Dopplerultrasonographie zur Darstellung uteriner Perfusionszustände

Die Dopplerultrasonographie bietet die Möglichkeit einer nicht invasiven Beurteilung von Strömungsverhältnissen und -geschwindigkeiten in Gefäßen. Sie beruht auf dem von CHRISTIAN JOHANN DOPPLER (1842) anhand des Lichtes beschriebenen Effekt der Stauchung bzw. Dehnung von an bewegter Materie reflektierten elektromagnetischen Wellen.

Entfernen sich Sender und Empfänger voneinander, kommt es zu einer Dehnung der Wellen.

Bewegen sie sich dagegen aufeinanader zu, werden die Wellen gestaucht, die Wellenfrequenz nimmt zu. Dieser Zusammenhang gilt nich nur für elektromagnetische sondern für alle Formen von Wellen, also auch für Schallwellen.

Anhand der Frequenzverschiebung („Dopplershift“) der empfangenen Schallwellen lässt sich die Strömungsgeschwindigkeit der Blutkörperchen bestimmen. Der Dopplershift ist als akustisches Signal hörbar und kann – als Wellenkurve im Koordinatensystem gegen die Zeit aufgetragen – sichtbar gemacht werden (DUDWIESUS 1995; DICKEY 1997). In Dopplergeräte integrierte Computer rechnen den Dopplershift teilweise direkt in Strecke pro Zeiteinheit (m/s) um (BLAICH 1999).

2.6.2.1 Technische Grundlagen

Zur Gefäßdiagnostik wird heute im Allgemeinen der Pulsed-Wave-Doppler (PW-Doppler) herangezogen. Im Gegensatz zum Continuous-Wave-Doppler (CW-Doppler) erlaubt die PW-Doppler-Technologie ein selektives Arbeiten innerhalb eines individuell platzierbaren Bereiches (Messvolumen = Sample volume). Limitiert wird sie durch die Unfähigkeit, sehr hohe Flussgeschwindigkeiten zu erfassen (SCHNEIDER 1997).

Das Duplexsystem kombiniert die konventionelle B-Mode-Darstellung mit der Dopplersonographie (ZOLLER u. STAPFF 1989), sodass Größe und Lage des Sample

bietet das Triplexverfahren, wobei dem B-Bild zusätzlich der Farbdoppler zugeschaltet wird.

Im Farbfenster wird die Bewegung des Blutes farbig kodiert. Die Farben blau und rot stehen für Bewegungen der Blutkörperchen auf den Schallkopf zu bzw. von ihm weg (DEEG et al.

1990; LECHNER 1994). Die Farbintensität spiegelt die Flussgeschwindigkeit wieder: je heller der Farbton, desto schneller bewegen sich die Blutkörperchen (FÜRST et al. 1990;

LANDWEHR et al. 1990; DUDWIESUS 1995).

2.6.2.2 Auswertungsmethoden

In der Literatur sind verschiedene Auswertungsmethoden für Dopplerkurven angegeben.

1. Die Wellenformanalyse berücksichtigt Vorhandensein von diastolischem Fluss, Flussrichtung und -kontinuität und stellt somit eine qualitative Beurteilung des Blutflusses dar. GOSWAMY et al. (1988) entwickeln eine deskriptive Klassifikation der Wellenform an der A. uterina der Frau, DICKEY (1997) hält diese nach leichter Modifikation für die beste Methode diskontinuierlichen Blutfluss zu beschreiben.

2. Semiquantitative Beurteilungen ergeben sich aus systolischer (Vmax), enddiastolischer (Vend), minimaler diastolischer (Vmin) und mittlerer Frequenzverschiebung (Vmean). Die aus diesen Werten errechneten Indices stellen ein Maß für den Flusswiderstand dar (TAYLOR et al. 1985). Dabei eignet sich der Resistance Index (RI) (POURCELOT 1974) für die Beschreibung kontinuierlicher Flussprofile, während bei diskontinuierlichem Fluss die Pulsatility Indices (PI und PI2) nach GOSLING und KING (1974) zu bevorzugen sind. Der PI2 wird verwendet, um fehlenden, bzw. retrograden frühdiastolischen Fluss zu erkennen, der einen extrem hohen Widerstand und damit klinische Relevanz anzeigt (DICKEY 1997).

max

3. Die Berechnung des Blutflussvolumens ist möglich, wenn der Winkel zwischen Gefäßverlauf und Dopplerstrahl sowie der Gefäßdurchmesser bekannt sind:

π x Vxr VxA

Q= = ²

A= Gefäßquerschnitt

V = Blutflussgeschwindigkeit r = Gefäßradius

2.6.2.3 Dopplerultrasonographie am Genitale der zyklischen Stute

Betrachtet man die Uterusperfusion anhand der Dopplerultrasonographie der A. uterina ergibt sich in aufeianderfolgenden Zyklen einer Stute sowie interindividuell ein wiederkehrendes Flussmuster.

BOLLWEIN et al. (1998) erhalten an Tag eins und zehn post ovulationem signifikant höhere Werte des RI als an Tag fünf, 15 und 20. Bei frequenteren Messungen stellen MAYER et al.

(1998) an Tag null und eins post ovulationem hohe RI’s fest, gefolgt von einem signifikanten Abfall bis Tag drei post ovulationem. Minimalwerte werden zwischen Tag drei und sieben post ovulationem erreicht, worauf ein signifikanter Anstieg des RI bis Tag elf post ovulationem folgt. Der sich anschließende Abfall des RI dauert bis zwei Tage vor der Ovulation, worauf in den letzten zwei Zyklustagen wiederum ein signifikanter Anstieg des RI zu beobachten ist. Derartige zyklussynchrone Schwankungen werden von verschiedenen Autoren beschrieben (BOLLWEIN et al. 1999; MAYER 1999; KOLBERG 2000). BLAICH (1999) stellt ein gleichmäßigeres Flussprofil unter Progesterondominanz fest. Der signifikante Anstieg des RI an Tag elf post ovulationem lässt sich in ihren Untersuchungen nicht nachvollziehen.

Wodurch die zyklussynchronen Schwankungen des Blutflusswiderstandes bewirkt werden, ist nicht geklärt. MAYER (1999) sieht einen Zusammenhang zwischen der Durchblutung des Organs und dem Plasmaöstrogenspiegel. Auch BOLLWEIN et al. (1999) können eine leicht negative Korrelation von Resistance Index und Östradiol 17-β feststellen, vermuten aber neben diesem andere den Blutfluss steuernde Faktoren. BLAICH (1999) kann keine direkte Korrelation zwischen Blutflusswiderstand und den Steroidkonzentrationen von Östrogen und Progesteron nachweisen. KOLBERG (2000) erzielt nach Verabreichung von 5 mg Östradiolbenzoat im Anöstrus einen über mehrere Tage anhaltenden blutflusssteigernden Effekt. Die gleiche Dosierung während der zyklischen Phase führt an den Tagen fünf und zehn post ovulationem zu einer Abnahme der uterinen Perfusion, lediglich am Tag der Ovulation ist ein kurzfristiger Anstieg zu verzeichnen. Gaben von Altrenogest (Progesreonanalogon) über 14 Tage vermindern die Perfusion direkt und im folgenden Zyklus. Die Autorin schließt, dass die Sexualsteroide nur bedingt als Regulationsfaktoren der Durchblutung des inneren Genitale der Stute zu betrachten sind.

BOLLWEIN (1997), dass ein höherer Endometrosegrad mit signifikant höheren Resistance Indices vergesellschaftet ist. BLAICH (1999) kann in dieser Hinsicht nur an einigen Zyklustagen signifikante Unterschiede des RI gegenüber dem gesunder Stuten feststellen. Die Berücksichtigung des Parameters „endometriale Angiopathien“ ergibt dagegen signifikant höhere Werte für RI und PI bei Stuten mit degenerativ veränderten endometrialen Gefäßen – unabhängig von der Kategorie des Endometriums nach KENNEY und DOIG (1986). Der Vergleich pathohistologischer Befunde von Uterusgefäßen in verschiedenen Lokalisationen einerseits und funktioneller Parameter andererseits ergibt, dass sich degenerative Veränderungen der Endometriumgefäße in höchstens einem Grad von denen der großen, zuführenden Arterien des Uterus unterscheiden. Es besteht darüber hinaus eine enge Korrelation funktioneller und histopathologischer Kriterien: Dopplersonographisch korreliert der Gefäßwiderstand, gemessen an der A. uterina, eng mit den histologischen Befunden an den Endometriumgefäßen und der A. uterina selbst und deutet in Verbindung mit dem Vorhandensein und dem Grad endometrialer Angiopathien auf den strukturellen Zustand der A. uterina hin (BLAICH et al. 2001a).

Entzündungen der Uterusschleimhaut führen zu einer Blutflusssteigerung in der A. uterina.

Durch intrauterine Verabreichung von Seminalplasma und Sperma wird eine deutliche Endometritis ausgelöst. Gleichzeitig kommt es zu einem signifikanten Anstieg der Perfusion, deren Ursachen SOWADE (2001) einerseits in bakterieller Kontamination und endometrialer Entzündung sieht. Andererseits sind im Seminalplasma enthaltene Substanzen wie Östrogene und Prostaglandine als blutflusssteigernd zu betrachten (CLAUS et al. 1992).

In keiner der genannten Arbeiten kann zu irgendeinem Zykluszeitpunkt oder im Anöstrus ein signifikanter Unterschied zwischen rechter und linker A. uterina festgestellt werden.

Im Gegensatz dazu schildert BLAICH (2001b) den exemplarischen Fall einer ca. 20 Jahre alten Stute (Kap. 2.3.1). Während täglicher Messungen über drei Sexualzyklen ließ sich ausschließlich in der linken A. uterina ein Blutfluss nachweisen. Rechtsseitig war trotz guter Darstellbarkeit des anatomischen Bereichs kein Blutfluss zu erfassen. Bei der histologischen Untersuchung der Gefäße der betreffenden Region dominierten Kollagenfasern, die den Hauptanteil der drei Gefäßschichten ausmachten. Das Gefäßlumen war durch eine zottig-hyperplastische Intimaverdickung nahezu vollständig verlegt. Die pathohistologische Diagnose lautete: hochgradige, destruierende Panfibrose mit villöser Intimahyperplasie. Die

geringgradige Panfibrose mit leichter Verstärkung der elastischen Fasern in der Intima vor.

Ätiologisch kommen für derartige einseitige Veränderungen Arterienrupturen oder trombotisch-embolische Veränderungen infrage. Aus der Übereinstimmung der pathohistologischen mit den dopplersonographischen Befunden schließen BLAICH et al.

(2001b), dass sich mittels der Dopplersonographie Rückschlüsse auf den histologischen Zustand eines Gefäßes ziehen lassen, und dass diese Untersuchungsmethode ein geeignetes Mittel zur Darstellung sowohl eingeschränkter wie auch physiologischer uteriner Perfusion darstellt.