Echokardiographie

Die Echokardiographie bezeichnet eine Möglichkeit der Herzuntersuchung. Hierbei wird das Herz durch einen Ultraschall dargestellt. Damit ist die Echokardiographie, neben der Elektrokardiographie (EKG) eine der wichtigsten, nicht invasiven Untersuchungen des Herzens.

Die verschiedenen Verfahren der Echokardiographie (transthorakale Echokardiographie, transösophageale Echokardiographie und die Belastungsechokardiographie) dienen nicht nur der Diagnose von Erkrankungen des Herzens, sondern werden auch zur Verlaufskontrolle genutzt. So werden beispielsweise sowohl Herzklappenerkrankungen, als auch die Herzmuskelschwäche ungefähr alle sechs bis 12 Monate mittels Echokardiographie kontrolliert.

Diese Form der Darstellung des Herzens erfolgt unter Belastung und wird aus diesem Grund auch als „Stressecho“ bezeichnet. Die häufigste Indikation zur Durchführung dieser Untersuchung ist der Verdacht einer Durchblutungsstörung des Herzens im Rahmen einer koronaren Herzkrankheit (KHK).
Die Belastung kann durch zwei Arten hervorgerufen werden. Im Rahmen der mechanischen Belastung liegt der Patient in Links- Seitenlage auf einem Fahrradergometer. Während der Patient in langsam steigendem Widerstand in die Pedale tritt, führt der Arzt die Ultraschalluntersuchung des Herzens durch. Eine weitere Möglichkeit ist die medikamentöse Auslösung von Stress. Dies wird durchgeführt, wenn die Patienten aufgrund körperlicher Einschränkungen kein Fahrrad fahren können. Um medikamentös das Herz in Stress zu versetzen wird intravenös Dobutamin oder Adenosin oder Dipyridamol mit Atropin verabreicht.

Die Medikamente führen zu einer Steigerung der Herzfrequenz und einem erhöhten Schlagvolumen und Herzzeitvolumen. Dadurch wird die Herzreaktion, welche Sport auslöst, medikamentös hervorgerufen.
Unabhängig von der Art der Belastung wird ein „Stressecho“ in mehreren Belastungsstufen durchgeführt. Zunächst erfolgt immer die Darstellung der linken Herzkammer (Ventrikel) in Ruhe. Danach wird die Belastung langsam gesteigert, bis Abbruchkriterien erfüllt werden. Hierzu gehören das Erreichen der Zielherzfrequenz, Brustschmerzen des Patienten oder sichtbare Wandbewegungsstörungen im Ultraschall.
Brustschmerzen oder Wandbewegungsstörungen während des „Stressechos“ sind deutliche Hinweise für das Vorliegen einer koronaren Herzkrankheit (KHK). Während der Untersuchung wird in der Regel die Auswurfphase (Systole) des Herzens im apikalen 4- Kammer- Blick, im apikalen 2- Kammer- Blick und in der parasternalen langen und kurzen Achse aufgenommen.

Diese Aufnahmen erfolgen in den verschiedenen Belastungsstufen. Im Anschluss können die Belastungsstufen eines Blickes synchron abgespielt werden. Dies erleichtert das Auffinden möglicher Wandbewegungsstörungen.

Ein Ziel der Echokardiographie ist die Einschätzung von Größenverhältnissen des Herzens. Zusätzlich wird die Funktion der verschiedenen Herzklappen überprüft. Um zu entscheiden, ob ein Messwert krankhaft oder normal ist, existieren Normwerte als allgemeine Richtlinien. Jedoch ist zu bedenken, dass die Größe des Herzens auch von der Körpergröße des Patienten abhängt und sich somit von Mensch zu Mensch unterscheidet. Vor allem interessant sind beim Herzen die Durchmesser der einzelnen Kammern und umliegender Gefäße, wie zum Beispiel der Aorta. Im Folgenden werden Normwerte relevanter anatomischer Strukturen des Herzens bei der Echokariographie aufgelistet und nach dem physiologischen Blutstrom beginnend in der Hohlvene sortiert.

Das Blut gelangt über die obere und untere Hohlvene (Vena cava superior/inferior), welche ungefähr 20 mm breit sind, aus dem großen Blutkreislauf in den rechten Vorhof (Atrium) des Herzens. Dieser hat im Normalfall einen Durchmesser kleiner als 35 mm. Von dort erreicht das Blut die rechte Kammer (Ventrikel) über die sogenannte Trikuspidalklappe. Die Wand des rechten Ventrikels zeigt sich im Herzecho als wesentlich dünner im Vergleich zum linken Ventrikel. Der Grund hierfür ist der wesentlich geringeren Widerstand, nämlich den Lungenkreislauf, gegen den der rechte Ventrikel das Blut pumpen muss. Außerdem ist der Durchmesser der rechten Kammer mit ungefähr 25 mm etwas kleiner als der der linken. Hier sollte er kleiner als 45 mm sein. Die Wand (Septum) zwischen den Kammern hat im Normalfall eine Dicke von 10 mm. Kontrahiert nun die rechte Kammer, so öffnet sich die Pulmonalklappe und das Blut fließt über die Lunge zum linken Vorhof, dessen Durchmesser ungefähr 40 mm beträgt. Auf dem Weg zur Aorta passiert das Blut noch zwei weitere Klappen, nämlich zuerst die Mitralklappe und anschließend die Aortenklappe. In ihrer Wurzel beträgt der Durchmesser der Aorta noch 40 mm, schrumpft jedoch im weiteren Verlauf auf ungefähr 25 mm.

Zusätzlich zu der Vermessung der bisher genannten Hohlräumen wird bei der Echokardiographie noch die Funktion der Herzklappen überprüft. Dies geschieht mithilfe des Doppler-Verfahrens. Damit ist es möglich die Geschwindigkeit des Blutstroms zu messen. An den vier Herzklappen sollten folgende Geschwindigkeiten vorherrschen:

• Aortenklappe 1,0-1,7 m/s
• Mitralklappe 0,6-1,3 m/s
• Pulmonalklappe 0,6-0,9 m/s
• Trikuspidalklappe 0,3-0,6 m/s

Neben der Ausmessung der Herzhöhlen, sowie der umliegenden Gefäße und der Bestimmung der Flussgeschwindigkeiten über den Herzklappen, können mithilfe der Echokardiographie noch weitere Messwerte bestimmt werden. Mithilfe der Echokardiographie kann anhand verschiedener Messwerte außerdem die Pumpleistung des Herzens abgeschätzt werden. Aufschluss hierüber geben die Werte enddiastolisches Volumen, endsystolisches Volumen, Schlagvolumen und Ejektionsfraktion.

Das enddiastolische Volumen, stellt die Menge an Blut dar, die sich nach maximaler Füllung im Herzen befindet und beträgt beim Gesunden zwischen 130 und 140 ml. Das endsystolische Volumen ist die Menge an Blut, die sich nach einem Herzschlag noch im Herzen befindet und beträgt beim Gesunden etwa 50 bis 60 ml. Das Schlagvolumen bezeichnet die Menge, die pro Herzschlag in den Körperkreislauf ausgeworfen wird. Das Schlagvolumen beträgt beim Gesunden zwischen 70 und 100 ml. Mithilfe des Schlagvolumens und dem enddiastolischen Volumen kann ein weiterer Wert berechnet werden, die sogenannte Ejektionsfraktion. Die Ejektionsfraktion gibt den prozentualen Anteil an ausgeworfenem Blut im Verhältnis zu der Menge des Blutes nach maximaler Füllung im Herzen an. Die Ejektionsfraktion beträgt beim Gesunden über 55 Prozent.

Mit der Echokardiographie kann außerdem die Herzfrequenz ermittelt werden. Sie gibt an wie oft das Herz pro Minute schlägt und beträgt beim Gesunden zwischen 50 und 100 Schläge pro Minute. Die Herzfrequenz ist abhängig vom Alter und vom Trainingszustand der zu untersuchenden Person. So haben ältere Menschen, sowie sehr sportliche Menschen normalerweise eine niedrige Herzfrequenz, teilweise sogar bis unter 50 Schläge pro Minute, weisen dabei aber keinen Krankheitswert auf. Mithilfe von Schlagvolumen und Herzfrequenz kann ein weiterer Wert berechnet werden, der ebenfalls Aufschluss über die Pumpleistung des Herzens gibt, das Herzminutenvolumen. Das Herzminutenvolumen ist die Menge an Blut, die pro Minute aus dem Herzen in den Köperkreislauf gepumpt wird. Das normale Herzminutenvolumen beträgt 4,5 bis 5 Liter pro Minute. Alle genannten Werte gelten für gesunde Erwachsene und variieren je nach Geschlecht.

Zur Auswertung einer Echokardiographie steht dem Arzt in der Regel ein vorgefertigtes Formular zur Verfügung, das er ausfüllen muss. Nachdem Name von Arzt und Patient eingetragen wurden muss der Arzt noch angeben welche Methode er genau verwendet hat. Anschließend kommt es zur Beurteilung der einzelnen Herzhohlräumen nach den Kriterien, welche im Teil „Normwerte“ beschrieben sind.

Dafür bestimmt der Untersucher die jeweiligen Wanddicken in Millimetern und vergleicht sie mit den Normwerten. Eine leichte Vergrößerung wird mit einem + befundet, stärkere mit mehreren. Hat der Arzt beide Vorhöfe und Kammern vermessen, so folgt die Überprüfung der Funktion der Kammern. Abhängig von der Pumpleistung wird der Ventrikel in verschiedenen Abstufungen bewertet. Diese könnten beispielsweise lauten:

• normal
• etwas reduziert
• mittelstark reduziert
• hochgradig reduziert.

Im Anschluss wird die Kontraktion der einzelnen Wandabschnitte der Hohlräume beobachtet und auf Unregelmäßigkeiten überprüft. Schon geringe Asynchronitäten, welche zum Beispiel bei Erregungsweiterleitungsbeschwerden oder Herzinfarkten auftreten, können die Pumpleistung des Herzens stark verringern. Außerdem achtet der Arzt auf etwaige Hypokinesen, das heißt auf eine zu langsame Kontraktion, oder gar eine Akinese, also eine Kontraktionsunfähigkeit des Myokards. Ursachen hierfür könnten ebenfalls Schädigungen des Reizweiterleitungssystems oder Durchblutungsstörungen des Herzmuskels sein.

Auf die Überprüfung der Kammerfunktion folgt schließlich die Beurteilung der einzelnen Klappen. Dabei wird zuerst das Aussehen bewertet. Sichtbare Vergrößerungen, Verkalkungen, Risse etc. werden vom Arzt dokumentiert. Zusätzlich wird die Bewegung der Kappe beobachtet und auffällige Einschränkungen notiert. Darauf folgt die Bewertung der Klappenfunktion. Grundsätzlich werden zwei verschiedene Arten von Klappenfunktionsstörungen unterschieden, zum einen die Stenose und zum anderen die Insuffizienz. Bei einer Stenose öffnet die Klappe nicht richtig sodass das Herz gegen einen erhöhten Druck pumpen muss. Bei einer Klappeninsuffizienz schließt sie nicht ausreichend sodass Blut in den vorgeschalteten Hohlraum zurückfließen kann und es so zu einer Volumenbelastung kommt. Bei der Echokardiographie achtet der Arzt besonders auf solche Klappenfehler und befundet sie abhängig von ihrem Schweregrad. Beispielsweise kann eine leichte Insuffizienz mit dem Wort „gering“ bewertet werden, während eine starke Insuffizienz als „schwer“ beschrieben wird.

Neben den verschiedenen Formen der Echokardiographie, wie der transthorakalen Echokardiographie (TTE), der transösophagealen Echokardiographie (TEE) und der Belastungsechokardiographie („Stressecho“) stehen zur Untersuchung des Herzens noch einige weitere Verfahren zu Verfügung, die allesamt erste Hinweise auf Erkrankungen des Herzens geben können. Einige dieser Untersuchungen finden statt, bevor eine Echokardiographie durchgeführt wird. Kommt ein Patient mit Beschwerden, die auf eine Erkrankung des Herzens hinweisen, zum Arzt, findet in der Regel zuerst eine ausführliche Befragung des Patienten durch den Arzt statt (Anamnese). Dabei erfragt der Arzt unter anderem die genaue Symptomatik des Patienten (zum Beispiel Luftnot, Schmerzen, Herzrasen) und ob bei dem Patienten oder in dessen Familie Erkrankungen des Herzens bereits bekannt sind.

In den meisten Fällen schließt sich an die Anamnese eine körperliche Untersuchung an. Zu dieser gehören eine genaue Betrachtung des entkleideten Brustkorbes (Inspektion), das Tasten des Pulses (Palpation) und das Abhören des Herzens mithilfe eines Stethoskops (Auskultation). Die Auskultation kann zum Beispiel Hinweise auf Herzklappenerkrankungen (auffälliges Herzgeräusch) oder auf eine Herzschwäche (leise Herztöne) liefern.

Im Anschluss erfolgt meist eine Elektrokardiographie (EKG) mit welchen potenziell verdächtige Befunde aus der körperlichen Untersuchung erhärtet oder ausgeräumt werden können. Bei der Elektrokardiographie (EKG) werden sechs beziehungsweise zwölf Elektroden auf den Brustkorb des Patienten geklebt, welche die elektrische Aktivität des Herzens aufzeichnen. Die elektrische Aktivität des Herzens kann, ähnlich wie bei der Echokardiographie, in Ruhe oder unter Belastung im Rahmen eines Belastungs-EKGs aufgezeichnet werden. Desweiteren gibt es die Möglichkeit, zum Beispiel bei Verdacht auf bestimmte Herzrhythmusstörungen, eine Langzeit-Echokardiographie (Langzeit-EKG) über 24 Stunden durchzuführen. Mithilfe der Elektrokardiographie können unter anderem die Herzfrequenz, der Herzrhythmus, oder die Erregungsausbreitung über den Herzmuskel beurteilt werden und somit ebenfalls Hinweise auf verschiedene Erkrankungen liefern.

Als nächster Schritt erfolgt die bildgebende Diagnostik, zu der neben der Echokardiographie auch eine Röntgenaufnahme, eine Computertomografie (CT), oder eine Magnetresonanztomografie (MRT) des Brustkorbes gehören. Die genannten Verfahren machen das Herz sichtbar und können unter anderem Aufschluss über die Größe des Herzens, die Dicke des Herzmuskels oder Veränderungen der Herzklappen geben.

Mit einem weiteren Untersuchungsverfahren, der Myokardperfusionsszintigrafie kann insbesondere die Durchblutung der Herzmuskulatur beurteilt werden. Zusätzlich finden auch invasive Verfahren zur Untersuchung des Herzens Anwendung. Ein wichtiges Verfahren ist die Herzkatheter-Untersuchung. Bei der Herzkatheter-Untersuchung wird ein speziell geformter und biegsamer Kunststoffschlauch unter lokaler Betäubung in eine Vene (man nennt dies dann Rechtskatheter) oder in eine Arterie (man nennt dies dann Linkskatheter) in der Leiste des Patienten eingeführt und über das Gefäß bis zum Herzen vorgeschoben. Mithilfe des Kunststoffschlauchs können dann zum einen die Drücke im Vorhof und in der Kammer gemessen werden und zum anderen über die Gabe von Kontrastmittel über des Kunststoffschlauch in das Gefäßsystem die Durchblutung der Herzkranzgefäße sehr gut beurteilt werden.
Finden sich bei der Herzkatheter-Untersuchung verengte Herzkrankgefäße, können diese in gleicher Sitzung aufgeweitet werden, um der Entstehung eines Herzinfarktes vorzubeugen.

Schließlich kann im Rahmen einer Herzkatheter-Untersuchung auch eine Myokardbiopsie erfolgen. Hierunter versteht man die Entnahme von Herzmuskelgewebe aus der Innenschicht des Herzens. Die Myokardbiopsie wird insbesondere bei Verdacht auf entzündliche Erkrankungen des Herzens oder bei Verdacht auf angeborene oder erworbene Herzmuskelerkrankungen durchgeführt. Bei speziellen Indikationen spielt auch eine einfache Untersuchung des Blutes eine wichtige Rolle. Zum Beispiel können bei einem Herzinfarkt bestimmte Herzinfarkt-Marker wie das Troponin oder die Creatininkinase im Blut erhöht sein und somit der Verdacht auf einen Herzinfarkt durch diese Parameter bestätigt werden.