Ultraschall-Doppler-Sonographie der Gefäße

Es ist bekannt, dass stenotische und okklusive Läsionen der Hauptarterien des Kopfes von großer Bedeutung für die Pathogenese zerebrovaskulärer Erkrankungen sind. Gleichzeitig können nicht nur initiale, sondern auch schwere Stenosen der Halsschlagadern und der Vertebralarterien mit wenigen Symptomen verlaufen. Bei der Entwicklung angioneurologischer Pathologien ist auch der Beitrag der venösen Diszirkulation wichtig, die manchmal auch subklinisch verläuft. Die rechtzeitige Diagnose dieser Krankheiten ist weitgehend mit modernen Ultraschallmethoden wie TCDG, Duplex- und Triplex-Untersuchung mit dreidimensionaler Rekonstruktion des Bildes usw. verbunden. Dennoch ist die Ultraschall-Dopplerographie (USDG) bis heute die einfachste und gebräuchlichste Methode zur Ultraschallortung menschlicher Gefäße. Die Hauptaufgabe der Ultraschall-Dopplerographie in der Angioneurologie ist es, Durchblutungsstörungen in den Hauptarterien und -venen des Kopfes zu erkennen. Die Bestätigung einer subklinischen Verengung der Halsschlagadern oder der Vertebralarterien durch Ultraschall-Dopplersonographie mittels Duplexsonographie, MRT oder zerebraler Angiographie ermöglicht eine aktive konservative oder operative Behandlung zur Schlaganfallprävention. Ziel der Ultraschall-Dopplersonographie ist daher in erster Linie die Erkennung von Asymmetrien und/oder Blutflussrichtungen in den präzerebralen Abschnitten der Halsschlagadern, Vertebralarterien sowie der Augenarterien und -venen. In den meisten Fällen können das Vorhandensein, die Seite, die Lokalisation, die Länge und der Schweregrad der angezeigten Durchblutungsstörungen bestimmt werden.

Ein großer Vorteil der Ultraschall-Dopplerographie ist das Fehlen von Kontraindikationen für ihre Durchführung. Die Ultraschallortung kann unter nahezu allen Bedingungen durchgeführt werden – im Krankenhaus, auf der Intensivstation, im Operationssaal, in der Ambulanz, im Krankenwagen und sogar am Ort eines Unfalls oder einer Naturkatastrophe, sofern eine autonome Stromversorgung vorhanden ist.

Die Methode der Ultraschall-Dopplerographie basiert auf dem Effekt von HA Doppler (1842), der die Frequenzverschiebung eines von einem bewegten Objekt reflektierten Signals mathematisch analysierte. Die Formel für die Doppler-Frequenzverschiebung lautet:

F _d = (2F ₀ xVxCosa)/c,

Dabei ist F ₀ die Frequenz des gesendeten Ultraschallsignals, V die lineare Fließgeschwindigkeit, a der Winkel zwischen der Gefäßachse und dem Ultraschallstrahl und c die Geschwindigkeit des Ultraschalls im Gewebe (1540 m/s).

Eine Hälfte des Sensors sendet Ultraschallschwingungen mit einer Frequenz von 4 MHz im Dauerwellenmodus aus. Die andere Hälfte des Sensors, die schräg zur Oberfläche des Sendeteils angeordnet ist, erfasst die vom Blutfluss reflektierte Ultraschallenergie. Der zweite piezoelektrische Kristall des Sensors ist so installiert, dass der Bereich maximaler Empfindlichkeit ein 4,543,5 mm großer Zylinder ist, der 3 mm von der akustischen Linse des Sensors entfernt liegt.

Somit unterscheidet sich die gesendete Frequenz von der reflektierten. Der angegebene Frequenzunterschied wird isoliert und durch ein Audiosignal oder eine grafische Aufzeichnung in Form einer Hüllkurve oder mittels eines speziellen Fourier-Frequenzanalysators in Form eines Spektrogramms wiedergegeben. Darüber hinaus ist es möglich, die Richtung des Blutflusses zu bestimmen, da der zum Ultraschallsensor fließende Kreislauf die empfangene Frequenz erhöht, während der entgegengerichtete Fluss sie verringert.

Es gibt eine Besonderheit der Zirkulation in den Hauptarterien des Kopfes: Normalerweise fällt der Blutfluss in keiner Phase des Herzzyklus auf Null, d. h. das Blut fließt kontinuierlich zum Gehirn. In den Arteria brachialis und Arteria subclavia erreicht die lineare Geschwindigkeit des Blutflusses zwischen zwei benachbarten Zyklen der Herzkontraktion Null, ohne die Richtung zu ändern, und in den Arteria femoralis und Arteria poplitea gibt es am Ende der Systole sogar eine kurze Phase der Rückzirkulation. Nach den Gesetzen der Hydrodynamik (Blut kann als eine der Varianten der sogenannten Newtonschen Flüssigkeit betrachtet werden) gibt es drei Hauptarten von Strömungen.

• Parallel: Die Flussrate aller Blutschichten, sowohl der zentralen als auch der parietalen, ist im Wesentlichen gleich. Dieses Flussmuster ist typisch für die aufsteigende Aorta.
• Parabolisch oder laminar, wobei ein Gradient zentraler (maximale Geschwindigkeit) und parietaler (minimale Geschwindigkeit) Schichten vorliegt. Der Geschwindigkeitsunterschied ist in der Systole maximal und in der Diastole minimal, und diese Schichten vermischen sich nicht. Eine ähnliche Variante des Blutflusses wird in nicht betroffenen Hauptarterien des Kopfes beobachtet.
• Turbulente oder Wirbelströmungen entstehen aufgrund von Unebenheiten der Gefäßwand, vor allem bei Stenosen. Die laminare Strömung verändert dann ihre Eigenschaften je nach Annäherung des direkten Durchgangs und Austritts aus der Stenosestelle. Durch chaotische Bewegungen der Erythrozyten kommt es zur Vermischung geordneter Blutschichten.