Ultraschall/Color Duplex

Mit dieser Methode können alle soliden Organe wie Leber, Milz, Nieren, Schilddrüse, Lymphknoten, Hoden und Weichteile aber auch flüssigkeitsgefüllte Strukturen wie Gallenblase, Harnblase und Blutgefäße dargestellt werden.

Luftgefüllte Organe wie zum Beispiel Magen oder Dick- und Dünndarm können nur selten ausreichend dargestellt werden, da Gas- oder Luftansammlungen im Ultraschall störend wirken.

Allgemeines & physikalische Grundlagen

Schallwellen werden an Grenzflächen teilweise oder ganz reflektiert. Zur Erzeugung von Ultraschallbildern werden eine Serie von Schallwellen ausgesendet und aus den empfangenen Echos lassen sich die Entfernung (Tiefe) und die verschiedenen Grenzflächen zu einem Bild verarbeiten.

Die in der medizinischen Diagnostik verwendeten Frequenzen liegen zwischen 1 und max. 20 MHz. Der Frequenzbereich über 16000 Hz ist für das menschliche Gehör nicht mehr hörbar.

Es gibt verschiedene Ultraschallverfahren

A-(Amplitudenmodulation) Mode:

Die von verschiedenen Grenzflächen zurückkehrenden Echos werden entsprechend der Laufzeit als hintereinandergeschaltete Amplituden dargestellt.

B-(Brightness-Modulation) Mode:

Den verschiedenen Amplituden werden Bildpunkte unterschiedlicher Helligkeit bzw. Graustufen zugeordnet.

M-(Motion) Mode:

Werden mehrere Bildzeilen von B-Mode aneinandergereiht, entsteht ein bewegtes Bild von Organstrukturen.

Color Duplex/Dopplerverfahren (nach Ch. Doppler 1842):

Bewegen sich Schallsender und Empfänger zu einander oder von einander weg, dann ändert sich die Frequenz der empfangenen Schallwellen.

• CW(Continous Wave)-Doppler: Es gibt einen kontinuierlichen Sender und Empfänger. Die zurückkehrenden Echos werden akustisch und optisch dargestellt. Strömungsrichtung und Flußgeschwindigkeit  sind ablesbar. Anwendung in der Gefäßdiagnostik.
• PW(Puls-Wave)-Doppler: Sender und Empfänger sind ein Element und es wird abwechselnd gesendet und empfangen. Bei diesen Geräten kann die Tiefe und das Messvolumen eingestellt und „ortsselektiv“ erfasst werden.

Duplexgeräte:

Ist die Kombination von CW/PW-Doppler mit dem B-Mode Verfahren. Der Dopplerstrahl kann unter Sichtkontrolle eingestellt werden.

FKDS (FarbKodierteDuplexSonographie):

Hier wird zusätzlich zum B-Bild die Frequenzverschiebung in Blutgefäßen elektronisch farblich kodiert. Damit werden Turbulenzen und Strömungsbeschleunigungen farblich erkennbar.

Schallköpfe (Applikatoren):

Abhängig vom zu untersuchenden Organ bzw. Region werden verschiedene Schallköpfe verwendet:

• Linear
• Konvex (Curved-array)
• Sektor

Hochfrequenter Ultraschall (2,5-10 MHz) wird auf Gewebe eingestrahlt, in dem es an Grenzflächen zu Reflexionen kommt. Aus den reflektierten Ultraschallwellen werden, tiefen- und intensitätskodiert, 2-dimensionale Grauwert-Bilder berechnet (=B-Bild-Sonographie).
 

Abb1.: Kalkplaques an der Carotisbifurkation im Color-Duplex

Zusätzlich wird hochfrequenter Ultraschall (4 bzw. 8 MHz) innerhalb eines beliebigen Messfeldes diskontinuierlich (multi-gated-pulsed-doppler) eingestrahlt, der an Erythrozyten reflektiert wird. Da die Erythrozyten in Bewegung sind (Blutfluss), kommt es zu einer der Blutflussgeschwindigkeit proportionalen Frequenzverschiebung (Doppler-Effekt!), die farbig kodiert wiedergegeben wird.

Allerdings erlaubt die Farbdarstellung keine quantitative Aussage, deshalb ist die zusätzliche Darstellung des Frequenzspektrums erforderlich, was mit der Zuschaltung eines gezielt platzierbaren pulsed-wave-Doppler-Messfeldes möglich ist (Triplex-mode).

Der Vorteil gegenüber dem continuous-wave-Doppler liegt dabei in der steuerbaren Eindringtiefe des Ultraschalles, wodurch die selektive Beschallung und Untersuchung gewünschter Gefäße OHNE Überlagerung z.B. danebenliegender Venen ermöglicht wird (z.B. Untersuchung der ACI OHNE Überlagerung durch V. jugularis interna).