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Doppler-Analyse der Arterien der unteren Gliedmaßen
Facharzt des Artikels
Zuletzt überprüft: 06.07.2025
Bei allen gesunden Personen wurde die Lokalisierung der UPA, OBA und SCA durchgeführt. Im Falle einer Gefäßschädigung wurden bei 1,7 % der untersuchten Personen keine Blutflusssignale in der UPA, bei 2,6 % in der OBA und bei 3,7 % in der SCA erhalten, was bei 96 % der untersuchten Personen eine Folge eines Gefäßverschlusses im untersuchten Bereich war, bestätigt durch Angiographiedaten. Signale von einer der Arterien – PBA oder PBA (ATS) – wurden bei 1,8 % der gesunden Personen nicht erhalten, und bei Patienten nahm die Häufigkeit der Lokalisierung der Unterschenkelarterien je nach Prävalenz der Läsion stark ab.
Normalerweise ist das arterielle Signal kurz und dreikomponentig. Der erste Ton ist laut und hochfrequent, die beiden folgenden Töne haben eine geringere Lautstärke und einen tieferen Ton. Veränderungen der Klangeigenschaften der Blutflusssignale oberhalb der Stenosezone sind mit einer Erhöhung der Blutflussgeschwindigkeit durch die verengte Zone und den damit einhergehenden Turbulenzen verbunden. Mit zunehmender Stenose verändern sich die Eigenschaften des Dopplersignals: Die Frequenz sinkt, die Dauer nimmt zu und die Dreikomponentenstruktur verschwindet. Bei einer Okklusion sind die Veränderungen dieselben wie bei einer schweren Stenose, jedoch ausgeprägter, die Signale haben eine noch tiefere Tonalität und bleiben während des gesamten Herzzyklus bestehen.
Die auskultatorische Analyse der Doppler-Blutflusssignale ist der erste Schritt der Ultraschalluntersuchung und bietet mit etwas Erfahrung eine gute Möglichkeit, Gefäße zu lokalisieren und zwischen normalen und pathologischen Blutflusssignalen zu unterscheiden. Die Methode ist besonders wichtig bei der Verwendung von Ultraschallstethoskopen ohne Aufzeichnungsgeräte.
Auswertung von Dopplerkurven der Blutflussgeschwindigkeit in den Arterien der unteren Extremitäten
Die Registrierung von Doppler-Blutflusssignalen in Form analoger Geschwindigkeitskurven (Dopplerogramm) ermöglicht eine qualitative und quantitative Analyse der Blutflussgeschwindigkeit in den untersuchten Gefäßen.
Qualitative Analyse der Doppler-Blutflussgeschwindigkeitskurven
Die normale periphere arterielle Blutflusskurve besteht wie das auskultatorische Signal aus drei Komponenten:
- die größte Abweichung der Systole aufgrund des direkten Blutflusses;
- umgekehrter Blutfluss in der frühen Diastole in Verbindung mit arteriellem Reflux aufgrund eines hohen peripheren Widerstands;
- Abweichung in der späten Diastole, verursacht durch Vorwärtsblutfluss aufgrund der Elastizität der Arterienwände.
Mit fortschreitender Stenose verändert sich die Pulswellenform vom Haupttyp zum Kollateraltyp. Die Hauptkriterien für eine Störung der Wellenform sind das Verschwinden der Rückflusskomponente, die Abschwächung der Geschwindigkeitsspitze und die Verlängerung der Anstiegs- und Abfallzeit der Pulswellengeschwindigkeit.
Normalerweise sind alle Kurven durch einen steilen Anstieg und Abfall, einen scharfen Peak der ersten Komponente und eine ausgeprägte Welle des umgekehrten Blutflusses gekennzeichnet. Bei einer Okklusion der SFA wird die Deformation der Dopplerogramme vom Niveau der SCA aus erkannt, und bei einer Okklusion der OPA wird der kollaterale Kurventyp an allen Stellen aufgezeichnet.
Quantitative und semiquantitative Analyse von Dopplerkurven der Blutflussgeschwindigkeit in den Arterien der unteren Extremitäten
Die quantitative Auswertung von Dopplerogrammen kann anhand der Analyse sowohl analoger Blutflussgeschwindigkeitskurven als auch von Spektrogrammdaten von Doppler-Blutflusssignalen in Echtzeit erfolgen. Bei der quantitativen Auswertung werden die Amplitude und die Zeitparameter des Dopplerogramms analysiert, und bei der semiquantitativen Auswertung werden seine berechneten Indizes analysiert. Aufgrund vorhandener Faktoren, die die Form der Doppler-Geschwindigkeitskurve verändern, sind jedoch Probleme bei der Interpretation und quantitativen Auswertung von Dopplerogrammen vorhanden. So hängt die Amplitude der Kurve von der Position des Sensors und seinem Neigungswinkel relativ zur Blutflussachse, der Eindringtiefe des Ultraschalls in das Gewebe, dem Abstand des Sensors vom Hauptverengungsbereich, der Verstärkungseinstellung, Hintergrundstörungen, Überlagerung von Venengeräuschen usw. ab. Wenn der Ultraschallstrahl das Gefäß nur teilweise (nicht entlang der gesamten Achse) schneidet und insbesondere, wenn er in einem Winkel von annähernd 90 ° auf die Gefäßachse gerichtet ist, werden fehlerhafte Ergebnisse erzielt. In diesem Zusammenhang haben einige Forscher eine semiquantitative Methode zur Doppler-Bildgebung vorgeschlagen (als vorzuziehen). Dabei werden Verhältnisse berechnet, die die Wellenform charakterisieren und relative Indizes darstellen (z. B. Pulsationsindex, Dumping-Faktor), deren Wert von den oben genannten Faktoren nicht beeinflusst wird. Einige Autoren kritisieren diese Methode jedoch und bevorzugen eine quantitative Auswertung der Blutflusssignale auf Grundlage von Daten der Spektralanalyse. Andere Forscher verbinden die Zuverlässigkeit der nichtinvasiven Auswertung von Gefäßschäden nur mit der Duplex-Untersuchung, bei der die Bestimmung und Analyse der Blutflusssignale im visualisierten Abschnitt des Gefäßsystems erfolgt.
Gleichzeitig gibt es eine Reihe von Situationen, in denen die einzige mögliche und diagnostisch aussagekräftige nichtinvasive Methode zur Beurteilung von Gefäßschäden die Analyse der Form und quantitative Beurteilung des Dopplerogramms ist: wenn die Möglichkeiten zur Messung der SVD eingeschränkt sind, wenn es nicht möglich ist, die Manschette proximal zum Sensor anzulegen, wenn die Anlegestelle der Manschette mit der Operationswunde zusammenfällt, bei der Beurteilung des Zustands der Beckenarterien sowie wenn trotz Vorliegen einer Arterienerkrankung eine fälschlicherweise hohe SVD in Gefäßen ermittelt wird, die aufgrund von Verkalkung oder Sklerose der Arterienwand inkompressibel sind. Nach den treffenden Worten von J. Yao et al. ermöglicht die Aufzeichnung der Pulswelle peripherer Arterien die Erkennung einer Extremitätenischämie, ähnlich wie ein EKG zur Diagnose einer Myokardischämie verwendet wird.
Spektralanalyse von Doppler-Blutflusssignalen
Die Spektralanalyse von Doppler-Blutflusssignalen hat sich bei der Arbeit mit Dauerstrich-Doppler-Systemen zur Beurteilung okklusiver Läsionen der extrakraniellen Teile des Karotidenbeckens weit verbreitet, wenn sich der Untersuchungsbereich in unmittelbarer Nähe des Sensorstandorts befindet und die Gefäße entlang ihrer Länge untersucht werden können.
Die Verfügbarkeit peripherer Arterien zur Lokalisierung des Blutflusses nur an bestimmten Punkten, an denen sie der Körperoberfläche am nächsten liegen, und die unterschiedlichen Abstände der Hauptläsionsstellen vom Untersuchungspunkt verringern den Wert der Spektralanalyse zur Beurteilung peripherer Läsionen. Den Daten zufolge ist die Aufzeichnung von Doppler-Spektrum-Signalen mehr als 1 cm distal der Hauptläsionsstelle diagnostisch nicht aussagekräftig und lässt sich praktisch nicht von Doppler-Signalen unterscheiden, die proximal der Stenosestelle aufgezeichnet werden. Doppler-Signalspektren des Blutflusses in gemeinsamen Femoralarterien mit 50 % monofokaler Stenose der Beckenarterien an verschiedenen Stellen – es gibt keine Korrelation zwischen den Daten der Spektralanalyse und dem Grad der Stenose: Die spektrale Verbreiterung (SB) – der Hauptindikator für Stenose, der das turbulente Strömungsprofil charakterisiert – variiert stark – von 19 bis 69 %. Der Grund für diese große Bandbreite von SB-Werten bei gleichem Verengungsgrad wird deutlich, wenn wir uns das Schema des Auftretens von Strömungsturbulenzen in Erinnerung rufen. In einem Gefäß ist der Blutfluss laminar. Eine Querschnittsverringerung bei einer Stenose führt zu einer Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit. Wenn sich das Gefäß nach der Verengung stark ausdehnt, kommt es zu einer Strömungsablösung, die Bewegung an den Wänden verlangsamt sich, es kommt zu Rückströmungen und es bilden sich Turbulenzen. Die Strömung nimmt dann wieder einen laminaren Charakter an. Daher ist das unmittelbar nach der Gefäßverengung erhaltene Spektrum mit einer spektralen Ausdehnung von 69 % in diesem Fall das einzig diagnostisch aussagekräftige.
Die maximale Dopplerfrequenzverschiebung in der Systole, die die Blutflussgeschwindigkeit bestimmt, nimmt bei Stenose zu und bei Okklusion ab. Der Gefäßwiderstandsindex nahm beim Übergang von Stenose zu Okklusion ab, und die spektrale Verbreiterung nahm zu. Die größten Veränderungen wurden beim Pulsationsindex beim Übergang vom Normalzustand zur Okklusion beobachtet.
Eine vergleichende Auswertung von Daten aus der Spektralanalyse von Doppler-Blutflusssignalen und analogen Geschwindigkeitskurven ergab, dass die empfindlichsten Anzeichen für die Entwicklung einer Verschlusskrankheit folgende waren: Abnahme oder Verschwinden der Rückflusswelle, Anstieg des A/D-Verhältnisses (hauptsächlich aufgrund einer Verlängerung der Verzögerungsphase), Abnahme von IP GK und Auftreten von DF < 1. Somit fehlte bei allen Patienten mit Verschluss der Beckenarterie und Stenose > 75 % ein Rückfluss in der OBA. Bei Verschluss der SFA beobachteten wir jedoch bei 14 % der Patienten einen Rückfluss in den Unterschenkelarterien und bei 4,3 % der Patienten in der Kniekehlenarterie. Ähnliche Beobachtungen wurden von M. Hirai und W. Schoop beschrieben. Der aussagekräftigste und daher am häufigsten verwendete Index für Verschlusskrankheiten ist der Goessling-King-Pulsationsindex – IP GK. Veränderungen von IP GK im Normalbereich und bei einsegmentigen proximalen Läsionen äußerten sich in einem Anstieg des IP-Werts in distaler Richtung; Der IP ecoBA- Wert war in der Norm mit durchschnittlich 8,45 ± 3,71 am höchsten, und individuelle Abweichungen lagen zwischen 5,6 und 17,2. Die IP GK nahm bei Okklusion signifikant ab und sank bei Stenose stark ab. Wir stellten einen Rückgang der IP ecoBA im Vergleich zur Norm bei SFA-Okklusion fest, und eine distaler gelegene Läsion der Beinarterien hatte keinen Einfluss auf diesen Indikator. Die erhaltenen Daten stimmen mit den Ergebnissen anderer Autoren überein, die die Abhängigkeit der IP GK sowohl von proximalen als auch von distalen Läsionen zeigten:
Bei isolierten Läsionen der SFA oder der Beinarterien erwies sich der Abfall der IP GK auf den entsprechenden Ebenen ebenfalls als sehr zuverlässig. Bei Läsionen auf mehreren Ebenen war die Dynamik der IP GK für die Diagnose primär distaler Läsionen wichtig.
Segmentaler systolischer Blutdruck in den unteren Extremitäten
Damit Blut zwischen zwei Punkten im Gefäßsystem fließen kann, ist ein Druckunterschied (Druckgradient) erforderlich. Gleichzeitig steigt der systolische Druck an, während sich die arterielle Pulswelle in Richtung der Peripherie der unteren Extremitäten bewegt. Dieser Anstieg ist eine Folge der Wellenreflexion an einem Bereich mit relativ hohem peripheren Widerstand und der unterschiedlichen Compliance der Wände der zentralen und peripheren Arterien. Daher ist der am Knöchel gemessene systolische Druck normalerweise höher als am Arm. In dieser Situation müssen der diastolische und der mittlere Druck allmählich sinken, um den Blutfluss nach distal aufrechtzuerhalten. Gleichzeitig haben physiologische Studien gezeigt, dass bei Verschlusskrankheiten ein signifikanter Abfall des diastolischen Drucks in den unteren Extremitäten nur bei schwerer proximaler Stenose auftritt, während der maximale systolische Druck bei geringeren Krankheitsgradienten sinkt. Daher ist die Bestimmung des maximalen systolischen Blutdrucks eine sensitivere nicht-invasive Methode zur Diagnose einer arteriellen Stenose.
Die Messung des segmentalen systolischen Drucks bei Verschlusskrankheiten der unteren Extremitäten wurde erstmals 1950 von T. Winsor vorgeschlagen, und die nichtinvasive Messung des segmentalen systolischen Drucks mit der Doppler-Methode wurde erstmals 1967 von R. Ware und C. Laenger beschrieben. Bei dieser Methode wird eine pneumatische Manschette verwendet, die eng um den untersuchten Abschnitt der Extremität gelegt wird, und sie kann überall eingesetzt werden, wo das Anlegen einer Manschette möglich ist. Der Manschettendruck, bei dem während der Dekompression der Blutfluss im distalen Teil der Extremität in Bezug auf die Manschette wiederhergestellt wird (aufgezeichnet durch Doppler-Fotografie), ist der systolische Blutdruck auf Höhe der Manschette oder der segmentale systolische Druck. Die notwendigen Voraussetzungen zum Erhalt genauer Ergebnisse sind eine ausreichende Dekompressionsrate der Manschette, wiederholte (bis zu dreimalige) Messungen und eine geeignete Länge und Breite der Manschette.
Ausländische Forscher legen besonderes Augenmerk auf die Größe der Manschetten zur Messung des segmentalen systolischen Drucks. Nach einer langen und umfassenden Diskussion zu diesem Thema hat die American Heart Association Empfehlungen entwickelt, wonach die Breite der pneumatischen Manschette 40 % des Umfangs im untersuchten Segment betragen oder den Durchmesser des untersuchten Extremitätenbereichs um 20 % überschreiten sollte. Die Länge der Manschette sollte doppelt so groß sein wie ihre Breite.
Zur Durchführung einer mehrstufigen Manometrie sind 10 Manschetten erforderlich: 6 Armmanschetten und 4 Oberschenkelmanschetten. Die Armmanschetten werden an beiden Armen angelegt, um den Druck in den Oberarmarterien und an beiden Schienbeinen unterhalb des Kniegelenks und oberhalb des Knöchels zu bestimmen. Die Oberschenkelmanschetten werden am oberen und unteren Drittel des Oberschenkels angelegt. Der systolische Blutdruck wird in allen vier Ebenen der unteren Extremität anhand von Signalen aus den distalen Abschnitten des Gefäßsystems gemessen: ZBBA – am Knöchel oder ATS – im ersten Interdigitalraum. Luft wird in die um die Extremität gelegte Manschette bis zu einem Wert gepumpt, der den systolischen Blutdruck um 15–20 mmHg übersteigt. Der Dopplersensor wird über der Arterie distal der Manschette platziert. Anschließend wird langsam Luft aus der Manschette abgelassen, bis die Doppler-Blutflusssignale wiederhergestellt sind. Der Druck, bei dem der Blutfluss am Registrierpunkt distal der Manschette wiederhergestellt ist, ist der systolische Druck auf dieser Ebene. Zunächst wird der Druck in den oberen Extremitäten auf Schulterhöhe anhand von Signalen der Arteria brachialis bestimmt. Normalerweise – wenn keine Läsionen der Arterien vorliegen, die die oberen Extremitäten mit Blut versorgen – wird häufig eine mäßige Blutdruckasymmetrie von 10–15 mmHg festgestellt. In dieser Hinsicht wird der höhere Blutdruck als systemischer Druck betrachtet. Anschließend wird der segmentale systolische Druck in allen vier Ebenen der unteren Extremität gemessen, beginnend an der unteren Manschette anhand von Signalen der distalen Abschnitte des Gefäßsystems (wie bereits erwähnt, der ZBBA – am Knöchel oder der ATS – im ersten Interdigitalraum). Liegen keine Signale der ATS vor, was mit anatomischen Varianten seiner Entwicklung zusammenhängen kann, z. B. mit dem verstreuten Typ, kann die SBA über dem Sprunggelenk lokalisiert sein. Liegen Blutflusssignale aus beiden Arterien vor, wird der Druck in der Arterie gemessen, die auf allen vier Ebenen den höheren segmentalen systolischen Druckwert aufweist, und der segmentale systolische Druck wird in der zweiten Arterie auf zwei Ebenen des Schienbeins gemessen, um mögliche Arterienschäden auszuschließen. Es empfiehlt sich, die Messreihenfolge von der distalen zur proximalen Manschette einzuhalten, da sonst die Druckmessung in den distalen Manschetten unter Bedingungen einer postokklusiven reaktiven Hyperämie erfolgt.
Um den Einfluss individueller Unterschiede auf das Profil des segmentalen systolischen Drucks auszuschließen, wird der 1950 von T. Winsor vorgeschlagene Druckindex (PI) für jede Manschettenebene basierend auf dem Wert des systemischen Drucks berechnet. Der Druckindex ist das Verhältnis des auf einer bestimmten Ebene erreichten Drucks zum an der Schulter gemessenen systemischen Druck (in der russischen Literatur wird der Druckindex auch Knöcheldruckindex (API) genannt, obwohl letzterer genau genommen nur das Verhältnis des Drucks am Knöchel (IV-Manschette) zum systemischen Druck widerspiegelt). Normalerweise wird für jede Extremität ein vollständiges Profil des segmentalen systolischen Drucks basierend auf den absoluten Werten des segmentalen systolischen Drucks und dem Druckindex auf allen Ebenen der Extremität erstellt.
Normalerweise kann der segmentale systolische Druck im oberen Drittel des Oberschenkels den Brachialdruck um 30–40 mmHg übersteigen. Dies liegt daran, dass zur Kompression der Oberschenkelmuskulatur ein Überdruck auf die Manschette ausgeübt werden muss.
Ein Druckindex über 1,2 weist darauf hin, dass keine hämodynamisch signifikante Schädigung des APS vorliegt. Liegt der PI 1 zwischen 0,8 und 1,2, ist das Vorliegen einer Stenose im APS sehr wahrscheinlich. Liegt der PI 1 unter 0,8, liegt eine Okklusion des APS vor.
Ein Unterschied im segmentalen systolischen Druck zwischen den Extremitäten im oberen Drittel des Oberschenkels von mindestens 20 mmHg deutet auf eine Verschlusskrankheit oberhalb der Leistenfalte auf der Seite mit geringerem Druck hin. Gleichzeitig kann ein solcher Druckabfall im oberen Drittel des Oberschenkels bei kombinierten Läsionen der SFA und GBA auftreten. In diesen Situationen ist die Methode der Kompressionsmessung des segmentalen systolischen Drucks in der OBA zusammen mit der Analyse von Doppler-Diagrammen des Blutflusses in der OBA hilfreich, um die Ausbreitung der Krankheit auf die APS zu erkennen.
Normalerweise sollte der Gradient des segmentalen systolischen Drucks zwischen zwei benachbarten Manschetten bei einer Vier-Manschetten-Messtechnik 20–30 mmHg nicht überschreiten. Ein Gradient über 30 mmHg deutet auf einen ausgeprägten stenotischen Prozess hin, und im Falle einer Okklusion beträgt er 40 mmHg oder mehr.
Der Fingerdruck der unteren Extremitäten wird üblicherweise bei Verdacht auf einen Verschluss der Fingerarterien oder des Plantarbogens bestimmt. Normalerweise beträgt der systolische Druck in den Fingern etwa 80–90 % des Brachialdrucks. Ein Finger-/Brachialdruckindex unter 0,6 gilt als pathologisch, und ein Wert unter 0,15 (oder ein absoluter Druckwert von weniger als 20 mmHg) tritt üblicherweise bei Patienten mit Ruheschmerzen auf. Das Prinzip der Fingerdruckmessung ist dasselbe wie bei anderen Bereichen der unteren Extremitäten. Spezielle Fingermanschetten sollten 2,5 x 10 cm groß sein oder den Durchmesser des zu untersuchenden Fingers um das 1,2-fache überschreiten.
Die Messung des Fingerdrucks mittels Ultraschall-Doppler wird in der klinischen Praxis selten eingesetzt, da die Fingerarterien der Füße, insbesondere distal zur Anlegestelle der Fingermanschette, schwer zu lokalisieren sind. Das Problem der Lokalisierung der Fingerarterien besteht auch bei Gesunden. Bei Patienten mit dekompensierter arterieller Durchblutung aufgrund von vermindertem Blutfluss, Obliteration distaler Gefäße, Hyperkeratose und anderen Ursachen gestaltet sich die Lokalisierung distaler Gefäße mittels Ultraschall-Doppler jedoch schwierig. Daher wird üblicherweise die Photoplethysmographie zur Messung des Fingerdrucks eingesetzt.
Trotz der Fortschritte in der nichtinvasiven Diagnostik zur Feststellung einer arteriellen Verschlusskrankheit ist es weiterhin schwierig, das Ausmaß der Schädigung genau zu bestimmen.
Das schwierigste Problem ist die genaue Lokalisierung und quantitative Bewertung von APS-Läsionen, insbesondere in Kombination mit SFA-Läsionen. Wie Studien in ausländischen Kliniken gezeigt haben, gelingt eine erfolgreiche Diagnostik solcher kombinierten Läsionen mit der Doppler-Methode nur bei 71–78 % der Patienten. B. Brener et al. zeigten, dass bei 55 % der Patienten mit angiographisch nachgewiesener Läsion des aortoiliakalen Segments der SDS im oberen Drittel des Oberschenkels (1. Manschette) normal war und bei 31 % der Patienten mit SFA-Verschluss ohne Beckenarterienläsionen der SDS an der 1. Manschette höher war als der systemische.
Kompressionsmessung des arteriellen Drucks in der Arteria femoralis communis
In der Gefäßchirurgie ist es bei der Entscheidung über die Wahl des erforderlichen Rekonstruktionsniveaus notwendig, den Zustand der Arteria femoralis communis und der Arteria iliaca zu beurteilen, vor allem basierend auf einem so wichtigen hämodynamischen Parameter wie dem Blutdruck. Selbst die am weitesten proximal am Oberschenkel angelegte Manschette spiegelt den Druck in den distalen Abschnitten der Arteria femoralis communis und den proximalen Abschnitten ihrer Hauptäste wider. In diesem Zusammenhang haben wir die Technik zur Messung des Kompressionsarteriendrucks (CAD) in der Arteria femoralis communis verwendet, die in der Abbildung dargestellt ist. Die pneumatische Kammer der 5,0 x 9,0 cm großen Kindermanschette wird an der Stelle der Projektion der Arteria femoralis unter dem Leistenband angelegt, nachdem zuvor der Puls der Arteria femoralis communis oder die Lokalisierung von Blutflusssignalen in der Arteria femoralis communis ertastet wurde. In der Kammer wird ein Druck von 10 mmHg erzeugt, die Messschieber werden blockiert, sodass zwischen der Manschette und dem Messsystem ein geschlossener Kreislauf entsteht. Während der Studie werden Blutflusssignale kontinuierlich mittels ZBBA oder ATS lokalisiert. Die Femurmanschette wird mit der Handfläche des Forschers allmählich gedrückt, bis die Blutflusssignale verschwinden (wenn die Handflächenkompression wirkungslos war, wurde eine der Manschette entsprechende Platte aus dichtem Kunststoff verwendet, die auf die pneumatische Kammer gelegt wurde, um deren gleichmäßige Kompression zu gewährleisten). Der Druck, bei dem Blutflusssignale auftreten (nach der Dekompression), entspricht dem Druck in der OBA.
Die Methode zur Kompressionsmessung des CAD in der OBA wurde erstmals von J. Colt beschrieben und in den darauffolgenden Jahren weiterentwickelt. Sie wurde an einer Gruppe gesunder Personen getestet: 15 Personen im Alter von 26 bis 54 Jahren (Durchschnittsalter 38,6 Jahre) ohne Anzeichen kardiovaskulärer Erkrankungen wurden untersucht. Der CAD-Wert in der OBA wurde mit dem systemischen arteriellen (brachialen) Druck verglichen, wobei der CAD-Index 1,14 ± 0,18 (Schwankungen 1,0–1,24) betrug.
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Ultraschall-Dopplerographie zur Beurteilung des Ausmaßes der Ischämie der unteren Extremitäten
Der Schweregrad des ischämischen Syndroms der unteren Extremitäten bei Verschlusskrankheiten der Bauchaorta und ihrer Äste beruht auf einer Insuffizienz der peripheren Durchblutung und hängt von der Lokalisation des Verschlusses oder der Stenose, dem Vorhandensein mehrstufiger Läsionen, der Durchgängigkeit des distalen Gefäßbetts und dem Entwicklungsgrad des Kollateralkreislaufs ab.
Eine klinische Beschreibung des Schweregrads von Gefäßerkrankungen der Extremitäten wurde erstmals von R. Fontaine vorgeschlagen, der drei Stadien identifizierte: Claudicatio intermittens (I), Ruheschmerzen (II) und Gangrän oder Geschwüre der Extremitäten (III). Später wurde diese Abstufung erweitert, indem Patienten mit Claudicatio intermittens je nach Gehstrecke unterteilt wurden. Dieses Prinzip liegt der 1979 von AV Pokrovsky entwickelten Klassifikation zugrunde, die bis heute verwendet wird. Gemäß dieser Klassifikation tritt Stadium I der Erkrankung – Schmerzen in den unteren Extremitäten – nach einem Gehen von mehr als 1000 m auf; IIA – Entfernung 200–1000 m; IIB – Entfernung 25–200 m; III – Entfernung weniger als 25 m oder Ruheschmerzen; IV – Vorhandensein von Gangrän oder Geschwüren der Extremitäten.
Der Grad der ischämischen Manifestationen in den unteren Extremitäten wird durch die Summierung der hämodynamischen Wirkung der Schwere und des Stadiums der Schädigung des Gefäßsystems der unteren Extremitäten auf peripherer Ebene bestimmt, und daher können Veränderungen der regionalen Hämodynamik in den distalen Abschnitten Kriterien bei der Beurteilung des Ischämiegrades der unteren Extremitäten sein.
Eine Studie zur regionalen Hämodynamik, die getrennt für Patienten mit ein- und mehrstufigen Verschlüssen bei gleichem Ischämiegrad durchgeführt wurde, zeigte, dass es keinen verlässlichen Unterschied in den Parametern der regionalen Hämodynamik zwischen diesen Patientengruppen gibt. Zweifellos beeinflusst die Architektur thromboobliterierender Läsionen den Verlauf und die Dauer der chronischen arteriellen Insuffizienz. Das Stadium der Erkrankung wird jedoch durch den Funktionszustand des regionalen Kreislaufs bestimmt.
In der klinischen Praxis basiert die gängigste Methode zur Beurteilung des Ischämiegrads der unteren Extremitäten auf der Größe der Hauptparameter der Ultraschall-Dopplerographie (ASD und ID auf Knöchelhöhe, LSC) im Vergleich zur Dopplerogrammform. Gleichzeitig ist es sinnvoll, die Parameter des arteriellen und venösen Drucks anhand der Bestimmung des postokklusiven Venendrucks auf Knöchelhöhe (POVD) und des berechneten arteriovenösen Index (AVI) zu vergleichen, der nach der Formel AVI = POVD / ASD x 100 % berechnet wird.
Die Methode zur Bestimmung der POVD ist die gleiche wie bei der SSD: Wenn der Kompressionsdruck in der IV-Manschette am Knöchel abnimmt, entsprechen die ersten Pulsschläge der SSD, und bei einem weiteren Druckabfall wird ein niederfrequentes Venengeräusch aufgezeichnet, dessen Auftretenszeitpunkt den Wert der POVD widerspiegelt.
Der Vergleich von Ultraschalldaten mit der Untersuchung der Mikrozirkulation der Beinhaut basierend auf den Ergebnissen von Laser-Doppler und der transkutanen Überwachung des O 2 - und CO 2 -Partialdrucks zeigte, dass bei einigen Patienten im Stadium IV die regionalen hämodynamischen Indizes denen im Stadium II entsprechen und trophische Ulzera als Folge einer traumatischen Schädigung der Hautintegrität unter Bedingungen eingeschränkter Durchblutung auftraten und keine echten ischämischen Ulzera waren. Daher ist die Beurteilung des Ausmaßes der Ischämie der unteren Extremitäten bei ulzerativ-nekrotischen Veränderungen die komplexeste Aufgabe, die einen integrierten Ansatz erfordert, der auf der Untersuchung des Zustands der Makro- und Mikrohämodynamik basiert.
Ein Anstieg von POVD und AVI vor dem Hintergrund eines Abfalls des segmentalen systolischen Drucks wird im Stadium II der Ischämie zuverlässig beobachtet. Dies ist auf den Abfluss von arteriellem Blut aus den Arteriolen direkt in die Venolen unter Umgehung des Kapillarbetts zurückzuführen. Der Zweck des arteriovenösen Shunt-Blutflusses besteht darin, dass er die Blutflussgeschwindigkeit in den Hauptarterien unterhalb der Okklusion erhöht und so deren Verstopfung verhindert.
Der mit zunehmender Ischämie abnehmende arterielle Zufluss führt zu einer Abnahme der PODV-Werte. Der AVI-Wert, der den Zustand des Shunt-Blutflusses widerspiegelt, ändert sich jedoch praktisch nicht, und die zunehmende Gewebehypoxie ist die Folge einer verminderten Durchblutung der Fußweichteile vor dem Hintergrund der zunehmenden Erschöpfung des zweiten Kompensationsmechanismus – der Erweiterung des Mikrozirkulationssystems mit Hemmung vasokonstriktorischer Reaktionen.
Durch die Messung von POVD und AVI können wir die Prozesse der Entwicklung einer chronischen Ischämie der unteren Extremitäten und die Bildung von Mechanismen der Kreislaufkompensation verstehen, zu denen der Blutfluss durch arteriovenöse Shunts und die Vasodilatation im Mikrozirkulationssystem gehören.
Bei der Beurteilung des Ischämiegrads anhand nichtinvasiver Diagnosedaten muss die Ätiologie der Erkrankung berücksichtigt werden. So können sich bei Diabetes mellitus (sowie bei obliterierender Endarteriitis und Thrombangiitis) die hämodynamischen Parameter erheblich von denen bei Arteriosklerose unterscheiden, insbesondere in der Anfangsphase des Diabetes mellitus, die mit einer vorherrschenden Läsion der Fußarterien und einer über lange Zeit anhaltenden Durchgängigkeit der Unterschenkelarterien bis zum Knöchel einhergeht. Bei Diabetes mellitus entsprechen die DI-Parameter am Knöchel der Norm oder liegen darüber, und die Veränderungen in den Dopplerbildern am Knöchel und auf Höhe des Fußrückens sind unbedeutend und entsprechen nicht dem Schweregrad der ischämischen Läsionen in den Zehen. Unter diesen Bedingungen gewinnen Methoden zur Untersuchung der Mikrozirkulation, wie die Laser-Doppler-Flowmetrie und die transkutane Überwachung des O 2 - und CO 2 -Partialdrucks, an diagnostischer Bedeutung.
Algorithmus zur Untersuchung von Patienten mit arteriellen Läsionen der unteren Extremitäten
Präklinische Untersuchungen ermöglichen die Differenzierung zwischen obstruktiver peripherer arterieller Verschlusskrankheit und neuroorthopädischen Erkrankungen. Das Vorliegen einer arteriellen Erkrankung erfordert eine umfassende nichtinvasive Untersuchung der peripheren Arterien, um Lokalisation und Ausmaß der Läsion, den Grad der hämodynamischen Störungen und die Art der Läsion zu bestimmen. Ist eine chirurgische Behandlung erforderlich, ist eine aortoarteriographische Untersuchung indiziert, um die Möglichkeit und den erforderlichen Umfang einer chirurgischen Rekonstruktion zu bestimmen.
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Fehler und Mängel der nicht-invasiven Ultraschalldiagnostik bei Erkrankungen der Arterien der unteren Extremitäten
Die Ultraschall-Doppler-Untersuchung peripherer Arterien birgt wie jede andere instrumentelle Diagnosemethode das Potenzial für objektive und subjektive Diagnosefehler. Letztere umfassen die Qualifikation und Erfahrung des Untersuchenden, die Genauigkeit der Berechnungen und die sorgfältige Einhaltung aller Bedingungen der Methode. Objektive Gründe sind vielfältig und erfordern besondere Berücksichtigung.
- Die Unmöglichkeit, die Gefäße entlang ihrer Länge zu untersuchen – dies ist nur an festen Punkten möglich, was eine genaue topische Diagnostik der Läsion ausschließt. Die Duplexsonographie löst das Problem nur teilweise, da einzelne Abschnitte des Gefäßsystems der unteren Extremitäten, wie das mittlere Drittel der SFA, der Trifurkationsbereich der Arteria poplitea und die proximalen Abschnitte der Unterschenkelarterien, bei den meisten Probanden aufgrund der tiefen Lage der Gefäße und der starken Muskelmasse in diesen Bereichen für die Visualisierung unzugänglich bleiben.
- Fehler bei der Blutdruckmessung in den unteren Extremitäten.
- Bei adipösen Patienten ist der gemessene segmentale systolische Druck aufgrund von überschüssigem Unterhautfettgewebe und Muskelmasse im Oberschenkel fälschlicherweise hoch, da die Oberschenkelmanschette unter hohem Druck aufgepumpt werden muss, um die Arterien vollständig zu komprimieren. In diesem Fall können die Unterschiede im brachialen und femoralen Druck 50–60 % erreichen, während die direkte Punktionsmessung des Drucks auf gleichem Niveau keine signifikanten Unterschiede zeigt. Daher wird bei dieser Patientengruppe empfohlen, den Druck an den Schienbeinen zu messen.
- Bei Patienten mit Diabetes oder chronischer Niereninsuffizienz kann die Gefäßwand so mit Kalziumsalzen gesättigt sein, dass sie inkompressibel wird. Daher verliert die Messung des segmentalen systolischen Drucks bei dieser Patientengruppe ihre Bedeutung.
- Oftmals kann es zu einem erhöhten Druck im oberen Drittel des Unterschenkels kommen, der den Druck im unteren Drittel des Oberschenkels deutlich übersteigt und mit den Besonderheiten der Knochenbildung in diesem Bereich und der Notwendigkeit einer Druckerhöhung in der Kompressionsmanschette verbunden ist.
- Die Messung des Zehendrucks an den Füßen mittels Ultraschall-Dopplerographie ist schwierig, da die Lokalisierung der Zehenarterien distal der angelegten Zehenmanschette selten möglich ist. In der Regel wird hierfür die Photoplethysmographie eingesetzt.
- Kürzlich wurde eine nichtlineare Abhängigkeit des segmentalen systolischen Drucks des Knöchels vom brachialen (systemischen) Druck nachgewiesen: Bei einem systemischen Druck unter 100 und über 200 mmHg lag der segmentale systolische Druck des Knöchels unter dem Normalwert (bis zu 25 %) und im Bereich von 100–200 mmHg war er gleich oder höher als der brachiale Druck. Daher kann der Druckindex bei Hypo- und Hypertonie kleiner als eins sein.
- 5. Um Fehler bei der Interpretation der Doppler-Wellenform zu vermeiden, sollte beachtet werden, dass unter normalen Bedingungen die Komponente des umgekehrten Blutflusses in 10-11 % der Fälle in den Kniekehlenarterien, in 4 % in der Arteria tibialis posterior und in 8 % in der Arteria dorsalis pedis fehlen kann. Die dritte Komponente des Dopplerogramms bleibt bei allen gesunden Personen in der Becken- und gemeinsamen Oberschenkelarterie erhalten, während sie in 22, 4 bzw. 10 % der Kniekehlen-, hinteren Schienbein- und dorsalis pedis-Arterien fehlen kann. Unter normalen Bedingungen kann in 2-3 % der Fälle auch die Lage einer der Unterschenkelarterien aufgrund der anatomischen Besonderheiten ihrer Entwicklung (verstreuter Strukturtyp) fehlen.
- 6. Die Besonderheiten der Entwicklung eines kompensatorischen Kollateralkreislaufs, der die arterielle Insuffizienz korrigiert, können sowohl zu falsch positiven als auch zu falsch negativen Diagnosefehlern führen.
- A. Gut entwickelte Kollateralgefäße mit hohem BFV in der iliofemoralen Zone mit Verschluss der Beckenarterie können die Ursache für eine Fehldiagnose sein.
- Die Analyse solcher Fehler zeigte, dass sie auf einer gut entwickelten Kollateralzirkulation der iliofemoralen Zone beruhen. Die Verwendung einer synchronen EKG-Aufzeichnung kann bei komplexen Fällen der Diagnose von Läsionen der Beckenarterie hilfreich sein.
- B. Eine gut entwickelte Kollateralzirkulation im Becken der Beinarterien ist eine häufige Ursache für falsch-positive Beurteilungen des Zustands der Beinarterien und fehlerhafte Indikationen für rekonstruktive Operationen in den aortoiliakalen und femoropoplitealen Zonen. Dies ist wichtig, da die Wirksamkeit der chirurgischen Behandlung vom Zustand des Abflusstrakts abhängt, dessen Funktion von den Beinarterien übernommen wird. Eine fehlerhafte präoperative Diagnostik des distalen Gefäßbetts der Extremitäten beschränkt die Operation auf eine reine Gefäßrevision mit intraoperativer Angiographie.
- B. Eine Dekompensation des Kollateralkreislaufs, insbesondere bei mehrstufigen Läsionen, erschwert die Diagnostik von Läsionen der darunterliegenden Abschnitte der Unterschenkelarterien. Schwierigkeiten bei der Beurteilung des Zustands der Beinarterien bei Verschluss der Bauchaorta und der Beckenarterien, begleitet von einer ausgeprägten Insuffizienz des Kollateralkreislaufs, wurden von verschiedenen Forschern bei 15-17 % der Patienten festgestellt. Die Bedeutung dieses Problems nimmt bei Patienten zu, die wiederholt operiert werden müssen. Die Zahl dieser Patienten steigt aufgrund der flächendeckenden Entwicklung der rekonstruktiven Gefäßchirurgie jährlich an, und wiederholte Operationen führen häufig zu Schäden an den Bahnen des kompensatorischen Kollateralkreislaufs.
- 7. Der Mangel an Informationen über den volumetrischen Blutfluss, der die Haupt- und Kollateralkanäle zusammenfasst, erschwert bei der Verwendung von Ultraschall-Doppler die Diagnose von SFA-Läsionen bei APS-Verschlüssen. Die quantitative Analyse von Dopplerogrammen anhand des Pulsationsindex und des Dumping-Faktors ist in einer solchen Situation nur bei 73 % der Patienten sensitiv. Die Einbeziehung plethysmographischer Techniken in den Komplex der nicht-invasiven Diagnostik, wie z. B. die volumetrische segmentale Sphygmographie (manchmal auch „volumetrische segmentale Plethysmographie“ genannt), die in der obligatorischen Methodenliste angiologischer Labore führender ausländischer Kliniken enthalten ist, von Spezialisten in unserem Land jedoch zu Unrecht ignoriert wird, erhöht die Sensitivität der Diagnostik von Läsionen in dieser Lokalisation auf 97 %.
- 8. Die Möglichkeiten der Ultraschall-Dopplerographie, nur hämodynamisch signifikante (> 75 %) Läsionen zu bestimmen, reichen unter modernen Bedingungen nicht mehr aus, da im Zusammenhang mit dem Aufkommen einer schonenden und gefäßerhaltenden angioplastischen Behandlung stenotischer Läsionen Bedingungen für eine vorbeugende Behandlung geschaffen wurden, die in den frühen Stadien der Krankheitsentwicklung wirksamer ist.
Daher wird der Bedarf an der Einführung der Duplex-Scan-Methode in der Klinik erheblich zunehmen. Sie ermöglicht es, die Krankheit in einem frühen Stadium zu erkennen, Art und Charakter der Gefäßschädigung zu bestimmen und bei den meisten Patienten ohne vorherige Angiographie Indikationen für die Wahl der einen oder anderen Behandlungsmethode zu stellen.
- Die Möglichkeiten der Ultraschall-Dopplerographie zur Bestimmung von GBA-Schäden, selbst hämodynamisch signifikanten, sind begrenzt, und bei den meisten Patienten wird die Diagnose einer GBA-Schädigung nur mutmaßlich gestellt oder ist ein zufälliger angiographischer Befund. Daher ist eine erfolgreiche nichtinvasive Diagnostik von GBA-Schäden und des Ausmaßes ihrer hämodynamischen Insuffizienz nur mit Hilfe der Duplexsonographie möglich.
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass die Einführung der Ultraschall-Doppler-Methode in die klinische Diagnostik der Ischämie der unteren Extremitäten in ihrem Wesen von unschätzbarem Wert und revolutionärer Bedeutung war, obwohl man die Grenzen und Mängel der Methode nicht vergessen sollte. Die weitere Steigerung der diagnostischen Bedeutung der Ultraschalldiagnostik ist sowohl mit der Nutzung des gesamten Arsenals an Ultraschallmethoden als auch mit deren Integration mit anderen nicht-invasiven Methoden der Gefäßdiagnostik unter Berücksichtigung des klinischen Bildes und der Ätiologie der Erkrankung bei jedem einzelnen Patienten sowie mit dem flächendeckenden Einsatz einer neuen Generation von Ultraschallgeräten verbunden, die die neuesten Technologien der dreidimensionalen Gefäßabtastung implementieren.
Die Beurteilung der diagnostischen Möglichkeiten von Gefäßverletzungen der unteren Extremitäten ist jedoch möglicherweise nicht vollständig, da arterielle Verletzungen häufig mit Venenerkrankungen der unteren Extremitäten einhergehen. Daher ist die Ultraschalldiagnostik von Beinverletzungen ohne die Beurteilung des anatomischen und funktionellen Zustands ihres ausgedehnten Venensystems nicht vollständig.