Kurs: EchoVisum Grundkurs Echokardiographie

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Spektralanalyse

Auf den ersten Blick erscheint die Nutzung des Dopplereffektes für die Bestimmung der Blutströmungsgeschwindigkeit einfach: Das von der Blutströmung zurückgestreute Signal ist in seiner Frequenz charakteristisch verändert (Dopplerverschiebung) und aus dieser charakteristischen Verschiebung der Frequenz ermittelt man daher umgekehrt die Blutströmungsgeschwindigkeit.

Neben der Komplikation der Winkelabhängigkeit der Dopplerverschiebung erkennt man aber noch ein weiteres Problem der einfachen Geschwindigkeitsbestimmung auf der Basis der Dopplerverschiebung. Die Geschwindigkeit der Blutströmung ist über den Querschnitt eines Gefäßes sehr unterschiedlich verteilt. Ein ungestörter Strom ist im Zentrum (e2) am schnellsten und an den Wänden (e1) wesentlich langsamer.

Dementsprechend wird das zurückgestreute Signal auch die verschiedensten Geschwindigkeitskomponenten bzw. Dopplerverschiebungen enthalten. Die Berücksichtigung der vollständigen Geschwindigkeitsverteilung erfordert vielmehr eine komplexere Darstellungsform, die auf der Spektralanalyse beruht.

Die Anwendung der Spektralanalyse am Beispiel der Mitralstenose. Im hier angenommenen Fall einer Mitralstenose erhält man hohe Blutströmungsgeschwindigkeiten im Bereich der Klappen. Wird dieser Strömungsbereich unter einem steilen Winkel angelotet (A) so tritt infolge der schon früher behandelten Winkelabhängigkeit eine Unterschätzung der Dopplerverschiebungen und damit der Geschwindigkeiten auf. Dies wäre allerdings prinzipiell durch eine Winkelkorrektur zu berichtigen. Zugleich ist aber auch ein anderer Nachteil der zu steilen Anlotung zu erkennen: die Verteilung der Spektralanteile erscheint sehr breit, entsprechend der Durchstrahlung von Strömungsgebieten unterschiedlicher Geschwindigkeiten.¶

Anders bei Anlotung der Strömung unter einem flachen Winkel (B): Hier wird die Strahlung auf einen Bereich mit homogener Geschwindigkeitsverteilung im Ausflußtrakt der Klappe konzentriert. Dadurch erscheint die Spektralverteilung wesentlich schmaler. Gleichzeitig werden höhere Dopplerverschiebungen (Spektralanteile bei höheren Frequenzen) registriert, entsprechend der Anschallung der Strömung direkt entgegengesetzt der Strömungsrichtung (Winkelabhängigkeit). Das Resultat der optimalen Anlotung ist also eine schmalere Verteilung der Geschwindigkeiten mit einer wesentlich höheren Dopplerverschiebung. Dieser Dopplereffekt kann dann auch ohne Winkelkorrektur diagnostisch verwertet werden (z.B.: Vergleich mit Normalwerten der Geschwindigkeit). Auch aus dieser Gegenüberstellung ergibt sich wieder die Motivation, durch geschickte Angulation des Schallkopfes möglichst annähernd parallel zur Strömungsrichtung einzustrahlen und auf eine Winkelkorrektur zu verzichten.