Thieme. Farbkodierte Duplexsonographie. Interdisziplinärer vaskulärer Ultraschall. Reinhard Kubale Hubert Stiegler

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1 Farbkodierte Duplexsonographie Interdisziplinärer vaskulärer Ultraschall Reinhard Kubale Hubert Stiegler mit einem Geleitwort von Kurt A.Jäger unter Mitarbeit von Christian Arning Peter Banholzer Georg Becker Stefan Delorme Harry Derouet Ernst Michael Jung Thomas Karasch «Peter-Michael Kiews Joachim Siegert Peter Urban Gottfried Walker Hans-Peter Weskott 977 Abbildungen 81 Tabellen Thieme

2 1 Die Physik und Technik der Ultraschalldiagnoseverfahren... 1 P.-M. Kiews Vorbemerkungen 1 Einleitung 1 Ultraschallverfahren in der Übersicht 2 Allgemeine physikalische Eigenschaften... 7 Entstehung des Ultraschallbildes Allgemeine Übersicht 13 Bild-/Pulswiederholfrequenz, Bildfeldtiefe, Linienanzahl (-dichte) 16 Schallkopf 17 Frequenz" des Schallkopfes 21 Schallfeld 23 Sendefall 23 Frequenz- und Ortsauflösung in der Bildebene im Sendefall 25 Empfangsfall 29 Paralleler Empfang ( multi beam focussing") 30 Bildverarbeitung 31 Doppler-Effekt Das Doppler-Frequenzspektrum Amplitude, Phase, Frequenz 39 Problem der gepulsten Abtastung Aliasing.43 Gewinnung des Doppler-Signals für das Doppler-Spektrum 46 Gewinnung des Doppler-Signals für die FKDS 48 Entstehung des Doppler-Spektrums Fourier-Transformation 50 Intrinsische spektrale Verbreiterung 53 Farbkodierte Duplexsonographie (FKDS/CFM), 54 Bestimmung der mittleren Flussgeschwindigkeit in der FKDS 55 Autokorrelationsverfahren Kreuzkorrelationsverfahren Duplex und Triplex 62 Neuere bildgebende Verfahren Harmonie Imaging Gewebs-Doppler (Tissue-Doppler) 65 Intensitäts-Doppler 65 Compound-Echtzeit-B-Bildverfahren 66 Interpretation der FKDS-Bilder 66 Prinzipieller Aufbau eines Ultraschallgerätes 67 Literatur 69 2 Biologische Wirkung des Ultraschalls P.-M. Kiews 77 Einleitung 71 Definitionen der Intensität 71 Häufig verwandte Intensitätsbegriffe 72 Kavitation und Temperaturerhöhung 74 Richtlinien zur biologischen Sicherheit in der Ultraschalldiagnostik 75 Literatur 76

3 3 Hämodynamische Grundlagen H. Stiegler, P.-M. Kiews Einführung 78 Kontinuierlicher Fluss 78 Physikalische Komponenten Flussprofil im geradlinigen Gefäß mit 78 konstantem Querschnitt 79 Flussprofil bei Gefäßquerschnittsänderung Gestörter Fluss und Turbulenzen Pulsatiler Fluss Entstehung pulsatiler'flusskurven Indizes des peripheren Gefäßwiderstands 83 Flussprofil bei pulsatilem Fluss 83 Turbulenz 83 Hämodynamik an Stenosen 84 Kontinuitätsgesetz und Stenosegradbestimmung 84 Intra- und poststenotische Flussveränderung '.". 86 Hämodynamische Relevanz 88 Interpretation des Doppler-Spektrums 88 Geräteeinstellung 89 Hüllkurven des Doppler-Spektrums Spektrales Fenster Form des Doppler-Frequenzspektrums Empfehlungen zur quantitativen Einschätzung arterieller Stenosen 92 Integrale Strömungsgeschwindigkeit- und Flussvolumenmessung 93 Literatur 94 4 Grundlagen der Ultraschallkontrastmittel J. Siegert 95 Einleitung 95 Physikalische Grundlagen 97 Bedeutung der Echogenitätserhöhung durch US-SV in farbkodierenden Ultraschallverfahren 98 Ultraschallkontrastmittel im Einzelnen SH U 454 (Echovist) 99 SH U 508 (Levovist) 100 Dodekafluoropentanemulsion (Echogen) Octafluoropropan, stabilisiert mit wärmebehandeltem Humanalbumin (Optison) Wässrige Suspension von stabilisierten Schwefelhexafluorid-Mikrobläschen (Sonovue) 101 Experimentelle Untersuchungen zur Darstellung von Ultraschallkontrastmitteln in Duplex-/Doppler-Verfahren 101 Ausblick 104 Literatur 104 Geräteeinstellung, Artefakte R. Kubale, H.-P. Weskott Geräteeinstellung und Untersuchungstechnik 108 Wahl der Schallköpfe Einstellungsparameter zur Optimierung 108 des B-Bildes Einstellparameter zur Optimierung der 109 Flussdarstellung CW-/PW-Doppler mit Spektralanalyse 111 und FKDS 112 Power-Modus B-Flow-Modus Untersuchungstechnik, Limitationen und Artefakte 117 Wahl des Flussdetektionsverfahrens Limitationen und Artefakte Artefakte im B-Bild 119 Artefakte in der Farbkodierung 119 Anhang: Prinzip, Einstelltechnik und Indikationen des B-Flow-Verfahrens 119 Literatur 122

4 Extrakraniale hirnversorgende Arterien C. Arning A. carotis Anatomie, Untersuchungstechnik, Normalbefund Vorbemerkung 123 Normale Anatomie 123 Anatomische Varianten 124 Untersuchungsgang und Normalbefund A. carotis Stenosen 126 Stenosegradabschätzung 126 Stenosemorphologie 129 Stenosen der A. carotis communis 130 Stenosen am Abgang der A. carotis interna 130 Stenosen im mittleren und distalen Abschnitt der A. carotis interna 131 Gefäßschleifen und Knickstenosen 132 A. carotis Gefäßverschlüsse 133 A. carotis besondere Pathologien 135 Dissektion, 135 Takayasu- und Riesenzellarteriitis (Polymyalgia rheumatica, Morbus Horton) 137 Durale AV-Fistel 138 A. vertebralis Anatomie, Untersuchungstechnik, Normalbefund Vorbemerkung 139 Normale Anatomie 139 Untersuchungstechnik 140 Normalbefund 141 Anatomische Varianten 141 A. vertebralis Stenosen 143 Vorbemerkungen 143 Stenosen am Abgang aus der A. subclavia Extrakraniale Stenosen oberhalb 143 des Abgangs Gefäßschleifen und Knickstenosen A. vertebralis Gefäßverschlüsse 146 Subclavian-Stealeffekt 147 A. vertebralis besondere Pathologien Dissektion 149 AV-Fistel 150 Methodenvergleich 150 Literatur Gehirn und Hirngefäße C. Becker 153 Einleitung 153 Ultraschall-Anatomie und häufige Varianten 153 Hirnparenchym 153 Mesenzephale Ebene axiale Schnittführung 153 Pontomesenzephale Ebene axiale Schnittführung 156 Dienzephale Ebene axiale Schnittführung 156 Cella-media-Ebene axiale Schnittführung 157 Weitere Schnittführungen 157 Zerebrale Arterien 158 Arterielles System 159 Farbkodierung der Blutflusssignale 161 Nachweishäufigkeit zerebraler Arterien Winkelkorrigierte Blutflussmessung Zerebrale Venen 162 Normwerte venöser Blutflussgeschwindigkeiten 163 Apparative Voraussetzungen 163 Untersuchungstechnik 164 Transtemporale Untersuchung 164 Untersuchung des Hirnparenchyms Untersuchung der Arterien 165 Untersuchung der Venen 166 Transforaminale (subokzipitale) Untersuchung Transorbitale Untersuchung Ultraschallartefakte 167 Dokumentation 167 Zerebrale Infarkte und Blutungen 168 Zerebraler Infarkt 168 Zerebrale Blutungen 170 Intrazerebrale Blutungen 170 Subarachnoidalblutungen Sub- und Epiduralhämatbm Komplikationen zerebraler Infarkte und Blutungen : 172

5 Wertigkeit der FKDS in der Diagnostik zerebraler Insulte und Blutungen 173 Stenosen 174 Gefäßmalformationen 175 Aneurysmen 175 Arteriovenöse Malformationen (AVM) 176 Kavernome (Hämangiome) 178 Arteriovenöse Fisteln 178 Hydrozephalus 178 Intrakraniale Tumoren 180 Weitere Krankheitsbilder 181 Morbus Parkinson 181 Unipolare Depression 182 Methodenvergleich 183 Literatur Schilddrüse P. Banholzer Einleitung 187 Normale Anatomie und häufige Varianten 187 Dokumentation 188 Untersuchungstechnik 188 Dokumentation 189 Normale Befunde 189 Struma diffusa und fokale Läsionen 190 Endemische Struma diffusa 190 Struma nodosa/knotige Hyperplasie 190 Schilddrüsenadenome Regressive Veränderungen Schilddrüsenmalignome 192 Funktionelle Störungen 194 Hyperthyreose 194 Funktionelle und diffuse Autonomie, autonome Adenome Morbus Basedow Hypothyreose 196 Thyroiditiden 196 Chronisch lymphozytäre Thyroiditis, Hashimoto-Thyroiditis 196 Thyroiditis de Quervain 197 Methodenvergleich 197 FKDS und B-Bild-Sonographie 197 FKDS und Szintigraphie FKDS, Zytologie und Histologie Literatur Aorta und symmetrische Äste (ohne Nierenarterien) R. Kubale, E. M. Jung Einleitung 200 Normale Anatomie und Varianten 200 Dokumentation 201 Untersuchungstechnik 201 Dokumentation 203 Normalbefunde 203 Aorta abdominalis 203 Symmetrische Äste 203 Pathologische Befunde in der FKDS - Übersicht 204 Wandverdickung, Plaque, Stenose und Verschluss 204 Wandverdickung, Plaque und Stenose Verschluss 205 Aneurysma und retroperitoneale Fibröse 205 Aneurysma Übersicht Aneurysma verum Aneurysma dissecans Aneurysma Komplikationen Primäre retroperitoneale Fibröse (Morbus Ormond) 212 Gefäßprothesen und postinterventionelle Kontrollen 212 Präinterventionelle FKDS Postinterventionelle FKDS Methodenvergleich 218 Methoden 218 Klinische Wertigkeit 218 Literatur 220

6 10 Nierenarterien einschließlich Tumoren und Transplantatnieren R. Kubale, H.-P. Weskott 223 Allgemeine Bemerkungen 223 Normale Anatomie 223 Orthotop gelegene Niere 223 Besonderheiten der Transplantatniere Dokumentation 225 Normalbefunde und Varianten 228 Primär vaskuläre Erkrankungen 230 Vorbemerkungen zur renovaskulären Hypertonie 230 Wandverdickungen und Stenosen 230 Direkter Nachweis der Nierenarterienstenose 231 Indirekter Nachweis der Nierenarterienstenose 231 Verschlüsse 234 Aneurysmen und AV-Malformationen 235 Parenchymerkrankungen, akutes Nierenversagen und Obstruktion 236 Niereninsuffizienz, Nierenversagen 236 Abflussbehinderung 236 Entzündliche Nierenerkrankungen 237 Tumoren einschließlich Tumorvaskularisation Benigne Tumoren Angiomyolipom 238 Onkozytom 239 Nierenzysten 240 Nierenzellkarzinom 240 Tumorstaging 241 Kontrolle von Gefäßprothesen 242 Besonderheiten der Transplantatniere Vaskuläre Probleme 243 Primäre Transplantatdysfunktion 244 Sekundäre Dysfunktion 245 Später Funktionsverlust 247 Methodenvergleich 247 Stenosen 247 Weitere Indikationen 249 Literatur Viszerale Arterien R. Kubale 253 Allgemeine Bemerkungen 253 Normale Anatomie, Varianten und Kollateralen 253 Truncus coeliacus und Äste 253 A. mesenterica superior und A. mesenterica inferior 255 Präformierte arterielle Kollateralen 255 Dokumentation 256 Untersuchungsablauf und Geräteeinstellung 256 Dokumentation 258 Normalbefunde 258 Pathologische Befunde Einleitung 260 Plaques, Stenosen und Verschlüsse 261 Arteriosklerose 261 Ligamentum-arcuatum-Syndrom, fibromuskuläre Dysplasie, Tumorkompression 261 Akute und chronische intestinale Ischämie 265 Aneurysmen und AV-Malformationen Aneurysmen 265 Arteriovenöse Fehlbildungen 267 Weitere Indikationen für die FKDS 268 Mitbeteiligung bei systemischen und entzündlichen Erkrankungen 268 Anwendungen in der Gefäßchirurgie und der interventionellen Radiologie 268 Methodenvergleich 270 Literatur 272

7 12 Venen des Abdomens R. Kubale, E. M. Jung Allgemeine Bemerkungen 274 Embryologie des venösen Systems 274 Normale Anatomie, häufige Varianten und Kollateralen 275 V. cava inferior, Vv. lumbales und Beckenvenen 275 Vv. renales und gonadale Venen 277 Portalvenöses und mesenteriales Venensystem 278 Dokumentation Untersuchungstechnik Dokumentation 282 Normalbefunde und häufige Varianten V. cava inferior, Vv. lumbales, Vv. renales, Vv. hepaticae 282 Portales und mesenteriales Venensystem Pathologische Befunde - Einleitung 285 V. cava inferior, Vv. lumbales, renales und ovaricae Pathologien 285 Varianten und Malformationen Stenosen und Verschlüsse, 285 Tumorkompression 286 Umgehungskreisläufe und Varizen 290 V. portae, V. lienalis und Vv. mesentericae superior et inferior Pathologien 290 Varianten und Malformationen 290 Thrombosen, Stenosen und Verschlüsse Methodenvergleich 294 V. cava inferior, Vv. renales, Vv. ovaricae und Vv. lumbales 295 Mesenteriale und splenoportale Achse Literatur Leber und portalvenöses System H.-P. Weskott, R. Kubale Allgemeine Bemerkungen 298 Anatomie und häufige Varianten 298 Untersuchungstechnik, Kontrastmittelgabe, Dokumentation 300 Untersuchungsablauf und Doppler-Messungen 300 Geräteeinstellung und Verfahren zur Flussdetektion 301 Kontrastmitteldiagnostik 302 Dokumentation 306 Normalbefunde und Hämodynamik 306 Normale Befunde und Varianten Hämodynamik Einfluss kardialer Erkrankungen auf die Hämodynamik 310 Gefäßmalformationen 311 Arterielles System 311 Portalvenöses System 311 Hereditäre Hämorrhagische Teleangiektasie (Morbus Osler-Weber-Rendu) 313 Budd-Chiari-Syndrom und venookklusive Erkrankungen 313 Diffuse Lebererkrankungen 314 Dysproportionierte Verfettung, Fettleber und Fettleberhepatitis Akute und chronische Hepatitis 314 Leberzirrhose 315 Lebervenen 315 Portalvene 317 Leberarterien 317 Portale Hypertension 318 Thrombosen der splenoportalen Achse Benigne fokale Leberläsionen 323 Zyste, Abszess, septische Embolie 323 Hämangiom 323 Fokal noduläre Hyperplasie (FNH) 326 Weitere Tumoren 327 Maligne fokale Leberläsionen 327 Primäre Lebertumoren: Hepatozelluläres Karzinom (HCC) 328 Primäre Lebertumoren: Cholangiokarzinom 330 Lebermetastasen 330 Detektion von Leberläsionen 331 Charakterisierung von Metastasen 332 Therapiemonitoring 333

8 Präoperative und präinterventionelle Diagnostik 333 Methodenvergleich 335 Primäre Gefäßerkrankungen der Leber Sekundäre Veränderung am Gefäßsystem bei diffusen Lebererkrankungen 336 Fokale Leberläsionen 337 Metastasendetektion 337 Ausblick 338 Literatur Duplexsonographie des Penis... H. Derouet, R. Kubale 342 Allgemeine Bemerkungen 342 Anatomie, Physiologie der Erektion und Untersuchungstechnik 342 Anatomie des Penis 342 Physiologie der Erektion 344 Dokumentation 344 Normalbefunde und Varianten 345 Pathologische Befunde 348 Arterielle Ursachen der Erektionsstörung Venöse Ursachen der Erektionsstörung Aneurysmen und Malformationen 350 Befundkontrolle nach Therapie 351 Methodenvergleich 351 Literatur Hämodialyseshunt R. Kubale, C. Walker Allgemeine Bemerkungen 353 Anatomie und Shuntvarianten 353 Formen des Dialyseshunts 354 Brescia-Cimino-Shunt eptfe-shunt Weitere prothetische Shunts 356 Dokumentation 356 Klinische Untersuchung und Anamnese Untersuchungsablauf und Geräteeinstellung 357 Dokumentation 359 Normalbefunde 359 Pathologische Befunde Einleitung 360 Stenosen und Verschlüsse 360 Venöser Schenkel und Anastomose Arterieller Schenkel Aneurysmen und perivaskuläre Veränderungen 364 Funktionelle Probleme 366 Anzapfsyndrom und Ischämie Erhöhtes Shuntvolumen Prä- und postinterventionelle Untersuchungen 367 Methodenvergleich 367 Literatur Arterien der oberen Extremität Th. Karasch Allgemeine Bemerkungen 371 Anatomie und Varianten 371 Untersuchungstechnik 374 Voruntersuchungen und apparative Voraussetzungen 374 Patientenlagerung und Position des Untersuchers 375 Untersuchungsablauf 375 Dokumentation 376 Dokumentationsrichtlinien ' 377 Normalbefunde 377

9 Pathologische Befunde Einleitung 379 Klinik der arteriellen Verschlusskrankheit 379 Plaques und Stenosen 381 Plaques Stenosen Verschlüsse 382 Dissektionen, Aneurysmen, AV-Fisteln, Bypässe 385 Dissektionen 385 Aneurysmen 385 Arteriovenöse Fisteln 385 Bypässe 386 Endotheliale Dysfunktion, Entzündungen 386 Endotheliale Dysfunktion Entzündliche Gefäßerkrankungen Thrombangiitis obliterans (Morbus Winiwarter-Buerger) 388 Takayasu-Arteriitis, Horton-Arteriitis Vaskuläre Kompressionssyndrome Fehlerquellen 391 Methodenvergleich 392 Literatur Arterien der unteren Extremität Th. Karasch Allgemeine Bemerkungen 394 Anatomie und Varianten 394 Untersuchungstechnik 396 Voruntersuchungen 396 Apparative Voraussetzungen 396 Patientenlagerung und Position des Untersuchers 396 Untersuchungsablauf 399 Vorgehen: Beckenarterien 400 Vorgehen: Beinarterien 401 Dokumentation 402 Dokumentationsrichtlinien 403 Normalbefunde 404 Beckenarterien Beinarterien Pathologische Befunde - Einleitung 406 Klinik der arteriellen Verschlusskrankheit 406 Stenosen und Verschlüsse der Beckenarterien Stenosen Verschlüsse 412 Dissektionen Aneurysmen Stenosen und Verschlüsse der Beinarterien 414 Stenosen 414 Verschlüsse 415 Unterschenkel- und Fußarterien Dissektionen 417 Aneurysmen 418 Kontrolle lumeneröffnender Maßnahmen 420 Perkutan transluminale Angioplastie (PTA) 420 Gefäßprothesen und Bypässe Stents : Besondere Befundkonstellationen Aneurysma spurium Kompressionstherapie 427 Arteriovenöse Fisteln 428 Arterielle Schleusen 432 Nichtarteriosklerotische, stenosierende Arterienerkrankungen Entzündliche Gefäßerkrankungen Thrombangiitis obliterans (Morbus Winiwarter-Buerer) Takayasu Arteriitis Entrapment-Syndrom 433 Zystische Adventitiadegeneration 434 Fehlerquellen 434 Patientenspezifische Fehlerquellen 435 Technische Fehlerquellen 435 Methodenvergleich Stenosen Verschlüsse 438 Aneurysma spurium 438 Literatur 438

10 18 Venen des Halses und der oberen Extremität H. Stiegler Allgemeine Bemerkungen 444 Normale Anatomie und häufige Varianten 444 Normalbefunde 445 Inspektion und Palpation 445 Untersuchungsablauf 445 Dokumentation 447 Thrombosen der tiefen Schulter- und Armvenen 447 Phlebitis (oberflächliche Venenentzündung) 449 Methodenvergleich 450 Literatur Oberflächliches und tiefes Venensystem der unteren Extremität H. Stiegler Oberflächliche Venen Allgemeine Bemerkungen 451 Oberflächliche Venen - Anatomie und Varianten 451 Epifasziale Stammvenen: V. saphena magna 451 V. saphena parva 452 Transfasziale Venen: Perforansvenen 452 Oberflächliche Venen Untersuchungstechnik, Normalbefunde, Dokumentation 454 Ultraschalluntersuchung: V. saphena magna 454 Ultraschalluntersuchung: V. saphena parva 456 Dokumentation 456 Oberflächliche Venen - Variköse 457 Oberflächliche Venen Rezidiwarikose, Thrombophlebitis 461 Rezidiwarikose 461 Thrombophlebitis 461 Oberflächliche Venen Wertigkeit der FKDS und Methodenvergleich 463 Tiefes Venensystem Allgemeine Bemerkungen 465 Tiefes Venensystem Anatomie und Varianten 465 Venen des Unterschenkels 465 Venen des Oberschenkels Venen des Beckens Venenklappen 467 Tiefes Venensystem Untersuchungstechnik, Normalbefunde, Dokumentation 468 Dokumentation 471 Tiefes Venensystem Erkrankungen der Becken- und Beinvenen 472 Venöse Thrombose 472 Phlegmasia coerulea dolens 473 Postthrombotisches Syndrom 473 Venöse Fehlbildungen 476 Tiefes Venensystem Wertigkeit der FKDS und Methodenvergleich Differenzialdiagnose tiefe 477 Beinvenenthrombose" Vergleich mit anderen Methoden Fehlerquellen der FKDS 479 Literatur 481

11 20 Vaskuläre Malformationen P. Urban Einleitung 483 Definition 483 Klassifikation 483 Untersuchungsziele, -technik und Dokumentation 484 Untersuchungsziele 484 Schallköpfe, Ankopplung 484 Geräteeinstellung 485 Lagerung 485 Untersuchungsgang 486 Seitenvergleich 486 Dokumentation 486 Typische Befunde in der FKDS Vorwiegend arterielle Läsionen Vorwiegend durch AV-Shunts gekennzeichnete Läsionen 489 Vorwiegend venöse Läsionen 489 Vorwiegend lymphatische Läsionen 489 Kombinierte Läsionen 489 Probleme und Wertigkeit der FKDS 496 Probleme der FKDS Stellenwert der FKDS Literatur Tumorvaskularisation S. Delorme Allgemeine Bemerkungen 498 Pathophysiologische Grundlagen 498 Tumorangiogenese, Tumordurchblutung und Substratfluss Therapieansprechen Artdiagnose Metastasierung Therapiemonitoring 500 Methodik 500 Pathologische Befunde 501 Ergebnisse zur Differenzialdiagnostik 501 Ergebnisse zur Krankheitsprognose und zum Therapiemonitoring 504 Methodenvergleich \ 505 Literatur Glossar und Abkürzungen P.-M. Kiews Sachverzeichnis 519