Grundlagen der Schilddrüse und des Ultraschalls. Ultraschallgeräte. E. Petnehazy. Sender und Empfänger von Schallwellen

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1 Grundlagen der Schilddrüse und des Ultraschalls E. Petnehazy Schilddrüsenambulanz der Internen Abteilung Krankenhaus der Barmherzigen Brüder Graz- Eggenberg Ultraschallgeräte Sender und Empfänger von Schallwellen 1

2 Prinzip Ultraschall Sender und Empfänger von Schallwellen Verarbeitung von elektrischen Schwingungen und diese als optische Signale sichtbar machen Akustische Eigenschaften von menschlichem Gewebe werden in optische umgesetzt Je stärker das Echo desto heller das Bild Frequenz 1-10 MHz, (5-) 7,5 MHz für die Schilddrüse Ultraschall Beruht auf Ausbreitung und Reflexion von Schallwellen Longitudinale Schallwellen > 20 khz, die das durchschallte Medium komprimieren und expandieren An Grenzflächen von Medien ganze oder teilweise Reflexion der Schallwellen Impuls-Echo-Verfahren Aussendung einer kurzen Serie von Ultraschallwellen Dauer bis zum Eintreffen des an einer Grenzfläche reflektierten Echos wird gemessen Auflösungsvermögen steigt mit kurzwelligem Schall Eindringtiefe sinkt 2

3 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 Doppler-Effekt Bewegen sich Schallsender und Reflektor aufeinander zu, so ändert sich die Frequenz der empfangenen Schallwellen Farbdoppler (Blutfluß ortselektiv erfaßt, meßbare Frequenzverschiebungen in Blutgefäßen) Reflexion Ultraschall wird an Grenzflächen reflektiert Sonographischer Bildaufbau entsprechend der Anatomie Bei zunehmendem Schallwiderstand höherer Reflexionsgrad bis zur totalen Reflexion bei großen Dichteunterschieden (Knochen, Kalk, Luft) Ungerichtete Reflexion = Streuung 3

4 Signaldarstellung A-Mode: Simpelste Form (Amplitudenmodulation) B-Mode: Zweidimensionales Schnittbild, Zeilenförmig in Graustufen wie Fernsehbild aufgebaut unterschiedl. Echointensitäten als Bildpunkte unterschiedl. Dichte zu Helligkeits- oder Graustufen verarbeitet M-Mode: Orts-Zeit Diagramm einer Zeile aus dem B-Mode (Time-Motion Verfahren) = Registrierung von Bewegungsabläufen Schallkopf Gleichzeitig Sender und Empfänger Linearer Schallkopf Geometriegetreue Abbildung Große Auflagefläche Schallkopf Konvexer Schallkopf Größerflächige Bilddarstellung im Tiefenbereich Sektor Schallkopf Mechanisch: Drehung in untersch. Positionen Elektronisch: Phasenverschobene Ansteuerung (Phased Array) 4

5 Ultraschallqualität Abhängig von: - Möglichst hohem Auflösungsvermögen - Ausreichender Eindringtiefe Je höher die Frequenz umso besser die Auflösung - umso geringer jedoch die Eindringtiefe Signalbeeinflussung Bestimmten Frequenzbereichen kann eine max. Eindringtiefe und auch ein Maß für die Auflösung zugeordnet werden. Axiale und laterale Auflösung Fokussierung: Steigerung der Auflösung Signalverarbeitung Preprocessing: beim Empfang der Echos werden die Signalqualität und Auflösung verbessert Postprocessing: Kontrastverstärkung zwischen kleinen (Weichteilgewebe) und großen Signalen (Kalk- od. Knochen) indem Helligkeitsunterschiede (Graustufenbereiche) hervorgehoben oder unterdrückt werden. 5

6 Tiefenausgleich Schallwellen werden im Gewebe durch Absorption gedämpft. D.h später eintreffende Signale aus größerer Tiefe sind schwächer als frühe. TGC-Regelung (time-gain-compensation): der störende Dämpfungseffekt wird behoben (später eintreffende Signale werden höher verstärkt) = gleichmäßig helles Bild in jeder Tiefe Gesamtverstärkung (gain) Wie Radiolautsprecherregler Gesamtverstärkung wird verändert wenn Körperumfang od. Gewebebeschaffenheit eine Veränderung über den gesamten Tiefenbereich erfordert Gesamtverstärkung = Empfangsverstärkung Cave: überstrahltes Bild (Übereinstimmung mit Sendeintensität erforderlich US-Geräte Funktionen Ein-/Aus-Schalter Schallkopfauswahl Gain (Verstärkung) TGC (time gain compensation) Fokuswahl Freeze (Standbild) Messungen (d, A, V) Dateneingabe 6

7 Zusammenfassung Schallwellen von 1-10 MHz Piezoelektrische Elemente senden und empfangen Schallimpulse Sonogramme meist im B-Modus Signalbeeinflußung und -verarbeitung (gerätespezifisch) tragen zu besserer Bildqualität bei 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 Anatomie Schmetterlingsförmig Vor und beiderseits der Trachea Dicht unterhalb des Kehlkopfes 2 Lappen durch Isthmus verbunden Aus: Hafferl,Thiel 7

8 Histologie O.Bucher 10.Auflage Labor: (F)T4: (F)T3: TSH: n n n 8

9 Schilddrüsenfunktion TSH ist der sensitivste Parameter für eine Schilddrüsenfunktionsstörung Ein normales TSH schließt beim Screening eine Schilddrüsenfunktionsstörung praktisch aus Schilddrüsenhormone: T4 und T3 Schilddrüsen-Antikörper: TPO-Ak, Tg-Ak, TRAK Erkrankungen der Schilddrüse Gestörte Funktion Gestörte Morphologie/Struktur DIAGNOSE der zugrundeliegenden Erkrankung Therapie die Werte sind aber normal Der Motor ist o.k. 9

10 Vorteile der Schilddrüsensonographie Einfache Durchführbarkeit Nicht belastend Durch oberflächliche Lage gut zugänglich Hohe Detailauflösung Herdbefunde minimal 1-3 mm Bildgebende Untersuchung der ersten Wahl Apparative Voraussetzungen B- Mode Ultraschallgerät Linearschallkopf 6 cm bzw. Sektorschallkopf Schallfrequenz MHz 3,5 MHz Sektorschallkopf nur in Einzelfällen für sehr große Strumen erforderlich Schilddrüsen-Morphologie Screeningmethode: Sonographie Gesamtvolumen Herdbefunde (Knoten, Zysten) Echostruktur (Autoimmunerkrankung) Durchblutung Lymphknoten, Nebenschilddrüsen 10

11 Untersuchungsablauf Patient in Rückenlage Leichte Überstreckung der HWS Querschnitt Längsschnitt (leicht schräg: craniolateral-mediocaudal) Isthmus! Volumetrie Herdbefunde (Knoten..) Benachbarte Strukturen Dokumentation 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 11

12 Längsschnitt Leicht schräg: kraniolateral-mediocaudal Durch langsames Kippen des Schallkopfes wird der gesamte Lappen untersucht Immer systematisch: Zuerst rechter, dann linker Lappen 12

13 Bestimmung des Schilddrüsenvolumens Volumen = beide Lappen in ml: Rotationsellipsoid (Korrekturfaktoren 0,479 bzw. 0,53) Für die Routinediagnostik vereinfachte Variante Volumenschätzung : Länge x Breite x Tiefe 2 Unauffällige Schilddrüse Volumetrie 13

14 Schilddrüsenvolumen Sonographie Normalbefund Normal große Schilddrüse Unauffälliges Ultraschallmuster Keine Herdbefunde abgrenzbar Echonormale Schilddrüse Gesunde Schilddrüse Normal große Follikel Dicht und homogen nebeneinander liegende Echos gleichmäßig verteilt 14

15 Verminderte Echogenität Mikrofollikuläre Strukturen Vermehrte Streuung Schwache, feine locker angeordnete Echos Echoarm Echoreich Erhöhte Echogenität Makrofollikuläre Strukturen Vermehrte Reflexion starke grob und dicht gelagerte Echos Echokomplex Inhomogen, gleichzeitig echoreich, echoarm oft schlecht abgrenzbar 15

16 Echofrei Echofreie Zonen mit dorsaler Schallverstärkung Zysten Echodicht mit Schallauslöschung Echodichte Strukturen mit dorsaler Schallauslöschung Kalkherde Herdbefunde Beschreibung: Lokalisation Größe (3 Ebenen) Echogenität Randbegrenzung 16

17 Volumen Befund Lage- und Formbesonderheiten Binnenstruktur Beschreibung von Lokalisation, Größe, Echogenität und Begrenzung von Herdbefunden Beurteilung benachbarter Strukturen ( Lk, NSD, Trachea, Ösophagus) Danke für Ihre Aufmerksamkeit! Thyroid Disease Symptoms 17

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