halsgefäßultraschall

Die Duplexuntersuchung  der extrakraniellen Gefäße (Halsgefäße) dient zur Abschätzung des Gefäßrisikoprofils und bei Beschwerden wie bspw. Gefühlsstörungen im Bereich einer Körperhälfte  zur Diagnostik von Gefäßverengungen. Ähnliches kann auch im Bereich der Bauchorgane und entlang der Hauptschlagader inklusive der Bein -und Fußgefäße durchgeführt werden. So können - bei entsprechenden Ergebnissen - die Patienten weiter zu den Kollegen der Gefäßchirurgie oder interventionellen Radiologie/Angiologie überwiesen werden.

Eine weitere Möglichkeit zur Diagnostik bzw. Ausschluss von Beinvenenthrombosen oder übrigen Körpervenenthrombosen stellt die sogenannte Kompressionssonographie in Kombination mit der Farbduplexsonographie dar.