Echokardiographische Koronardiagnostik - Koronarvisualisierung und Flußanalyse

Die hochauflösende Ultraschalltechnologie, kombiniert mit dem Einsatz lungengängiger Ultraschallsignalverstärker, hat den klinischen Stellenwert der Echokardiographie in der Koronardiagnostik erweitert. Neben der Erfassung einer Abgangsanomalie der Koronarien eignet sich das Verfahren in der Diagnostik der Koronarfistel und deren Verlauf. Die hochauflösende Echokardiographie ist derzeit das sensitivste Verfahren zur Erfassung offener Laserkanäle nach transmyokardialer Laser-Revaskularisation. Die moderne Ultraschalltechnologie unter Einsatz lungengängiger Ultraschallsignalverstärker erlaubt die Erfassung der peripheren Myokarddurchblutung bei einem Großteil der Patienten, es handelt sich hierbei aber um ein derzeit noch nicht validiertes und etabliertes Verfahren. Aufgrund der hierdurch gewonnenen DopplerFlußkurven kann jedoch noch nicht auf eine diagnostische Koronarangiographie verzichtet werden. Die koronare Flußreserve kann jedoch bei einem hohen Prozentsatz der Patienten nach Verabreichung von Dipyridamol oder Adenosin im RIVA- (Ramus interventricularis anterior-)Versorgungsgebiet bestimmt werden. Es ist denkbar, in Zukunft diese als Verlaufskontrolle nach Koronarintervention im RIVA-Bereich heranzuziehen.
Schlüsselwörter: Echokardiographie, Koronardiagnostik, Ultraschalltechnologie, Flußanalyse

Echocardiographic Coronary Diagnostics Coronary Imaging and Flow Analysis
High resolution ultrasound, in combination with new echo enhancing agents, has extended the clinical use of echocardiography in cardiac diagnostics. In addition to the detection of ectopic coronary vessels, this technique allows the diagnosis of coronary fistula and its anatomy. High-resolution echocardiography is currently the most sensitive method for imaging open laser channels after transmyocardial laser revascularisation. Although modern ultrasound technology with administration of new echo enhancing agents allows the imaging of peripheral myocardial perfusion in a high number of patients, it has not yet been validated and established. Doppler flow patterns obtained by this method cannot replace a diagnostic coronary angiography. It is, however, possible to determine the RIVA (Ramus interventricularis anterior) coronary flow reserve in a high percentage of patients after peripheral administration of Dipyridamol or Adenosine and it might be used as a control after following intervention in the RIVA in future.
Key words: Echocardiography, coronary diagnostics, ultrasound technology, flow analysis

Die echokardiographische Analyse regionaler Wandbewegungsstörungen in Ruhe beziehungsweise deren Detektion bei unterschiedlichen Belastungsverfahren zur Erfassung der hämodynamischen Relevanz einer Koronarstenosierung hat sich in der Diagnostik der koronaren Herzkrankheit bewährt (4, 8, 13, 18).
Die direkte Darstellung der Koronararterien mittels Echokardiographie gelingt häufig lediglich in ihrem proximalen Abschnitt. Prinzipiell einschränkend ist der Tatbestand, daß es sich bei der Echokardiographie um ein Schnittbildverfahren handelt, das im Gegensatz zur Cineangiographie als Projektionsverfahren immer nur die segmentale Darstellung eines Teilabschnittes des Koronarbaumes erlaubt. Die Ortung und Interpretation von Koronarstenosen ist folglich schwierig und für die klinische Entscheidung von untergeordnetem diagnostischen Nutzen. Zur Erfassung der proximalen Koronaranatomie und etwaiger Koronarpathologien in diesem Bereich kommen im klinisch-kardiologischen Kontext die transthorakale Echokardiographie sowie das transösophageale Beschallungsverfahren synergistisch zum Einsatz. Nur die intraoperative epikardiale Beschallung von Koronararterien durch den Herzchirurgen erlaubt im Einzelfall die Darstellung eines längeren Gefäßsegments. Somit läßt sich die anatomische Eignung eines Koronarsegments für eine Bypassanastomose ermitteln (7, 14).
Durch die Einführung neuer Ultraschalltechnologien unter Einbeziehung der Phaseninformation des Ultraschallsignals mit hohem Dynamikbereich (bis 100 dB), hoher Bildfrequenz (> 200 Hz), unabhängiger 2D- und Farbdopplerfrequenz, digitaler Bildarchivierung (DICOM-Standard) sowie durch den Einsatz neuer lungengängiger Ultraschall-Signalverstärker hat sich der klinische Stellenwert der Echokardiographie in der Koronardiagnostik deutlich erweitert (Textkasten). Nunmehr sind neben der morphologischen Erfassung der proximalen Abschnitte des Koronarbaumes auch Aussagen zur peripheren Myokardperfusion bei transthorakaler Anlotung möglich. !
Darstellung und Flußanalyse der proximalen Koronarabschnitte
In etwa 50 bis 60 Prozent der Fälle gelingt es mittels transthorakaler Echokardiographie, den linken Hauptstamm im linksparasternalen Kurzachsenschnitt unmittelbar oberhalb der Aortenklappenebene mit ausreichender Bildqualität darzustellen. Die Erfassung des Abganges der rechten Koronararterie erweist sich als deutlich schwieriger, die Erfolgsrate ist dementsprechend niedriger. Auch unter Verwendung von höherfrequenten Schallgebern bis 5 MHz ist die transthorakale Erfassung von Hauptstammstenosen mit einer nur mäßigen Sensititivät behaftet, da nicht kalzifizierte Koronarstenosen häufig nicht exakt erkannt werden. Ähnlich verhält es sich mit der Spezifität des transthorakalen Anlotverfahrens; beim Vorliegen von wandständigen Plaques in der Aorta ascendens beziehungsweise ostiumnaher aortaler Wandfibrose oder -kalzifizierung kann eine Ostium- beziehungsweise Hauptstammstenose als Beschallungsartefakt vorgetäuscht werden.
Durchaus hilfreich ist das Ultraschallverfahren jedoch in der Erfassung einer Abgangsanomalie der Koronararterien, wobei der diagnostische Zugewinn im Bereich der linken Koronararterie größer ist als rechts. Die Abbildung 1 zeigt eine Abgangsanomalie der linken Koronararterie bei einem Patienten, bei dem die selektive Kathetersondierung erst nach sonographischer Visualisierung der Koronaranatomie gelang. Das Beispiel veranschaulicht, daß die Frage nach ektopem Abgang eines Kranzgefäßes in aller Regel erst nach vorausgegangener schwieriger Herzkatheterdiagnostik geäußert wird. Nur in diesem Fall wird das gezielte Aufsuchen eines etwaigen abnormen Koronarostiums notwendig. Unter Verwendung der transösophagealen Echokardiographie gelingt die Darstellung des linken Hauptstammes in 80 bis 100 Prozent der Fälle. Die Angaben über die Darstellbarkeit des RIVA variieren je nach Arbeitsgruppe zwischen 15 und 86 Prozent und für den Ramus circumflexus zwischen 49 und 84 Prozent. Auch mit der transösophagealen Echokardiographie (TEE) läßt sich der proximale Abschnitt der rechten Kranzarterie lediglich in 15 bis 24 Prozent der Patienten auffinden (6, 10, 17, 21-23). Ist bei der transösophagealen Beschallung die Bildqualität eingeschränkt, besteht insbesondere für den unerfahrenen Untersucher die Gefahr der Verwechslung der linken Koronararterie mit dem Sinus transversus oder der großen Herzvene, die anatomisch weiter kaudal verläuft. Mittels TEE gelingt der Nachweis von über 50prozentigen Durchmesserstenosen im linken Hauptstamm beziehungsweise hauptstammnahen RIVA und Ramus circumflexus in 43 bis 93 Prozent (6, 21-23). Klinische Relevanz hat das Verfahren bezüglich des direkten Stenosennachweises derzeit jedoch nicht. !
Im Gegensatz zur transthorakalen Echokardiographie (TTE) erlaubt die TEE eine Flußanalyse im proximalen RIVA-Abschnitt mittels PW-Spektraldoppleranalyse. Der systolisch-diastolische Koronarfluß ist in diesem Bereich nahezu parallel zur Schallrichtung (Abbildung 2). Durch den Einsatz von lungengängigen Ultraschall-Signalverstärkern gelingt die farbkodierte Dopplerdarstellung des proximalen RIVA-Koronarflusses und dessen Quantifizierung mittels Dopplertechnik in einem deutlich höheren Prozentsatz (2, 11, 20). Mittels multiplaner TEE konnte im eigenem Patientenkollektiv von 115 konsekutiven Untersuchungen bei 53 Prozent der Koronarfluß im proximalen Abschnitt des RIVA quantifiziert werden, unter Einsatz lungengängiger Ultraschallsignalverstärker stieg die diagnostische Ausbeute auf 83 Prozent an. Inwieweit nachweisbare Änderungen des proximalen Flußprofils nach Gabe von vasodilatierenden Pharmaka (beispielsweise Adenosin, Dipyridamol, Nitrate) für die weitere Therapieplanung klinisch hilfreich sind, ist derzeit noch ungeklärt.
Erfassung des peripheren Koronarflusses
Unter Verwendung der hochauflösenden Ultraschall-Technologie (7 MHz) gelingt es in etwa 40 Prozent der Fälle, farbkodiert den Koronarfluß abschnittsweise im Bereich des ersten beziehungsweise zweiten Perforatorastes des RIVA im linksparasternalen Kurzachsenschnitt transthorakal darzustellen. Als diagnostischer Einsatz ist die Therapiekontrolle während iatrogenem Verschluß besagten Gefäßes bei Patienten mit hypertropher obstruktiver Kardiomyopathie denkbar. Entsprechende größere Erfahrungen liegen aber zum jetzigen Zeitpunkt diesbezüglich noch nicht vor. Anders verhält es sich mit der apikalen Beschallung: bei 64 Prozent der Patienten gelingt es, intramyokardiale arterioläre Aufteilungsäste im Herzspitzenbereich darzustellen. Bei ausgeglichenem koronaren Versorgungstyp ist der erfaßte Bereich dem Versorgungsgebiet des RIVA zuzuordnen. Nach Einstellen des "klassischen" Vierkammer- beziehungsweise RAO- (Right anterior obligue-)Äquivalentschnittes gelingt der farbkodierte Dopplerflußnachweis in besagten kleinen Aufteilungsästen am besten nach leichter Angulierung des Schallgebers um 5 bis 10 Grad nach kaudal. Der Beschallungserfolg mit quantitativer Erfassung der intramyokardialen Flüsse läßt sich durch den Einsatz von lungengängigen Ultraschall-Signalverstärkern deutlich verbessern (Abbildung 3). Der farbkodierte Nachweis von Segmenten intramyokardialer Arteriolen gelang bei unseren Patienten bei über 80 Prozent; eine entsprechende PW-Spektraldopplererfassung der diastolischen Flußgeschwindigkeit war bei 70 Prozent aller untersuchten Patienten möglich (Abbildung 4). Selbst unter Verwendung eines relativ großen PW-Meßfensters von 6 bis 8 mm kann jedoch der Nachweis der systolischen koronaren Flußkomponente nur in Ausnahmefällen erbracht werden. Grund hierfür ist das systolische Anheben der Herzspitze in Relation zum in unmittelbarer Nähe positionierten Schallgeber. Analog zur transösophagealen Erfassung des proximalen RIVA-Koronarflusses läßt sich auch mittels transthorakaler Beschallung eine Änderung der peripheren Koronardurchblutung nach intrakoronarer beziehungsweise intravenöser Gabe von vasodilatierenden Pharmaka sensitiv erfassen (5). Über eine gute Korrelation der mittels TEE bestimmten Koronarreserve und der Positronenemissionstomographie nach Gabe von Dipyridamol wurde in einem kleinen Patientenkollektiv von 18 Patienten berichtet (19). Auch hier ist die exakte Zuordnung zum koronaren Versorgungsgebiet schwierig. Inwieweit eine exakte quantitative Erfassung der Koronarreserve mit der transthorakalen Beschallung möglich ist, wird derzeit durch Untersuchungen mit simultaner Bestimmung des Koronarflusses über einen intrakoronaren Dopplerkatheter geprüft. Erste Ergebnisse diesbezüglich sind vielversprechend. !
Koronarfisteln
Koronarfisteln stellen eine relativ seltene Koronaranomalie dar, die meist isoliert auftritt. Bisher erfolgte die Diagnostik von Koronarfisteln und vor allem ihrer genauen Lokalisation invasiv mittels selektiver Koronarangiographie. Durch Verbesserung der Schallkopftechnologien insbesondere unter Zuhilfenahme der farbkodierten Dopplertechnik war es in den letzten Jahren möglich, den Ursprung von Koronarfisteln aus der Kranzarterie auch sonographisch darzustellen. Bei Patienten mit isolierten Koronarfisteln lassen sich diese mittels transthorakaler Ultraschalltechnik in etwa 70 Prozent der Fälle nachweisen. Eine exakte Erkennung des Fistelverlaufs beziehungsweise ihrer genauen Einmündungsstelle gelingt mittels TTE im allgemeinen nicht. Die transösophageale Beschallung erlaubt hier eine weit bessere Detailerkennung der kardialen Strukturen. Der hohe Stellenwert der transösophagealen Echokardiographie in der Erkennung von Koronarfisteln ist bekannt (3, 12). Doch erlaubt das monoplane TEE-Verfahren mit transverser Anlotebene eine exakte Beurteilung des gesamten Fistelverlaufs nur in Ausnahmefällen. Interpretationsschwierigkeiten ergeben sich aus dem Tatbestand, daß Ursachen einer dilatierenden Koronararterie nicht immer einer Fistel entsprechen, differentialdiagnostisch kommen unter anderem ein Koronararterienaneurysma oder ein abnormer Abgang der Kranzarterie in Frage. Um so größerer Bedeutung ist der Darstellung des gesamten Fistelverlaufes beizumessen, insbesondere im Hinblick auf die Therapieplanung. Der Vorteil der Mehrebenen-TEE gegenüber dem monoplanen Anlotverfahren in der korrekten Erkennung des Fistelverlaufs und deren Mündung wurden beschrieben (24).
Im Gegensatz zur isolierten Koronarfistel handelt es sich bei generalisierten arteriosystemischen Koronarfisteln um eine Anomalie, bei der multiple kleine präkapilläre Verbindungen zwischen einer oder mehrerer Koronararterien und einer Herzkammer, der Pulmonalarterie, dem Koronarsinus oder der Vena cava superior bestehen. Insbesondere generalisierte arteriosystemische Koronarfisteln mit Drainage des Blutes in den linken Ventrikel können sich wie eine ischämische Myokarderkrankung manifestieren. 1994 wurde erstmals über den Nachweis einer arteriosystemischen Koronarfistel mittels transthorakaler Beschallung berichtet (15). Durch die hohe Flußgeschwindigkeit in den multiplen Fistelkanälen gelang der Nachweis mittels farbkodiertem Dopplerverfahren von transthorakal. Mittels hochauflösender transthorakaler Analyse der peripheren myokardialen Perfusion im Fistelbereich konnten hohe Strömungsgeschwindigkeiten bis 1,2 m/s beobachtet werden. Nach intravenöser Gabe von Nitraten konnte keine Flußgeschwindigkeitsbeeinflussung (5) objektiviert werden, so daß davon ausgegangen werden muß, daß hier bereits eine maximale Weitstellung im arteriolären Bereich besteht.
Postoperativer Einsatz der Echokardiographie
Nach operativer Myokardrevaskularisation
Der postoperative Einsatz der Echokardiographie nach aortokoronarer Bypassversorgung erfolgt in erster Linie zur Beurteilung der globalen und regionalen linksventrikulären Funktion sowie zum Nachweis eines möglichen Perikardergusses, der in aller Regel im Rahmen eines Postkardiotomiesyndroms auftritt. Beim Vorliegen eines Perikardergusses gelingt es mit der TEE häufig, den proximalen Abgang der Bypässe aus der Aorta thoracalis ascendens darzustellen. Je größer der Ergußmantel, um so einfacher lassen sich die proximalen Abschnitte der implantierten Venen vom ergußbedingten echofreien umgebenden Saum abgrenzen. Auch im mit Ergußflüssigkeit gefüllten Perikard gelingt es in Einzelfällen, die Veneninterponate segmental über unterschiedlich lange Bereiche darzustellen. Es handelt sich hierbei in aller Regel um Einzelbeobachtungen. Sonographische Hilfestellungen zur Erfassung einer Bypasspathologie ergeben sich nicht.
Die sonographische Darstellung der linken und rechten Arteria mammaria interna gelingt bei über 85 Prozent der Patienten nach vorausgegangener arterieller Bypassversorgung (Abbildung 5). Voraussetzung für eine entsprechende Detaildarstellung des immer nur segmental im Interkostalbereich nachweisbaren Gefäßteilabschnittes ist die Wahl eines hochfrequenten 8- bis 12-MHz-Schallgebers. Hierbei sind lineare Schallgeber zu bevorzugen. Aus diagnostischer Sicht ergeben sich aus der Flußcharakteristik des Arteriamammaria-Bypasses entsprechende Hinweise auf seine Funktionalität.
Nach transmyokardialer Laserrevaskularisation
Die transmyokardiale Laserrevaskularisation (TMLR) ist ein neues, derzeit noch experimentelles chirurgisches Verfahren zur Behandlung von Patienten mit diffuser Koronarsklerose beziehungsweise teilinfarziertem Myokard und therapierefraktärer Angina pectoris. Der komplexe Wirkmechanismus besagter Behandlungstechnik ist bis dato noch nicht völlig geklärt. Nachdem in vivo gezeigt werden konnte, daß mehrere Monate nach TMLR die transmyokardialen Kanäle in einem hohen Prozentsatz offenbleiben (9), stellt sich die Frage nach der Perfusionsrichtung in denselben. Untersuchungen konnten ein intramyokardiales Druckgefälle zwischen Außen- und Innenschicht aufzeigen (16). Anhand der myokardialen Kontrastechokardiographie konnte bei zwei Patienten ein ausschließlich in der Systole nachweisbares Perfusionsmuster vom linken Kavum aus nachgewiesen werden (1). Mittels hochauflösender Ultraschalltechnologie gelingt der Nachweis offener Laserkanäle von transthorakal sowie von transösophageal unter Verwendung der Farbdopplerverfahren in der Mehrzahl der Fälle. Dieses Verfahren stellt derzeit die wohl sensitivste Methode dar, offene Laserkanäle nach TMLR zu erfassen, auch wenn eine genaue Quantifizierung noch nicht möglich ist. Eindeutig ist hierbei zu beobachten, daß die Myokardperfusion durch die in aller Regel 1 bis 1,2 mm im Durchmesser messenden Kanäle ausschließlich in der Diastole nachweisbar ist (Abbildung 6). Ob es sich hierbei um ein Zurückfließen des während der vorangegangenen Systole in das Myokard eingepreßte Blut handelt oder der Fluß isoliert durch Verbindung mit einem Koronaraufteilungsgefäß zustande kommt, konnte bisher nicht geklärt werden.
Resümee
Die hochauflösende Ultraschalltechnologie mit synergistischem Einsatz neuer lungengängiger Ultraschallsignalverstärker hat den klinischen Stellenwert der Echokardiographie in der Koronardiagnostik erweitert. Im Gegensatz zur Cineangiographie gelingt die direkte Darstellung der Koronararterien jedoch weiterhin nur segmental, was als prinzipielles Problem der Methode zu werten ist. Gelingt die selektive Intubation eines Koronarostiums mittels Kathetertechnik nicht, so sollte vor einer erneuten Intervention echokardiographisch nach einem ektopen Koronararterienabgang gefahndet werden.
In der Diagnostik einer lokalisierten Koronarfistel ist die Echokardiographie ein etabliertes Verfahren, wobei die transösophageale Beschallung dem transthorakalen Verfahren in der Erfassung des Fistelverlaufs überlegen ist.
Die hochauflösende Echokardiographie ist derzeit das sensitivste Verfahren zur Erfassung offener Laserkänale nach transmyokardialer Laser-Revaskularisation. Es ist davon auszugehen, daß hierdurch die Pathophysiologie des bis dato nicht völlig geklärten Therapieverfahrens näher offengelegt werden wird.
Die moderne Ultraschalltechnologie unter Einsatz lungengängiger Ultraschallsignalverstärker erlaubt die Erfassung der peripheren Myokarddurchblutung bei einem Großteil der Patienten. Aufgrund der hierdurch gewonnenen Doppler-Flußkurven kann jedoch nicht auf eine diagnostische Koronarangiographie verzichtet werden. Die koronare Flußreserve kann jedoch bei einem hohen Prozentsatz der Patienten nach Verabreichung von Dipyridamol oder Adenosin bestimmt werden, und es ist denkbar, in Zukunft diese als Verlaufskontrolle nach Koronarintervention im RIVA-Bereich heranzuziehen.
Bei der derzeitigen Routinediagnostik der koronaren Herzerkrankung hat die invasive Herzkatheterdiagnostik unangefochten ihren eta-blierten Stellenwert. Die hiermit erhobenen Daten werden jedoch zunehmend durch Informationen der hochauflösenden Echokardiographie bereichert.

Zitierweise dieses Beitrags:
Dt Ärztebl 1998; 95: A-2981-2989
[Heft 47]
Die Zahlen in Klammern beziehen sich auf das Literaturverzeichnis, das über den Sonderdruck beim Verfasser und über die Internetseiten (unter http://www.aerzteblatt.de) erhältlich ist.

Anschrift für die Verfasser
Prof. Dr. Dr. med. Heinz Lambertz
Abteilung Kardiologie
Deutsche Klinik für Diagnostik
Aukammallee 33
65191 Wiesbaden

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