Arterielles System
Durch die großen Arterien wird das Blut schnell im Körper transportiert und verteilt. Dies wird durch die Herzaktionen gewährleistet, welche allerdings durch das diskontinuierlich ausgeworfene Blutvolumen einen pulsatilen Blutfluss verursachen.
Die Windkesselfunktion der Aorta und großen Arterien macht diesen kontinuierlicher, trotzdem sind deutliche Unterschiede zwischen Systole und Diastole erkennbar.
Wenn die Elastizität der Gefäßwände mit dem Alter abnimmt, wird die Blutdruckamplitude höher und damit werden auch die Strömungsgeschwindigkeiten größer. Das liegt vor allem daran, dass durch die geringere Elastizität weniger kinetische Energie gespeichert werden kann.
Die Windkesselfunktion ist auch für die zur Peripherie hin kleiner werdenden Pulsationen verantwortlich, wodurch ein praktisch kontinuierlicher Blutfluss in den Kapillaren ermöglicht wird. Die sehr niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten in den Kapillaren hängen mit dem größeren Gesamtquerschnitt im Gefäßbett zusammen (siehe Hämodynamik).
Es ergeben sich folgende mittlere Strömungsgeschwindigkeiten für Arterien
(Quelle: VON ENGELHARDT, 2015):
- Aorta 40-100 cm/sec
- große Arterien 30-100 cm/sec
- mittlere & kleine Arterien 10-30 cm/sec
- Arteriolen 0,3 cm/sec
- Kapillaren 0,05 cm/sec
Die großen Arterien unterscheiden sich entsprechend der von ihnen zu versorgenden Organe in ihren Dopplerspektren. Man unterteilt sie in sogenannte Hoch- und Niedrigwiderstandsgefäße, sowie eine Zwischenform (high, intermediate & low resistive flow). Dabei gilt zu beachten, dass Widerstandsveränderungen in den Arteriolen eines jeweiligen Organes stattfinden. Sie werden mittels Vasokonstriktion oder Vasodilatation erreicht und ermöglichen eine Durchblutungsregulation, je nach Bedarf des zu versorgenden Organes.
Hochwiderstandsgefäße (high resistive flow):
Hierzu zählen die extremitätenversorgenden Arterien, wie die A. iliaca externa, aber auch die Aorta selbst. Sie zeichnen sich durch einen schnellen, scharfen Anstieg der Strömungsgeschwindigkeit in der Systole aus, wobei nach etwa einem Drittel bereits die Maximalgeschwindigkeiten erreicht werden. Die systolische Spitze schließt dabei in der Regel ein deutliches spektrales Fenster ein.
Danach folgt ein ebenso steiler Abfall bis hin zu einem frühdiastolischen Rückstrom (retrograder Fluss / „reverse flow“). Dieser wird durch den hohen Widerstand des Gefäßbettes der Hintergliedmaßen bedingt, in welchem im Ruhezustand Vasokontriktion vorherrscht.
Anschließend folgt durch die Windkesselfunktion von Aorta und großen Arterien erneut ein kleiner Vorwärtsfluss (antegrader Fluss) in der mittleren bis späten Diastole. Enddiastolisch kann hier ein fehlender Fluss, eine sogenannte endddiastolische Nullströmung, zu beobachten sein.
Die schmale Hüllkurve schließt in der Systole ein deutliches spektrales Fenster ein
Bei entspannten Hunden kann die respiratorische Sinusarrhythmie für größere Abstände zwischen zwei Herzaktionen führen und dadurch zu einer länger andauernden Diastole. Dies zeichnet sich durch einen bis zur nächsten Systole im gleichen Muster abwechselnden Rückstrom und Vorwärtsfluss aus. Die Spitzen werden dabei auf beiden Seiten der Nulllinie stetig kleiner.
Man spricht hier i.d.R. von einer triphasischen Wellenform, welche sowohl Vorwärtsfluss als auch Rückstrom beinhaltet und somit die Nulllinie mehrmals kreuzt. Laut einer aktuellen humanmedizinischen Quelle, welche eine einheitliche Nomenklatur von peripheren arteriellen und venösen Doppler-Wellenformen zum Ziel hat, wäre eine Bezeichnung als multiphasische Wellenform korrekt (KIM et al., 2020).
Niedrigwiderstandsgefäße (low resistive flow):
Hierzu zählen parenchymversorgende Arterien, also solche, die parenchymatöse Organe wie Leber, Milz und Nieren versorgen. Diese Organe benötigen eine konstante Perfusion und haben einen entsprechend niedrigen Widerstand des Gefäßbettes. Dadurch findet sich in den betreffenden Arterien, wie z.B. den Nierenarterien, kein frühdiastolischer Rückstrom oder eine frühdiastolische Einkerbung der Wellenform.
Sie zeichnen sich stattdessen durch einen weniger schnellen Anstieg und Abfall der Strömungsgeschwindigkeiten in der Systole und kontinuierlichen Vorwärtsfluss in der Diastole aus. Die Strömungsgeschwindigkeit nimmt in der Diastole stetig ab, es bleibt aber auch zum Ende der Diastole ein relativ schneller Vorwärtsfluss (antegrade enddiastolische Strömung) bestehen.
Man spricht hier von einer monophasischen Wellenform, weil die Nulllinie nicht gekreuzt wird, der Blutfluss besteht also nur in einer Richtung.
BEACHTE:
Auch in parenchymversorgenden Arterien kann bei Anwendung der "maximum velocity method" ein spektrales Fenster zu sehen sein. In der Regel sind die Arterien aber recht klein und es empfiehlt sich die Anwendung der "uniform insonation method", um alle vorherrschenden Strömungsgeschwindigkeiten zu erfassen. Dann ist kein spektrales Fenster mehr zu sehen und es wird von einem falschen "spectral broadening" gesprochen, denn es handelt sich hier lediglich um ein parabolisches Geschwindigkeitsprofil.
Zwischenform (intermediate resistive flow):
Hierzu zählen Arterien, welche den Magen-Darm-Trakt versorgen, wie die A. celiaca und A. mesenterica cranialis. Hier ändert sich die Charakteristik des Dopplerspektrums je nach Fütterungszustand.
Ist das Tier nüchtern, herrscht vor allem Vasokonstriktion im Gefäßbett und das Dopplerspektrum ähnelt einem Hochwiderstandsfluss. Das heißt es liegt eine triphasische bzw. multiphasische Wellenform vor und gegebenenfalls ist ein kleines spektrales Fenster vorhanden. Außerdem gibt es eine deutliche frühdiastolische Einkerbung der Wellenform bis hin zu einem kleinen Rückfluss und die enddiastolische Strömungsgeschwindigkeit ist niedrig.
Es ist eine triphasische Wellenform mit frühdiastolischem Rückfluss erkennbar
Während der aktiven Verdauung und entsprechender Nährstoffaufnahme herrscht dagegen Vasodilatation im Gefäßbett und das Dopplerspektrum ähnelt einem Niedrigwiderstandsfluss. Hier liegt wiederum eine monophasische Wellenform vor und es besteht nur Vorwärtsfluss (antegrade Flussrichtung) ohne deutliche frühdiastolische Einkerbung der Wellenform. Zudem ist die enddiastolische Strömungsgeschwindigkeit deutlich höher als bei einem nüchternen Tier.