Dopplersonographie in der Schwangerschaft

Die Dopplersonographie misst bei der Schwangeren das Blutflussmuster in den Uterusarterien sowie die fetalen Blutflüsse in Arterien und Venen. Die Dopplersonographie kann eine drohende Plazentainsuffizienz (mangelnde Funktion des Mutterkuchens) bereits in der 19. bis 22. Schwangerschaftswoche (SSW) erkennen.

Bei der Dopplersonographie (Synonyme: Dopplereffekt-Sonographie, Doppler-Echographie) handelt es sich um ein bildgebendes Verfahren der Medizin, das Flüssigkeitsströme (vor allem den Blutfluss) dynamisch darstellen kann. Sie dient zur Beurteilung der Blutflussgeschwindigkeit und in der Kardiologie zur Diagnostik von Herz- und Herzklappenfehlern. Besonders bei pathologischen Gefäßerscheinungen stellt die dopplersonographische Untersuchung die Basis des diagnostischen Vorgehens dar, da sowohl die Geschwindigkeitsverteilung im jeweiligen Gefäßabschnitt beurteilt wird als auch eine genaue Darstellung der Strömungsrichtung erfolgen kann. Des Weiteren wird es durch die Dopplersonographie möglich, die zeitliche Veränderung der Geschwindigkeit des Blutflusses wiederzugeben. Aus den so erhaltenen Faktoren lassen sich anschließend die Volumenstromstärke und die pathophysiologisch wichtigen Strömungswiderstände berechnen. Neben der diagnostischen Bedeutung des Verfahrens in der Angiologie spielt die dopplersonographische Untersuchung auch eine entscheidende Rolle in der Geburtshilfe und der Gynäkologie.

Beurteilbare Strukturen

• Uterusarterien: Beurteilung des Widerstandsindex (Resistance Index, RI) und der Pulsatilitätsindex (PI) zur Erkennung einer drohenden Plazentainsuffizienz (Mutterkuchenschwäche).
• Nabelschnurarterien und -venen: Einschätzung der fetalen Blutversorgung und des Austausches von Nährstoffen und Sauerstoff.
• Fetale Aorta und cerebrale Arterien: Beurteilung der Blutflussverteilung zwischen Körper und Gehirn zur Erkennung von Anpassungsmechanismen bei Plazentainsuffizienz.
• Ductus venosus: Beurteilung des Blutflusses, der direkt das fetale Herz erreicht, um die kardiale Funktion und den venösen Rückfluss zu bewerten.

Indikationen (Anwendungsgebiete)

• Erstgebärenden
• Mehrlingsschwangerschaften
• Kindlicher Mangelentwicklung oder Schwangerschaftsgestose in einer vorangegangenen Schwangerschaft
• Erkrankungen der Mutter wie beispielsweise Hypertonie (Bluthochdruck), Diabetes mellitus, Nierenerkrankungen und Autoimmunerkrankungen
• Störungen der Fruchtwassermenge – Oligohydramnie (Fruchtwassermenge < 500 ml) oder Polyhydramnie (Fruchtwassermenge > 2 l)
• Verdacht auf Plazentainsuffizienz (mangelnde Funktion des Mutterkuchens) bzw. Beurteilung der Plazenta (Struktur, Größe etc.)
• Fetale Wachstumsretardierung (kindliche Wachstumsverzögerung; fetale Wachstumsrestriktion)
• Auffällige kindliche Herztonmustern (CTG)
• Bereits aufgetretener Gestose

Beachte: Gemäß der Leitlinie "Konsultationsfassung: Fetale Überwachung (Indikation und Methodik zur fetalen Zustandsdiagnostik in der Schwangerschaft) kommen die Autoren nach der Auswertung der vorhandenen Evidenz zum Schluss, dass die Dopplersonographie und CTG bei Low-Risko-Schwangerschaft nicht notwendig sind.

Vor der Untersuchung

• Anamnese und Risikobewertung: Erfassung vorbestehender mütterlicher Erkrankungen, wie Hypertonie oder Diabetes, sowie frühere Schwangerschaftskomplikationen.
• Aufklärung: Erläuterung des Verfahrens, der Bedeutung der Ergebnisse und möglicher Konsequenzen abnormer Befunde für die weitere Schwangerschaftsbetreuung.

Das Verfahren

Die Dopplersonographie beruht auf dem Prinzip, dass Ultraschallwellen mit einer definierten Frequenz ins Gewebe ausgesendet werden und sich dort an zirkulierenden Erythrozyten (rote Blutkörperchen) streuen. Aufgrund dieser Streuung gelangt ein Teil der Ultraschallwellen zurück zum Schallkopf, der somit einerseits als Sender und andererseits auch als Empfänger der Schallwellen dient. Die Erythrozyten fungieren somit als Grenzfläche, an denen die Schallwellen reflektiert werden, sodass ein Frequenzanstieg bei Entfernungsabnahme des Schallkopfes zur Grenzfläche erfolgt und bei Entfernungszunahme die Frequenz abfällt. Die sogenannten Dopplereffekte treten allerdings nicht nur im fließenden Blut, sondern auch an weiteren sich bewegenden organischen Strukturen auf, wie beispielsweise an Gefäßwänden.

Die Dopplersonographie gliedert sich in mehrere Techniken:

• Einkanalige Dopplerverfahren: Bei dieser Methode wird von dem Dopplersystem ein einziger Schallstrahl ausgesendet, sodass die hieraus resultierenden Daten ausschließlich aus dem Gefäßstrukturenschnitt entstehen, durch den der Strahl hindurchgeht.
  • Continuous-Wave (CW-) Dopplersonographie: Als Untergruppen der einkanaligen Dopplerverfahren stellt dieses System die einfachste Methode dar, mit der kontinuierlich über die gesamte Eindringtiefe des Ultraschalls Daten über den Blutfluss gesammelt werden können. Jeder Schallkopf besitzt getrennte Schallelemente für Schalltransmission und Schallempfang. Die kontinuierliche Informationsaufnahme wird dadurch möglich, dass Sender und Empfänger im Schallkopf parallel und kontinuierlich nebeneinander arbeiten. Eine räumliche Zuordnung ist bei diesem Verfahren jedoch nicht möglich. Als Vorteil dieses Verfahrens ist jedoch zu sehen, dass die Bestimmung hoher Strömungsgeschwindigkeiten möglich ist.
  • Pulsed-Wave (PW-) Dopplersonographie: Als weitere Untergruppe der einkanaligen Dopplerverfahren ist mit diesem System im Gegensatz zur CW-Dopplersonographie eine ortsselektive Geschwindigkeitsmessung möglich. Im gepulsten Dopplerbetrieb wird ein elektronisches Messfenster erzeugt, mit dem in einer definierten Tiefe im Gewebe die Strömungsgeschwindigkeit der Erythrozyten gemessen wird, die durch das Messfenster fließen. Anders als beim CW-Dopplerverfahren erfolgt die Informationsübermittlung über Impulse und nicht kontinuierlich.
• Mehrkanalige Dopplerverfahren (Synonyme: Farbdopplersonographie, farbkodierte Dopplersonographie, farbkodierte Duplexsonographie; Kombination aus B-Bild mit PW-Doppler/Pulse Wave Doppler): Bei dieser Technik befinden sich wie in der CW-Dopplersonographie der Schalltransmitter und der Schallempfänger als getrennte Strukturen im Schallkopf. Als Unterschied ist jedoch zu sehen, dass sich eine Vielzahl von Transmittern und Empfängern in jedem Schallkopf befinden. Das Aussenden und Empfangen der Ultraschallwellen erfolgt nicht zeitgleich, sodass die vielen Schallstrahlen Informationen aus einem dreidimensionalen Schnittbild sammeln können. Alle Mehrkanalsysteme arbeiten im gepulsten Dopplerbetrieb. Das Erfassen von Informationen wird durch die begrenzte Anzahl von Auswertungskanälen im Dopplersonographen eingeschränkt. Durch die große Anzahl an Schallwellen ist eine genaue Lokalisation der Informationsquellen gewährleistet. Aufgrund der funktionellen Eigenschaften des Verfahrens dient es zur Abschätzung möglicher Strömungsturbulenzen mithilfe einer Farbkodierung, bei der in Farbtönen von rot und blau verschiedene Strömungsgeschwindigkeiten dargestellt werden können. Die Turbulenzen selbst werden in grün dargestellt. 

Bei der Dopplersonographie zur Feststellung einer Plazentainsuffizienz (Mutterkuchenschwäche; ungenügende Funktion des Mutterkuchens) sind das uteroplazentare (Gebärmutter und Mutterkuchen betreffende) Strombett (Aa. uterinae), die Nabelschnurgefäße, die fetale Aorta (kindliche Hauptschlagader), die Aa. cerebri mediae (mittlere Gehirnschlagader) und der Ductus venosus (kindliche Kurzschlussverbindung zwischen der linken Leberpfortader und der unteren Hohlvene) von klinischer Relevanz. Gemessen werden:

• RI (Resistance Index; RI-Wert; Gefäßwiderstand)
• A/B-Ratio (wird aus den beiden uterinen Arterien errechnet)
• PI (Pulsatilitätsindex)
• AEDF (absent enddiastolic flow)
• REDF (reverse enddiastolic flow) gemessen.

Bei einer frühen fetalen Wachstumsrestriktion (FGR) (IUGR, intrauterine growth restriction) können bei nachfolgenden Gefäßen Dopplerpathologien vorliegen:

• Arteria umbilicalis (UA; Nabelarterie)
• Arteriae uterinae (UtA; Gebärmutterarterien)
• Ductus venosus (s. o.)

Bei einer späten fetalen WAchstumsrestriktion ("Late onset FGR") nach der 32 SSW) können bei nachfolgenden Gefäßen Dopplerpathologien vorliegen:

• Arteriae uterinae;(UtA)
• Cerebroplazentare Ratio (CPR)

Bei Vorliegen einer gestörten uteroplazentaren Perfusion zum Zeitpunkt der 19. bis zur 22. SSW kann eine fetale Wachstumsrestriktion mit einer Sensitivität (Prozentsatz erkrankter Patienten, bei denen die Krankheit durch die Anwendung des Verfahrens erkannt wird, d. h. ein positiver Befund auftritt) von 15-70 % und mit einer Spezifität (Wahrscheinlichkeit, dass tatsächlich Gesunde, die nicht an der betreffenden Erkrankung leiden, im Test auch als gesund erkannt werden)von bis zu 95 % erkannt werden [1].

Auffällige Blutflussmuster (pathologischer Flow) können Hinweise auf eine fetale Minder- beziehungsweise Mangelversorgung geben, sodass rechtzeitig eine vorzeitige Entbindung durchgeführt werden kann.

Dopplersonographische Kontrollen bei fetaler Wachstumsrestriktion und geburtshilfliches Management [mod. nach 5]

SSW (Schwangerschaftswoche)

Mögliche Befunde

• Normale Flussmuster: Hinweis auf eine unauffällige fetale Entwicklung und Plazentafunktion.
• Gestörte Flussmuster (erhöhter RI/PI, AEDF, REDF): Anzeichen für eine fetale Hypoxie, Plazentainsuffizienz oder drohende Präeklampsie.
• Anpassungsmechanismen: Veränderte Blutflussmuster, die auf eine fetale Kompensation bei verminderter Plazentaleistung hinweisen, wie die Umverteilung des Blutflusses zum Gehirn (Brain-Sparing-Effekt).

Diese umfassende Bewertung und Interpretation der Doppleruntersuchungsergebnisse ermöglicht eine frühzeitige Identifikation von Risikoschwangerschaften und die Einleitung gezielter Maßnahmen zur Optimierung der fetalen Gesundheit und des Schwangerschaftsausgangs.

Nach der Untersuchung

• Befundbesprechung: Erläuterung der Dopplerbefunde und deren Bedeutung für die Schwangerschaft.
• Managementplanung: Basierend auf den Ergebnissen, Planung des weiteren Vorgehens hinsichtlich Überwachungsfrequenz, möglicher Interventionen und des Geburtsmanagements.
• Dokumentation und Weiterleitung: Dokumentation der Ergebnisse und Kommunikation mit anderen betreuenden Fachkräften.

Literatur

1. Cnossen J S et al.: Use of uterine artery Doppler ultrasonography to predict pre-eclampsia and intrauterine growth restriction: a systematic review and bivariable meta-analysis. CMAJ  2008 Mar 11;178(6):701-11. doi: 10.1503/cmaj.070430.
2. Huck K: Kursbuch Doppler- und Duplexsonographie. Nach den Richtlinien der DEGUM und der KBV. Georg Thieme Verlag 2015
3. Schmitt R: Bildgebende Diagnostik der Hand. Georg Thieme Verlag 2008
4. Steiner H: Dopplersonographie in Geburtshilfe und Gynäkologie: Leitfaden für die Praxis. Springer Verlag 2007
5. S2k-Leitlinie: Intrauterine Wachstumsrestriktion. (AWMF-Registernummer: 015 - 080), Mai 2017 Langfassung

Leitlinien

1. S2k-Leitlinie: Intrauterine Wachstumsrestriktion. (AWMF-Registernummer: 015 - 080), Mai 2017 Langfassung
2. Faber et al.: Dopplersonographie in der Schwangerschaft – Qualitätsanforderungen der DEGUM und klinischer Einsatz(Teil 2). Thieme Verlag 2021.
3. S3-Leitlinie: Fetale Überwachung in der Schwangerschaft (Indikation und Methodik zur fetalen Zustandsdiagnostik im low-risk Kollektiv). (AWMF-Registernummer: 015 - 089), Februar 2023 Kurzfassung Langfassung