Operative und interventionelle Gefäßmedizin
Autoren
Andreas Frech, Barbara Rantner und Gustav Fraedrich

Arteriosklerotische Stenosen der extrakraniellen A. carotis: Klinik und Diagnostik

Die Prävalenz der Carotis Stenosen liegt je nach Alter und Geschlecht bei 0.9%-3,1%. Neben Anamnese und klinischer Untersuchung sind bildgebende Verfahren die wichtigsten diagnostischen Werkzeuge. Der Gold-Standard der Diagnostik ist hierbei die farbkodierte Duplexsonographie. Weitere Untersuchungsmöglichkeiten bei speziellen Fragestellungen bieten die Magnetresonanz-Angiographie (MRA), Computertomographie-Angiographie (CTA) und als invasives Verfahren die digitale Subtraktionsangiographie (DSA).
In einer populationsbasierten Studie mit über 23.000 Teilnehmern konnte eine klar alters- und geschlechtsabhängige Prävalenz für asymptomatische Stenosen der A. carotis interna (ACI) ermittelt werden. Frauen sind insgesamt selten von Veränderungen in der Karotisstrombahn betroffen (Prävalenz für hochgradige ACI-Stenosen 0 % (95 % CI 0–0,2 %) bei Frauen <50 Jahren bis hin zu 0,9 % (95 % CI 0,3–2,4 %) im Alter von >80 Jahren). Männer hingegen wiesen eine Prävalenz von 0,1 % (95 % CI 0–0,3 %) <50 bis hin zu 3,1 % (1,7–5,3 %) für hochgradige Stenosen im Alter >80 Jahren auf (de Weerd et al. 2009). Aufgrund dieser geringen Prävalenzzahlen kann keine allgemeine Empfehlung für ein Screening auf asymptomatische ACI-Stenosen ausgesprochen werden.

Anamnese

Der erste Schritt in der Diagnostik beginnt mit einer ausführlichen Anamnese. Hierbei wird das Hauptaugenmerk auf bekannte kardiovaskuläre Risikofaktoren wie Hypertonie, Hypercholesterinämie, Diabetes mellitus und eine positive Familienanamnese für kardiovaskuläre Erkrankungen gelegt. Es wird gezielt nach stattgefundenen vaskulären Operationen/Interventionen, lokalen Traumata und Bestrahlungen gefragt. Des Weiteren beinhaltet die Anamnese Fragen nach neurologischen Symptomen wie Sensibilitätsstörungen, Lähmungen, kurzzeitigem Erblinden (Amaurosis fugax), rezidivierendem Schwindel und Gangunsicherheiten. Bereits diagnostizierte neurologische Erkrankungen wie Epilepsie, zerebrale Tumore, Hirnblutungen oder vorausgegangene Schlaganfälle müssen in der Anamnese berücksichtigt werden.

Klinische Untersuchung

Die klinische Untersuchung beginnt mit der Beobachtung des Patienten beim Betreten des Untersuchungsraums. Es können Gangunsicherheiten, Paresen und andere neurologische Defizite erkannt werden. Im Anschluss erfolgt die Inspektion der Halsregion (Narben, pulsierender Tumor, Strahlenschäden) sowie beider Arme am liegenden Patienten. Auf eine standardmäßige, früher durchgeführte Auskultation der Karotisgabel kann aufgrund unzureichender Auskunft über das Vorhandensein einer Stenose verzichtet werden. Wichtig ist jedoch die Durchführung einer beidseitigen Blutdruckmessung sowie eines Pulsstatus der oberen Extremitäten. Bei klinischem Verdacht auf Stenosen oder Verschlüsse der hirnversorgenden Gefäße sollte unbedingt eine weiterführende fachneurologische Untersuchung eingeleitet werden.

Apparative Diagnostik

Sollte aufgrund der Anamnese, des Risikoprofils oder der klinischen Untersuchung der Verdacht auf eine Pathologie der hirnversorgenden Gefäße bestehen, müssen weitere diagnostische Maßnahmen eingeleitet werden. Zu den leitliniengerechten Verfahren zählen der cw-Doppler, die Duplexsonographie, die MR- oder CT-Angiographie sowie die digitale Subtraktionsangiographie (DSA). Letztere stellt jedoch ein invasives Verfahren dar und ist heutzutage nur noch in Ausnahmen, dann in Interventionsbereitschaft indiziert. Bei den genannten Verfahren gibt es sowohl Unterschiede in der Sensitivität und Spezifität als auch in den möglichen Nebenwirkungen. Das Ziel jedes Verfahrens ist die möglichst genaue Bestimmung des Stenosegrades der hirnversorgenden Gefäße, da dieser wiederum essenziell für die Festlegung des weiteren Managements (invasives vs. konservatives Therapiemanagement) des Patienten ist. Neuere Studien zeigen, dass neben dem Stenosegrad auch die Plaquemorphologie (weich/hart, regulär/irregulär) eine entscheidende Rolle für die Therapieentscheidung spielt.

Ultraschall

Die wichtigste apparative Untersuchungsmethode für die Beurteilung der supraaortalen Zirkulation ist mit einer Sensitivität von 89 % und Spezifität von 84 % die Sonographie (Wardlaw et al. 2006). Die Untersuchung ist strahlenfrei, kostengünstig und jederzeit wiederholbar. Nachteile liegen in der Untersucherabhängigkeit und der Artefaktanfälligkeit. Standardmäßig sollten die A. carotis communis (ACC), A. carotis interna, A. carotis externa (ACE), die A. vertebralis sowie die A. subclavia beidseits dargestellt werden.
Als basale Ultraschalldiagnostik kann die reine Doppler-Sonographie angesehen werden. Hierbei erfolgt die Diagnostik mithilfe einer Doppler-Stiftsonde. Detektion von Flussbeschleunigungen und somit der indirekte Nachweis von Stenosen sind in 90 % möglich. Durch die Frequenzspektrumsanalyse kann das Vorhandensein einer ACI-Stenose ermittelt und über die Dopplerverschiebung orientierend quantifiziert werden. Aufgrund fehlender Bildinformationen und daher ungenauer Bestimmung des Sonden-Gefäß-Winkels (Ideal 0–60°) werden die Stenosegrade eher unterschätzt. Angesichts der heute standardmäßig durchgeführten farbcodierten Doppler-Sonographie hat dieses Verfahren an Stellenwert verloren.
Die heute routinemäßig durchgeführte Ultraschall-Untersuchung beginnt im B-Mode (Abb. 1) (brightness modulation). Durch die so gewonnenen zweidimensionalen Schnittbilder bekommt man Informationen über anatomische Lage und Näheverhältnis der ACC, ACI und ACE. Es kann bereits im B-Mode zwischen ACI und ACE unterschieden werden (Tab. 1). Des Weiteren kann die Intima-Media-Dicke (IMD) bestimmt werden. Dieses Verfahren gilt als Mittel der Wahl zur Erfassung von frühen arteriosklerotischen Veränderungen. Damit lassen sich nicht nur erste Anzeichen der Plaquebildung in der Karotisstrombahn detektieren, eine Zunahme der IMD dient auch als Risikomarker für das Vorliegen einer koronaren Herzkrankheit (Grenzwerte 0,7–1,0 mm) (Degrell et al. 2015).
Tab. 1
Unterscheidungsmerkmale ACI und ACE
Verfahren
ACI
ACE
B-Mode
Keine Abgänge
Abgänge
Gefäß nach distal verjüngend
Gleichmäßig schlankes Gefäß
Doppler
Monophasisch mit geringer Pulsatilität
Monophasisch mit hoher Pulsatilität
Keine Spektrumsänderung bei Kompression der A. temporalis
Spektrumsänderung bei Kompression der A. temporalis
Obwohl sich bereits im B-Mode stenosierende Veränderungen in der ACI darstellen lassen, ist im reinen B-Mode eine Quantifizierung der Stenose nicht möglich. Hierfür kommt der pw-Doppler (pulsed wave) zum Einsatz. Durch die Messung der Laufzeit der gepulsten Echosignale ist eine exakte Tiefenzuordnung des Gefäßes möglich. Dadurch können in Kombination mit dem Doppler im Gegensatz zum cw-Doppler (continuous wave) (Abb. 2) in einem bestimmten Gefäßabschnitt (Schichttiefe) die Flussgeschwindigkeit und maximalen Flussbeschleunigungen (Vmax) innerhalb einer Stenose bestimmt werden.
Zunächst erfolgte die Quantifizierung des Stenosegrades immer anhand angiographischer Beurteilungen. In den ersten großen randomisierten Studien dazu (North American Symptomatic Carotid Endarterectomy Trial – NASCET und European Carotid Surgery Trial – ECST) wurden dazu unterschiedliche Messpunkte für die Stenosegraduierung herangezogen. In der europäischen Studie wurde der ACI-Durchmesser in der Stenose im Bezug zum unmittelbar daneben liegenden ACI-Gefäßdurchmesser ermittelt. In der NASCET-Studie hingegen wurde der Stenosedurchmesser in Relation zum ACI-Durchmesser in einem angrenzenden, plaquefreien Gefäßabschnitt gesetzt (Abb. 3). So bestand die Gefahr, dass in Abhängigkeit vom gewählten Graduierungssystem völlig unterschiedliche Stenosegrade nach derselben Indikationsstellung behandelt wurden. In den 90er-Jahren entschloss man sich deshalb, sich auch in der Sonographie einheitlich nach den NASCET-Kriterien auszurichten. Nach den Leitlinien der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall-Medizin (DEGUM) ist eine Vmax >300 cm/sec mit einer >70 %igen Stenose vergesellschaftet (Arning et al. 2010). Zur Bestimmung des Stenosegrades ist die Flussbeschleunigung alleine jedoch nicht ausreichend sensitiv und spezifisch. Deshalb wurden von der DEGUM Haupt und Zusatzkriterien zur besseren Stenosequantifizierung definiert (Tab. 2). Diese Kriterien können bei Rest- bzw. Rezidiv-Stenose nach Stent-PTA der ACI jedoch nicht angewandt werden. In diesen Fällen muss von höheren Vmax im Stent ausgegangen werden, und eine klare Interpretation ist nur im zeitlichen Verlauf möglich. Deshalb empfiehlt es sich nach CAS (Karotisstentangioplastie), die erste sonographische Kontrolle relativ früh postinterventionell durchzuführen.
Tab. 2
Stenosegraduierung der A. carotis interna nach aktualisierten DEGUM-Kriterien
Stenosegrad NASCET-Definition (%)
10
20–40
50
60
70
80
90
Verschluss
Stenosegrad ECST-Definition (%)
45
50–60
70
75
80
90
95
Verschluss
 
1. B-Bild
+++
+
      
 
2. Farbdoppler Bild
+
+++
+
+
+
+
+
+++
Hauptkriterien
3. Systolische Spitzengeschwindigkeit im Stenosemaximum (cm/sec)
  
200
250
300
350–400
100–500
 
 
4. Systolische Spitzengeschwindigkeit poststenotisch (cm/sec)
    
>50
<50
<30
 
 
5. Kollateralen und Vorstufen
    
(+)
++
+++
+++
 
6. Diastolische Strömungsverlangsamung prästenotisch (ACC)
    
(+)
++
+++
+++
 
7. Strömungsstörungen poststenotisch
  
+
+
++
+++
(+)
 
Zusatzkriterien
8. Enddiastolische Strömungsgeschwindigkeit im Stenosemaximum (cm/sec)
  
bis 100
bis 100
über 100
über 100
  
 
9. Konfettizeichen
   
(+)
++
++
  
 
10. Stenoseindex ACI/ACC
  
≥2
≥2
≥4
≥4
  
ACC: A. carotis communis; ACI: A. carotis interna
Eine Ergänzung zu oben genannten Modalitäten stellt die Farbdopplersonographie (Abb. 4) dar. Informationen über Flussrichtung und Flussgeschwindigkeit werden farbig im B-Mode abgebildet. Somit bekommt man einen visuellen Eindruck der Strömungsverhältnisse innerhalb eines Gefäßabschnittes. Im Bereich von Passagehindernissen kommt es durch Flussbeschleunigungen zu Turbulenzen. Bei annähernd laminaren Strömungen zeigt sich eine homogene Färbung. Bei ausgeprägten Turbulenzen kommt es hingegen zu einem „bunten Flimmern“, dem sogenannten Aliasing. Ein perivaskuläres Erscheinen von Duplexsignalen wird Konfettizeichen genannt. Es entsteht durch die Vibration perivaskulärer Weichteile bei Auftreffen einer stark beschleunigten Jet-Strömung. Dieses Zeichen ist in den Zusatzkriterien der DEGUM-Klassifikation verankert.
Eine Erweiterung der sonographischen Möglichkeiten konnte mit der kontrastmittelverstärkten Sonographie ( CEUS ) erreicht werden. Es werden Substanzen wie zum Beispiel Schwefelhexafluorid intravenös appliziert. Dadurch kann die Echogenität des Blutes verstärkt werden. Mit diesem Verfahren können sowohl die intraluminalen Verhältnisse als auch der Plaque selbst beurteilt werden. Eine eventuell vorhandene Neovaskularisation innerhalb der Plaque kann mit dieser Modalität zur Darstellung gebracht werden. Dies gilt als nicht unwesentliche Zusatzinformation, da aktuell in mehreren Arbeiten ein Zusammenhang zwischen Neovaskularisation und Plaqueinstabilität gezeigt werden konnte (Huang et al. 2016). Trotzdem ist dieses Verfahren an den meisten Kliniken noch nicht als Standarduntersuchungsmethode etabliert, sondern bleibt speziellen Fragestellungen vorbehalten.
Nicht nur die extrakraniellen, sondern auch die intrakraniellen hirnversorgenden Gefäße können mittels Sonographie beurteilt werden. Die transkranielle Doppler-Sonographie (TCD) bietet als einziges nicht invasives Verfahren die Möglichkeit, Informationen (Flussverhältnisse, Anatomie, Stenosen, Mikroembolien, Hyperperfusion, Cross-flows) über die intrakraniellen Gefäße zu erlangen. Durch die einfache und kostengünstige Detektion dieser Pathologien ist die TCD ein wichtiges Instrument in der Schlaganfalldiagnostik und Therapieplanung und wird auch als intraoperatives Monitoring-Instrument angewendet.
Die Sonographie eignet sich nicht nur zur Detektion von Karotisstenosen sondern auch zur Diagnose anderer Pathologien der supraaortalen Gefäßabschnitte. Zu erwähnen sind stenosierende Veränderungen im Bereich der A. subclavia, welche, wenn sie proximal des A. vertebralis-Abgangs sind, zu einem Subclavian-steal-Phänomen mit oder ohne klinische Symptomatik führen können. Es werden Flussmuster im V2-Abschnitt der A. vertebralis mittels farbcodierter Doppler-Sonographie dargestellt. Hierbei kann es zu keiner, einer belastungsabhängigen oder permanenten Flussumkehr im Bereich der A. vertebralis kommen.
Auch Aneurysmen im Bereich der extrakraniellen hirnversorgenden Gefäße können mit einer hohen Sensitivität mittels Ultraschall diagnostiziert werden. Im Prinzip ist für die Diagnose der B-Mode ausreichend. Per Definition spricht man von einem Aneurysma bei einer Erweiterung des Gefäßabschnittes um 150 % des normalen Durchmessers. Zur besseren Beurteilung der Flussverhältnisse innerhalb des Aneurysmas kommt wiederum die farbcodierte Doppler-Sonographie zum Einsatz. Bei unklaren sonographischen Befunden insbesondere bei Dissektionen sollte zur weiterführenden Abklärung eine Schnittbildgebung wie CT-Angiographie (CTA) oder MR-Angiographie (MRA) durchgeführt werden.
Fazit für die Praxis
Zusammenfassend kann gesagt werden, dass die farbcodierte Doppler-Sonographie aufgrund der relativ einfachen Durchführbarkeit und der hohen Sensitivität und Spezifität den nicht invasiven Goldstandard in der Beurteilung der Karotispathologien darstellt. Als Screening-Methode hat sich die Sonographie hingegen nicht beweisen können. Die „Number needed to screen“ in der normalen Bevölkerung beträgt 4000, um in 5 Jahren einen Schlaganfall zu verhindern (Wolff et al. 2007). Bei Vorliegen von kardiovaskulären Risikofaktoren (Abschn. 1) kann eine einmalige Untersuchung vor dem 65. Lebensjahr sinnvoll sein (Kühnl und Eckstein 2009).

CT-Angiographie (CTA)

Eine der größten Schwächen der Sonographie ist die Untersucherabhängigkeit. Demgegenüber stellt die CTA eine objektive Messmethode dar. Die CT ist heutzutage flächendeckend verfügbar. Zur Durchführung wird ein meist jodhaltiges, potenziell nephrotoxisches Kontrastmittel intravenös appliziert. Deshalb ist bei Patienten mit chronischer Niereninsuffizienz, Schilddrüsenerkrankungen und Jodallergie besondere Vorsicht geboten. Als weiterer Nachteil ist die Strahlenbelastung zu erwähnen. Mit einer Sensitivität von 85 % und einer Spezifität von 93 % ist die CTA der farbcodierten Doppler-Sonographie minimal unterlegen, trotzdem gibt es klare Indikationen für diese Modalität (Koelemay et al. 2004). Bei jedem symptomatischen Patienten ist eine präoperative Schnittbildgebung zum Ausschluss einer anderen, nicht ischämischen Ursache der neurologischen Symptomatik indiziert. Darüber hinaus kann im Fall eines Infarktes dessen Größe und Stadium (vorhandene Bluthirnschrankenstörung, Einblutungen, Alter, narbig umgebauter Infarkt) ermittelt werden. Diese Informationen tragen wiederum wesentlich zur Therapieplanung, vor allem zum Therapiezeitpunkt bei. Alternativ, vor allem wenn mehr Zeit bleibt, kann eine MRA mit diffusionsgewichteter Darstellung des Hirnparenchyms erfolgen.

MR-Angiographie (MRA)

Auch die MRA (Abb. 5) ist mittlerweile praktisch flächendeckend verfügbar. Die Sensitivität der MRA liegt bei 93 % und die Spezifität bei 81 % (Henebiens et al. 2007). Der Vorteil der Methode liegt darin, dass sie ebenso wie die CTA nicht untersucherabhängig ist. Es ist keine Strahlung nötig, das Kontrastmittel ist weniger nephrotoxisch und nicht jodhaltig.
Es kann in einem Durchgang das Zerebrum mitbeurteilt werden. Die Sensitivität zur Detektion von frischen kleinen ischämischen Läsionen ist im MR im Vergleich zum CT höher. Bei Vorliegen multipler unilateraler Ischämieareale und gleichzeitigem Vorhandensein einer ACI-Stenose kann auch ohne klinische Symptomatik von einer symptomatischen ACI-Stenose gesprochen werden. Als Nachteil ist anzusehen, dass die Methode eher zur Überschätzung der Stenose führt; zudem ist sie teurer und zeitaufwändiger als der Karotisduplex. Eine Kontraindikation besteht für Patienten mit Herzschrittmacher.

Digitale Subtraktionsangiographie (DSA)

Da es sich bei der DSA (Abb. 6) um eine invasive Untersuchung handelt und die nicht invasiven Untersuchungsverfahren immer besser werden, hat die DSA an Stellenwert in der Diagnostik von Stenosen der gehirnversorgenden Arterien verloren. Dennoch gilt sie als Goldstandard zur Beurteilung von komplexen Stenosen (z. B. Tandempathologien) der supraaortalen Äste. Mithilfe der DSA ist es möglich, nicht nur den Stenosegrad sondern auch die Stenosenausdehnung exakt darzustellen.
Zur Bestimmung des angiologischen Stenosegrades wurden der lokale Stenosegrad (ECST-Kriterien) und der distale Stenosegrad (NASCET-Kriterien) aus den entsprechenden randomisierten Studien definiert. (Abb. 3) Über die allgemeine Verwendung des distalen Stenosegrades (NASCET-Kriterien) besteht mittlerweile hinreichend Einigkeit. Ein weiterer Vorteil der DSA ist die exakte Darstellung der intrakraniellen Strombahn bis hin zum zerebralen Endstromgebiet. Durch die dynamischen Aufnahmen bekommt man nicht nur eine exakte Darstellung des Gefäßsystems, sondern auch eine Aussage über die Flussdynamik. Durch Veränderungen in der Flussdynamik kann auf die hämodynamische Relevanz von Stenosen rückgeschlossen werden. Der große Nachteil der DSA ist die Invasivität. Durch die arterielle Punktion, meist in der A. femoralis communis, kann es zu Zugangswegkomplikationen wie zur Ausbildung von Pseudoaneurysmen, retroperitonealen Hämatomen, Gefäßverschlüssen und lokalen Infektionen kommen. In 0,3 % der Fälle kommt es während der DSA zu nicht reversiblen neurologischen Defiziten. Die Erklärung hierfür sind instabile Plaqueanteile im Aortenbogen oder in den supraaortalen Ästen, welche sich durch die Manipulation mit dem Katheter lösen. Wie bei der CTA kann es zu Kontrastmittel-assoziierten Komplikationen kommen. Besonders relevant sind dabei eine Verschlechterung der Nierenfunktion bis hin zum akuten Nierenversagen, durch das Kontrastmittel ausgelöste allergische Reaktion bis hin zur Anaphylaxie und Störungen der Jod-Homöostase. Deshalb müssen bei jedem Patienten vor der Gabe von Kontrastmitteln die Nierenfunktionsparameter und Schilddrüsenwerte bestimmt werden.
Aufgrund der doch beträchtlichen Komplikationsmöglichkeiten muss die Indikation zur rein diagnostischen DSA sehr streng gestellt werden.
Literatur
Arning C, Widder B, von Reutern GM, Stiegler H, Gortler M (2010) Revision of DEGUM ultrasound criteria for grading internal carotid artery stenoses and transfer to NASCET measurement. Ultraschall Med 31(3):251–257CrossRefPubMed
de Weerd M, Greving JP, de Jong AW, Buskens E, Bots ML (2009) Prevalence of asymptomatic carotid artery stenosis according to age and sex: systematic review and metaregression analysis. Stroke 40(4):1105–1113CrossRefPubMed
Degrell P, Sorbets E, Feldman LJ, Steg PG, Ducrocq G (2015) Screening for coronary artery disease in asymptomatic individuals: why and how? Arch Cardiovasc Dis 108(12):675–682CrossRefPubMed
Henebiens M, van den Broek TA, Vahl AC, Koelemay MJ (2007) Relation between hospital volume and outcome of elective surgery for abdominal aortic aneurysm: a systematic review. Eur J Vasc Endovasc Surg 33(3):285–292CrossRefPubMed
Huang R, Abdelmoneim SS, Ball CA, Nhola LF, Farrell AM, Feinstein S et al (2016) Detection of carotid atherosclerotic plaque neovascularization using contrast enhanced ultrasound: a systematic review and meta-analysis of diagnostic accuracy studies. J Am Soc Echocardiogr 29:491CrossRefPubMed
Koelemay MJ, Nederkoorn PJ, Reitsma JB, Majoie CB (2004) Systematic review of computed tomographic angiography for assessment of carotid artery disease. Stroke 35(10):2306–2312CrossRefPubMed
Kühnl A, Eckstein HH (2009) Extracranial carotid stenosis. Who should be screened? Gefäßchirurgie 14(5):362–369
Wardlaw JM, Chappell FM, Best JJ, Wartolowska K, Berry E (2006) Non-invasive imaging compared with intra-arterial angiography in the diagnosis of symptomatic carotid stenosis: a meta-analysis. Lancet 367(9521):1503–1512CrossRefPubMed
Wolff T, Guirguis-Blake J, Miller T, Gillespie M, Harris R (2007) Screening for carotid artery stenosis: an update of the evidence for the U.S. Preventive Services Task Force. Ann Intern Med 147(12):860–870CrossRefPubMed