Sono Physikalische Grundlagen und Artefakte Flashcards
Grenzen, Vorteile des Ultraschallgeräts
Grenzen
1. hinter Luft & Knochen sieht man nichts → Totalreflexion (echofrei)
2. mechanische Barriere → geht nur bestimmte Distanz in die Tiefe
3. Untersucherabhängig
Vorteile
* Rasch verfügbar
* Intervention & Behandlung gleichzeitig
* direkt Resultate
* Funktionale Aussagen (z.B. Sehnen-Beweglichkeit, Darmmotilität, Herzkontraktion)
* günstig
* Keine Strahlung, kaum Kontrastmittel-Nebenwirkungen
Wie Funktioniert Ultraschall, was ist Impedanz?
Kristalle im Schallkopf senden Impuls mit bestimmter Frequenz (1-20 MHz) und empfangen reflektierte Schallwellen aus dem Gewebe. Durch die Zeit (Senden - Empfangen) und die bekannte Schalleitungsgeschwindigkeit -> Entfernung -> Bild.
Impedanz = Wiederstand / Materialeigenschaft die der Ausbreitung von Schallwellen entgegenstehen.;Impedanz = Dichte * Schallleitungsgeschwindigkeit
Impedanzunterschied = Grenzfläche mit versch. Schallleitungsgeschwindigkeit -> Je größer der Impedanzunterschied zwischen zwei Medien ist, desto mehr Schall wird reflektiert.
Starke Echos = hoher Impedanzunterschied = Hell
Schwache Echos = tiefer Impedanzunterschied = dunkel
Mittlere Schallgeschwindigkeit im Gewebe
1.54 m/sek
Auflösung
Axiale Auflösung bis 1mm (nie besser als Wellenlänge der eingesetzten Schallfrequenz)
Laterale Auflösung schlechter, min. 2mm
-> FOKUS
Frequenzdefinition und Auswirkung aufs Bild
Frequenz = Anzahl Schwingungen pro Sekunde
Hohe Absorption der Wellen im Gewebe -> Absorption und Frequenz der Ultraschallwellen sind zueinander proportional
Tiefe Schallfrequenzen dringen tiefer ein, haben schlechtere Auflösung → v.a. für Abdomen (2-6 MHz)
Hohe Frequenzen umgekehrt = hohe Auflösung bei geringer Eindringtiefe → v.a. für Dermatologie (15-20 MHz)
Vorbereitung, darauf achten:
- Raum abdunkeln
- mit Hand an Körper berühren, 1 Hand am Gerät
- Patient bequem, gute Lagerung
- Blase voll, nüchtern
- Einstellungen anschauen
Sonde, Sondentypen
- Konvexsonde: Kompromiss: mittlere Tiefe, mittlere Frequenz (2-5 MHz), mittlere Auflösung (+ Bild etwas verzogen, breiter als in linear) → Abdomen, Retrositus
- Linearsonde: hohe Frequenz (15-20MHz), hohe Auflösung, geringe Tiefe → Gute Darstellung schallkopfnaher, oberflächlicher Strukturen: Hals, Haut, periphere Venen
- Sektor Sonde: tiefe Frequenz (1-4 MHz), grosse Tiefe, geringe Auflösung → kleine Ankopplungsfläche (schwierige Stellen), gute Darstellung schallkopfferne Strukturen: Herz, Fontanellen
Körperachsen
Transversal: Horizontal Oben-Unten
Frontal: Senkrecht Vorne-Hinten
Sagital: Senkrecht Links-Rechts
Bewegungen mit der Sonde
- Verschieben
- Kippen
- Angulieren
- Rotieren
Geräteeinstellungen
- Sonde und Preset wählen
- Gain (Gesamthelligkeit Bild) -> Ziel Gefäss echoleer. ;ggf. Stufengain / TGC (Time gain compensation) → Ziel gleichmässiges Bild zb hinter Blase „Helligkeit” minimieren oder hiter parenchymalen Organen wie Leber (starke Absorption) Helligkeit erhöhen
- Tiefe: Ausschnitt des Bildes ausgewählt mit 2/3 bildfüllendem Untersuchungsbereich -> kleinstmögliche Tiefe wählen
ggf. Zoom -> Bild wird vergrössert, aber Auflösung geht verloren) - Fokus: eher Sondenfern im “interessantesten” Bereich;ggf. mehrere Fokuszonen (Sonde langsam bewegen)
- Frequenz: Hohe Frequenz für mehr Schärfe, Tiefe Frequenz für mehr tiefe (z.B. Adipositas). ggf. Harmonic Imaging (Bessere axiale Auflösung)
- Dynamic Range: Grauwertskala / Bildhärte z.B. hoch = weiches Bild bei der Leber (80-100dB)
- Mechanischer Index: Im Gewebe eintreffende Energie -> tief bei CEUS und Geburtshilfe
Artefakt - Schallschatten
Totalreflexion (Gründe) mit Dorsaler Schallauslöschung (echoarm)
- Luft (zb im Darm)
- Stein (zb Gallenstein → Schallschatten sichtbar)
- Knochen
Artefakt - Interferenz, Streuung
Interferenz = Überlagerung und gegenseitige Beeinflussung von Wellen
Streuung: Treffen Wellen auf inhomogene Medien wird ein teil ungerichtet gestreut
Artefakt - Brechung, Beugung
- Schall wird an Grenzflächen gebrochen wie Licht am Wasser wenn sie schräg auftrifft → Winkel der Transmission und Reflexion ändert sich, das Bild erscheint verzerrt (je grösser der Unterschied der Schallausbreitung der beiden Medien, desto stärker die Brechung);-
- Schallwellen werden an Hindernissen in deren “schatten” gebeugt (deshalb kann man „ums Eck” hören). Je grösser die Wellenlänge desto stärkere Beugung
Artefakt - Randschatten / Tangenteneffekt
- an konvexen Oberflächen wird Schall abgelenkt → es entstehen echofreie Stellen/Schatten
Artefakt - Absorption
Absorption im Gewebe = Mit zunehmender Schichtdicke verringert sich die Intensität
Artefakt - Akustisches Rauschen
Kleine Reflexe (hyperechogen), im schalllkopfnahen Bereich zystischer Strukturen durch Verstärkung oberflächen-naher Strukturen.
Verringerung durch tieferen Gain möglich.
Artefakt - distale Schallverstärkung
- hinter schwach dämpfenden oder schwach reflektierenden Strukturen entsteht verstärkte Transmission (hyperechogen)
Artefakt - Schichtdickenartefakt
→ wenn in einem Hauptstrahl zwei verschiedene Echogenität auf gleicher Höhe auftreten (schräge Grenzfläche), wird ein Mittelwert berechnet und abgebildet.
DD Sludge / Sediment in Gallenblase / Harnblase
Artefakt - Wiederholungsartefakt / Mehrfachreflexion / Reverberation / Kometenschweifartefakt
- Schall zwischen 2 Grenzflächen mit hohem Impedanzsprung oder Schallkopf selbst hin- & hergeworfen
- erste Darstellung ist real, Rest Reflexion (Zeitverzögerung)
z.B. A-Lines Lunge, Harnblase
Artefakt - Bogenartefakt / Nebenkeuleneffekt
An starken Reflektoren ausserhalb / lateral der Schallhauptkeule erfolgt eine Reflexion, welche dann ins Zentrum der Schallhauptkeule verlagert wird.
- es entsteht ein „Bogen”
Artefakt - Spiegelbild
Bei Grenzfläche mit grossem Impedanz Unterschied (z.B. am Zwerchfell) wird die Schallwelle gespiegelt
Artefakt - Entfernungsfehler / Laufzeitfehler
- unterschiedliche Gewebetypen leiten Schall unterschiedlich schnell
- Knorpel leitet schneller als Weichteil → Leber in Schallkopfrichtung verzogen, weil Knorpel der Rippe darüber schneller leitet
Doppler
Messung der Frequenzverschiebung (=Dopplerfrequenz) an einer sich bewegender Struktur durch einen Beschallungswinkel.
- Bewegung zum Schallkopf hin = Frequenz wir höher (Wellenlänge gestaucht) = Rot
- Bewegung vom Schallkopf weg = Frequenz wir tiefer (Wellenlänge auseinandergezogen) = Blau
→ Frequenzverschiebung (Dopplerfrequenz) ist proportional zur Strömungsgeschwindigkeit
→ Frequenzverschiebung ist abhängig vom Winkel, der Flussrichtung, der Frequenz und dem Blutfluss und der Schallgeschwindigkeit.
Dopplerarten
Farbkodierte Duplexsonographie
- 2D B-Bild
- Infos zur Geschwindigkeit und Richtung
- Rot = zu mir / Blau = von mir weg
- Winkelabhängig, Frequenzabhängig
Power Doppler (PD)
- Räumliche Flussdarstellung
- Winkelunabhänigig
- keine Richtungsinformationen = kein Alising
Spektraldoppler
PulsWave
Doppler (PW)
- Flussgeschwindigkeits-messungen in Sample Volume
ContinuousWave Doppler (CW)
- Flussgeschwindigkeits-messung über gesamte Eindringtiefe
- für sehr hohe Geschwindigkeitsmessungen (z.B. Herzklappen)
