Funktionslabor Echokardiographie

In den Funktionslaboren der Echokardiographie wird eine Ultraschalluntersuchung des Herzens durchgeführt.

Sie befinden sich hier:

Folgende Methoden werden angeboten:

Eindimensionale Echokardiographie (M-Mode)

Anlotung der Mitralklappe

Die Echokardiographie ist eine Ultraschalluntersuchung des Herzens. Bei der M-Mode Echokardiographie erzeugt der Schallkopf einen einzigen Strahl, der mit hoher Pulsrepetitions-Frequenz (1000-5000/s) und daher mit sehr hoher zeitlicher Auflösung (< 1 ms) arbeitet. Reflektierende Strukturen dieses eindimensionalen Strahls werden auf dem Bildschirm entlang der vertikalen Achse dargestellt, die horizontale Achse stellt die Zeitachse dar.

Der M-Mode wird für lineare Ausmessungen des Herzens verwendet. So kann z. B. der Durchmesser der linken Herzkammer (Ventrikel) exakt bestimmt werden oder auch die Wanddicke der Herzscheidewand (Septum) und der Hinterwand gemessen werden. Auch schnelle Bewegungen z.B. von den Herzklappen können mit dieser Methode besser dargestellt und erkannt werden.

Zweidimensionale Echokardiographie (2-D-Echo)

Ein Schnittbildverfahren, bei dem eine Vielzahl von Einzelstrahlen ausgesandt wird zur Erzeugung eines zweidimensionalen Schnittbildes. Elektronisch werden 128-256 Einzelkristalle in zeitlicher und räumlicher Staffelung aktiviert. Der Schallkopf arbeitet mit 2,5 Mhz. Es wird ein Schallfeld von ca. 1 cm mit einem Öffnungswinkel von 90 ° (wie ein Kuchenstück) erzeugt.

In der rechnerischen Umformung erscheint in Echtzeit ein konstruiertes Schnittbild des Herzens auf dem Bildschirm, das eine zweidimensionale Orientierung erlaubt und mit einem Videoband oder digital gespeichert werden kann.

Hiermit können sehr leicht die Größe des Herzens, die Bewegungen des Herzmuskels sowie die Herzklappen erkannt werden.

Mit diesem Verfahren kann auch das Kammervolumen berechnet werden.

Dreidimensionale Echokardiographie (3-D-Echo)

3-D-Echokardiographie

Mit diesem Verfahren ist die 3-dimensionale Darstellung des Herzens möglich. Es gibt dabei zwei Möglichkeiten:

  • Das Herz kann dreidimensional aus 2-D-Schnittbildern am Computer rekonstruiert werden
  • Das Herz kann direkt am Ultraschallgerät in Echtzeit 3-dimensional aufgezeichnet werden

Die dreidimensionale Echokardiographie ermöglicht eine exaktere Darstellung des komplexen Herzen und erlaubt eine bessere Beurteilung des komplizierten Zusammenhangs zwischen Herzaufbau und Herzfunktion.

Das schlagende Herz kann aus verschiedenen Ebenen und Perspektiven räumlich betrachtet werden und die Abläufe im Herzen können naturgetreu dargestellt werden. Dieses ermöglicht eine bessere Beurteilung von Herzmuskeltätigkeit und Herzklappenfunktion und erlaubt u.a. auch eine optimale Lagekontrolle von Kathetern und Schrittmacherkabeln sowie eine verbesserte Erkennung von Blutgerinnseln und entzündlichen Veränderungen im Herzen

Doppler-Echokardiographie

Mit Hilfe der Doppler-Echokardiographie können Blutflüsse innerhalb des Herzens dargestellt werden. In unserem Labor kommen alle drei standardisierten Methoden zur Anwendung:

  • Farb-Doppler
  • kontinuierliche Doppler (CW-Doppler) 
  • gepulste Doppler (PW-Doppler)

Mit diesen Methoden können insbesondere Herzklappenfehler zuverlässig erkannt werden und der Schwere nach eingeteilt werden.
Es ist mit dieser Technik auch möglich, angeborene Herzfehler nachzuweisen oder die Auswirkungen einer Herzmuskelverdickung zu prüfen sowie Aussagen über die Pumpleistung und die Elastizität des Herzens zu machen.

Kontrast-Echokardiographie

In der Echokardiographie gibt es die Möglichkeit, über die Vene ein spezielles Echo-Kontrastmittel zu verabreichen, um am Herzen die Blutflüsse besser darzustellen, angeborene Herzfehler, insbesondere einen Defekt in der Herzscheidewand nachzuweisen, die Grenzen der Hauptkammer besser zu erkennen oder (teilweise noch in Erprobung) die Blutversorgung des Herzens zu prüfen.

Die Echo-Kontrastmittel sind keine Kontrastmittel im eigentlichen Sinn sondern zu diesem Zweck speziell hergestellte Lösungen, die gut verträglich und nebenwirkungsarm sind. Es gibt Rechtsherz- und Linksherz-Echokontrastmittel mit unterschiedlichen Anwendungsmöglichkeiten: 

  • Rechtsherzkontrastmittel: Mit Hilfe der Rechtsherz-Kontrast-Echokardiographie können angeborene Herzfehler, insbesondere Defekte der Herzscheidewand zuverlässig erkannt werden. Die Herzscheidewand trennt die rechte und die linke Herzkammer und den rechten und den linken Vorhof voneinander. Bei einem gesunden Herzen reichert sich das Kontrastmittel normalerweise nur im rechten Herzen an und gelangt nicht in das linke Herz sondern wird in der Lunge abgebaut (Beispiel 1). Bei einem Defekt in der Herzscheidewand kommt es jedoch nach Kontrastmittelgabe zu einem Übertritt des Kontrastmittels von dem rechten Herzen in das linke Herz. Somit kann ein Vorhof- oder ein Kammer-Septumdefekt zuverlässig erkannt werden. Auch ein sog. Offenes Foramen ovale als Ursache für einen Schlaganfall lässt sich mit dem Rechtsherz-Kontrastmittel nachweisen (Beispiel 2). Insbesondere auch bei komplexen Herzfehlern lässt sich mit Hilfe der Kontrast-Echokardiographie der Blutflussverlauf genau nach verfolgen und so die Fehlbildung im Herzen darstellen. Ebenso kann bei Herzklappenerkrankungen der Einsatz von Rechtsherz-Kontrastmittel hilfreich sein, um Blutflüsse im rechten Herzen zu verstärken und die Herzklappenfehler besser zu erkennen.
  • Linksherzkontrastmittel: Mit Hilfe der Linksherz-Kontrast-Echokardiographie kann die linke Hauptkammer besser dargestellt werden und die Pumpfunktion der Herzwände besser beurteilt werden. Außerdem können Blutflüsse im linken Herzen verstärkt werden. Dieses Kontrastmittel gelangt über die Lunge in das linke Herz, da die Kontrastmittelbläschen so klein sind, dass sie die Lunge passieren (Beispiel 3). Mit dem Linksherz-Echokontrastmittel lassen sich auch sehr gut angeborene Anomalien des Herzmuskels darstellen, bei denen die Herzmuskulatur nicht vollständig entwickelt ist. Auch die Blutversorgung des Herzens (Perfusion) kann dargestellt werden. Diese Anwendung wird allerdings zurzeit noch von unserem und anderen Zentren in Studien erprobt.

transösophagealen Echokardiographie

Transösophageale Echokardiographie (Bild1)
TOE Sonde (Bild2)

Bei der transösophagealen Echokardiographie (Bild 1) schluckt der Patient eine Sonde mit einem Schallkopf (Bild 2). Der multiplane Schallkopf erlaubt eine Rotation um 180 °, so dass ein kegelförmiges Schallfeld entsteht und das Herz von allen Seiten betrachtet werden kann.

Die Sonde wird wie bei einer Magenspiegelung nach einer Rachenbetäubung und einer i.v. Beruhigungsspritze (bei Bedarf) in die Speiseröhre eingeführt.
Für die Untersuchung muss der Patient nüchtern sein.

Indikation:

Die transösophageale Echokardiographie wird zur genauen Darstellung von Strukturen im Herzen gewählt, die von außen mittels der transthorakalen Echokardiographie nicht genau zu beurteilen sind. Entzündungen der Herzklappen (Endokarditis) und Blutgerinnsel (Thromben) sowie mangelnder Schluss (Insuffizienz) oder Öffnung (Stenose) der Herzklappen können so gut beurteilt werden.

Stress-Echokardiographie

Stress-Echokardiographie
Fahrrad-Ergometer
Echogerät Streß-Echountersuchung

Die Stressechokardiographie ist eine Ultraschalluntersuchung des Herzens unter Belastung. Es kann eine körperliche oder eine medikamentöse Belastung durchgeführt werden.
Während der Belastung wird kontinuierlich das Herz im Ultraschall von einem Arzt/einer Ärztin angelotet und die Reaktion des Herzens auf die Belastung beobachtet.
Bei Auftreten von pathologischen (krankhaften) Veränderungen im Echo oder bei Beschwerden des Patienten, bei Auffälligkeiten im EKG oder bei der Blutdruckmessung wird die Untersuchung sofort beendet, und auch immer dann, wenn der Patient die Belastung abbrechen möchte. Der Untersucher kann mit der Stressechokardiographie verschiedene Fragen beantworten:

  • Tritt unter Belastung eine Minderdurchblutung des Herzens auf? Dies zeigt sich durch eine verminderte Kontraktionskraft des Herzmuskels in bestimmten Bereichen, die den Versorgungsgebieten der Herzkranzarterien entsprechen. Treten derartige "lokalisierte Wandbewegungsstörungen" unter Belastung neu auf, ist dies ein Hinweis für das Vorliegen einer Verengung eines oder mehrerer Herzkranzgefäße.
  • Nimmt die Kontraktionskraft des Herzens insgesamt unter Belastung ausreichend zu?Die "Kontraktilitätsreserve" wird berechnet aus der Differenz der Herzkraft in Ruhe ("Auswurf-Fraktion", EF) und unter Belastung. Diese Frage ist besonders wichtig bei Patienten mit Herzmuskelerkrankungen, z.B. Myokarditis oder dilatativer Kardiomyopathie. Hierdurch können auch bei Patienten, die eine normale Herzleistung in Ruhe haben, Symptome, wie Leistungsminderung oder Belastungsluftnot, erklärt werden.
  • Nimmt der Schweregrad eines Herzklappenfehlers unter Belastung zu?
    Bei einigen Patienten bereitet der Herzfehler in Ruhe keine Probleme, kann aber bei Anstrengung schwerwiegender werden und Luftmangel und Herzschmerzen verursachen. Um dieses festzustellen, kann eine Belastungsuntersuchung durchgeführt werden.
  • Für die Belastung während der Stressechokardiographie kommen verschiedene Methoden in Frage:
    Körperliche Belastung mittels Fahrrad / Laufband oder "handgrip": Der Patient erbringt selbst die Leistung, indem er in halbliegender Position auf der einer speziellen Liege (Ergoline) die Pedale betätigt. Die Ergoline kann schräg nach links gekippt werden, damit das Herz besser im Ultraschall zu sehen ist. Der Patient tritt über einen bestimmten Zeitraum (in der Regel 6-10 Minuten) mit einer ihm entsprechenden Leistung (Watt).
    Alternativ kann auch eine Belastung mittels "handgrip" durchgeführt werden. Dabei liegt der Patient wie bei einem Ruhe-Echo auf der Echoliege und betätigt die "handgrips" durch schnelles Zusammendrücken und Loslassen. Auch diese Belastung erfolgt über ca. 6 Minuten.

Medikamentöse Belastung mittels Dobutamin oder Adenosin: Dem Patienten werden über eine Vene Substanzen injiziert, die wie Stresshormone wirken. Das Medikament Dobutamin steigert die Herzleistung und Herzfrequenz und die Kontraktilität der gesunden Herzmuskelareale nimmt zu, während weniger gut durchblutete Gebiete an Kontraktionsleistung abnehmen.
Adenosin führt zu einer Umverteilung des Blutes im Herzmuskel, dabei werden Areale mit verengten Adern noch weniger versorgt, und oben genannte Wandbewegungs-störungen werden sichtbar.
Bei der medikamentösen Belastung können am Ende der Untersuchung Gegenmittel injiziert werden.
Der Untersucher zeichnet während der Untersuchung das Herz in verschiedenen Ebenen von verschiedenen Blickwinkeln auf. Ein Computerprogramm stellt am Ende der Untersuchung jeweils 4 Untersuchungszeitpunkte einer Ebene gleichzeitig dar ("Quad-Screen"):
Ruhe, geringe Belastung, maximale Belastung, Erholungsphase.
Dies erleichtert den Vergleich der verschiedenen Herzwände und die Beurteilung neu aufgetretener Wandbewegungsstörungen (Bild).

 

 

 

Speckle Tracking / Gewebe-Doppler / Strain Rate Imaging / Integrated Backscatter

Darstellung der linken Herzkammer
Schrägschnitt der linken Herzkammer

In unserem Funktionslabor können besondere echokardiographische Methoden angewandt werden, die bei bestimmten speziellen Fragestellungen eine genauere Aussage liefern.

  • Gewebe-Doppler:
    Mit Hilfe des Gewebe-Dopplers kann die Pump-Funktion der Herzwände und auch deren Elastizität in jeder einzelnen Region genau bestimmt werden. Es lässt sich damit exakt erkennen, welches Areal des Herzens gestört ist und wie ausgeprägt diese Störung ist.

    Das ist insbesondere bei Patienten nach Herzinfarkt von Bedeutung oder bei Patienten mit Herzmuskelentzündungen oder Elastizitätsstörungen des Herzens. Das betroffene Gebiet des Herzens kann mit dieser Methode genau vermessen werden und die Messwerte können im Verlauf verglichen werden, um zu erkennen, ob sich die Funktion des erkrankten Herzmuskelareals verbessert. Zusätzlich kann der Gewebe-Doppler auch bei Belastungs-Untersuchungen des Herzens (Stress-Echokardiographie) angewandt werden, um die Kontraktion der Herzmuskelwände unter Belastung besser beurteilen zu können.
  • Strain rate Imaging:
    Diese Methode ist relativ neu und kann, ähnlich wie der Gewebe-Doppler, wichtige klinische Informationen über die Herzleistung liefern. Mit dieser Anwendung können bestimmte Fragestellungen zur regionalen Herzfunktion noch exakter beantwortet werden, die Bearbeitung ist jedoch sehr zeitaufwendig.
  • Backscatter Signal Analyse:
    Mit dieser Methode ist eine Gewebe-Charakterisierung des Herzmuskels möglich. Es können strukturelle Veränderungen des Herzgewebes bei Erkrankungen des Herzens erkannt werden. So lassen sich die Herzmuskelentzündung, Vernarbung nach einem Herzinfarkt oder Muskelveränderungen durch hohen Blutdruck oder durch Zuckererkrankungen durch Analyse der akustischen Eigenschaften des Herzmuskels erkennen.

  • Andere Verfahren:
    Color Kinesis, Tissue Tracking Imaging

Wissenschaftliche Schwerpunkte

Koronare Flussmessung, Kontrastmittel Echokardiographie und myokardiale Perfusion

Durch umfangreiche technische Entwicklungen in den letzten Jahren wie der Implementierung von neuen bildgebenden Modalitäten wie speckle tracking, tissue doppler, 3D-Echokardiographie und Kontrastmittelechokardiographie befindet sich die Echokardiographie in kontinuierlichem Wandel. Unser Team evaluiert diese verfügbaren neuen Modalitäten hinsichtlich ihrer diagnostischen Sensitivität und Spezifität, sowie ihrer Sicherheit. Weiterer Fokus liegt im Bereich der Stressechokardiographie, wo Strain-Analyse und Gewebedoppler-Analysen zur frühen Detektion systolischer und diastolischer LV Funktionsstörungen untersucht werden. Zur koronaren Mikrozirkulationsidagnostik werden die koronare Flussreservenmessung (CFR) unter Adenosin Stresstest, sowie die myokardiale Kontrastmittellechokardiographie (MCE) zur quantativen myokardialen Perfusionsanalyse als sensitivste echokardiographische Methode in der Diagnostik der koronaren Makro- oder Mikroangiopathie evaluiert. Die transoesophageale Echokardiographie (TEE) steht im Mittelpunkt der Planung und Durchführung von interventionellen Therapieprinzipien bei strukturellen Hertzerkrankungen und dient als "Auge" des interventionellen Kardiologen.
So werden an unserer Klinik Screeninguntersuchungen, sowie die peri- und postinterventionelle Evaluation der Prozeduren wie MitraClip, TAVI, Vorhofohrverschluss oder PFO-Verschluss mittels TEE durchgeführt und wissenschaftlich begleitet

Aus- und Fortbildung

  • Die Oberärzte der Echokardiographie-Abteilung verfügen über eine Zertifizierung der European Association of Cardiovascular Imaging (EACVI) : Die Aus- und Fortbildung in unseren Echokardiographielaboren folgt den Standards und Qualitätssicherungsmassnahmen der Deutschen Gesellschaft für Kardiologie (DGK) und des EACVI.
  • In der Klinik für Kardiologie am Campus Benjamin Franklin (CBF) finden regelmäßig unter der Schirmherrschaft der Deutschen Gesellschaft für Kardiologie (DGK) und der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall (DEGUM) zertifizierte Echokurse zu verschiedenen inhaltlichen Schwerpunkten der Echokardiographie statt
  • Das Team der Echokardiographie rund um Fr. Dr. Wilkenshoff ist seit Jahren federführend bei der Herausgabe des "Handbuch der Echokardiographie" , mittlerweile einem der Standardwerke der kardialen Echokardiographie beteiligt.