Die Berechnung des intrakardiale Shunt-Verhältnisses Qp/Qs (Verhältnis von pulmonalem zu systemischem Blutfluss) ist eine zentrale Anwendung der Fick-Gleichung in der Diagnostik angeborener und erworbener Herzfehler. Durch die separate Berechnung des pulmonalen und systemischen Herzzeitvolumens ermöglicht die Fick-Methode die Quantifizierung von Links-Rechts- und Rechts-Links-Shunts. Diese Seite erläutert die Berechnungsmethode, die klinische Interpretation und die therapeutische Relevanz.
Qp/Qs-Formeln
Das Shunt-Verhältnis Qp/Qs wird mittels der Fick-Methode berechnet, indem der pulmonale und systemische Blutfluss separat bestimmt werden. Die vereinfachte Formel lautet: Qp/Qs = (SaO₂ − SvO₂) ÷ (PvO₂ − PaO₂), wobei PvO₂ die Pulmonalvenensättigung (typisch ≈ SaO₂ bei fehlendem Rechts-Links-Shunt) und PaO₂ die Pulmonalarteriensättigung ist. Bei rein Links-Rechts-Shunts vereinfacht sich dies zu: Qp/Qs = (SaO₂ − SvO₂) ÷ (SaO₂ − SpA), wobei SpA die Sättigung in der Pulmonalarterie ist.
Die vollständige Fick-basierte Berechnung bestimmt Qp (pulmonaler Fluss) und Qs (systemischer Fluss) separat: Qs = VO₂ ÷ (CaO₂ − CvO₂) und Qp = VO₂ ÷ (CpvO₂ − CpaO₂), wobei CpvO₂ der Pulmonalvenen-Sauerstoffgehalt und CpaO₂ der Pulmonalarterien-Sauerstoffgehalt ist. Das Verhältnis Qp/Qs ergibt sich dann aus der Division.
Für die korrekte SvO₂-Bestimmung bei intrakardialen Shunts muss die gemischtvenöse Sättigung proximal des Shunts bestimmt werden. Bei ASD wird die SvO₂ aus der gewichteten Flamm-Formel berechnet: SvO₂ = (3 × SVC-Sättigung + 1 × IVC-Sättigung) ÷ 4. Bei VSD wird die RA-Sättigung als SvO₂ verwendet, da der Shunt auf Ventrikelebene liegt.
Oxymetrie-Serie und Shunt-Lokalisation
Die Oxymetrie-Serie (Saturation Run) ist das Standardverfahren zur Erkennung und Lokalisation intrakardialer Shunts. Sequenzielle Sättigungsmessungen werden an folgenden Stellen durchgeführt: obere Hohlvene (SVC), untere Hohlvene (IVC), rechter Vorhof (RA, hoch und tief), rechter Ventrikel (RV, Einflusstrakt und Ausflusstrakt), Pulmonalarterie (PA, Hauptstamm) und systemische Arterie.
Ein Links-Rechts-Shunt wird durch einen Sättigungssprung von ≥ 7% (bei RA-Messungen) oder ≥ 5% (bei RV- oder PA-Messungen) zwischen aufeinanderfolgenden Stationen identifiziert. Die Station des Sprungs lokalisiert den Shunt: Sprung auf RA-Ebene deutet auf ASD oder anomale Lungenveneneinmündung hin, auf RV-Ebene auf VSD und auf PA-Ebene auf Ductus arteriosus oder aortopulmonales Fenster.
Ein Rechts-Links-Shunt manifestiert sich durch eine systemische arterielle Entsättigung (SaO₂ < 95%) bei normaler Pulmonalvenensättigung. Die Quantifizierung erfolgt durch Bestimmung des effektiven Blutflusses und der Shunt-Fraktion. In der Praxis koexistieren häufig bidirektionale Shunts, bei denen beide Richtungen separat berechnet werden müssen.
Klinische Interpretation und Interventionsindikation
Ein Qp/Qs von 1,0 bedeutet keinen Netto-Shunt (gleicher pulmonaler und systemischer Fluss). Ein Qp/Qs > 1,5 bei Links-Rechts-Shunt gilt als signifikant und ist typischerweise die Interventionsschwelle für den ASD-Verschluss. Ein Qp/Qs > 2,0 stellt eine klare Indikation für den interventionellen oder chirurgischen Verschluss dar. Die Entscheidung berücksichtigt zusätzlich Symptome, rechtsventrikuläre Dilatation und den pulmonalen Gefäßwiderstand.
Bei gleichzeitiger pulmonaler Hypertonie mit erhöhtem PVR wird die Operabilität mittels des PVR/SVR-Verhältnisses und der Reaktion auf Vasodilatatoren (Vasoreaktivitätsprüfung) beurteilt. Ein PVR/SVR-Verhältnis > 0,67 oder ein PVR > 8 Wood-Einheiten nach maximaler Vasodilatation gilt als Kontraindikation für den Shunt-Verschluss (Eisenmenger-Physiologie).
Die Fick-basierte Shunt-Berechnung ist der Thermodilution für diese Anwendung klar überlegen, da die Thermodilution bei intrakardialen Shunts aufgrund der Indikator-Rezirkulation ungültige Ergebnisse liefert. Die Fick-Methode ist die einzige zuverlässige invasive Methode zur Shunt-Quantifizierung.
Häufig gestellte Fragen
Was bedeutet ein Qp/Qs von 2,0?
Ein Qp/Qs von 2,0 bedeutet, dass der pulmonale Blutfluss doppelt so hoch ist wie der systemische Blutfluss – die Hälfte des pulmonalen Flusses stammt aus dem Shunt (Links-Rechts). Dies stellt eine signifikante hämodynamische Belastung für den rechten Ventrikel und die Lungengefäße dar und ist eine Indikation für den Verschluss des Defekts.
Warum kann die Thermodilution nicht für die Shunt-Berechnung verwendet werden?
Bei intrakardialen Shunts rezirkuliert der Thermodilutionsindikator (kalte Kochsalzlösung) durch den Defekt und erzeugt eine artifizielle Verbreiterung der Verdünnungskurve, was zu ungültigen Ergebnissen führt. Die Fick-Methode, die auf Sauerstoffsättigungsmessungen beruht, ist die einzige zuverlässige invasive Methode zur Shunt-Quantifizierung.
Ab welchem Qp/Qs ist ein ASD-Verschluss indiziert?
Ein Qp/Qs > 1,5 bei einem ASD wird typischerweise als signifikant und interventionsbedürftig betrachtet, insbesondere bei Vorliegen einer rechtsventrikulären Dilatation oder Symptomen. Die endgültige Entscheidung berücksichtigt zusätzlich den pulmonalen Gefäßwiderstand, das Alter des Patienten und Begleiterkrankungen.