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Hämodynamik
Grundkurs Duplexsonographie SGUM Basel
Freitag 8.2.2019
Daniel Staub Angiologie
Universitätsspital Basel daniel.staub@usb.ch
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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
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Welche Parameter sind relevant?
Morphologische Parameter:
• Durchmesser
• Wandbeschaffenheit
• Sklerose
• Verkalkung
• Stenosegrad
Hämodynamische Parameter:
• Volumen
• Druck
• Widerstand
• Flussgeschwindigkeit
• Turbulenz
Klinisch besonders bedeutsam: Stenosegrad
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Zuverlässige Stenosegraduierung • Einengung des Lumens zwischen normal
(0 %) und Verschluss (100 %)
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• 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
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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
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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
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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
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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
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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
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Beurteilung des Stenosegrades: Farb-Doppler
• Wichtig zum Auffinden von Strömungsveränderungen
• Ungeeignet zur Beurteilung des Stenosegrades - Stenosegrad meistens unterschätzt - bei Fehleinstellung gelegentlich überschätzt
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Beurteilung des Stenosegrades: Power-Doppler
• Geeignet für langsame Flussgeschwindigkeiten
• Lumengrenze oft besser dargestellt als mit Color
• Ungeeignet zur Beurteilung des Stenosegrades
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B-Bild und Farbkodierung
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Unter und/oder Überbewertung
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Remodeling
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Remodeling
NEJM 316: 1371,1987
Der Gesamtquerschnitt des Gefässes nimmt zu um die Lumeneinengung zu kompensieren
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Flächen Reduktion
Durchmesser Reduktion
Kreisrunde Stenose
Unregelmässige Stenose
Durchmesser Reduktion
Flächen Reduktion
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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
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Beziehung zwischen Stenosegrad und Blutfluss (I)
• I = A * v (cm2 * cm/s)
• Klinisch nicht verwertbar, da:
– wenig sensitiv – schlecht messbar
(Fehlerbereich 20%)
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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
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Ausfluss-Widerstand
niedrig Peripherer Widerstand hoch Schäberle W. Ultraschall in der Gefässdiagnostik,1998
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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
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Zunahme der Flussgeschwindigkeit in der Stenose
A2v1 I = A 1 * v1 I = A 2 * v2
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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
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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
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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
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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
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