Ultraschalluntersuchung des Pfortadersystems

Ultraschallanatomie

Die Pfortader entsteht durch den Zusammenfluss der V. mesenterica superior und der V. lienalis. Letztere entspringt am Milzhilus und verläuft am Hinterrand des Pankreas entlang, begleitet von der gleichnamigen Arterie. Das Muster der intrahepatischen Verzweigungen und Lebervenen wird durch den segmentalen Aufbau der Leber bestimmt. Die anatomische Abbildung zeigt die Leber in Frontalansicht. Die koronare MR-Angiographie ist eine alternative Methode zur Visualisierung des Pfortadersystems.

Forschungsmethodik

Die extrahepatischen Segmente werden im erweiterten Interkostalbild dargestellt. Sollte diese Technik aufgrund von Kolongas oder eines inakzeptablen Dopplerwinkels versagen, können die extrahepatischen Pfortaderäste vom rechten anterioren interkostalen Zugang aus mit angehobenem rechten Arm gescannt werden, um die Interkostalräume zu vergrößern. Oftmals wird der periportale Hauptstamm nur in dieser Ebene dargestellt, da das von der Leber bereitgestellte akustische Fenster das beste ist. Der Verlauf der intrahepatischen Äste ist so, dass sie im subkostalen Schrägbild am besten dargestellt werden. Nach der B-Bild- und Farbaufnahme werden Dopplerspektren aufgezeichnet, um den periportalen Pfortaderblutfluss zu quantifizieren.

Normales Bild

Die Ultraschall-Dopplerographie der Pfortader zeigt einen konstanten Blutfluss zur Leber und erzeugt ein einphasiges Dopplerspektrum in Streifenform. Durch Veränderung der Körperposition und der Atmung kann der Blutfluss gesteuert werden. So nimmt die Blutflussgeschwindigkeit in der Pfortader beispielsweise im Sitzen und bei voller Inspiration deutlich ab.

Ultraschall-Dopplerographie in der Diagnostik pathologischer Veränderungen der Pfortader bei verschiedenen Erkrankungen

Portale Hypertonie

Der Farbmodus zeigt bei portaler Hypertonie einen verringerten Blutfluss oder sogar signifikante Veränderungen, wie etwa den Blutfluss von der Leber durch die Pfortader oder Milzvene, und hilft bei der Visualisierung von Kollateralen.

Eine Pfortaderthrombose führt zu einem erhöhten Widerstand im Pfortaderkreislauf. Sie kann durch Leberzirrhose, Tumorinvasion, erhöhte Blutgerinnung oder Entzündung verursacht werden. Der Blutfluss in der Hauptleberarterie erhöht sich, um den durch die eingeschränkte Pfortaderdurchblutung verursachten Sauerstoffmangel auszugleichen. Entlang der thrombosierten Pfortader kann es zu einer kavernösen Transformation kommen, die zu einem hepatopetalen Blutfluss führt.

Indirekte Anzeichen einer portalen Hypertonie durch Ultraschall-Dopplerographie

• Abnahme der Blutflussgeschwindigkeit auf unter 10 cm/s
• Thrombose
• Kavernöse Transformation der Pfortader

Direkte Anzeichen einer portalen Hypertonie durch Ultraschall-Dopplerographie

• Portokavale Anastomosen
• Blutfluss aus der Leber

Transjugulärer intrahepatischer portosystemischer Shunt

Die Anlage eines transjugulären intrahepatischen portosystemischen Shunts hat sich zur primären Methode zur Dekompression des Pfortadersystems entwickelt. Ein Katheter wird durch die innere Drosselvene in die rechte Lebervene und anschließend durch das Lebergewebe in den periportalen Abschnitt der Pfortader eingeführt. Diese Verbindung wird durch einen Metallstent offen gehalten. Dieses Verfahren führt unter anderem zu einer kompensatorischen Erhöhung des Blutflusses in der Arteria hepatica communis. Rezidivierende Stentstenosen oder -verschlüsse sind häufige Komplikationen und erfordern wiederholte Eingriffe.

Der Ultraschall-Doppler, insbesondere im Power-Modus, spielt eine wichtige Rolle bei der Überwachung nach einem interventionellen Eingriff.

Intrahepatische Tumoren

Die Ultraschall-Dopplerographie hilft bei der Differenzialdiagnose undefinierter vaskulärer und solider Leberläsionen. Adenome, fokale noduläre Hyperplasie und Hämangiome lassen sich anhand charakteristischer Merkmale von malignen Tumoren unterscheiden. Fehlender Blutfluss in einer echoreichen homogenen Formation lässt den Verdacht auf ein Hämangiom aufkommen. Diese Diagnose kann durch die Bestimmung zusätzlicher Blutflussmerkmale mittels Kontrastmittel geklärt werden.

Verwendung von Kontrastmitteln

In den letzten Jahren hat sich durch den Einsatz der Doppler- und Power-Doppler-Modi die Differentialdiagnose intrahepatischer Läsionen im Vergleich zum herkömmlichen B-Modus verbessert, doch selbst erfahrene Spezialisten können noch immer auf Probleme stoßen.

Erstens können einige tiefe Leberläsionen sowie Läsionen bei stark übergewichtigen Personen nur mit einem ungeeigneten Dopplerwinkel dargestellt werden, was die Genauigkeit der Untersuchung einschränkt. Zweitens führt der oft beobachtete sehr langsame Blutfluss, insbesondere bei kleinen Tumoren, zu unzureichenden Frequenzverschiebungen. Drittens lassen sich in einigen Bereichen der Leber Bewegungsartefakte aufgrund der Übertragung von Herzkontraktionen auf das Leberparenchym nur schwer vermeiden.

Ultraschallkontrastmittel in Kombination mit modifizierten Scantechniken können diese Probleme lösen. Sie verstärken das intravaskuläre Signal deutlich und verbessern so die Erkennung selbst langsamer Blutflüsse in kleinen Tumorgefäßen.

Bei der bolusweisen Gabe von Kontrastmitteln lassen sich im Kontrastbild mehrere Phasen unterscheiden, die je nach individueller Kreislaufsituation des Patienten etwas variieren können.

Enhancement-Phasen nach intravenöser Kontrastmittelgabe

• Frühe arterielle Verschlusskrankheit: 15–25 Sekunden nach der Verabreichung
• Arteriell: 20–30 Sekunden nach der Verabreichung
• Portal: 40–100 Sekunden nach dem Einführen
• Spätvenös: 110–180 Sekunden nach der Verabreichung

Gutartige Leberläsionen: fokale noduläre Hyperplasie und Adenom

Gutartige Lebertumoren enthalten im Gegensatz zu bösartigen keine pathologischen Shunts. Daher bleiben sie auch in der späten venösen Phase verstärkt. Dies ist typisch für fokale noduläre Hyperplasie und Hämangiome. Die fokale noduläre Hyperplasie betrifft am häufigsten Frauen, die regelmäßig orale Kontrazeptiva einnehmen. Leberadenome zeigen im B-Bild ein nahezu identisches Bild, und die Differenzierung erfordert oft eine histologische Untersuchung. Durch die Verwendung von Farb- und Power-Doppler-Modi bei fokaler nodulärer Hyperplasie wird ein typisches Blutflussmuster bestimmt, das eine Differentialdiagnose ermöglicht.

Bei fokaler nodulärer Hyperplasie weicht der Plexus choroideus von der Zentralarterie ab und zeigt einen zentrifugalen Blutfluss mit der Bildung des „Radspeichen“-Zeichens. Fokale noduläre Hyperplasie und Adenome können aufgrund einer Vergrößerung durch Wachstum oder Blutung ähnliche Symptome aufweisen. Im CT sind fokale noduläre Hyperplasie und Adenome in der frühen arteriellen Phase der Kontrastverstärkung am deutlichsten definiert. In der parenchymalen Phase sind sie im Vergleich zum umgebenden Lebergewebe hyper- oder isoechoisch.

Hämangiome der Leber

Im Gegensatz zur fokalen nodulären Hyperplasie werden Hämangiome von der Peripherie zum Zentrum hin versorgt. In der arteriellen Phase verstärken sich die äußeren Bereiche der Läsion, während das Zentrum echoarm bleibt. Der zentrale Bereich wird in der anschließenden portalen Phase deutlich echoreicher, und die gesamte Läsion wird in der späten venösen Phase echoreich. Dieses Kontrastmuster von der Peripherie zum Zentrum, auch „Irisdiaphragma“-Zeichen genannt, ist typisch für Leberhämangiome. Es ist auch in der CT sichtbar.

Hepatozelluläres Karzinom

Der Nachweis intra- und peritumoraler arterieller Dopplersignale, Gefäßrupturen, Gefäßinvasionen, Spiralkonfigurationen und einer Zunahme arteriovenöser Shunts mittels Ultraschall-Dopplerographie gelten als Kriterien für Malignität. Das hepatozelluläre Karzinom weist nach Kontrastmittelgabe in der arteriellen Phase üblicherweise ein heterogenes Signalverstärkungsmuster auf. Es bleibt in der portalen Phase hyperechoisch und wird in der späten venösen Phase im Vergleich zum normalen Leberparenchym isoechoisch.

Lebermetastasen

Lebermetastasen können hypovaskulär oder hypervaskulär sein. Obwohl die genaue Lokalisation des Primärtumors nicht anhand des Gefäßmusters einer Lebermetastase bestimmt werden kann, wurde bei einigen Primärtumoren ein gewisses Maß an Gefäßreichtum festgestellt. Neuroendokrine Tumoren wie C-Zell-Schilddrüsenkrebs oder Karzinoide neigen zur Bildung hypervaskulärer Metastasen, während Metastasen primärer kolorektaler Tumoren in der Regel hypovaskulär sind.

Metastasen zeichnen sich in der arteriellen Phase nach Kontrastmittelgabe mit Standardsonographie durch eine geringe Kontrastmittelanreicherung in Abhängigkeit vom Gefäßdurchblutungsgrad aus. In der späten venösen Phase bleiben sie im Vergleich zum Leberparenchym meist echoarm oder können isoechoisch werden. Diese geringe Echogenität in der späten venösen Phase nach Kontrastmittelgabe ist ein wichtiges Kriterium für die Differenzialdiagnose von Metastasen der oben beschriebenen benignen Leberläsionen. Was folgt daraus? Ein besonderes Merkmal von Metastasen ist ihre Tendenz zur Bildung arteriovenöser Shunts. Dies könnte erklären, warum Kontrastmittel aus Lebermetastasen schneller eliminiert werden als aus normalem Leberparenchym, weshalb das Bild von Metastasen in der späten Phase der Kontrastmittelperfusion relativ echoarm ist.

Typische Merkmale von Lebermetastasen sind ein ungleichmäßiges Kontrastbild, eine spiralförmige oder korkenzieherartige Anordnung der Gefäße und eine Vielzahl arteriovenöser Shunts. Letztere führen dazu, dass das Kontrastmittel innerhalb von 20 statt der üblichen 40 Sekunden in die Lebervenen gelangt. Das klinische Bild kann auch bei der Differenzialdiagnose zwischen hepatozellulärem Karzinom und Metastasen hilfreich sein: Patienten mit hepatozellulärem Karzinom leiden häufig an Leberzirrhose, chronischer Hepatitis und/oder erhöhten Alpha-Fetoprotein-Werten im Blut. Diese Kombination ist bei Patienten mit Lebermetastasen deutlich seltener.

Spezielle Scantechniken

Beim Scannen mit einem niedrigen mechanischen Index (MI ~ 0,1), oft kombiniert mit Phaseninversion, werden kleine Mikrobläschen während der initialen Passage des Bolus sofort zerstört. Dies verlängert die Kontrastverstärkung. Gleichzeitig verringert ein niedriger mechanischer Index die Sensitivität der Untersuchung. Beispielsweise ist bei einem niedrigen mechanischen Index die posteriore Schallverstärkung kein wirksames Kriterium mehr zur Unterscheidung von Zysten von anderen echoarmen Formationen. In manchen Fällen tritt die posteriore Schallverstärkung erst wieder auf, wenn der mechanische Index auf „normale“ Werte von 1,0 bis 2,0 ansteigt.

Die variable Übertragung von zwei Ultraschallimpulsen pro Sekunde anstelle von 15 (variable harmonische Bildgebung) ermöglicht die Visualisierung selbst kleinster Kapillaren, da eine längere Verzögerung zwischen den Impulsen zu einer geringeren Zerstörung der Mikrobläschen führt. Infolgedessen führt ihre höhere Konzentration zu einer Verstärkung des Kapillarsignals, wenn der verzögerte Impuls das Gewebe durchdringt.

Bei Verwendung der variablen Impulsübertragungstechnik bei einem niedrigen mechanischen Index werden sogar hypovaskuläre Metastasen in der frühen arteriellen Phase (innerhalb der ersten 5–10 Sekunden nach Durchgang des Kontrastmittels) hyperechoisch, wodurch ein sichtbarer Unterschied zwischen der frühen arteriellen und der arteriellen Phase der Kontrastverstärkung entsteht.

Eine wichtige Regel zur Differentialdiagnose von Leberläsionen

Durch die Verwendung von Kontrastmitteln kann folgende differenzialdiagnostische Regel angewendet werden: Läsionen mit einer länger anhaltenden Signalverstärkung sind höchstwahrscheinlich benigne, während Metastasen beim hepatozellulären Karzinom im Vergleich zum umgebenden Leberparenchym selbst in der späten venösen Phase häufig echoarm sind.

Entzündliche Darmerkrankung

Trotz der schwierigen Bedingungen der Magen-Darm-Untersuchung können einige pathologische Zustände mittels Ultraschall erkannt und beurteilt werden. Im B-Bild lässt sich aufgrund von Exsudat und Verdickung der Darmwände ein entzündlicher Prozess vermuten. Der Nachweis einer Hypervaskularisierung lässt auf eine chronische oder akute entzündliche Darmerkrankung schließen. Die Durchleuchtungs-Enterographie (Kontrastuntersuchung des Dünndarms mit der Sellink-Technik) bestimmt das Segment des Restlumens. Akute Enteritis und Strahlenenteritis sind ebenfalls durch eine unspezifische Hypervaskularisierung gekennzeichnet, die zu einer Erhöhung der Blutflussgeschwindigkeit und des Blutvolumens in der Arteria mesenterica superior führt. Bei einer Appendizitis wird ebenfalls eine unspezifische Hypervaskularisierung der verdickten und entzündeten Darmwand festgestellt.

Kritische Bewertung

Die Ultraschall-Doppler-Untersuchung ist eine nicht-invasive Untersuchungsmethode mit vielfältigen Möglichkeiten zur Beurteilung der Bauchorgane und Gefäßsysteme. Die Leber ist selbst unter schwierigen klinischen Bedingungen für Ultraschalluntersuchungen leicht zugänglich. Spezifische Indikationen wurden für die Beurteilung fokaler und diffuser Veränderungen des Leberparenchyms und der Lebergefäße definiert. Die Ultraschall-Doppler-Untersuchung hat sich zur Methode der Wahl in der Diagnose und Beurteilung der portalen Hypertonie sowie zur Planung und Überwachung der Anlage eines transjugulären intrahepatischen portosystemischen Shunts entwickelt. Die Ultraschall-Doppler-Untersuchung ermöglicht die nicht-invasive Messung von Blutflussgeschwindigkeit und -volumen sowie die Erkennung von Komplikationen wie Stenose und Okklusion.

Doppler-Ultraschall wird zur postoperativen Überwachung von Lebertransplantationen eingesetzt, um die Organdurchblutung zu bestimmen. Es gibt jedoch keine Standardkriterien für die Diagnose einer Lebertransplantatabstoßung.

Die Charakteristika fokaler Leberläsionen basieren auf dem Grad der Gefäßversorgung. Es gibt einige Malignitätskriterien, die zur genaueren Diagnose einer volumetrischen Leberläsion beitragen. Der Einsatz von Ultraschallkontrastmitteln ermöglicht eine verbesserte Darstellung der Gefäßversorgung und die Beurteilung von Veränderungen des Perfusionsmusters in verschiedenen Kontrastphasen.

Bei der Untersuchung von Bauchgefäßen wird Doppler-Ultraschall zum Screening und zur Beurteilung von Aneurysmen eingesetzt. Zusätzliche Methoden wie CT, MRT und DSA können zur Planung medizinischer und chirurgischer Behandlungen erforderlich sein. Doppler-Ultraschall ist auch eine Screening-Methode für chronische Darmischämie.

Die Fähigkeit des Doppler-Ultraschalls, eine erhöhte Gefäßdichte bei entzündlichen Erkrankungen wie Blinddarmentzündung und Cholezystitis zu erkennen, hat die Möglichkeiten der Ultraschalldiagnostik erweitert.

Ein erfahrener Ultraschalldiagnostiker kann mithilfe eines hochauflösenden Schallkopfes spezielle, nicht standardmäßige Indikationen für Doppler-Ultraschall identifizieren. Diese Methode hat jedoch auch ihre Grenzen. Beispielsweise kann eine vollständige Untersuchung sehr zeitaufwändig sein. Zudem ist Doppler-Ultraschall bei der Untersuchung der Bauchhöhle stark vom Untersucher abhängig. Fortschritte in der elektronischen Datenverarbeitung werden die Untersuchungsergebnisse weiter verbessern und sie detaillierter und leichter interpretierbar machen, beispielsweise durch die Panorama-SieScape-Technik und 3D-Rekonstruktionen.

Die Tissue Harmonic Imaging ist eine neue Technik, die bei diagnostisch anspruchsvollen Fällen eingesetzt wird und eine verbesserte Bildgebung unter ungünstigen Bedingungen der Bauchraumuntersuchung ermöglicht. Der Einsatz verschiedener Kontrastmittel hat die Möglichkeiten der Ultraschalldiagnostik, insbesondere bei Patienten mit großen Leberläsionen, deutlich verbessert. Die Ultraschall-Dopplerographie ist somit eine nichtinvasive Diagnosetechnik mit hohem Entwicklungspotenzial, die in der Bauchraumuntersuchung deutlich breiter eingesetzt werden sollte als bisher.