10.11.2007

Gutmann Medizinelektronik e.K.

Quantitative Durchblutungsmessung in der funktionellen Gefäßdiagnostik


Heute ist die quantitative Durchblutungsmessung innerhalb der funktionellen Gefäßdiagnostik eine nicht mehr wegzudenkende Methode, die gerade unter dem Gesichtspunkt der Qualitätssicherung eine zentrale Rolle einnimmt.

Dabei sind jedoch die am Markt befindlichen Methoden differenziert zu betrachten. Inzwischen nennen sich viele Diagnosemethoden quantitativ, die Messergebnisse in % und nicht in ml pro 100ml Gewebe je Minute messen.
Als geladener Gastredner konnte der Wissenschaftler Dr.Ing.Jürgen Gutmann auf dem vergangenen Vascular Symposium in Karlsruhe das Thema sehr detailliert und offen beleuchten.

„Für eine wirkliche Qualitätskontrolle sind quantitative Verfahren unabdingbar. Suchen wir im neuen Pschyrembel, so finden wir weder das Wort „Durchblutung“ noch das Wort quantitativ,“ begann Dr. Gutmann seinen Vortrag. „Unter Durchblutung verstehen wir das arterielle Einstromvolumen in ml je 100 ml Gewebe pro Minute. Der Bezug auf 100 ml Gewebe ist notwendig, um unterschiedliche Areale wie z. B. Finger und Wade intra-individuell und gleichartige Areale verschiedener Patienten vergleichen zu können. Die deutschen Physiologen sprachen früher von Weichteilvolumen, weil sie z. B. an Wirkungsgraden der Energieumsetzung interessiert waren. Barbey hat hierzu z. B. die Korrelation zwischen Knochenvolumen und Schuhgröße untersucht. Im englischen Sprachraum versteht man unter „tissue“ das gesamte Gewebe inklusive Knochen. Diese Definition haben wir bei der Festlegung der Standards für unsere Plethysmografen vor 35 Jahren übernommen, denn das Gesamtvolumen kann man direkt messen, während Umrechnungen mit Hilfe von Tabellen nur Fehlerquellen, aber keine besseren Erkenntnisse bringen.
Was ist quantitativ?

Quantitativ ist eine Methode, die ein Ergebnis in Zahlen liefert. Dabei muss die Fehlerbreite wesentlich kleiner als die Qualitätsstufen sein, nach denen Aussagen gemacht werden. Dies wird am Beispiel der Messung der Durchblutungsreserve deutlich. Bei einem Messwert von 10 ml/100ml je Minute, der mit einem maximal möglichen Fehler von +-10% belastet sein kann, liegt das Ergebnis innerhalb des Bereichs „leichte Durchblutungsstörungen“. Kann der Messwert jedoch mit einem Fehler von 30 % belastet sein, so erstreckt sich die Aussage von mittlerer bis keine Durchblutungsstörung und ist daher sinnlos. Für eine zuverlässige Therapiekontrolle ist daher eine geringe Fehlerbreite des Messergebnisses unabdingbar.
Welche Methoden sind zur Messung der Durchblutung verfügbar?

Populär ist die Ultraschalluntersuchung, bei der das B-Bild zur Bestimmung des Gefäßdurchmessers und Beschallungswinkels, und der Doppler zur Bestimmung der Geschwindigkeit eingesetzt wird. Nach der Formel
Stromvolumen [ml/min] = Querschnitt [cm²] x Geschwindigkeit [cm/min]
wird das Stromvolumen in dem beschallten Gefäß berechnet. Hierzu muss man fragen: Was ist der wirksame Querschnitt und welche Geschwindigkeit wird gemessen ?“
„Im Idealfall“, so stellt Dr. Gutmann dar, „haben wir ein überschaubares Strömungsprofil mit den Erythrozyten im Zentralstrom, die von Thrombozyten begleitet werden, und dem Plasma-Randsaum. Die Viskosität hängt ab von der Strömungsgeschwindigkeit des Blutes und der Zusammensetzung der Plasmaproteine. Ist auch nur eine Komponente gestört, so ändert sich das Strömungsprofil. Bei langsamer Geschwindigkeit bilden die Erythrozyten z. B. „Geldrollen“. Wenn wir unterstellen, dass wir mit dem Doppler hauptsächlich die Erythrozyten erfassen, und daran denken, dass diese nur etwa das halbe Volumen des Blutes ausmachen, so müssen wir davon ausgehen, dass Veränderungen des Strömungsprofils erhebliche Messfehler mit sich bringen. Wir kennen weder den wirksamen Querschnitt, noch wissen wir, welche Geschwindigkeit wir messen.“ Selbst wenn das Stromvolumen in einem Gefäß mit hinreichender Genauigkeit bestimmt werden könnte, so könnte keine Aussage über die wirkliche Durchblutung gemacht werden. Denn es ist dann immer noch nicht bekannt, wieviel der Kollateral-Kreislauf zur Durchblutung des Muskels beiträgt. Aber darauf kommt es an, wenn eine Erfolgskontrolle der Therapie erforderlich ist. Auf Grund der aufgeführten und anderer Überlegungen, ist Dr. Gutmann laut eigener Aussage davon überzeugt, dass die Ultraschallmessung der Durchblutung auch in Zukunft keine befriedigenden Ergebnisse bringen wird.

Die Verschluss-Plethysmografie bietet den Vorteil, dass sie die Durchblutung in ml/100ml Gewebe je Minute mit einer Fehlerbreite von ca. 5% gemessen wird. Damit sind Vergleiche zwischen verschiedenen Patienten möglich. Dabei sind die Messergebnisse weitgehend unabhängig vom Können des Untersuchers. Laut Dr. Gutmann gilt die genannte Fehlerbreite allerdings nur, wenn einige technische Voraussetzungen erfüllt sind. „Wenn manche Ärzte der Verschluss-Plethysmografie skeptisch gegenüberstehen, so ist dies häufig darauf zurückzuführen, dass eine große Begriffsverwirrung herrscht, was ein wirklicher Verschluss-Plethysmograf leisten muss. Es werden z. B. Venenverschluss-Tests angeboten - was immer das sein mag -, die mit unzureichenden Mitteln irgend ein Ergebnis in Prozent liefern, um dem Anwender zu suggerieren, dass er Durchblutung misst.“ Dr. Gutmann macht deutlich, dass das quantitative Messergebnis durch nachfolgend aufgezeigte Gesichtspunkte wesentlich beeinflusst wird. Sobald bei einer Stauung die Kapazität aufgefüllt ist, steigt der Venendruck sehr schnell an, wodurch die weitere Einstrommessung verfälscht wird. Die Dauer der Einstrommessung darf nicht lang andauern. Wird die Durchblutungsreserve (reaktive Hyperämie) bestimmt, so spielt der Zeitfaktor eine zentrale Rolle, denn die Venen dürfen nicht voll laufen.

Wird als Messmedium ein herkömmlicher Whitney-Schlauch verwendet, so können leicht Messfehler bis zu 50 % entstehen. Dr. Gutmann stellte bei einem Beispiel den Unterschied dar. Von Messung zu Messung wurden die Sensoren verkürzt, wodurch der Anlagedruck gegen das Gewebe erhöht wurde. Beim Messschlauch steigt der Messwert zunächst durch die bessere Kopplung zum Gewebe an, um nach Erreichen eines Scheitelpunktes wieder abzufallen. Beim Messfühler bleibt der Messwert jedoch über eine Verkürzung von mehreren Zentimetern gleich und hängt damit nicht vom Zufall ab.
Dr. Gutmann schloss seinen Vortrag mit den bemerkenswerten Worten: „Nachdem ich 40 Jahre lang funktionelle Methoden für die Gefäßdiagnostik und die dazu gehörenden Geräte entwickelt habe, möchte ich Sie bitten, nicht dem Computer blind zu vertrauen, sondern die Messverfahren kritisch zu prüfen. Dann bin ich sicher, dass die Verschluss-Plethysmografie als die Methode für quantitative Messungen eine Zukunft haben wird“.