Grundlagen des Ultraschalls (3.2 MB)

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Grundlagen des Ultraschalls (3.2 MB)

Grundlagen des Ultraschalls

Univ. Doz. Dr. Georg Zettinig

Schilddrüsenpraxis Josefstadt, 1080 Wien


Ultraschall

• Longitudinale Schallwellen > 20 kHz, die

das durchschallte Medium komprimieren

und expandieren

• An Grenzflächen

von Medien ganze

oder teilweise

Reflexion der

Schallwellen


Piezoelektrischer Effekt

• Bestimmte Kristalle und Keramiken

erzeugen beim Anlegen einer

Wechselspannung durch Verformung

(Zusammenziehen/Dehnen) Schallwellen

• Entstandene Ultraschallwelle pflanzt sich

im angekoppelten Medium (Patient)

wellenförmig fort


Impuls-Echo-Verfahren

• Aussendung einer kurzen Serie von

Ultraschallwellen

• Dauer bis zum Eintreffen des an der Grenze

reflektierten Gewebes wird gemessen

• Auflösungsvermögen steigt mit

kurzwelligem Schall

• Eindringtiefe sinkt


Doppler-Effekt

• Bewegen sich Schallsender und Reflektor

aufeinander zu, so ändert sich die Frequenz

der empfangenen Schallwellen

• Farbdoppler


Ultraschall Grundlagen

• Sender: Elektrische-mechanische Wellen

• Empfänger: Mechanische-elektrische

Wellen


Reflexion

• Ultraschall wird an Grenzflächen reflektiert

• Teilweise Reflexion, teilweise Transmission

• Impedanzunterschiede an Grenzflächen führen zu

einer Summe rückläufiger Echosignale

• Daraus sonographischer Bildaufbau entsprechend

der Anatomie

• Bei zunehmendem Schallwiderstand höherer

Reflexionsgrad bis zur totalen Reflexion bei

grossen Dichteunterschieden (Knochen, Kalk,

Luft)


Signaldarstellung

• A-Mode: Simpelste Form

• B-Mode: Zweidimensionales Schnittbild,

Zeilenförmig in Graustufen

• M-Mode: Orts-Zeit Diagramm

einer Zeile aus dem B-Mode

(Time-Motion Verfahren)


Schallkopf - 1

• Gleichzeitig Sender und Empfänger

• Linearer Schallkopf

– Geometriegetreue

Abbildung

– Große Auflagefläche


Schallkopf - 2

• Konvexer Schallkopf

– Größerflächige

Bilddarstellung

im Tiefenbereich

• Sektor Schallkopf

– Mechanisch: Drehung in untersch. Positionen

– Elektronisch: Phasenverschobene Ansteuerung

(Phased Array)


Signalbeeinflussung - 1

• Eindringtiefe und Auflösung

– Frequenzabhängig;

– Für Schilddrüse min. 7.5 MHz

• Axiale Auflösung

– Impuls kann max. 2-3 Wellenlängen in

axiale Richtung ausgesandt werden


Signalbeeinflussung - 2

• Laterale Auflösung

– Schallkeule

– Taillenförmig

konvergierende Fokuszone

• Fokussierung

– Verschiebung der Fokuszone in beliebige

Tiefen durch elektronische Phasenverschiebung

mehrerer Schallquellen


Signalverarbeitung - 1

• Pre-Processing

– Verbesserung der Signalqualität/Fokussierung

beim Empfang des Echos

• Post-Processing

– Bearbeitung durch Änderung der

Graustufenskala

– Kontrastverstärkung zwischen Weichteilen und

Kalk/Knochen


Signalverarbeitung - 2

• Tiefenausgleich - TGC (Time-Gain-

Compression)

– Echosignale aus grosser Tiefe sind schwächer

als die früher eintreffenden

– TGC verstärkt später eintreffende Signale aus

tieferen Schichten

– Schilddrüse kriegt über ganze Abbildungstiefe

ein gleichmäßig helles Bild


Signalverarbeitung - 3

• Gesamtverstärkung (Gain)

– Veränderung über den gesamten Tiefenbereich

– Wie Lautsprecherknopf am Radio

– Zu hoher Gain "überstrahltes Bild"


Was will ich denn

eigentlich sehen?

•Anatomie

• Histologie


Embryologie

• Aus dem Entoderm der Schlundtasche

• In der 7. SSW Wanderung nach kaudal

• Anfangs mit Ductus thyreoglossus mit

Zungengrund verbunden

• Im gesamten Verlauf dystopes

Schilddrüsengewebe möglich

• Lobus pyramidalis: Kaudaler Rest

• Nebenschilddrüsen aus 3. und 4. Schlundtasche


Apparative Voraussetzungen

• B- Mode Ultraschallgerät

• Linearschallkopf 6 cm bzw.

Sektorschallkopf

• Schallfrequenz 7.5 - 12 MHz

• 3,5 MHz Sektorschallkopf nur in

Einzelfällen für sehr grosse Strumen

erforderlich


Qualitätssicherung

• EU- Richtlinie 93/42 EWG (1993)

• Medizinproduktegesetz

• Wiederkehrende sicherheitstechnische

Untersuchung („Elektrobefund“)

• Periodische Wartung

• Testmethoden und Geräteliste: www.oegum.at


Einstellungen - Monitor

• Randstrukturen und Grundhelligkeit müssen

am Monitor differenziert werden können

• Kontrast: Sämtliche Grautöne müssen an

der Grautonskala gut erkennbar sein


Geräte-Einstellungen

• Fokus in den Bereich der Schilddrüse

• Tiefe so dass gesamte Ausdehnung der

Schilddrüse erfasst wird

• Gesamtverstärkung (Gain) so, dass

Überstrahlung vermieden wird

• Erst dann Tiefenausgleich (TGC):

Homogene Echodichte im gesamten

Schilddrüsenparenchym

• Konstante Geräteeinstelungen für

Verlaufskontrollen erforderlich


Untersuchungsablauf

• Rückenlage

• Leicht überstreckter Hals


Querschnitt

• Aufsetzen des Schallkopfes in der mittleren

Halsregion zur ersten Orientierung

• Optimierung der Geräte-Einstellung

• Untersuchung beider Schilddrüsenlappen

von kranial nach kaudal

• Beurteilung des Isthmus


Längsschnitt

• Leicht schräg: kraniolateral-mediocaudal

• Durch langsames Kippen des Schallkopfes

wird der gesamte Lappen untersucht

• Immer systematisch:

Zuerst rechter, dann linker Lappen


Volumetrie

• Berechnung des Volumens jedes einzelnen

Lappens


Volumen

• Berechnung für jeden Lappen:

• Länge x Breite x Tiefe x 0.5

• Frauen: 4 - 18 ml

• Männer: 5 - 25 ml


Echogenität

• Referenzregion Halsmuskulatur

• Vergleich mit Echostruktur der Schilddrüse

• Halsmuskulatur ist echoarm

• Normales Schilddrüsenparenchym im

Vergleich dazu echoreicher

• Homogenität: homogen bzw. inhomogen


Echonormal

• Regelrechte Follikel

• Homogenes Muster; deutlich echoreicher

als Halsmuskulatur


Echoarm

• Vermehrte Streuung durch mikrofolikuläre

Strukturen

• Lymphoyten, Entzündungszellen


Echoleer - Zyste


Echoleer

Dorsale

Schallverstärkung


Echoreich

• Vermehrte Reflexion an makrofollikulären

Strukturen

• Grobe, starke,

dicht gelagerte

Echos


Echokomplex

• Inhomogen, gleichzeitig oft echoarm und

echoreich

• Oft schlecht abgrenzbar


Echodicht

• Kalkspange:

Echodicht;

dorsale Schallauslöschung


Herdbefunde

•Solid/ Zystisch

• Größe (3 Ebenen!)

• Lage

• Echogenität

• Randbegrenzung

•Halo

•Kalk

• Durchblutung


Beurteilung der benachbarten

Strukturen

• Lymphknoten

• Nebenschilddrüsen

• Trachea

• Ösophagus


Befund

• Schilddrüse normal groß / vergrößert / atroph

• Volumen rechts, Volumen links

• Lage und Formbesonderheiten

• Echostruktur

• Beschreibung von Lokalisation, Größe,

Echogenität und Begrenzung von Herdbefunden

• Beurteilung benachbarter Strukturen


Normalbefund

• Schilddrüse normal groß

• Volumen rechts 5 ml, Volumen links 4 ml

• Regelrechte Echostruktur

• Kein Hinweis für Knoten

• Kein Hinweis für vergrösserte

Nebenschilddrüsen

• Halslymphknoten unauffällig

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