Hämodynamik

Grundkurs Duplexsonographie SGUM Basel

Freitag 8.2.2019

Daniel Staub Angiologie

Universitätsspital Basel daniel.staub@usb.ch

Morphologie und Hämodynamik

Zunehmende (atherosklerotische) Wand- veränderungen und Gefässeinengung führen zu:

• veränderter Perfusion

• ungenügender Perfusion und

• damit ungenügender Funktion

• vollständigem Funktionsverlust aber:

Morphologie ≠ Hämodynamik / Funktion

Welche Parameter sind relevant?

Morphologische Parameter:

• Durchmesser

• Wandbeschaffenheit

• Sklerose

• Verkalkung

• Stenosegrad

Hämodynamische Parameter:

• Volumen

• Druck

• Widerstand

• Flussgeschwindigkeit

• Turbulenz

Klinisch besonders bedeutsam: Stenosegrad

Zuverlässige Stenosegraduierung • Einengung des Lumens zwischen normal

(0 %) und Verschluss (100 %)

• Einengung des Lumens zwischen normal (0 %) und Verschluss (100 %): relativ und nicht absolut

• Einteilung des Stenosegrades in Kategorien: nominal und nicht kontinuierlich

• Signifikanzgrenze: hämodynamische Signifikanz ist nicht gleich klinische Relevanz

Zuverlässige Stenosegraduierung

Signifikanz vs. Relevanz

• Physiologie: Eine > 50 % Stenose ist hämodynamisch signifikant

• Klinische Relevanz ist abhängig von: - anatomischer Lokalisation: Femoralbifurkation vs. proximale femoralis sup.

- perfundiertes Organ / ischämische Toleranz/ irreversibler Schaden: Hirn, Niere, untere Extremität - symptomatisch oder nicht / erwartete Entwicklung - therapeutische Option: Interventionsmöglichkeit

Früheste Indikatoren der Arteriosklerose

• Endotheliale Dysfunktion • Verdickung der Intima- Media (IMT)

• Doppelkontur im B-Bild entspricht histologisch der Intima plus Media

Pignoli P Circulation 1986;75:1399

innere echogene Linie

äussere echogene Linie

Intima-Media Dicke als Indikator der generalisierten Arteriosklerose

• 0.1 mm / Dekade

• Dekade + >0.2 = pathologisch

• Abhängigkeit von Alter und kardiovaskulären Risikofaktoren

Touboul PJ Cerebrovasc Dis 2007;23:75

Plaque

Fokale, ins Lumen ragende Struktur • mindestens 0.5 mm, oder

• 50% IMT überragend, oder

• Dicke ≥ 1.5 mm

(gemessen von der

Media-Adventitia Grenze

zur Intima-Lumen Grenze)

Mannheim Carotid IMT Consensus Cerebrovasc Dis 2007;23:75

Beurteilung des Stenosegrades: B-Bild

• Wichtig für frühe Veränderungen (IMT, Plaque)

• Textur der Stenose (Echodichte)

• Ungeeignet zur Beurteilung des Stenosegrades - Echodicht: üblicherweise Überschätzung - Echoarm: gelegentlich Unterschätzung

Beurteilung des Stenosegrades: Farb-Doppler

• Wichtig zum Auffinden von Strömungsveränderungen

• Ungeeignet zur Beurteilung des Stenosegrades - Stenosegrad meistens unterschätzt - bei Fehleinstellung gelegentlich überschätzt

Beurteilung des Stenosegrades: Power-Doppler

• Geeignet für langsame Flussgeschwindigkeiten

• Lumengrenze oft besser dargestellt als mit Color

• Ungeeignet zur Beurteilung des Stenosegrades

B-Bild und Farbkodierung

Unter und/oder Überbewertung

Remodeling

Remodeling

NEJM 316: 1371,1987

Der Gesamtquerschnitt des Gefässes nimmt zu um die Lumeneinengung zu kompensieren

Flächen Reduktion

Durchmesser Reduktion

Kreisrunde Stenose

Unregelmässige Stenose

Durchmesser Reduktion

Flächen Reduktion

Probleme der Stenosegraduierung im B-Bild und Farb-Doppler

• Überschätzung im B-Bild; Unterschätzung im Farb-Doppler

• Remodeling: Aufweitung im Stenosebereich

• Durchmesser- vs. Flächenreduktion

• Stenoseform: regelmässig vs. unregelmässig

Beziehung zwischen Stenosegrad und Blutfluss (I)

• I = A * v (cm2 * cm/s)

• Klinisch nicht verwertbar, da:

– wenig sensitiv – schlecht messbar

(Fehlerbereich 20%)

Widerstand

• Iliaca (10mm) R=1/54 = 1/625 = 0.0016

• Arteriole (1mm) R=1/0.54 = 1/0.625 = 16

• Widerstand bestimmt die Flussmenge

• Bei Bedarf Senkung des distalen Widerstandes und distalen Drucks (grösseres ∆P)

• Distal von Stenosen tieferer R und P

• Senkung des Widerstandes hinter Stenose oder Verschluss kompensiert (weitgehend) die Flussverminderung

R r 4 1 ≅

Faktor: 10‘000

Ausfluss-Widerstand

niedrig Peripherer Widerstand hoch Schäberle W. Ultraschall in der Gefässdiagnostik,1998

Gefässbett und Widerstands-Muster

Gefäss Nieder-Widerstand Hoch-Widerstand A. carotis interna + A. carotis externa + A. vertebralis + A. renalis + A. mes. sup. +a +a A. brachialis +b A. femorlis +b

aIm nüchternen Zustand, hoher Widerstand; postprandial verursacht Vasodilatation ein niedrigen Widerstand bIn Ruhe hoher Widerstand. Während der muskulären Belastung erfolgt eine Vasodilatation mit Senkung des Widerstands

Zunahme der Flussgeschwindigkeit in der Stenose

A2v1 I = A 1 * v1 I = A 2 * v2

Kriterien der Stenosediagnostik Beispiel PAVK

Information basiert auf B-Bild, Farbe und vor allem auf dem Doppler-Spektrum: • Systolische Spitzengeschwindigkeit • Geschwindigkeitsverhältnis ratio • Vorhandensein von Turbulenzen • Erhaltene Pulsatilität der Kurvenform (intra- und post-

stenotisch)

ACC/AHA PAD Guidelines JACC 2006;47(6):1239 Update 2011

Peak Velocity Ratio PVR 2.5 Wenn Querschnittsfläche halbiert wird, muss die mittlere Flussgeschwindigkeit verdoppelt werden (d.h. ratio 2). Jedoch: • Wir bestimmen Durchmesserreduktion und nicht die Fläche • Gefäss oft nicht kreisrund, sondern unregelmässig eingeengt • Wir messen nicht die mittlere, sondern die systolische

Spitzengeschwindigkeit • Der periphere Widerstand bestimmt Kurvenform, vor allem die

Diastole > 50 % Stenose: 1. PVR > 2.5 2. Wenn die Hämodynamik sig. verändert, ist auch die Kurvenform sig. verändert

Graduierung peripherer Stenosen nicht signifikant signifikant 0% 1 - 25% 25 - 50 % 50 - 75 % 75 - 99 %

2.5 Abnahme der Pulsatilität

Ratio >4.0 Zunahme der EDV Post-stenotische Kurvenform

PSV= peak systolic velocity, EDV = end-diastolic velocity

Laminarer triphasischer Fluss

Besten Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

Foliennummer 1Morphologie und HämodynamikWelche Parameter sind relevant?Zuverlässige StenosegraduierungZuverlässige StenosegraduierungSignifikanz vs. RelevanzFrüheste Indikatoren der Arteriosklerose Intima-Media Dicke als Indikator �der generalisierten ArteriosklerosePlaque Beurteilung des Stenosegrades: �B-BildBeurteilung des Stenosegrades: �Farb-DopplerBeurteilung des Stenosegrades: �Power-DopplerB-Bild und FarbkodierungUnter und/oder ÜberbewertungFoliennummer 15RemodelingFoliennummer 17Probleme der Stenosegraduierung im B-Bild und Farb-DopplerFoliennummer 19WiderstandAusfluss-Widerstand Foliennummer 22Foliennummer 23Kriterien der Stenosediagnostik �Beispiel PAVKFoliennummer 25Graduierung peripherer StenosenBesten Dank