Ultraschall-Doppler-Ultraschalluntersuchung der Nieren

Der Ultraschall-Doppler ist eine wichtige Ergänzung zum Nierenultraschall. Mithilfe des Ultraschall-Dopplers lassen sich Nierenarterienstenosen erkennen, wodurch Ärzte nicht mehr auf die vage Diagnose „Nierengefäßatrophie“ zurückgreifen müssen. Der Doppler kann pathologische Zustände erkennen, noch bevor sie zu strukturellen Gewebeveränderungen führen.

Nierentransplantate lassen sich im Darmbein mittels Ultraschall deutlich darstellen. Eine Transplantatabstoßung kann frühzeitig erkannt werden. Darüber hinaus werden die Arterien und Venen des Transplantats präzise identifiziert. Die Ultraschall-Dopplerographie kann bei der Beurteilung der transplantierten Niere nahezu alle radionuklidischen und angiographischen Untersuchungen ersetzen.

Die Ultraschall-Doppler-Untersuchung spielt auch in urologischen und andrologischen Untersuchungen eine wichtige Rolle. Aufgrund ihrer Schnelligkeit wird sie zur Differentialdiagnose akuter Hodensackerkrankungen eingesetzt und erleichtert die Entscheidung über eine chirurgische oder konservative Behandlung. Die Ultraschall-Doppler-Untersuchung liefert zudem wichtige ätiologische Informationen bei der Beurteilung der erektilen Dysfunktion. Diese Methode ersetzt zunehmend invasive Diagnoseverfahren.

Situationen, in denen eine Ultraschall-Dopplerographie angezeigt ist:

• Bluthochdruck bei Menschen unter 30 Jahren
• Der Größenunterschied zwischen der rechten und linken Niere beträgt mehr als 1,5 cm
• Diastolischer Druck über 105 mmHg trotz antihypertensiver Therapie mit drei Medikamenten, insbesondere bei schwerer generalisierter Arteriosklerose
• |Erhöhtes Kreatinin während der Behandlung mit ACE-Hemmern oder AT-1-Rezeptorantagonisten

Indikationen für die Ultraschall-Dopplerographie der Nierenarterien

Eine Ultraschall-Doppler-Untersuchung ist nur dann angezeigt, wenn klinische Daten den Verdacht auf eine renovaskuläre Hypertonie zulassen. Es ist nicht sinnvoll, jeden Patienten mit arterieller Hypertonie zu untersuchen, da dies zu einer ungerechtfertigten Anzahl falsch-positiver Ergebnisse führen würde.

Nierenuntersuchung: Technik und normale Ultraschallanatomie

Der Patient wird auf nüchternen Magen untersucht. Da die Nierenarterien meist tief verlaufen, kommt eine Niederfrequenzsonde mit einer Frequenz von 2,0 bis 3,5 MHz zum Einsatz.

Anatomie und Lage des Sensors

Die rechte Nierenarterie entspringt der Aorta in 10-Uhr-Position (im Querschnitt) knapp unterhalb des Ursprungs der Arteria mesenterica superior. Sie verläuft nach dorsal und hinter der Vena cava inferior zum Hilus der rechten Niere. Die linke Nierenarterie entspringt der Aorta etwa in 4-Uhr-Position, meist auf gleicher Höhe wie die rechte. Sie kann etwa 3 cm von der Aorta bis zum Hilus verfolgt werden. Die Visualisierung der linken Nierenarterie ist meist schwieriger als die der rechten, da sie häufiger durch Gase in den darüberliegenden Dünndarmschlingen verdeckt ist.

Winkelkorrigierte Geschwindigkeitsmessungen werden an fünf Punkten entlang der Hauptnierenarterien durchgeführt. Die normale Spitzengeschwindigkeit liegt zwischen 50 und 160 cm/s.

Bei 20 % der Patienten sind zusätzliche Nierenarterien vorhanden. Um diese nicht zu übersehen, sollte die Aorta vom Ursprung der Hauptnierenarterien aus in kranialer und kaudaler Richtung gescannt werden.

Die Nierenarterien können in einem schrägen Coronallängsschnitt visualisiert werden, wobei der Schallkopf entlang der rechten Medioklavikularlinie oder in Querposition beim Scannen der Bauchhöhle positioniert wird.

Die besten Bilder werden erzielt, wenn der Schallkopf in der Mitte zwischen Schwertfortsatz und Bauchnabel platziert wird. Ist die Visualisierung der Aorta durch Gas im Darm behindert, kann der Schallkopf höher auf die subxiphoide Ebene verschoben und nach unten geneigt werden. Alternativ kann der Schallkopf weiter kaudal gescannt und nach oben geneigt werden. Das beste akustische Fenster wird anhand der Position des Gases während der Untersuchung ausgewählt.

Normales Ultraschallbild der Nieren

Bei der Untersuchung des Ursprungs der rechten Nierenarterie im Farbmodus ist in den gewundenen Gefäßen häufig eine Farbinversionszone zu erkennen. Die relativ dunklen Farbtöne helfen, dieses normale Phänomen von der hellen Farbveränderung zu unterscheiden, die durch die Unschärfe aufgrund einer proximalen Nierenarterienstenose entsteht.

Schräge koronale Längsschnitte werden in Linksseitenlage des Patienten angefertigt. Der Schallkopf wird längs entlang der Medioklavikularlinie positioniert. Er wird schräg geneigt, bis die Hohlvene im Längsschnitt erscheint. Erschwert Gas im Darm die Visualisierung, sollte der Schallkopf verschoben und geneigt werden, bis ein zufriedenstellendes akustisches Fenster erreicht ist. Die Aorta wird „hinter“ der Hohlvene dargestellt. Die rechte Nierenarterie verläuft von der Aorta direkt zum Schallkopf. Der Blutfluss zum Schallkopf bewirkt eine deutliche Verschiebung der Dopplerfrequenzen und ein klares Dopplerspektrum. Die linke Nierenarterie, die von der Aorta abgeht, verläuft in die entgegengesetzte Richtung des Schallkopfes. Diese Ebene eignet sich am besten zur Darstellung mehrerer Nierenarterien.

Dopplerspektren von intrarenalen Interlobärarterien

Die Nieren lassen sich am besten im B-Bild darstellen, wenn sich der Patient in Rechts- und Linksseitenlage befindet. Bei den meisten Patienten ist die Darstellung auch in der Standard-Rückenlage möglich. Sobald ein optimales B-Bild vorliegt, aktivieren Sie den Farbmodus und die Duplexsonographie und messen Sie die Widerstandsindexwerte sequenziell im proximalen, mittleren und distalen Drittel der drei Interlobärarterien. Bei Gesunden variieren die Widerstandsindexwerte leicht zwischen einer Niere und beiden Nieren. Der Mittelwert wird aus den Widerstandsindizes für jede Niere berechnet.

Die Werte des Widerstandsindex bei Gesunden hängen vom Alter und der zu messenden Region ab. In der Hauptschlagader sind sie im Hilusbereich (0,65 ± 0,17) höher als in den distaleren kleinen Arterien und in den Interlobärarterien am niedrigsten (0,54 ± 0,20). Vergleichbare Daten können nur durch die Untersuchung von Arterien gleicher Ordnung gewonnen werden. Am besten wählt man Segment- und Interlobärarterien, da diese Gefäße im Bereich des Übergangs von Nierenbecken und Nierenparenchym gut darstellbar sind. Sie liegen meist unterhalb des Sensors und verursachen eine deutliche Verschiebung der Dopplerfrequenzen, wodurch Farb- und Spektralbilder guter Qualität erhalten werden.

Altersbedingte Veränderungen des Widerstandsindex in Nierenarterien

Die Werte des Widerstandsindex sind altersabhängig: Je älter die Person, desto höher sind sie. Bei älteren Patienten ist der Blutfluss „pulsierender“. Durch die interstitielle Fibrose steigt der Widerstand des Nierenblutflusses und die Konzentrationsfunktion nimmt ab.

Faktoren, die die Nierendurchblutung beeinflussen

Das Alter ist nicht der einzige Faktor, der den renalen Gefäßwiderstandsindex beeinflusst. Die Tabelle listet intra- und extrarenale Faktoren auf, die bei der Interpretation der Widerstandsindexwerte berücksichtigt werden müssen. Diese Faktoren kommen bei transplantierten Nieren deutlich häufiger vor als bei nativen Nieren. Wenn sie beidseitig vorhanden sind, haben sie keinen Einfluss auf den Vergleich des Widerstandsindex der rechten und linken Niere bei der Diagnose einer Nierenarterienstenose (RAS).

Grund für den Anstieg	Pathophysiologie des Blutflusswiderstandes
Akutes Nierenversagen	Schwellung der Nieren durch interstitielles Ödem, tubulo-juxtaglomeruläre Umkehrung mit Kontraktion des Mesangiums und Einengung der afferenten Gefäße
Nierenbeckenobstruktion	Interstitielles Ödem aufgrund der Rückfiltration von Flüssigkeit aus den Tubuli in das Interstitium
Extrarenale Kompression	Erhöhter interstitieller Druck aufgrund eines subkapsulären Hämatoms oder einer anderen Masse
Niedriger diastolischer Blutdruck	Defizit der Antriebskraft in der Diastole (z. B. aufgrund einer schweren Aortenklappeninsuffizienz)
Bradykarie	Unzureichender Blutfluss am Ende einer verlängerten Diastole
Interstitielle Narbenbildung	Interstitielle Fibrose oder Sklerose kleiner Arterien, die zu einer Verdünnung der terminalen Arterienäste mit erhöhtem Widerstand gegen den Blutfluss führt
Akute Abstoßung	Interstitielle Abstoßung: Transplantatvergrößerung durch lymphozytäres interstitielles Infiltrat Vaskuläre Abstoßung: erhöhter Widerstand durch Verengung kleiner intrarenaler Arterien
Toxische Wirkungen von Cyclosporin A	Cyclosporin A hat eine vasokonstriktive Wirkung auf die afferenten Gefäße

Eine Verengung des Arterienlumens führt in der Regel zu einer Beschleunigung des Blutflusses. Stenosen von weniger als 50 % bewirken nur eine geringe Beschleunigung; die Geschwindigkeit steigt erst mit zunehmendem Stenosegrad stark an und fällt dann bei einer Stenose von 100 % stark ab. Aufgrund dieser Beschleunigung des Blutflusses werden Stenosen im Doppler-Ultraschall farblich kodiert. Durch hochauflösende Scans lassen sich Turbulenzen in Form eines gelb-grünen Mosaiks erkennen, das sich distal der Stenose ausbreitet. Eine Stenose kann jedoch nicht allein durch Farbdarstellung diagnostiziert werden. In verdächtigen Bereichen sollte ein Spektralbild aufgenommen werden, aus dem die Blutflussgeschwindigkeiten bestimmt werden können.

Ein erfahrener Spezialist (mit über 500 durchgeführten Ultraschall-Doppler-Untersuchungen der Nierenarterien) kann mit modernen Geräten 70–90 % der Nierenarterien darstellen. Die Darstellung weiterer Nierenarterien ist schwieriger und gelingt nur in 20–50 % der Fälle. Ein erfahrener Arzt kann eine vollständige Untersuchung in 30–45 Minuten durchführen.

Typische Ultraschallzeichen einer hochgradigen Nierenarterienstenose sind eine Blutflussbeschleunigung von über 20 cm/s (in dieser Abbildung 438 cm/s) und poststenotische Turbulenzen im Lumen der betroffenen Nierenarterie.

Diagnosekriterien für eine Nierenarterienstenose:

• Maximale Blutflussgeschwindigkeit > 200 cm/s (direktes Zeichen).
• Der Unterschied zwischen dem Widerstandsindex des rechten und linken Punkts beträgt > 0,05 (indirektes Zeichen) – Stenose der Nierenarterie in der Niere mit niedrigem Widerstandsindex.
• Der Widerstandsindex auf jeder Seite ist niedriger als der altersentsprechende Wert – beidseitige Nierenarterienstenose (indirektes Zeichen).
• Anstiegszeit > 70 ms (gemessen in 10 segmentalen Arterien).

Diagnostische Kriterien für Nierenarterienstenose

Ein direktes Zeichen einer Nierenarterienstenose ist eine Erhöhung der Blutflussgeschwindigkeit in der Hauptnierenarterie um mehr als 200 cm/s. Indirekte Zeichen beruhen darauf, dass jede Stenose über 70 % zu Durchblutungsstörungen im poststenotischen Gefäßabschnitt führt. Poststenotische Spitzen sind abgerundet, die maximale Blutflussgeschwindigkeit beträgt in diesem Fall nur 8 cm/s. Dies führt zu einer Abnahme der Widerstandsindexwerte im poststenotischen Abschnitt. Der Vergleich mit der gegenüberliegenden Niere zeigt eine normale Welle in einer der rechten Interlobärarterien.

Distal der Stenose lässt sich eine erhöhte Beschleunigungszeit messen. Dies ist die Zeit vom Beginn der systolischen Beschleunigung bis zum Abflachen der Kurve. Die Suche nach diesen indirekten Stenosezeichen führt zu einer verbesserten Erkennung einer Nierenarterienstenose, selbst wenn die Nierenarterien aufgrund großer Gasmengen im Darm nicht dargestellt werden können.

Bei Patienten mit Vorhofflimmern kann die maximale Blutflussgeschwindigkeit aufgrund von Veränderungen des Schlagvolumens von Herzschlag zu Herzschlag erheblich variieren. Obwohl die Qualität der Farbbilder des Flusses auf beiden Seiten aufgrund der Fettleibigkeit des Patienten in diesem Fall schlecht war, ist klar, dass die maximale Blutflussgeschwindigkeit in der rechten Nierenarterie auf etwa 395 cm/s und in der linken Nierenarterie auf etwa 410 cm/s erhöht ist.

Transplantierte Niere - Forschungsmethode

Die Untersuchungstechnik einer transplantierten Niere sollte berücksichtigen, dass die Arterie und Vene des Transplantats aufgrund der Lage des Transplantats und der Konfiguration der chirurgischen Anastomosen eine ungewöhnlichere Form aufweisen können als die Arterie und Vene der nativen Niere. Die Untersuchung ist in der Regel einfacher als bei der nativen Niere, da das Transplantat näher an der Haut liegt. Moderne Geräte ermöglichen die vollständige Visualisierung von über 95 % aller Transplantatarterien.

Graft-Arterienstenose

Das Transplantat ist eine funktionierende Einzelniere, die eine kompensatorische Hypertrophie aufweisen kann. Da der Nierenblutfluss stark von der Nierenfunktion abhängt, kann kein Schwellenwert der Blutflussgeschwindigkeit, der zur Diagnose einer Nierenarterienstenose ausreicht, wie bei nativen Nieren definiert werden. Bei einem hypertrophierten, funktionierenden Transplantat kann die Blutflussgeschwindigkeit in der nicht-stenotischen Arterie über 250 cm/s liegen. Bei chronischer Funktionsstörung der transplantierten Niere mit Größenverlust kann ein regionaler Anstieg der Blutflussgeschwindigkeit auf bis zu 250 cm/s auf eine signifikante Nierenarterienstenose hinweisen, wenn die Blutflussgeschwindigkeit in den verbleibenden Abschnitten der Arteria basilaris nur 50 cm/s beträgt.

Eine lokale Beschleunigung des Blutflusses um das 2,5-Fache gegenüber dem prästenotischen oder entfernten poststenotischen Wert (z. B. 260 cm/s gegenüber 100 cm/s) ist das erste Anzeichen einer Stenose in der Arterie der transplantierten Niere. Die Sensitivität und Spezifität der Ultraschall-Dopplerographie zur Erkennung von Stenosen liegt bei über 90 %. Im Gegensatz zu nativen Nieren gibt es bei Transplantaten keine indirekten Anzeichen einer Stenose, da die rechte und linke Niere nicht miteinander verglichen werden können und der Blutflusswiderstand von vielen anderen Faktoren abhängt.

Venentransplantatthrombose

Eine vollständige Thrombose der Transplantatvene wird durch die Unfähigkeit erkannt, Venen im Hilusbereich zu erkennen und durch den pathognomonischen bidirektionalen Blutfluss in den intrarenalen Arterien.

Dieses Muster ist das Ergebnis einer maximalen Erhöhung des Blutflusswiderstands durch eine vollständige Nierenvenenthrombose. Der Blutfluss durch die Nierenarterien in der Systole kehrt sich in der Diastole um. Der Blutfluss durch die Nierenarterien sinkt auf Null, und die durchschnittliche Blutflussgeschwindigkeit über einen Herzzyklus ist ebenfalls Null. Dies bedeutet, dass im Dopplerspektrum die Bereiche oberhalb der Basis während Perioden systolischen Blutflusses den Bereichen diastolischen Rückflusses unterhalb der Basis entsprechen. Dieses Muster ist so spezifisch für Transplantatvenenthrombosen, dass seine Visualisierung einen sofortigen chirurgischen Eingriff ohne weitere Untersuchungen erfordert.

Arteriovenöse Fisteln in transplantierten Nieren

Meistens werden sie durch Biopsien verursacht. Die Fistel erscheint in der Farbdopplersonographie als unspezifisches Mosaikmuster aus Rot und Blau. Die Diagnose ist bestätigt, wenn in den zuführenden Arterien ein Widerstandsabfall mit erhöhtem diastolischen Blutfluss und in den drainierenden Venen ein pulsierendes Muster erhöhten Blutflusses festgestellt wird. Patienten mit einer großen Fistel haben bei einer erneuten Biopsie ein hohes Risiko für hämorrhagische Komplikationen.

Transplantatabstoßung

Die Dopplersonographie ist besonders wichtig, um frühe Anzeichen einer Nierentransplantatabstoßung zu erkennen. Ein erhöhter Blutflusswiderstand ist ein frühes Anzeichen einer Abstoßung und geht einer Nierenfunktionsstörung (Kreatininspiegel) um fast zwei Tage voraus. Ein erhöhter Widerstand ist kein spezifisches Zeichen, da verschiedene intra- und extrarenale Faktoren den Widerstandsindex und den Pulsatilitätsindex in der transplantierten Niere erhöhen können.

Der einmalige Nachweis eines erhöhten Resistenzindexes lässt keinen Rückschluss darauf zu, ob dieser auf ein akutes postischämisches Nierenversagen oder eine Transplantatabstoßung zurückzuführen ist. Die Bestimmung eines erhöhten Resistenzindexes über eine Reihe von Studien (alle 3-4 Tage) ist ein zuverlässigerer Indikator für eine Abstoßung als eine einzelne Wertänderung. Da fast alle Studien einen annähernd gleichen diagnostischen Wert für Resistenzindex und Pulsatilitätsindex gezeigt haben, ist ein täglicher Anstieg des Pulsatilitätsindex ein besseres Abstoßungskriterium als der Resistenzindex, da der Pulsatilitätsindex bei Patienten mit konstantem diastolischen Nullblutfluss kleine Veränderungen des systolischen Zuflusses besser widerspiegelt als der Resistenzindex.

Bei einem Anstieg des Pulsationsindex ist eine Transplantatbiopsie ratsam. Eine Biopsie ermöglicht eine frühzeitigere Abklärung einer Transplantatabstoßung und Behandlung.

Wenn der erhöhte Pulsatilitätsindex trotz Behandlung nicht abnimmt, ist die Therapie möglicherweise unzureichend. In solchen Fällen wird eine erneute Biopsie empfohlen, um die Notwendigkeit einer weiteren Immunsuppression zu beurteilen.