DGIM Innere Medizin
Autoren
Peter W. Radke

Echokardiographie

Die Echokardiographie ist das wichtigste nichtinvasive bildgebende Verfahren in der Kardiologie. Sie ermöglicht die morphologische und vielfach auch funktionelle Beurteilung des Myokards, der Herzbinnenräume, der Herzklappen, des Perikards sowie der herznahen Gefäße. Durch die große Mobilität ist die Echokardiographie – gleich der Elektrokardiographie – nahezu überall verfügbar. Die zentrale Bedeutung zeigt sich auch darin, dass die Echokardiographie nicht nur in kardiologischen Praxen oder kardiologischen Fachabteilungen von Krankenhäusern zum Einsatz kommt, sondern mittlerweile auch auf internistischen Intensivstationen, interdisziplinären Notaufnahmestationen und zunehmend auch intraoperativ regelhaft angewendet wird. Neben der transthorakalen Echokardiographie haben die transösophageale Echokardiographie, die Stressechokardiographie, die Kontrastmittelechokardiographie und mittlerweile auch die dreidimensionale Echokardiographie ihren festen Platz in der kardialen nichtinvasiven Diagnostik gefunden und sind aus dem klinischen Alltag nicht mehr wegzudenken.

Einleitung

Die Echokardiographie ist das wichtigste nichtinvasive bildgebende Verfahren in der Kardiologie. Sie ermöglicht die morphologische und vielfach auch funktionelle Beurteilung des Myokards, der Herzbinnenräume, der Herzklappen, des Perikards sowie der herznahen Gefäße. Durch die große Mobilität ist die Echokardiographie – gleich der Elektrokardiographie – nahezu überall verfügbar. Die zentrale Bedeutung zeigt sich auch darin, dass die Echokardiographie nicht nur in kardiologischen Praxen oder kardiologischen Fachabteilungen von Krankenhäusern zum Einsatz kommt, sondern mittlerweile auch auf internistischen Intensivstationen, interdisziplinären Notaufnahmestationen und zunehmend auch intraoperativ regelhaft angewendet wird. Neben der transthorakalen Echokardiographie haben die transösophageale Echokardiographie, die Stressechokardiographie, die Kontrastmittelechokardiographie und mittlerweile auch die dreidimensionale Echokardiographie ihren festen Platz in der kardialen nichtinvasiven Diagnostik gefunden und sind aus dem klinischen Alltag nicht mehr wegzudenken.

Grundlagen

Die Echokardiographie basiert auf dem Prinzip der Reflexion von Ultraschallwellen. Diese werden von dem Schallkopf ausgesendet und nach Reflexion wieder empfangen. Die empfangenen Ultraschallwellen werden in elektrische Signale umgewandelt und derart nachbearbeitet, dass sie im zeitlichen Verlauf abgebildet werden können. Die Darstellung erfolgt ein-, zwei- oder dreidimensional.
Die historisch älteste Darstellung ist das eindimensionale M-Mode-Verfahren, bei dem die kardialen Strukturen mit hoher zeitlicher Auflösung auf der vertikalen Achse abgebildet werden, während die horizontale Achse die Zeitachse darstellt. Diese Technik erlaubt durch die hohe zeitliche Auflösung eine sehr gute Beurteilung der sich schnell bewegenden Herzklappen sowie aber auch eine exakte Messung der Diameter von Herzbinnenräumen und der Myokarddicke. Während beim M-Mode-Verfahren lediglich ein einzelner Schallstrahl mit hoher Pulsrepetition ausgesendet wird, basiert die zweidimensionale Echokardiographie im sogenannten B-Mode auf der Aussendung sehr vieler Schallstrahlen. Im Ergebnis entstehen Schnittbilder des Herzens innerhalb kegelförmiger Bildsektoren. Die B-Mode-Echokardiographie eignet sich damit sehr gut zur morphologischen und funktionellen Darstellung des Herzmuskels einschließlich dessen Pumpfunktion. Weiterhin können die Herzklappen morphologisch und funktionell beurteilt sowie die proximalen Abschnitte der herznahen Gefäße abgebildet werden.
Die dreidimensionale Echokardiographie (3-D) stellt eine konsequente technische Weiterentwicklung der Echokardiographie dar. Sie ermöglicht realistische anatomische Ansichten komplexer räumlicher Strukturen und deren Oberflächen, wie beispielsweise des Mitralklappenapparats. Die inkrementelle diagnostische Wertigkeit zeigt sich beispielsweise bei komplexen strukturellen Interventionen wie dem Mitralklappen-Clipping, bei dem die dreidimensionale transösophageale Echokardiographie für die Positionierung der Clips von großer Bedeutung ist. Zudem können mithilfe der 3-D-Echokardiographie wesentlich genauer Volumina gemessen werden.
Die Anwendung des Dopplereffekts in der Echokardiographie ermöglicht die Messung der Bewegungsgeschwindigkeit kardialer Strukturen (z. B. Gewebedoppler) und des Blutes (kontinuierlicher, gepulster oder Farbdoppler). Die Dopplerverfahren sind beispielsweise sehr hilfreich in der Quantifizierung von Herzklappenfehlern oder auch kardialer Shunts.

Transthorakale Echokardiographie

Indikationen

Die transthorakale Echokardiographie (TTE) stellt das im klinischen Alltag am häufigsten durchgeführte echokardiographische Verfahren dar. Aufgrund der hohen Verfügbarkeit und des nichtinvasiven Charakters ist die Indikation zur Echokardiographie prinzipiell großzügig zu stellen. Typische klinische Situationen mit einer Indikation zur transthorakalen Echokardiographie sind Herzgeräusche, Verlaufskontrollen bei bekannten Vitien, Symptome oder Klinik einer Herzinsuffizienz, Verdacht auf einen stattgehabten Infarkt/Verlaufsbeobachtung nach Infarkt, Verdacht auf Perikarderguss und viele mehr.

Untersuchungsablauf

Die transthorakale Untersuchung sollte einem standardisierten Ablauf folgen. Bei kurzfristigen Kontrolluntersuchungen (z. B. Kontrolle bei Perikarderguss) kann hiervon auch abgewichen werden. Weiterhin ist die Untersuchung durch Speicherung von entsprechenden Sequenzen vollständig zu dokumentieren. Ein schriftlicher Befund unter Angabe des Untersuchers sollte angefertigt werden.
Der typische Untersuchungsablauf beginnt mit der Darstellung einer langen Achse durch das parasternale Schallfenster, das sich in der Medioklavikularlinie im 3.–5. Interkostalraum befindet (Abb. 1). Hierbei wird der Schallkopf an der Mitralklappe ausgerichtet. Es können so im B-Mode vornehmlich das Kavum des linken Ventrikels, die Aorten-, die Mitralklappe, das Septum und die posteriore Wand des linken Ventrikels abgebildet sowie beurteilt werden. Das Kavum und die freie Wand des rechten Ventrikels sind in dieser Schnittebene ebenso zu sehen wie die proximalen Anteile der Aorta ascendens und das linke Atrium.
In dem parasternalen Langachsenschnitt(Video 1) können dann im M-Mode vor allem die Dimensionen der Kavitäten (endsystolisch und enddiastolisch), die Wanddicken des Myokards und der Durchmesser der Aorta ascendens gemessen werden. Weiterhin sind durch das M-Mode-Verfahren qualitative Aussagen zu den Öffnungs- und Schließbewegungen von Mitral- und Aortenklappe möglich.
Nach B- und M-Mode-Untersuchung schließen sich Doppleruntersuchungen an, wobei hier vor allem der Farbdoppler zum Erkennen von Insuffizienzen von Mitral- oder Aortenklappe nützlich ist.
Nachfolgend wird der Schallkopf um 90° im Uhrzeigersinn gedreht, sodass ein parasternaler Kurzachsenschnitt (Video 2) entsteht. Der Schallkopf wird zunächst in Richtung auf die rechte Schulter anguliert, sodass die Herzbasis abgebildet wird. Im Zentrum des Bildes ist die Aortenklappe mit ihren drei Segeln (exakter: Taschen) sowie die zugehörigen Sinus valsalvae zu sehen. Weiterhin erkennbar sind der Ausflusstrakt des rechten Ventrikels, die Pulmonalklappe, der Hauptstamm der Pulmonalarterie und auch die Vorhöfe sowie die Trikuspidalklappe. Doppleruntersuchungen in der Schnittebene (Farbdoppler, gepulster/kontinuierlicher Doppler) ermöglichen die Beurteilung eventueller Insuffizienzen. Über ein weiteres Abkippen des Schallkopfs in apikaler Richtung auf die Höhe der Mitralklappe und der Papillarmuskeln können insbesondere die Mitralklappe und eventuelle Insuffizienzen sowie die Kontraktilität des linken Ventrikels beurteilt werden.
Der apikale Vierkammerblick (Video 3) stellt neben der parasternal langen Achse die zweite wichtige Schnittebene der 2-D-Echokardiographie dar. In dieser Einstellung sind alle vier Herzhöhlen sichtbar (Abb. 2), wobei die Ventrikel schallkopfnah zur Darstellung kommen. Wandbewegungsstörungen von mehreren Segmenten des rechten und des linken Ventrikels sind gut beurteilbar. Die Mitral- und die Trikuspidalklappe sind mit ihren maximalen Ringdurchmessern sichtbar, sodass die morphologische Beschaffenheit der Klappen, deren Öffnungs- und Schließbewegung sehr gut einzuschätzen sind. Die Doppleruntersuchung ermöglicht die Beurteilung von Insuffizienzen oder Stenosen von Mitral- und Trikuspidalklappe. Über eine kraniale Angulation des Schallkopfs erscheint im Schallfenster ebenso die Aortenklappe (Fünfkammerblick), wobei diese über Doppleruntersuchungen sehr gut beurteilt werden kann.
Durch eine Drehung des Schallkopfs um etwa 80–90° gegen den Uhrzeigersinn wird der sogenannte Zweikammerblick (linker Ventrikel und linkes Atrium) eingestellt. Eine weitere Drehung des Schallkopfs führt zum apikalen Langachsenschnitt, bei dem auch noch die Aortenklappe sowie die proximalen Anteile der Aorta ascendens zur Darstellung kommen. Diese Ebene stellt im Prinzip einen um 90° gedrehten parasternalen Langachsenschnitt dar. In dieser Anlotung wird vor allem die Quantifizierung von Stenose-/Insuffizienzgrad der Aortenklappe durchgeführt.
Die Durchführung sowie die Befundung einer echokardiographischen Untersuchung sollten standardisiert erfolgen (Buck et al. 2009). Im klinischen Alltag werden viele Untersuchungen „orientierend“ durchgeführt. Dies trifft vor allem für Notfalluntersuchungen zu. Es gibt jedoch auch klinische Situationen, bei denen kurzfristige, gezielte Verlaufsbeobachtungen sinnvoll sind (z. B. Perikarderguss) und auf einen kompletten Untersuchungsgang verzichtet werden kann. Die Deutsche Gesellschaft für Kardiologie hat sowohl für den Untersuchungsgang wie auch für die Befundung Standards definiert, die beachtet werden sollten.

Transösophageale Echokardiographie

Klinische Bedeutung

Die transösophageale Echokardiographie nutzt mit dem Ösophagus sowie dem Magenfundus Schallfenster mit einer direkten räumlichen Nähe zum Herz und zur Aorta. Zudem fallen der Brustkorb und die Lunge als Schallbarrieren weg. Dies ermöglicht höhere Schallfrequenzen (5,0–7,5 MHz). Daraus resultiert eine bessere Bildqualität. Zudem können anatomische Strukturen, die sich der transthorakalen Anlotung entziehen oder nur schlecht dargestellt werden können, visualisiert werden. Hierzu gehört die thorakale Aorta über einen großen Bereich (Fragestellung: Dissektion, Ulzerationen?), das linke Vorhofohr (Fragestellung: Thrombus?), die oberen Lungenvenen (Fragestellung: Rückfluss aufgrund Mitralklappeninsuffizienz?) sowie auch der kraniale Vorhof (Fragestellung: Vorhofseptumdefekt?). Die klinische Bedeutung der transösophagealen Echokardiographie ist wesentlich auch von der Entwicklung multiplaner Sonden bedingt.
Die Indikation zur transösophagealen Echokardiographie resultiert daher im Prinzip aus dem potenziellen diagnostischen Zusatznutzen gegenüber der transthorakalen Echokardiographie. Dies bedeutet auch, dass vor einer TEE im Regelfall eine transthorakale Untersuchung durchzuführen ist.

Vorbereitung

Die transösophageale Echokardiographie ist kein nichtinvasives Verfahren, sondern birgt durch das Vorbringen des Schallkopfs in Ösophagus und Magen Risiken, die denen einer Gastroskopie ähneln. Die Vorbereitung zur transösophagealen Echokardiographie umfasst daher:
  • gezielte Anamnese hinsichtlich bestehender Dysphagien oder Ösophaguserkrankungen,
  • vierstündige Nahrungskarenz,
  • Entfernen von eventuellen Zahnprothesen,
  • Anlage eines peripheren venösen Zugangs.
Zudem ist eine Sedierung notwendig, sodass bei einer elektiven Untersuchung eine entsprechende Aufklärung nötig und eine Einwilligung einzuholen ist.

Indikationen

Die wichtigsten Indikationen für die transösophageale Echokardiographie (Tab. 1) sind aufgrund der sehr guten Beurteilbarkeit Aortenerkrankungen (Dissektion, Aneurysma), die infektiöse Endokarditis und die Suche nach kardialen Emboliequellen (z. B. linker Vorhof, linkes Vorhofohr, Vorhofseptumdefekte, Endokarditis). Sinnvolle Indikationen stellen auch die gegenüber der transthorakalen Echokardiographie bessere Beurteilung von Klappenprothesen (Dysfunktion), Mitralvitien (v. a. auch intraoperativ) und der Aortenklappenstenose dar. Zudem werden einige strukturell-kardiale perkutane Interventionen vor allem über die transösophageale Echokardiographie – zum Teil in dreidimensionaler Technik – gesteuert (Mitra-Clip, TAVI, PFO-Verschluss u. a.).
Tab. 1
Indikationen zur transösophagealen Echokardiographie
Hauptindikationen
Weitere Indikationen
Suche nach kardialer Emboliequelle/vor Kardioversion bei Vorhofflimmern
Intraoperativ: Herzklappenchirurgie, Ischämiedetektion
Endokarditis und kardiale Komplikationen
Interventionell bei Okkluderverschluss einer Vorhofseptumpathologie
Erworbene Herzklappenfehler
Akutdiagnostik: Infarktkomplikation, Lungenembolie
Prothetischer Herzklappenersatz
Kardiale Raumforderung
Aortenpathologie (Dissektion, Atherome)
Perikarderkrankung
Kongenitale Herzfehler
Nach kardialem Trauma
Transthorakal unzureichende Bildqualität
 

Untersuchungsablauf

Die Untersuchung wird mit leichter Sedierung (z. B. Midazolam oder Propofol) und einer Rachenanästhesie durchgeführt. In der Regel in Linksseitenlage wird der Schallkopf vorsichtig in den Ösophagus und bis in den Magen vorgeschoben. Typische Untersuchungsschritte sind dann die transgastrische Anlotung, die transösophageale Untersuchung auf Höhe der Ventrikel sowie auf Höhe der Herzbasis und abschließend die Beurteilung der Aorta.

Stressechokardiographie

Verfahren

Das Wesen einer belastungsabhängigen Ischämie bei stabiler koronarer Herzerkrankung limitiert die Sensitivität des EKG wie aber auch der Echokardiographie unter Ruhebedingungen. Die Bedeutung der Stressechokardiographie resultiert aus der Sequenz der Ischämie-induzierten Veränderungen am Herzmuskel. Sie stellt eine alternative Methode zur Ischämie-/Vitalitätsdiagnostik dar.
Die physiologische Reaktion des Herzmuskels bei Belastung besteht in einer Zunahme der Kontraktilität, einem Anstieg der Herzfrequenz und des Blutdrucks. Im Rahmen einer Ischämie kommt es im Ischämieareal zu einer Verminderung der Wanddickenzunahme (Hypokinesie). Bei einer ausgedehnten Ischämie kann es auch zur gänzlich fehlenden Wanddickenzunahme (Akinesie) oder gar zu einer paradoxen Bewegung (Dyskinesie) kommen.
Im klinischen Alltag wird vor allem das Belastungs-EKG (Fahrrad-Ergometrie) als Standardverfahren zur Ischämiediagnostik herangezogen. Die Vorteile der Ergometrie sind:
  • einfache Durchführbarkeit,
  • große Verfügbarkeit,
  • standardisierte Durchführung und Auswertung.
Die Magnetresonanztomographie (mit Adenosin- oder Dobutamin- Belastung) kann aufgrund der nur geringen Verfügbarkeit und Komplexität in Durchführung und Auswertung einer nur relativ geringen Zahl von Patienten angeboten werden, während die Szintigraphie als Ischämie-Vitalitätsverfahren aufgrund der Strahlenbelastung deutlich an Bedeutung verloren hat.

Indikationen

Die Indikation zur Stressechokardiographie im Rahmen einer Stufendiagnostik der koronaren Herzerkrankung ergibt sich vor diesem Hintergrund vor allem bei Patienten, bei denen eine nichtdiagnostische (nichtverwertbare) Ergometrie vorliegt. Aber auch bei Verdacht auf eine falsch-positive (Diskordanz zum klinischen Bild) oder falsch-negative (fehlende Ausbelastung) Ergometrie ist eine Stressechokardiographie sinnvoll.

Video/Audio

Below is the link to the Video/Audio.
Video 1 Lange Achse – PLAX im TTE (AVI 4743 kb)
Video 2 Kurze Achse – SAX im TTE (AVI 4778 kb)
Video 3 Apikaler Vierkammerblick – TTE (AVI 4701 kb)
Literatur
Buck T et al (2009) Manual zur Indikation und Durchführung der Echokardiographie. Clin Res Cardiol Suppl 4:3–51: DOI 10.1007/s11789-009-0051-6