Kardiologie Vorteile der biplanen transösophagealen

Zeitschrift für
Kardiologie
* )
,
a
z ~a~di0179:850-857(1990)
1
,-
Vorteile der biplanen transösophagealen Echokardiographie
R. Leischik, J. M. Curtius, H. J. Deutsch, G. Arnold'$, C. Sander", E. R. de Vi~ie'~';
und H. H. Hilger
Klinik III für Innere Medizin der Universität zu Köln, "Pathologisches Institut der Universität zu Köln, ""Klinik und Poliklinik
für Herzchirurgie der Universität zu Köln
Advantages of biplane transesophageal echocardiography
Summary: Biplane transesophageal echocardiography
(BTEE) was intraoperatively performed on 27 patients: ten
patients with coronary artery bypass graft surgery, ten with
aortic valve replacement, five with mitral valve replacement,
one with reconstruction of complete AV-canal, and one with
surgical repair of dissecting aortic aneurysrn.
Compared with the transverse views of the monoplane
TEE, BTEE permits the following additional images of the
heart:
1) Longitudinal "two-chamber-view" for assessment of left
ventricular (LV) anterior, apical, and posterior wall motion,
and for assessment of mitral valve anatomy and function
(e.g., grading of color flow regurgitation).
2) lmaging of the right-ventricular outflow tract (RVOT) for
evaluation of RVOT obstruction, including a crosswise
imaging of aortic valve.
3) Proximal two-thirds of the aorta ascendens for the diagnosis of dissecting aortic aneurysm (de Bakey Types I and
11).
4) lmaging of the superior vena Cava, helpful for detecting
transposition of pulmonary veins.
5) Apex of left ventricle, advantageous for detecting
thrombus.
6) Longitudinal view of the descending aorta: from the origin
of the left subclavian artery down to the origin of the coeliac
artery (origins of both vessels, inclusively).
We prepared post mortem sections of the heart corresponding to the longitudinal echocardiographic views and
documented them by photography.
In conclusion, the second plane provides an irnportant
improvement in s,emi-invasive imaging of the heart.
Key words: biplane transesophageal echocardiography;
transesophageal echocardiography
Zusammenfassung: Die biplane transösophageale Echokardiographie (BTEE) wurde intraoperativ bei 27 Patienten im
mittleren Alter von 59 Jahren (28-75 Jahre) durchgeführt: in
10 Fällen bei einer aortokoronaren Bypassoperation, in 10
Fällen bei einer Aortenklappenoperation, in 5 Fällen bei einer
Mitralklappenoperation, einmal bei der Rekonstruktion eines
kompletten AV-Kanals und einmal bei einer Aortendissektion
De Bakey Typ 111. Im Gegensatz zu den transversalen Ebenen
der monoplanen transösophagealen Echokardiographie
(MTEE) ermöglicht die BTEE folgende zusätzliche Darstellungen:
1. den longitudinalen „Zweikammerblick", nützlich bei der
Beurteilung der linksventrikulären (LV) Vorderwand, Hinterwand und der Herzspitze sowie bei der Erfassung der
Mitralklappenstruktur und der Ausdehnung und Richtung
eines Mitralrefluxes;
2. den rechtsventrikulären Ausflußtrakt (RVOT), nützlich bei
der Beurteilung einer Obstruktion des RVOT. In dieser
Ebene stellt sich zusätzlich die quergetroffene Aortenklappe dar;
3. die proximalen zwei Drittel der Aorta ascendens, hilfreich
für die Diagnose einer Aortendissektion (De Bakey Typ I
und 11);
4. die Darstellung der Vena Cava superior und inferior, möglicherweise nützlich für die Diagnostik einer fehlmündenden
Lungenvene;
5. die apikale Region des linken Ventrikels, vorteilhaft bei der
Suche nach apikalen LV-Thromben;
6. die Längsdarstellung der Aorta descendens vom Abgang
der linken Arteria subclavia sinistra bis zum Abgang des
Truncus coeliacus, wichtig für die Beurteilung einer Aortendissektion Typ III nach De Bakey.
Um die anatomischen Verhältnisse zu verdeutlichen, wurden an fixierten Herzpräparaten, entsprechend den Ultraschallebenen, anatomische Schnitte vorgenommen und fotografisch dokumentiert.
Aufgrund unserer Erfahrung stellt die zweite longitudinale
Ebene eine wesentliche Bereicherung in der semiinvasiven
Diagnostik kardiovaskulärer Erkrankungen dar.
Schlüsselwörter: biplane transosophageale Echokardiographie; !ransösophageale Echokardiographie
851
Leischik u. a., Biplane transösophageale Echokardiographie
Einführung
Die t r a n s ö s ~ ~ h a g e a lEe c h ~ k a r d i o g r a ~ h ibesitzt
e
heute
einen wichtigen Stellenwert in der Diagnostik-kardiovaskulärer Erkrankungen. Diese Untersuchungstechnik erlaubt
eine weitestgehend von anatomischen Hindernissen unabhängige Darstellung des Herzens. Die ersten Studien über
die transösophageale Echokardiographie (TEE) sind von
Matsumoto (M-Mode) (16) und Hisanaga (2-D) (14) 1980
sowie von Hanrath, Souquet und Schlüter (12, 20, 23, 24)
1982 durchgeführt worden, wobei der Prototyp einer biplanen transös~~hagealen
Sonde von Hanrath und Souquet
ebenfalls schon 1982 vorgestellt wurde (12, 24). Seit dieser
Zeit wurde die konventionelle transösophageale Echokardiographie weiter in die kardiologische Diagnostik eingeführt (21, 22). Sie hat sich besonders in der Diagnostik der
Aortendissektion (8, 9, 13), der Endokarditis (5, IO), bei der
Suche nach kardialen Emboliequellen (6, 7, 25) wie auch bei
der intraoperativen und intensivmedizinischen Diagnostik
und Überwachung (2, 3, 4, 11, 15, 19) bewährt. Ziel dieser
Studie war es, den Wert der zweiten, longitudinalen Schallebene der BTEE zu bestimmen und neue repräsentative
Ebenen zu beschreiben.
Patienten und Methoden
Patientenkollektiv
Es wurden konsekutiv, intraoperativ 27 Patienten mittels der biplanen transösophagealen Echokardiographie untersucht (16 Frauen, 11
Männer, mittleres Alter 59 Jahre (28-75 Jahre)). Eine koronare Herzerkrankung lag bei 10 Patienten vor, ein Aortenklappenvitium bei 10
Patienten, ein Mitrallilappenvitium bei 5 Patienten, und einmal lag ein
kompletter AV-Kanal vor. Ein Patient wurde wegen einer AortendisSektion De Bakey Typ I11 operiert.
Biplane transösophageale Echokardiographte
Wir benutzten das Utraschallsystem SSD-870 der Firma Aloka mit
der neuen biplanen transösophagealen Ultraschallsonde UST-5233-5
Aloka (phased-array transducer System). Die Sonde (Abb. 1) ist mit
zwei ~ c h a l l ~ u e l l ebestückt
n
(jeweils 5 MHz, 32 Kristalle pro Transducer), die distale für die transversale und die proximale für die longitudinale Beschallung. Eine synchrone. Beschallung ist nicht möglich. Alle
Untersuchungen wurden videotechnisch dokumentiert. Nach Einleitung der Narkose wurde die Ultraschallsonde im Ösophagus plaziert.
Die Untersuchungen wurden jeweils vor und nach dem kardiopulmonalen Bypass durchgeführt. Zwecks besserer Orientierung wurden bei
der ersten Untersuchung die Hinterwand, die Vorderwand und die
linksventrikuläre Spitze von dem Kardiochirurgen mit dem Finger
berührt.
Anatomische Präparate
Entsprechend den longitudinalen Schnittebenen wurden an mittels
Formalin fixierten Herzpräparaten anatomische Schnitte vorgenommen
und fotografisch dokumentiert.
Ergebnisse
Während der Untersuchung traten keine Komplikationen
auf. Folgende qualitativ gute Darstellungen konnten mit der
longitudinalen Beschallung bei allen Patienten dargestellt
werden:
i Longitudinaler „ Zweikammerblick "
Diese Ebene kommt zur Darstellung, wenn ausgehend
vom konventionellen ,,Vierkammerblick" der monoplanen
TEE der linke Ventrikel longitudinal beschallt wird.
Der ,,Zweikammerblick" ist in der Abbildung 2 dargestellt, daneben das anatomische Schnittpräparat und die
skizzierte Schnittführung. In dieser Ebene stellen sich die
Hinterwand und die Vorderwand des linken Ventrikels dar.
Bei 22 (entsprechend 81 %) der Patienten gelang eine gute
Darstellung der linksventrikulären Spitze. In Ergänzung
zum transversalen Schnitt stellt sich die Mitralklappenstruktur in einer zusätzlichen Ebene dar.
2
Rechtsv,entrikulärer A usjlußtrakt
Die Darstellung des rechtsventrikulären Ausflufltraktes
(RVOT) wird erreicht durch Drehung der Schallsonde im
Uhrzeigersinn von der longitudinalen ,,ZweikammerblickEbene" aus.
In dieser Ebene (Abb. 3) sieht man nicht nur den rechtsventrikulären Ausflufltrakt mit der Pulmonalklappe, sondern je nach Schnittführung auch Anteile des rechten Ventrikels mit der Trikuspidalklappe und die Aortenklappe in
einer neuen Schnittebene.
3
Aorta ascendens
Die Darstellung der Aorta ascendens (Abb. 4) wird
erreicht, wenn die Ultraschallsonde aus der Ebene des
RVOT im Uhrzeigersinn gedreht wird. Es kommen die
proximalen ?4 der Aorta ascendens zur Darstellung, einschliei3lich der längst getroffenen Aortenklappe.
4
Obere Hohlvene
Durch weitere Drehung im Uhrzeigersinn aus der Ebene
der Aorta ascendens gelingt die Darstellung der oberen
Hohlvene mit deren Einmündung in den rechten Vorhof
(Abb. 5). In dieser Ebene kommt es auch zur Darstellung
der Einmündung der unteren Hohlvene.
Abb. 1. Biplane TEE-Sonde (oben), Dimensionen des Schallkopfes:
Breite 13,5 mm, Länge 29,5 mm, Dicke 9 mm. Im Vergleich dazu die
monoplane TEE-Sonde (unten). Dimensionen: Breite 13 mm, Länge 21
mm, Dicke 9 mm.
5
~ i ~ k ~ ~sPitzenregion
~ ~ ~ ~ i k ~ l ä ~ ~
Nach der transversalen Darstellung der linksventrikulären
kurzen Achse in Höhe der Papillarmuskel und geringem
852
Zeitschrift für Kardiologie, Band 79, Heft 12 (1990)
Abb. 3. a) Longitudinales Schnittbild des RVOT. b) Anatomische
Äquivalenzebene: RA: rechter Vorhof, TV: Trik~spidalklap~e,
RV:
rechter Ventrikel, PV: Pulmonalklappe, PA: Stamm der Arteria pulmonalis. Aortenklappe; N: akoronare Tasche, R: rechtskoronare Tasche,
L: linkskoronare Tasche. C) Skizzierte Schnittführung.
Abb. 2. a) Longitudinales Schnittbild des linken Ventrikels: „Zweikammerblick". b) Anatomischer Schnitt entsprechend der longitudinalen
Schallebene LA: linker Vorhof, LAA: linkes Herzohr, CX: Ramus
circumflexus, AML: vorderes Mitralsegel, IW: Hinterwand des LV,
AW: Vorderwand des LV. C) skizzierte Schnittführung.
Leischik
U. a.,
Biplane transösophageale Echokardiographie
Abb. 4. a) Transversaler Schnitt durch die Aorta ascendens (links),
rechts Längsschnitt in gleicher Höhe. b) Anatomische Schnittebene:
LA: linker Vorhof, LV: linker Ventrikel, L: linkskoronare Tasche, IVS:
Ventrikelseptum, RV: rechter Ventrikel, AO: Aorta ascendens. C)
Skizzierte Schnittführung.
853
Abb. 5. a) Schnittbild der oberen und unteren Hohlvene und von
Anteilen des rechten Vorhofes. b) Anatomische Äquivalenzebene: LA:
linker Vorhof, VCI: Vena Cava inferior, VCS: Vena Cava Superior. RA:
rechter Vorhof. C) Skizzierte Schnittführung.
854
Zeitschrift für Kardiologie, Band 79, Heft 12 (1990)
Abb. 7. a) Schnittbild vom Abgang der Arteria subclavia sinistra aus der
Aorta, AO: Aorta descendens, A. S.: Arteria subclavia sinistra. b)
Längsschnitt der Aorta abdominalis (AO) mit dem Abgang des Truncus
coeliacus (gerader Pfeil) und dem darunter befindlichen Abgang der
Arteria mesenterica superior (gebogener Pfeil).
etwas medial der wirklichen linksventrikulären Spitze.
Durch geringes Zurückziehen der Sonde und entsprechendes Kippen des Schallkopfes gelingt in dieser Ebene ebenfalls
die Darstellung des hinteren und vorderen Papillarmuskels,
einschließlich der längst getroffenen Chordae tendinae.
Abb. 6. a) Längsbild durch die Spitzenregion des linken Ventrikels
(rechts). b) Anatomischer Äcguivalenzschnitt: P: hinterer Papillarmuskel, AL: vorderer Papillarmuskel. C) Skizzierte Schnittführung.
Vorschieben des Schallkopfes gelingt bei longitudinaler
Beschallung die Darstellung der Spitzenregion des linken
Ventrikels (Abb. 6). Dabei ist es nicht möglich, exakt die
linksventrikuläre Spitze darzustellen, denn aufgrund der
anatomischen Lage des Ösophagus liegt die Schnittebene
6 Aorta descendens thoracalis
Der Längsschnitt der thorakalen Aorta descendens kommt
zur Darstellung, wenn, ausgehend von der transversalen
Beschallungsrichtung der Aorta descendens, die longitudinale Beschallung gewählt wird. Dabei läßt sich durch Verlagerung der Sonde die gesamte thorakale Aorta descendens im
Längsschnitt ve;folgen. Durch entsprechendes Kippen des
Schallkopfes ist es möglich, die Gefäßabgänge der Arteria
subclavia sinistra und im abdominellen Teil der Aorta den
Abgang des Truncus coeliacus darzustellen (Abb. 7).
Leischik
U. a.,
Biplane transösc3phageale Echokardiographie
Diskussion
I
/
Die biplane Ultraschallsonde ermöglicht die Erstellung
transversaler Schnittbilder, außerdem verschafft sie zusätzliche Einblicke in die Anatomie und Pathologie des Herzens
durch die longitudinalen Schnittebenen (17, 18). Ziel dieser
Arbeit war es nicht, die monoplane TEE mit der biplanen
TEE als konkurrierende Methode zu vergleichen, sondern
die Wertigkeit der longitudinalen Schallebene zu bestimmen
und repräsentative Ebenen zu beschreiben. Die longitudinalen Schnittebenen stellen eine gute Ergänzung der bisherigen
transversalen Schnittebenen dar.
*Die Handhabung der biplanen Ultraschallsonde gleicht
prinzipiell der der monoplanen Sonde. Die Gefahr von
Komplikationen ist bei der biplanen Sonde trotz veränderter
Dimensionen nicht größer als bei den herkömmlichen
monoplanen TEE-Sonden. Die Ausmaße des biplanen
Schallkopfes überschreiten nicht die Dimensionen der
monoplanen Schallköpfe verschiedener Hersteller (z. B. der
Echoscope mit mechanischem Schallkopf). Die Untersuchungstechnik ist etwas schwieriger; die Darstellung der
beschriebenen Ebenen mit der longitudinalen Schallrichtung
erfordert im Vergleich zu der transversalen Beschallung
häufiger 'gleichzeitiges Kippen des Schallkopfes in zwei
Richtungen sowie exaktes Einhalten der entsprechenden
Beschallungshöhe und Richtung. Eine synchrone Beschallung ist nicht möglich. Zukünftige Entwicklungen (18) werden eine synchrone Beschallung in zwei Ebenen ermöglichen.
Infolge unterschiedlicher Position der Transducer für longitudinale und transversale Beschallung liegen die dargestellten Ebenen nicht in genau gleicher Höhe. Weitere Entwicklungen von drehbaren Schallköpfen werden dieses Problem
umgehen und zusätzliche Schnittebenen ermöglichen. Das
Bestücken der Transducer mit zusätzlichen Kristallen würde
die Bildqualität verbessern. Die Schallkopfgröße ist dabei
aus Gründen der Patientencompliance und der Sicherheit als
limitierender Faktor zu berücksichtigen.
Abb. 8. Longitudinale Darstellung eines Tumors im RVOT (in dieser
Lokalisation seltenes Hämangiom). Eine adäquate Darstellung des
Tumors war in der entsprechenden transversalen Ebene nicht möglich.
RVOT: rechtsventrikulärer Ausflußtrakt. PV: Pulmonalklappe, T U :
Hämangiom.
855
Die Darstellung des longitudinalen ,,Zweikammerblickscc
erlaubt die Beurteilung der Hinterwand und der Vorderwand des linken Ventrikels in der Längsachse. Bis jetzt
konnten diese Abschnitte mittels monoplanen TEE nur in
der kurzen Achse des linken Ventrikels beurteilt werden.
Die longitudinale Darstellung ermöglicht es, ein Hinterwand- bzw. Vorderwandaneurysma in seiner Ausdehnung
sicherer zu erfassen. Bei der Suche nach linksventrikulären
Spitzenthrombosen bietet diese Ebene zusätzliche Vorteile.
Mit der longitudinalen Darstellung der Mitralklappe können zusätzliche Aspekte über die Struktur der Mitralsegel
gewonnen werden, zusätzlich wird eine bessere Refluxerfassung möglich. Entsprechend ist die'se Ebene bei den rekonstruktiven Eingriffen an der Mitralklappe eine Bereicherung
für die intraoperative Diagnostik.
Das prinzipielle Problem der Erfassung und Beurteilung
eines Mitralrefluxes mittels Farbdopplers bleibt nach wie vor
bestehen (I), mit der zweiten ~ b e n eist jedoch die Wahrscheinlichkeit, einen Reflux in seiner Ausdehnung und Richtung falsch einzuschätzen, geringer.
Die Darstellung der rechtsventrikulären Ausflußbahn ist
eine wichtige Erweiterung der diagnostischen Möglichkeiten
der b i ~ l a n e nTEE. Diese Ebene eignet sich zur Beurteilung
einer vorhandenen Obstruktion des rechtsventrikulären
Ausflußtraktes: z. B. bei infundibulärer Pulmonalstenose
oder bei rechtsventrikulärem Tumor. Bei-einer Patientin mit
einem Tumor im rechtsventrikulären Ausflußtrakt (Abb. 8)
konnte die Lokalisation und Ausdehnung des Tumors besser
erfaßt werden als mit transversalem Schnittbild allein. Die
Erfassung von Lokalisation und Ausdehnung eventueller
Thromben im Stamm der ~ r t e r i apulmonalis
'
ist ebenfalls
besser möglich.
Die zusätzliche, etwa parallel zur Klappenebene verlaufende Abbildung der Aortenklappe über der Darstellung des
rechtsventrikulären Ausflußtraktes kann Vorteile bei der
Suche nach Vegetationen bieten. Ahnliches gilt für die Darstellung der Aortenklappe in der Ebene der Aorta ascendens.
Die Diagnose einer Aortenklappenendokarditis bereitet bei
der transversalen Bilderstellung wegen ungünstigen Beschallungswinkels häufig Schwierigkeiten. Mit der longitudinalen
Beschallung wird die Aortenklappe aus zusätzlichen Blickrichtungen beurteilt, diese verbessern die Möglichkeit der
Darstellung von Vegetationen. Es ist zu erwarten, daß die
verschiedenen neuen Beschallungsrichtungen der biplanen
TEE sich auch in der Endokarditisdiagnostik der Aortenklappenprothesen nützlich erweisen. Die diagnostischen
Einschränkungen bei Klappenprothesen (insbesondere in
Aortenposition) bleiben aber auch bei der biplanen Sonde
weiter bestehen. Die Probleme des Schallschattens und der
Artefakte, die durch die Metallanteile der Klappenprothese
verursacht werden, lassen sich aus physikalischen Gründen
nicht überwinden.
Für die Diagnose und Beurteilung einer Dissektionsmembran (Abb. 9) bei der Aortendissektion Typ D e Bakey 1-111
bringt die longitudinale Beschallung weitere Vorteile. Dies
gilt sowohl für die Beurteilung der Aorta ascendens wie auch
für die Beurteilung der Aorta descendens. Der Längsschnitt
der thorakalen Aorta erleichtert die Erfassung der Gefäßanatomie sowie eine bessere Beurteilung des Verlaufs und der
-
.
856
Zeitschrift für Kardiologie, Band 79, Heft 12 (1990)
Die Beschallung der LV-Spitzenregion verbessert die Diagnostik linksventrikulärer Spitzenthromben. Diese Ebene ist
zudem vorteilhaft bei der Klärung einer Papillarmuskeldysfunktion (z. B. bei ischämischem Abriß).
Zusammenfassend ist festzustellen, d i ß die biplane transösophageale Echokardiographie ,eine Bereicherung in der
Diagnostik kardiovaskulärer Erkrankungen darstellt.
Literatur
Abb. 9. Dissektionsmembran in der thorakalen Aorta descendens transversal (links) und longitudinal (rechts).
Ausdehnung einer Dissektionsmembran. Über die ersten
klinischen Erfahrungen bei diesem Krankheitsbild ist schon
berichtet worden (13, 17). Bei dem Patienten aus unserer
Studie konnten wir ohne größeren Zeitaufwand im Längsschnitt insbesondere das ,Kinkinga der Aorta descendens
und den Beginn der Dissektionsmembran direkt unterhalb
der Arteria subclavia darstellen - beides war in der transversalen Beschallung nicht exakt möglich. Im Bereich der Aorta
ascendens war bei diesem Patienten in der transversalen
Ebene eine nicht definierbare Struktur zu sehen, die man in
der Längsachse als geringes ,,KinkingU-erkennen konnte
(Abb. 10).
Die Darstellung der oberen Hohlvene kann nützlich sein
bei der Diagnostik rechtsatrialer Thromben und Tumoren
wie auch bei der Beurteilung von Schrittmachersonden (z. B.
bei Verdacht auf Sondeninfektion). Eine Fehlmündung von
Lungenvenen in die obere Hohlvene kann möglicherweise
besser diagnostiziert werden.
Abb. 10. Aorta ascendens (AO). Links: transversale Schnittebene,
unklare anatomische Struktur (Pfeil), RPA: rechte Pulmonalarterie.
Rechts: erkennbares ,,Kinkingu (Pfeil) der oberen Gefäßwand der Aorta
ascendens.
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Eingegangen 26. März 1990
akzeptiert 18. Juli 1990
Für die Verfasser:
Dr. med. Roman Leischik, Klinik I11 für Innere Medizin der Universität Köln, Joseph-Stelzmann-Str. 9 BH/Bb5, 5000 Köln 41