Doppler-Sonographie der Penisgefäße

Der Penis besteht aus zwei Schwellkörpern und einem Corpus spongiosum, die die Harnröhre umgeben und proximal den Bulbus und distal die Eichel bilden. Die glatte Muskulatur der Schwellkörper bildet endothelial ausgekleidete Hohlräume (Sinusoide), die mit dem arteriellen Gefäßsystem des Penis kommunizieren. Beide Schwellkörper sind von einer straffen Faszienschicht, der Tunica albuginea (Proteinhülle), ausgekleidet.

Der Penis wird von zwei gleichnamigen Arterien, Endästen der inneren Geschlechtsarterien, mit Blut versorgt. Hinter der Wurzel des Bulbus penis teilt sich die Penisarterie beidseitig in die Harnröhrenarterie, die oberflächliche dorsale Arterie und die tiefe Arterie des Corpus cavernosum. Im Inneren teilt sich die tiefe Arterie in zahlreiche Spiralarterien, die in die Sinus cavernosus münden. Die Schwellkörper werden durch die subthekalen Venolen drainiert, die in die tiefe dorsale Vena penis münden.

Physiologie der Erektion

Im Ruhezustand befinden sich die glatten Schwellkörpermuskeln des Penis in einem Zustand vollständiger Kontraktion. Der periphere Widerstand ist hoch, wodurch ein mäßiger arterieller Blutfluss beobachtet wird. Zu Beginn einer Erektion entspannen sich die glatten Schwellkörpermuskeln aufgrund einer Neurotransmitterreaktion, der Widerstand der Schwellkörper nimmt ab, und die zuführenden Arterien weiten sich. Dies führt zu einer Zunahme des arteriellen Blutflusses und einer Vergrößerung des Penisvolumens (Schwellungsphase). Da die dichte Proteinhülle leicht elastisch ist, komprimiert die Zunahme des Blutvolumens die Venolen zwischen den gefüllten Sinusoiden und der Hülle. Der venöse Abfluss stoppt, und der Penis wird steif.

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Forschungsmethodik und normale Ultraschallanatomie der Gefäße des Penis

Die Untersuchung erfolgt in Rückenlage mit einem hochfrequenten Lineartransducer. Die tiefen Penisarterien werden in Längs- und Querschnitten von der ventralen Seite der Peniswurzel aus untersucht und ihre Dopplerspektren aufgezeichnet. Die Messungen sind für den basalen Teil des Penis standardisiert, da mit der Änderung des Kalibers zur distalen Seite eine Abnahme der systolischen Spitzengeschwindigkeit beobachtet wird.

Eine Untersuchung der Penisgefäße in der Phase vor der Injektion (vor der intrakavernösen Verabreichung von Erektionsmitteln) ist nicht erforderlich, da sowohl bei gesunden Personen als auch bei Patienten mit erektiler Dysfunktion das gleiche Bild des arteriellen Blutflusses beobachtet wird.

Die maximale systolische Geschwindigkeit in den Penisarterien beträgt im Ruhezustand nur 5–20 cm/s, verbunden mit einem hohen Widerstand. Es ist kein antegrader diastolischer Fluss nachweisbar (enddiastolische Geschwindigkeit = 0 cm/s). Widerstandsindex = 1. Um qualitativ hochwertige Farbbilder und ein adäquates Spektrum zu erhalten, sind eine minimale Pulswiederholrate und ein Wandfilter erforderlich.

An der Peniswurzel wird eine elastische Aderpresse angelegt, dann wird ein vasoaktives Medikament injiziert, das eine Entspannung der glatten Muskulatur bewirkt und so die Sinusoide und Arterien erweitert. Die Nadel wird von der dorsalen Seite des Penis eingeführt, das Medikament wird einseitig in den Schwellkörper injiziert, da es aufgrund der vorhandenen Anastomosen eine Ausbreitung in alle Richtungen ermöglicht. Prostaglandin E1 (10-20 mg) ist Papaverin oder einer Mischung aus Papaverin und Phentolamin vorzuziehen, da es das Risiko einer verlängerten Erektion verringert. Nachdem das Medikament injiziert und die Aderpresse entfernt wurde, werden beide tiefen Arterien des Penis gescannt, um die maximale systolische Geschwindigkeit (PSV), die enddiastolische Geschwindigkeit (EDV) und den Widerstandsindex (RJ) zu bestimmen. Die Dilatation der Arterien und Sinusoide nach der Injektion führt zu einer Erhöhung der maximalen systolischen Geschwindigkeit auf 40 cm/s. Durch einen starken Abfall des peripheren Widerstandes steigt die diastolische Blutflussgeschwindigkeit auf über 10 cm/s an, während der Widerstandsindex auf 0,7 sinkt.

Mit der Füllung der Sinusoide steigt der Widerstand gegen den Blutfluss im Penis wieder an. Infolgedessen sinkt die systolische Spitzengeschwindigkeit, und der Blutfluss bleibt deutlich höher als im entspannten Zustand. Die diastolische Welle nähert sich der Isolinie und fällt während der Diastole schließlich darunter ab, als Symptom eines bidirektionalen Blutflusses in den tiefen Arterien des Penis. Der Widerstandsindex steigt auf 1,0. Die systolische Spitzengeschwindigkeit, die enddiastolische Geschwindigkeit und der Widerstandsindex sollten erneut gemessen werden. Die Untersuchungszeit beträgt etwa 30 Minuten, da die Dynamik der Blutflussänderungen bei verschiedenen Personen stark variieren kann.

Die dorsalen Arterien des Penis sind für die Aufrechterhaltung der Erektionsfähigkeit weniger wichtig, daher ist eine Untersuchung nicht erforderlich. Nach der Aufzeichnung aller Spektren wird eine Ultraschall-Dopplerographie des Penis durchgeführt, um Anomalien des arteriellen Gefäßbetts zu erkennen. Am Ende der Untersuchung sollte der Patient darüber informiert werden, dass im Falle einer pharmakologisch induzierten, länger anhaltenden Erektion über 4 Stunden ein Urologe konsultiert werden sollte, um einen irreversiblen Verlust der Erektionsfähigkeit zu vermeiden.

Arterielle erektile Dysfunktion

Da angeborene Anomalien des Gefäßbetts des Penis mithilfe der Farbbildgebung präzise diagnostiziert werden können, basiert die Diagnose einer erektilen Dysfunktion häufig auf den Ergebnissen der Spektraldoppler-Analyse der tiefen Penisarterien. Bei Patienten mit Beckenarterienstenose zeigt die Sonographie nach Prostaglandingabe eine unter dem Normalwert liegende systolische Spitzengeschwindigkeit in der Schwellungsphase. Eine systolische Spitzengeschwindigkeit von weniger als 25 cm/s in den tiefen Penisarterien gilt als Spitzenwert. Werte zwischen 25 und 35 cm/s gelten als grenzwertig. Der systolische Anstieg ist deutlich abgeflacht, und es erscheint eine verbreiterte Spektralwelle. Im Gegensatz zur systolischen Spitzengeschwindigkeit ist der Grad der arteriellen Dilatation nach pharmakologischer Stimulation ein ungeeigneter Parameter zur Beurteilung einer erektilen Dysfunktion und nicht Teil der Standard-Ultraschalluntersuchung.

Aufgrund subjektiver Beschwerden nach der Injektion kommt es häufig zu einer subtotalen pharmakologischen Erektion. Vor der Diagnose einer erektilen Dysfunktion wird dem Patienten empfohlen, 2-3 Minuten lang eine Selbststimulation durchzuführen, während der Arzt die Praxis verlässt. Anschließend werden die Penisgefäße erneut untersucht und die Dopplerspektren ausgewertet.

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Venöse erektile Dysfunktion

Anzeichen einer venösen erektilen Dysfunktion werden indirekt durch die Analyse von Dopplerspektren der tiefen Arterien des Penis aufgedeckt. Eine normale Kompression der drainierenden Venen mit einer Zunahme des Blutvolumens äußert sich in einer Abnahme des direkten diastolischen Blutflusses oder eines umgekehrten Blutflusses in der tiefen Arterie des Penis. Der Resistenzindex erreicht einen Wert über 1,0.

Bei venöser Insuffizienz ist der intrakavernöse Druckanstieg deutlich reduziert und der Widerstand aufgrund des konstanten venösen Abflusses aus den Schwellkörpern verringert. Es besteht eine Persistenz des antegraden diastolischen Blutflusses, und der Widerstandsindex steigt nicht über 1,0 an.

Der Nachweis eines venösen Blutflusses im Penis weist nicht immer auf eine Veneninsuffizienz hin, da selbst bei vollständiger Erektion ein gewisser venöser Abfluss vorhanden ist. Es ist schwierig, Normalwerte für die enddiastolische Geschwindigkeit und den Widerstandsindex zu bestimmen, da beide Parameter individuell variieren. Neuere Studien haben gezeigt, dass selbst der Erhalt der antegraden enddiastolischen Geschwindigkeit in den tiefen Arterien des Penis mit einer normalen Venenfunktion einhergehen kann. Dennoch liefert die eingeschränkte Ultraschall-Dopplerographie wichtige Informationen über eine Veneninsuffizienz, woraufhin eine Kavernosographie und Kavernosometrie durchgeführt werden.