Echokardiographie in der Tierklinik Hofheim

Bedieneinheit eines modernen Ultraschallgeräts
Bedieneinheit eines modernen Ultraschallgeräts.
Ultraschall eröffnet einen direkten Blick ins Herz
Ultraschall eröffnet einen direkten Blick ins Herz.
Verschiedene Schallköpfe je nach Indikation
Verschiedene Schallköpfe je nach Indikation.

Was ist Echokardiographie?
Die Echokardiographie ist eine Ultraschalluntersuchung des Herzens. Die Diagnose der Art einer Herzerkrankung und damit die Grundlage jeglicher Therapie ist mittels Echokardiographie i.d.R. sicher zu stellen. Die Herzultraschalluntersuchung ermöglicht die bildliche Darstellung des Herzinneren, der Herzmuskeldicke,
der Herzaktionen, sowie der Richtung und Menge des Blutflusses und die Messung seiner Geschwindigkeit. Diese Untersuchungsmethode ist völlig schmerzfrei und wird von Hunden und Katzen ohne Sedation sehr gut toleriert. Wir legen unsere Patienten dabei auf einen speziellen Lochtisch, um den Schallkopf für die Tiere bequem an den Brustkorb anlegen zu können. Dadurch erreichen wir optimalen Kontakt und beste Bildqualität.

Wie funktioniert die Echokardiographie?
Bei der Echokardiographie wird ein Schallkopf
(ein piezo-elektrischer Quarzkristall) durch elektrische Hochfrequenz-Spannung zur Aussendung von Schallwellen angeregt (Sendefunktion). Außerdem kann der Schallkopf die reflektierten Schallwellen auch wieder empfangen (Aufnahmefunktion). Diese werden dann mit Hilfe eines Verstärkers und einer entsprechenden Verarbeitungssoftware umgewandelt und auf einem Monitor dargestellt.

Welche Gerätevoraussetzung benötigt die Echokardiographie?
Die Bildqualität hängt entscheidend von der Qualität des Ultraschallgerätes und der Schallköpfe ab.
Für unterschiedlich große Tierrassen benötigt man mehrere Schallköpfe unterschiedlich hoher Frequenzen. Die Frequenz der Schallköpfe entscheidet über die Auflösung und limitiert die Eindringtiefe. Da man es beim Tier im Vergleich zum Menschen mit wesentlich höheren Herzschlagfrequenzen zu tun hat, ist die technisch mögliche Bildwiederholungsrate (FPM) der Geräte von entscheidender Bedeutung. Eine Beurteilung der Herzaktivität und Klappenbewegungen ist bei niedriger Bildwiederholungsrate und hoher Herzfrequenz nur bedingt möglich. Eine Doppleruntersuchung (Farb-, CW- und PW-Doppler) ist die Voraussetzung zur Bestimmung von Richtung, Menge und Geschwindigkeit des Blutflusses.
Leider sind Geräte, die diese Verfahren unterstützen, auch heute noch sehr teuer, sie sind jedoch unverzichtbar, um Herz- und Gefäßmißbildungen korrekt diagnostizieren zu können.

Die Herzuntersuchungen werden von unseren Kardiologen, Dr. Kai Bessmann oder Dr. Olivier Godfroy, mit den Modellen Vivid E9 der Firma GE oder mit dem Aplio der Firma Toshiba durchgeführt.
Diese neuen Sonographiegeräte sind speziell für die Echokardiographie entwickelt worden und gehören zur absoluten Spitzenklasse in der Humankardiologie. Die Bildgebungsmodalitäten wie B-, M-, CW-, PW-Mode, HPRF, Farb- und Powerdoppler im Parallel- und Quad Signal Processing mit dem Flow Image Optimizer (FIO), Tissue Harmonic Imaging (THI) sind in den Geräten Standard. Der Gewebedoppler Tissue Doppler Imaging (TDI) gehört auch zur Ausstattung unserer Geräte. Umfangreiche Messprogramme sind in die Systemsoftware der Ultraschallgeräte integriert. Der Bildspeicher gibt die Möglichkeit, zu jedem Zeitpunkt uneingeschränkten Zugriff auf akquirierte Bilddaten zu haben, benutzerdefinierte Selektion in Echtzeit oder in Zeitlupe abzuspielen und permanent zu speichern, als auch weitere Bildverarbeitungsalgorithmen anzuwenden. Alle Bilder, Messparameter und Filmsequenzen werden im DICOM Format und als Rohdaten zentral auf dem Klinikserver hinterlegt und können jederzeit wieder abgerufen und beurteilt werden.

Welche Ultraschallsonden werden zur Echokardiographie benötigt?
Die Eindringtiefe und Auflösung hängen von der Frequenz des Schallkopfes ab. Deshalb benötigen wir für die Echokardiographie von Hunden und Katzen mehr als nur einen Schallkopf. Große Hunde lassen sich mit einem Sektorschallkopf von 3,0 Mhz untersuchen. Sehr gute hochauflösende Darstellungen kleinster Strukturen erreichen wir mit höherfrequenten Schallköpfen (5,0 und 6,5 Mhz). Diese Sonden finden speziell beim Ultraschall kleiner Katzenherzen Anwendung.

Welche Standardprojektionen wenden wir bei der Echokardiographie an?
Zu den Standardprojektionen gehören von der rechten Thoraxseite die parasternale Längsachsenansicht und die Kurzachsenansicht, die jeweils im 2DE-, TM-, Doppler-Mode abgebildet werden. Zur umfassenden Beurteilung der Herzkammern gehören die apikale Darstellung von der linken Thoraxseite im „Vierkammerblick“; zur Darstellung der Aortenklappe und der Aorta ascendens medial und in Höhe der Mitralklappe oder Vorhofkammerwand der „Fünfkammerblick“. Zur Anwendung kommt der 2DE-, Doppler- (CW-, PW-, Farbdoppler) und TDI-Mode.

Welche Bildgebungsmodalitäten setzen wir in der Echokardiographie ein?

1. 2DE-Mode

Im 2DE-Mode (2 D-Echtzeitmodus) wird ein zweidimensionales Schnittbild des untersuchten Herzareals in Echtzeit erzeugt. Es wird aus einzelnen Linien zusammengesetzt, wobei für jede Linie ein Strahl ausgesendet und empfangen werden muss. Der 2DE-Mode kann mit anderen Verfahren wie dem M-Mode oder der Dopplersonografie gekoppelt werden.

 

 

2. TM-Mode
Der Time-Motion-Mode, auch TM- oder kurz M-Mode genannt, wird zwar als eindimensionale Technik bezeichnet, weist aber dennoch zwei Dimensionen auf: Eine räumliche (übereinanderliegende Grenzflächen oder Strukturen) und eine zeitliche (Veränderungen der Strukturen in der Systole und Diastole).
Beim TM-Mode werden entlang einer horizontalen Zeitachse die Bewegungen der Herzstrukturen, z.B. Kammerwand, Septum oder Herz- und Gefäßklappe, als Bildpunkte unterschiedlicher Helligkeit dargestellt. Diese Form der Aufzeichnung ergibt ein anatomisch ungewohntes Bild. Für die Ermittlung kardialer Ausdehnungen, z.B. der Herzwände und Kavitätendurchmesser, ist der TM-Mode das Untersuchungs- verfahren der Wahl. Doch auch die Beurteilung der Öffnung von Herz- und Gefäßklappen ist eine Domäne des TM-Modes.

3. PW-, CW-, Farbdoppler, Gewebedoppler
Was ist das Doppler-Verfahren in der Echokardiographie?

Die Dopplerechokardiographie gewinnt in der Human- und Veterinärmedizin einen immer höheren Stellenwert. Ihre größte Bedeutung liegt in der Möglichkeit, physiologische und pathologische Blutströmungen (Insuffizienzen, Stenosen) im Bereich der Herz- und Gefäßklappen zu beurteilen sowie krankhafte kardiale Vitien zu bewerten. Üblich ist die Anwendung des kontinuierlichen (CW-), des gepulsten (PW-) und des farbcodierten Dopplerverfahrens. Der Schallkopf (Sonde) sendet dabei Ultraschallwellen von konstanter Frequenz (Dauerschall) aus. Trifft das Schallbündel auf eine sich bewegende Grenzfläche,
so wird ein Teil der Wellen mit veränderter Frequenz (Doppler-Effekt) reflektiert. Das Dopplersignal wird von entsprechend ausgerüsteten Ultraschallgeräten sowohl akustisch als auch optisch dargestellt.

Die graphische Darstellung der konventionellen CW- und PW- Dopplerecho-Kardiogramme erfolgt in Form von Kurven. Auf der X-Achse wird dabei die Zeit (Systole und Diastole), auf der Y-Achse die Strömungsrichtung und Strömungsgeschwindigkeit abgelesen. Fließt das Blut auf den Schallkopf zu,
erfolgt die Abbildung des Dopplersignals gewöhnlich oberhalb der Nulllinie. Die Darstellung unterhalb der Nulllinie zeigt einen Blutstrom an, der vom Schallkopf weggerichtet ist. Proportional zur Anzahl der Blutkörperchen, die mit einer bestimmten Geschwindigkeit fließen, verändert sich die Grauabstufung bzw. Farbintensität des PW- und CW-Dopplersignals. Je heller dabei ein Areal ist, desto mehr Blutkörperchen bewegen sich in diesem Geschwindigkeitsbereich fort. Die so ermittelten Fließgeschwindigkeiten können als Grundlage zur semiquantitativen Einschätzung des Druckgradienten an einer verengten Herz- oder Gefäßklappe herangezogen werden und bilden ein Maß für die Schwere der Stenose.

Eine optimale Anwendung des Dopplerverfahrens setzt voraus, dass das Blut parallel zur Schallwellenausbreitung strömt. Für eine Blutströmungsmessung bietet sich ein apikaler „Vierkammer-“ oder „Fünfkammerblick“ von der linken Thoraxwand an, da hierbei Vorhöfe und Kammern annähernd senkrecht übereinander liegen. Gelingt es nicht, Blutfluss und Schallausbreitung exakt auszurichten, ist beim PW-Dopplerverfahren eine Winkelkorrektur möglich. Ein Nachteil bei der PW-Dopplermethode ist, dass hohe Blutflussgeschwindigkeiten, wie sie bei pathologischen Strömungen oft erreicht werden, nicht quantifiziert werden können, da diese zum Aliasing-Phänomen führen. Zur Messung hoher Fließgeschwindigkeiten ist daher die CW-Dopplertechnik besser geeignet, eine genaue Lokalisierung der pathologischen Strömung oder eine Winkelkorrektur sind hierbei jedoch nicht möglich. Das CW-Dopplerverfahren eignet sich jedoch sehr gut zur Erfassung von schwer auffindbaren Insuffizienzjets der Mitral- oder Trikuspidalklappe.

Die farbcodierte Dopplerdarstellung erleichtert das Auffinden pathologischer Turbulenzen oder kardialer Vitien erheblich. Laminar auf den Schallkopf zufließendes Blut wird rot, vom Scanner wegströmendes blau dargestellt. Die Farbe ist um so dunkler, je langsamer das Blut fließt.

Bei sehr hohen Fließgeschwindigkeiten, wie sie bei Regurgitationen auftreten können, kommt es zum Aliasing-Phänomen und zur Farbumkehr. Turbulenzen werden in gelben oder grünen Farbtönen dargestellt. In der Regel benutzen wir den Farbdoppler im 2DE- Modus. Der CW- oder PW-Doppler wird dann auf der Basis des Farbdopplerbildes genutzt, um die detektierte Regurgitation an diesem Punkt zu quantifizieren. Die Kombination aus Farbdoppler und M-Mode eignet sich sehr gut zur Zuordnung der Fließrichtungen zur entsprechenden Herzaktionsphase.

Ein neues Verfahren ist die Gewebedoppler Methode (Tissue Doppler Imaging oder TDI).
In der Veterinärmedizin nutzen wir diese neue Technik, die nur mit speziellen Geräten durchgeführt werden kann, um Herzmuskelversteifungen und Elastizitätsverluste zu diagnostizieren. Nur mittels dieses Verfahrens kann z.B. die restriktive Kardiomyopathie der Katze eindeutig erkannt werden.

Zusammenfassung: Ultraschall bei Herzerkrankungen?
Die echokardiographische Untersuchung des Herzens nimmt für alle kardiologischen Fragestellungen eine bedeutende Stelle im klinischen Alltag ein. Diese Technik erlaubt einen „Live“-Einblick in das schlagende Herz. Es lassen sich sowohl im TM- als auch beim 2DE-Mode die Bewegung der Herz- und Gefäßklappen sowie die der Herzwände bewerten. Wir bekommen einen Eindruck von der Größe der Vorhöfe und Hauptkammern. Darüber hinaus besteht mit der Doppler-Echokardiographie die Möglichkeit, die Geschwindigkeit und den Strömungscharakter der Blutflüsse im Herzen zu bestimmen. Die morphologische und funktionelle Beurteilung jeder einzelnen Herzstruktur ist ein wesentlicher Vorteil der Echokardiographie gegenüber der konventionellen Röntgenaufnahme, die lediglich die Herzsilhouette als Verschattung wiedergibt.
Dennoch kann die Echokardiographie die Röntgenuntersuchung nicht ersetzen. Die Folgen des Herzversagens sind röntgenologisch sehr gut darstellbar. Wir bekommen einen Hinweis auf den Grad der kongestiven Herzinsuffizienz (Stauungsherzinsuffizienz mit Stauung der Gefäße, Lungenödem oder Thoraxerguss) und auch der Therapieverlauf ist sehr gut zu kontrollieren.
Beide bildgebenden Verfahren sind komplementär anzuwenden. Die genaue Diagnose der Art der Herzerkrankung und damit die Grundlage jeglicher Therapie bleibt sicher nur der Sonographie vorbehalten.

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