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Post on 06-Feb-2018
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Grundlagen des Ultraschalls
Univ. Doz. Dr. Georg ZettinigSchilddrüsenpraxis 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 Strumenerforderlich
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 mikrofolikuläreStrukturen
• Lymphoyten, Entzündungszellen
Echoleer - Zyste
Echoleer
Dorsale Schallverstärkung
Echoreich
• Vermehrte Reflexion an makrofollikulärenStrukturen
• 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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