Messen und rechnen mit Ultraschall

Transkript

1 Wer viel misst misst Mist oder Messen und rechnen mit Ultraschall SGUM Fortbildungskongress 2017 Ulrich Thurnheer, Bern

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4 Normwerte Die angegebenen Normwerte unterliegen zum Teil großen Schwankungen und können nur als Anhaltswerte angesehen werden. Zur Wertigkeit siehe auch die einzelnen Organkapitel in Banholzer & Banholzer: BASICS Sonographie 1. Auflage 2011 Elsevier GmbH, Urban & Fischer, München). Gefäße Aorta < 2,5 cm suprarenal, < 2 cm infrarenal Ektasie: 2,5-3 cm Aneurysma: 1,5- bis 2-fache Normalweite in der entsprechenden Höhe Vena cava < 2 cm (< 2,5 cm bei jungen Sportlern) inspiratorische Lumenabnahme Vena portae < 13 mm > 15 mm Verdacht auf portale Hypertension > 17 mm Verdacht auf Ösophagusvarizen Leber Länge in der Medioklavikularlinie: < 13 cm Leberrandwinkel: links< 30, rechts< 45 Leber überragt zwei Drittel der Niere im Flankenschnitt Niere Länge: 9-14 cm Breite: 4-6 cm Tiefe: 4-6 cm Volumen: ml (Länge x Breite x Tiefe) x 0,5. Pathologisch: > 200 ml Parenchymbreite: 1,4-1,8 cm Parenchym-Pyelon-Index (PPI): > 1,6 bei < 30- Jährigen, 1,2-1,6 bei 30- bis 60-Jährigen, 1,1 bei > 60-Jährigen Schrumpfnieren: < 9 cm, < 80 ml Nebenniere Länge: 2-7 cm Dicke: 0,5-1,2 cm Breite: 1,5-4 cm Milz Länge: 11 cm Tiefe: 4 cm Breite: 7 cm Merkzahl: 4711 Magen, Darm Magenantrum Wanddicke: < 8 mm Antrumfläche: < 4 cm 2 Dünndarm Gallenblase Länge: 8-12 cm, Breite: 4-5 cm, große Varianz Wanddicke nüchtern: < 3 mm Gallenwege Ductus hepatocholedochus im Schulter-Nabel-Schnitt (CPC): < 6-9 mm bei funktionsloser Gallenblase, nach Cholezystektomie und bei älteren Patienten: < 11 mm intrahepatisch (Leber-H): < 4 mm intrahepatisch peripher keine sichtbaren Gallenwege (keine Doppelflinten) Pankreas Caput: < 3 cm Korpus: < 2 cm Kauda: < 3 cm Ductus pancreaticus: < 2 mm Wanddicke: 2 mm (gedehnt) Durchmesser: < 25 mm Verdacht auf Ileus: > 25 mm Kolon Wand wegen Luftgehalt überstrahlt nur mit hochfrequenten Schallköpfen (gedehnt) Appendix Querdurchmesser 6 mm, ovale Form Wanddicke 2 mm 2 mm Aus:Banholzer & Banholzer: BASICS Sonographie 1.Auflage 2011 Elsevier GmbH, Urban & Fischer, München

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7 Was halten Sie davon? Resultat auf 1/1000 mm genau geht das? Argumente der Hersteller: Mittelwert aus zahlreichen Messungen je mehr Stichproben, desto genauer der Mittelwert

8 Was halten Sie davon? Weshalb der Aufwand für genaue Messgeräte?

9 Was geschieht im Ultraschallgerät? Bild auf dem Monitor, z.b. 800 x 600 Pixel Definition der Pixelgrösse

10 Was geschieht im Ultraschallgerät? Bild auf dem Monitor, z.b. 800 x 600 Pixel Definition der Pixelgrösse Pixelzählung

11 Was geschieht im Ultraschallgerät? Bild auf dem Monitor, z.b. 800 x 600 Pixel Definition der Pixelgrösse Pixelzählung Px

12 Was geschieht im Ultraschallgerät? Bild auf dem Monitor, z.b. 800 x 600 Pixel Definition der Pixelgrösse Pixelzählung Resultat= Anzahl Pixel x PhysicalDelta Pseudogenau!

13 Blase Volumenbestimmung mit Ultraschall

14 Blase Volumenbestimmung mit Ultraschall

15 Blase Volumenbestimmung mit Ultraschall

16 Kugel Ellipsoid Rotationsellipsoid

17 Volumen Ellipsoid Volumen = 4/3 π a b c (Radius) Volumen = 1/6 π A B C (Durchmesser) Volumen = A B C (Durchmesser)

18 Volumenbestimmung mit Ultraschall Blase Prostata Schilddrüse Milz

19 Volumenbestimmung mit Ultraschall Blase Prostata Schilddrüse Milz Form: kein Ellipsoid Messgenauigkeit? ± 20%, ± 25%?

20 Volumenbestimmung mit Ultraschall Blase Prostata Schilddrüse Milz Form: ± Ellipsoid Kraniokaudale Messung oft unmöglich Messgenauigkeit? ± 10%, ± 20%?

21 Volumenbestimmung mit Ultraschall Blase Prostata Schilddrüse Milz Form: 2 x ± Ellipsoid, Isthmus nicht gemessen Messgenauigkeit? ± 10%, ± 20%?

22 Volumenbestimmung mit Ultraschall Blase Prostata Schilddrüse Milz Form: kein Ellipsoid Messgenauigkeit? ± 10%, ± 20%?

23 Volumenbestimmung mit Ultraschall ca.

24 Auflösungsvermögen Axiale Auflösung abhängig von Frequenz/ Wellenlänge 10 MHz: 0.1 bis 0.2 mm 4 MHz: ca. 0.4 mm Genauere Einzelmessungen sind nicht möglich

25 Auflösungsvermögen Laterale Auflösung abhängig von Breite des Schallstrahls optimal im Fokusbereich schlechter als axiale Auflösung Genauere Einzelmessungen sind nicht möglich

26 Statistik: Wie behilft man sich? Je mehr Stichproben, umso näher liegt der Mittelwert dem wahren Mittel Beispiele: Miracle! Intima- Media - Dicke Elastographie, z.b. ARFI / Fibroscan Mehrfachmessungen pro Patient Messung gültig, wenn IQR* 30% * IQR = Interquartile Range: Perzentile (=50% der Werte) Beispiel einer gültigen Messung: 1.5, 2.0, 3.4, 3.8, 3.9, 4.2, 4.4, 4.6, 7.0, 12 Median = 4.05 IQR

27 Wie behilft man sich? Statistik: Je mehr Stichproben, umso näher liegt der Mittelwert dem wahren Mittel Beispiele: Intima- Media - Dicke Elastographie, z.b. ARFI Mehrfachmessungen pro Patient Messung gültig, wenn IQR* 30% * IQR = Interquartile Range: Perzentile (=50% der Werte) Beispiel einer gültigen Messung: 1.5, 2.0, 3.4, 3.8, 3.9, 4.2, 4.4, 4.6, 7.0, 12 Median = 4.05 IQR für Publikationen verwertet wird der Median, auf zwei/ drei Stellen genau 4.0 (!)

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29 Messunsicherheit 2 Typen: Typ A: Nur von Statistik abhängig (z.b. Zählungen, Populationsstatistiken) Typ B: Verwendung von Messinstrumenten zahlreiche Einflussgrössen

30 Messunsicherheit Einflussgrössen (Beiträge zur Gesamtunsicherheit): Statistik (s.o.) Gerätespezifikation Physikalische Grenzen Ablesefehler Schallleitgeschwindigkeit Druck auf Sonde

31 Messunsicherheit Standardunsicherheit der Messmethode = (Standardunsicherheit der einzelnen Beiträge)²

32 Messunsicherheit Beispiel: Ultraschall, 10 MHz Schätzwert Beitrag zur Unsicherheit Statistik Standardabw mm Ablesefehler 0.05 mm 0.03 mm Auflösung 10 MHz 0.15 mm 0.09 mm Standardunsicherheit 0.2 mm

33 Messunsicherheit Beispiel: Ultraschall, 4 MHz, 5 cm Tiefe Schätzwert Beitrag zur Unsicherheit Statistik σ 0.1 mm Ablesefehler 0.2 mm 0.1 mm Auflösung 4 MHz 0.4 mm 0.23 mm Standardunsicherheit 0.27 mm

34 Messunsicherheit Beispiel: Ultraschall, 4 MHz, 5 cm Tiefe Schätzwert Beitrag zur Unsicherheit Statistik σ 0.1 Ablesefehler 0.2 mm 0.1 Gerätespezifikation 5% = 2.5 mm 1.4 Standardunsicherheit 1.4

35 Messunsicherheit Mehrfachmessungen bei Typ B: Mittelwertbildungen verringern die Messunsicherheit nicht.

36 Statistiken

37 Elastometrie

38 (Trug-) Schlüsse aus Ultraschalldaten Falsche statistische Methoden 3.4. Statistical analysis Data were entered into a Microsoft Excel sheet. The analyses were done by SPSS. All the predictors for the stage of fibrosis (TE and ARFI measurements) were numeric variables, so the mean and standard deviation were calculated. Associations between assay results and fibrosis stage according to the Metavir scoring system (range: 0 4, ordinal scale) were described using the Spearman rank correlation coefficient (ρ). Sporea Hepat Mon 2011

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40 Messunsicherheit

41 Ultraschall in der Medizin 1/ 2014

42 Überinterpretation Abstract vom 3LT 2012 Does the measurement of the difference of resistive indices in spleen and kidney (DI-RISK) allow a selective assessment of chronic kidney injury? DI-RISK is specifically associated with estimated glomerular filtration rate. We introduce DI-RISK as new ultrasound marker which more specifically reflects kidney damage.

43 Die Interpretation basiert auf folgenden statistischen Ergebnissen: p= Patienten r= -0.19

44 Lasst uns spielen

45 Überinterpretation GFR DI- RISK r= -0.2

46 Überinterpretation GFR r= -0.2 DI- RISK Statistische Signifikanz nur wegen grosser Stichprobe Statistisch signifikant heisst nicht gleich relevant

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49 Wie genau können wir die Milz messen? Längenmessung? Volumen?

50 Rufe den Statistiker vor der Datenerhebung, beachte Messunsicherheiten. Wir benötigen eine Statistik der Unsicherheiten. Computer und Statistikprogramme sind dumm, sie machen, was befohlen wird. Statistisch signifikant bedeutet nicht relevant.

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