Sonografie in der Neurologie (eBook)

Manfred Kaps, Gerhard-Michael von Reutern, Erwin Peter Stolz, Hans Joachim von Büdingen (Herausgeber)

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2016 | 3. Auflage
304 Seiten
Georg Thieme Verlag KG
978-3-13-201193-9 (ISBN)

Infos

<p><strong>Die komplexe Materie der Neurosonografie - übersichtlich und didaktisch klar gegliedert. Das Grundlagenbuch führt ausführlich in die Untersuchungsmethoden ein. Es beschreibt vollständig und prägnant die Indikationen für eine Neurosonografie einschließlich Befundinterpretation und Differenzialdiagnose sowie deren klinischen Konsequenzen und verweist auf mögliche Fehler.</strong></p> <p>Das Standardwerk komplett neu überarbeitet in der 3. Auflage:</p> <ul> <li>detaillierte Neubearbeitung der Klassifikation extra- und intrakranieller Stenosen,</li> <li>Darstellung neuer technischen Entwicklungen und Untersuchungstechniken (Orbitasonografie, Nerv- und Muskelsonografie, Gefäßwand- und Plaquedarstellung, transkranielle Sonografie),</li> <li>umfangreiche Normwerttabellen.</li> </ul> <p>Das ideale Buch zum Lernen und Nachschlagen für Fachärzte und Weiterbildungsärzte der Neuromedizin sowie zur Vorbereitung auf ein nationales oder internationales Ultraschallzertifikat.</p> <p>Jederzeit zugreifen: Der Inhalt des Buches steht Ihnen ohne weitere Kosten digital in der Wissensplattform eRef zur Verfügung (Zugangscode im Buch). Mit der kostenlosen eRef App haben Sie zahlreiche Inhalte auch offline immer griffbereit.</p>

Inhalt

Manfred Kaps, Gerhard-M. von Reutern Erwin Stolz
Innentitel 4
Impressum 5
Geleitwort der Reihenherausgeber 6
Vorwort der Bandherausgeber 8
Inhalt 10
Anschriften 17
1 Physikalische und technische Grundlagen der Ultraschallanwendung 18
Ultraschallphysik 18
Interaktion von Ultraschall mit Gewebe 19
Ultraschallabschwächung 19
Praktische Konsequenzen für die Gerätebedienung 19
Ultraschallreflexion und -brechung„ 20
Ultraschallstreuung 20
Bildverbesserungstechniken durch Speckle-Reduktion 21
Ultraschallausbreitung in biologischen Geweben 21
Ultraschallerzeugung und -aussendung 22
Richtungscharakteristik und räumliches Auflösungsvermögen von Ultraschall 22
Richtungscharakteristik 22
Räumliches Auflösungs„vermögen von Ultraschall 22
Einstellgröße bei der „Gerätebedienung 24
Doppler-Effekt und Doppler-Geräte 24
Doppler-Effekt 24
Doppler-Geräte 27
Analyse und Darstellung des Doppler-Frequenzspektrums 30
Analysemethoden 30
Darstellungsarten des „Doppler-Frequenzspektrums 31
Messparameter der „Spektrumanalyse 32
Prinzipieller Aufbau und Funktionsweise von Doppler-Geräten 33
Einstellgrößen bei der „Gerätebedienung 34
B-Bild-Sonografie 35
Konventionelles B-Bild-Verfahren„, B-Mode 35
Methoden zur B-Bild-Verbesserung„ 35
Einstellgrößen bei der „Gerätebedienung 36
Schallköpfe für die B-Bild-Darstellung, Scansysteme 38
B-Bild-Artefakte 39
M-Mode-Verfahren 42
Farbduplexsonografie 42
Technisches Prinzip der „richtungssensitiven Frequenz- bzw. Geschwindigkeitskodierung 42
Power-Mode: amplituden- oder intensitätsgewichtete „Darstellung 45
B-Flow-Verfahren 45
Einstellgrößen bei der „Gerätebedienung 46
Artefakte der Farbduplex„sonografie 47
Doppler-Verfahren in der Farbduplexsonografie 49
Farbduplexsonografiesysteme 49
Flussvolumenmessung 49
Echokontrastverstärkung und Bubble-Technologie 50
Grundlagen und „Wirkprinzipien 50
Klinische Anwendungen 52
Sicherheit und messtechnische Besonderheiten beim Einsatz von Echosignalverstärkern 56
Bioeffekte und Sicherheit der diagnostischen Ultraschallanwendung 57
Potenzielle Schädigungsmechanismen 57
Biophysikalische Sicherheitsindizes 58
Empfehlungen zur „Anwendung von diagnostischem Ultraschall 59
2 Anatomie des Hirnkreislaufs 60
Einführung 60
Extrakranielle Hirnarterien 60
Karotissystem 61
Vertebrobasiläres System 63
Intrakranielle Hirnarterien 64
Karotissystem 64
Vertebrobasiläres System 66
Circulus arteriosus cerebri (Willisii) 67
Anatomie der hirndrainierenden Venen 67
Intrakranielle Venen und Sinus 67
Extrakranielle Venen 71
3 Anatomie und Pathologie der Hirngefäßwände 72
Wandaufbau der Hirnarterien 72
Darstellung der normalen Gefäßwand, Intima-Media-Dicke 72
Geräte und Geräte„einstellungen 72
Pathologische Wandveränderungen 73
Arteriosklerose 73
Arteriitis 81
Dissektionen 82
Intraluminale Thromben 86
4 Hämodynamische Grundlagen und Spektrumanalyse der Strömungssignale 88
Allgemeine Hinweise 88
Stromstärke, Druck und Strömungswiderstand 88
Strömungsgeschwindigkeit 88
Laminare, turbulente und gestörte Strömung 89
Laminare Strömung 89
Turbulente Strömung 89
Gestörte Strömung 90
Einfluss der Gefäßgeometrie auf die Strömung 90
Strömungspulskurve 91
Doppler-Strömungskurven 91
Einfluss von Gefäßradius und Strömungswiderstand 91
Einfluss von Herzrhythmus„störungen 94
Einfluss der Gefäßelastizität 94
Einfluss morphologischer und strömungsphysiologischer Variablen auf das Strömungsspektrum (Frequenzzeitspektrum) 95
Maximalfrequenz 95
Diastolische Strömungsgeschwindigkeit, Pulsatilität 96
Bandbreite des Spektrums 96
Qualitative Beschreibung des Strömungsspektrums 98
Normale Spektren 98
Spektren bei gestörter „Strömung 98
5 Untersuchung der extrakraniellen Hirnarterien (Technik, Normalbefunde und Fehlermöglichkeiten) 100
Allgemeine Hinweise 100
Doppler-Sonografie 100
Allgemeines zur „Untersuchungstechnik 100
Differenzierung der einzelnen Halsgefäße 102
Untersuchung der Äste der A. ophthalmica 108
Duplexsonografie der extrakraniellen Hirnarterien 113
Farbduplexsonografie der Karotiden 113
Farbduplexsonografie der Vertebralarterien 118
6 Transkranielle Ultraschalldiagnostik – Untersuchungstechnik und Normalbefunde 120
Allgemeine Hinweise 120
Akustische Schallfenster 120
Temporales Schallfenster 120
Nuchales (foraminales) Schallfenster 122
Methodik der transkraniellen Farbduplexsonografie 123
Die Standarduntersuchung der basalen Hirnarterien 123
pw-Doppler-Sonografie als Teil der TCCS 127
Untersuchungsmethoden der TCCS jenseits der Routine 128
B-Bild-Sonografie des Hirnparenchyms (TCS) 130
Einstellungen 130
Strukturen 130
Methodik der transkraniellen Doppler-Sonografie (TCD) 133
Transtemporale Untersuchung des Circulus arteriosus Willisii 136
Transnuchale „(transforaminale) Untersuchung des vertebro„basilären Systems 139
Transorbitale Untersuchung der A. ophthalmica (AO) und der „A. carotis interna (ACI) 139
Referenzwerte für intrakranielle Arterien und Venen 140
Standardmäßig untersuchte intrakranielle Arterien 141
7 Untersuchung und Krankheitsbilder der hirndrainierenden Venen 142
Untersuchung der V. jugularis interna 142
Thrombosen der V. jugularis interna 142
Ultraschallgesteuerte „Katheterisierung 143
Untersuchung des Klappenapparats der V. jugularis interna 144
Klinische Konsequenzen der Venenklappeninsuffizienz 145
Untersuchung intrakranieller Venen und Sinus 145
Schallfenster 145
Transtemporaler „Untersuchungsgang 146
Weitere Untersuchungsgänge 148
Ultraschallbefunde bei Sinus- und Hirnvenenthrombosen 149
Andere Anwendungen der venösen TCCS 150
8 Stenose- und Verschlusssignale 151
Einleitung 151
Befunde im Stenoseabschnitt 153
Poststenotische Befunde 154
Prästenotische Befunde 154
Rekrutierung nachgeschalteter Kollateralen 154
Hämodynamische Relevanz einer Stenose 154
Variabilität der Strömungsform 155
9 Stenosen und Verschlüsse des extrakraniellen Karotissystems 156
Einführung 156
Verschlüsse der A. carotis interna im Halsabschnitt 156
Befunde im Bereich des Verschlusses 156
Befunde in vor- und „nachgeschalteten Abschnitten 158
Rekanalisation der A. carotis interna 159
Stenosen der A. carotis interna im Halsabschnitt 160
Angiografie und Ultraschalldiagnostik, allgemeine Prinzipien 160
Messung der Strömungsgeschwindigkeit 162
Graduierung von ACI-Stenosen mit der Doppler-Sonografie 164
Präokklusive Stenosen der A. carotis interna 173
Klinische Bedeutung der Bestimmung der Stenosegrade der ACI 175
Besondere diagnostische Probleme: kontralateraler ACI-Verschluss, Tandemstenose 175
Dissektionen der A. carotis interna 176
Zuverlässigkeit der Ultraschalldiagnostik im Bereich der Karotisbifurkation 176
Stenosen und Verschlüsse der A. carotis externa 177
Stenosesignal der ACE 177
Befunde an der „A. supratrochlearis 178
Verschlüsse der A. carotis externa 178
Stenosen und Verschlüsse der A. carotis communis 178
Befunde bei Stenosen und Verschlüssen der A. carotis communis 179
Dissektion der A. carotis communis 180
10 Stenosen und Verschlüsse des vertebrobasilären Systems 181
Allgemeine Hinweise 181
Stenosen und Verschlüsse der A. subclavia 181
Stenosen der A. subclavia 181
Verschluss der A. subclavia 182
Befunde an der A. vertebralis (Steal-Effekte) 183
Stenosen und Verschlüsse des Truncus brachiocephalicus 186
Doppler-Sonografie 186
Farbduplexsonografie 189
Stenosen und Verschlüsse der Vertebralarterien und der A. basilaris 190
Extrakranielle Abschnitte der A. vertebralis 190
Intrakranielle Abschnitte der Aa. vertebrales und der A. basilaris 197
Intrakranielle Befunde bei Stenosen und Verschlüssen der A. subclavia und des Truncus brachiocephalicus 200
11 Extra- und intrakranielle Kollateralsysteme bei extrakraniellen Stenosen und Verschlüssen 203
Kollateralsysteme 203
Bedeutende Kollateral„kreisläufe 203
Funktion der Kollateralen 204
Untersuchung der „Kollateralen 204
Hämodynamik der Kollateralsysteme 206
Intrakranielle Kollateralen bei Verschlussprozessen der A. carotis interna 206
Kollateralversorgung über die A. communicans anterior (AcomA) 206
Kollateralversorgung über die A. communicans posterior (AcomP) 208
Leptomeningeale „Kollateralen 209
Intrakranielle Kollateralen bei extrakraniellen Verschlussprozessen des vertebrobasilären Systems 209
Bewertung der Effektivität von Kollateralsystemen und klinische Relevanz 211
12 Stenosen und Verschlüsse der intrakraniellen Hirnarterien 212
Allgemeine Hinweise 212
Sonografische Kriterien 212
Stenosen 212
Verschlüsse 214
Indirekte Hinweise auf intrakranielle Stenosen oder Verschlüsse 215
Stenosen und Verschlüsse der distalen A. carotis interna 216
Stenosen 216
Verschlüsse 217
Stenosen und Verschlüsse der A. cerebri media 218
Stenosen 218
Verschlüsse der A. cerebri media 221
Stenosen und Verschlüsse der A. cerebri anterior 222
Stenosen und Verschlüsse der A. cerebri posterior 222
13 Gefäßmalformationen 224
Piale und durale arteriovenöse Malformationen 224
Pathophysiologie „arteriovenöser Kurzschlüsse 224
Arteriovenöse (piale) „Malformationen 224
Arteriovenöse Durafisteln 225
Aneurysmen 227
Glomustumoren 228
14 Funktionelle Doppler-Sonografie 229
Einführung 229
Neurovaskuläre Kopplung 230
Funktionsuntersuchungen im Bereich des Posteriorstromgebiets 230
Zerebrale Autoregulation 232
Leg-Cuff-Methode 233
Kipptischuntersuchungen 233
CO& sub
Prinzip und Überlegungen für die klinische Anwendung 234
Reaktionstypen 234
Klinische Messmethoden 235
Offenes Foramen ovale und Rechts-links-Shunt 236
Häufigkeit und klinische Bedeutung 236
OFO-Test 236
Mikroemboliedetektion 238
Physikalische Grundlagen 238
Technische Grundlagen 239
Praktische Durchführung 241
Klinische Bedeutung 242
15 Verlaufs- und Überwachungsuntersuchungen 244
Allgemeine Hinweise 244
Neurovaskulärer Ultraschall als Screeningmethode 244
Neurovaskulärer Ultraschall im Umfeld der Karotisendarteriektomie 245
Präoperative Diagnostik 245
Intraoperatives „TCD-„Monitoring 245
Frühe postoperative „Verlaufsuntersuchung 246
Langfristige postoperative Verlaufsuntersuchung 247
Intraprozedurales Monitoring bei Angioplastie und Stenteinlage 247
Frühe postinterventionelle Verlaufsuntersuchung 247
Langfristige postinter„ventionelle Verlaufsuntersuchung 248
Neurovaskulärer Ultraschall und asymptomatische Karotisstenosen 249
Intraoperatives Monitoring während herzchirurgischer Eingriffe 249
Gefäßultraschall auf der Stroke-Unit 250
Stellenwert der Neurosonografie im Thrombolysezeitfenster 250
Fast-Track-Untersuchung 250
Verschlussdiagnostik in der Akutphase des Hirninfarkts 250
Verlaufsuntersuchungen beim akuten Hirninfarkt 252
Überwachung des „Lyseerfolgs und möglicher „Komplikationen 252
Klinische Bedeutung des frühen Gefäßbefunds 254
Hirnparenchymbefunde beim akuten Schlaganfall 255
Intrakranielle Blutungen 255
Hirninfarkt 257
Subarachnoidalblutung und Vasospasmus 260
Subarachnoidalblutung 260
Vasospasmen 260
Meningitis und Enzephalitis 262
Intrakranielle Druckerhöhung und zerebraler Kreislaufstillstand 262
Variablen der zerebralen Hämodynamik 262
Hirntoddiagnostik 265
Hirnparenchymsonografie bei Bewegungsstörungen 267
Differenzialdiagnostik 269
Sonografie des Bulbus und des N. opticus 270
Einführung 270
Untersuchungstechnik und Sicherheitshinweise 270
Befunde bei erhöhtem Liquordruck 271
Darstellung der A. centralis retinae 273
16 Nerven- und Muskelsonografie 274
Sonografie bei Erkrankungen des peripheren Nervensystems 274
Untersuchungstechnik 274
Normaler nerven„sonografischer Befund 275
Pathologische Befunde 276
Muskelsonografie 281
Strukturelle „Muskelsonografie 281
Sonomorphologische Darstellung von Faszikulationen 281
17 Normwerte 282
Allgemeine Hinweise 282
Extrakranielle Gefäße 282
Strömungsgeschwindigkeiten extrakranieller Arterien 282
Referenzwerte der ACC-Intima-Media-Dicke bei Normalpersonen ohne klassische Risikofaktoren 282
Gefäßdurchmesser extrakranieller Arterien 283
Widerstandsindizes extrakranieller Arterien 283
Flussvolumen extrakranieller Arterien 283
ACI/ACC-Index 283
Globale zerebrale Zirkulationszeit (ACI-V.-jugularis-interna-Methode) 283
Intrakranielle Gefäße 284
Strömungsgeschwindigkeiten intrakranieller Arterien 284
Widerstandsindizes intrakranieller Arterien 285
ACM/ACC-Index und AB/AV-Index 285
Vasomotorenreserve und Autoregulation 285
Strömungsgeschwindigkeiten intrakranieller Venen und Sinus 285
Referenzwerte für die B-Bild-Sonografie 286
Ventrikelsystem 286
Echogenität der Substantia nigra 286
Referenzwerte für die Orbitasonografie 286
Intraorbitale Gefäße 286
N. opticus und Optikusscheide 286
18 Zitierte und weiterführende Literatur 287
Sachverzeichnis 295

Textauszug

1 Physikalische und technische Grundlagen der Ultraschallanwendung

1.1 Ultraschallphysik

In der Physik werden Transversal- und Longitudinalwellen (Quer- und Längswellen) unterschieden. Bei Transversalwellen erfolgt die Wellenauslenkung senkrecht zur Ausbreitungsrichtung; Beispiele sind die sich ausbreitende Oberflächenwelle nach dem Wurf eines Steins ins Wasser, eine La-Ola-Welle im Fußballstadion oder auch elektromagnetische Wellen. Im Gegensatz dazu erfolgt bei Longitudinalwellen die Auslenkung parallel zur Ausbreitungsrichtung. Der Prototyp hierfür sind Schallwellen, bei denen das Trägermedium der Welle durch periodische Druckschwankungen komprimiert oder expandiert wird.

Definition

Ultraschall

Ultraschall besteht aus Schallwellen, deren Frequenz so hoch ist, dass sie vom menschlichen Ohr nicht mehr wahrgenommen werden können (> 20.000 Hz). Üblicherweise liegen beim medizinischen Ultraschall die Frequenzen zwischen 1 und 20 MHz.

Schalldruckschwankungen führen im Überträgermedium zu einer entsprechenden Bewegung von Materieteilchen in Ausbreitungsrichtung und von ihr weg ( ▶ Abb. 1.1), d.h., die Ausbreitung von Schallwellen ist an das Vorhandensein eines Trägermediums gebunden. Schallwellen im Vakuum gibt es nicht. Schallwellen lassen sich wie andere Wellen auch durch die Größen Frequenz (f), Wellenlänge (λ), Periodendauer (T) und Amplitude (A) beschreiben. Zur Rekapitulation sind die Definitionen der wichtigsten Kenngrößen in ( ▶ Abb. 1.1) zusammengefasst.

Ultraschallparameter.

Abb. 1.1  Schallausbreitung und Kenngrößen. T = Periodendauer, f = Frequenz, λ = Wellenlänge, A = Druckamplitude, p = Schalldruck (Schallwechseldruck).

a Die sich fortpflanzende Druckwelle führt zu einer periodischen Bewegung der Teilchen um deren Ruhelage.

b, c Darstellung relevanter Ultraschallparameter.

Schallausbreitung Wellenlänge und Frequenz verhalten sich umgekehrt proportional, sind aber auch nach Gl. ▶ Formel 1.1 mit der Schallausbreitungsgeschwindigkeit oder kurz Schallgeschwindigkeit (c) verknüpft. Mit steigender Frequenz nimmt die Wellenlänge ab.

 (1.1)

Die Schallgeschwindigkeit (c) hängt entscheidend von Materialeigenschaften ab. Sie ist umso höher, je elastischer das Material und je geringer dessen spezifische Dichte ist, da die Auslenkung der Materieteilchen um die Ruhelage leichter ist.

Wellenwiderstand Jedes Material setzt der Ausbreitung von Schallwellen einen mehr oder weniger starken Widerstand entgegen ( ▶ Tab. 1.1). Analog zum Wechselstromwiderstand bezeichnet man diesen als akustische Impedanz (Z). Die Impedanz nimmt mit steigender spezifischer Dichte (ρ) zu. Sind die Schallwechseldrücke relativ niedrig, gilt ein linearer Zusammenhang nach Gl. ▶ Formel 1.2:

 (1.2)

Mit zunehmendem Schalldruck wird es aber verhältnismäßig immer schwerer, das Trägermedium im Wellenberg zu komprimieren, als es im Wellental zu dilatieren, sodass bei hohen Schalldrücken diese Gleichung nicht mehr anwendbar ist und keine linearen Verhältnisse auftreten.

Weitere Größen Je nach Stärke der Ultraschallwellen können Nierensteine zertrümmert oder Feten im Mutterleib beurteilt werden. Für den sicheren Umgang mit Ultraschall sind folgende Größen von Bedeutung:

• Akustische Energie: Sie wird in Joule (J) angegeben und entspricht der mechanischen Energie, die von der Welle transportiert wird. Sie ist proportional zum Quadrat der Schalldruckamplitude und hängt von Elastizität und Dichte des Materials ab.

• Akustische Leistung: Sie bezeichnet die pro Zeiteinheit transportierte Energie in Watt (W).

• Akustische Intensität: Sie ist definiert als die akustische Energie (E), die senkrecht zur Schallausbreitungsrichtung pro Flächeneinheit transportiert wird. Die Einheit der akustischen Intensität ist W/m2, üblicher ist aber die Angabe in W/cm2.

Merke

Risiko einer Gewebeschädigung

Das Risiko einer Gewebeschädigung durch Ultraschall nimmt mit zunehmender akustischer Leistung und insbesondere steigender Intensität zu (Näheres hierzu s. Kap. ▶ 1.11). Es ist für diagnostischen Ultraschall extrem gering.

Um einen Eindruck von der Bedeutung der Materialeigenschaften für den Ultraschall zu erhalten, gibt ▶ Tab. 1.1 verschiedene wichtige Parameter wieder.

Tab. 1.1 Schallgeschwindigkeit (c), akustische Impedanz (Z), Absorptionskoeffizient (α) und Reflexionskoeffizient (r) in Abhängigkeit vom Material (nach ▶ [34], ▶ [38]).

Medium

c [m/s]

Z [106 kg m–2 s–1]

α [dB cm–1]

r [im Verhältnis zu Wasser]

Wasser

1480

1,48

0,002

0

Blut

1570

1,61

0,2

0,01

Hirngewebe

1540

1,58

0,9

0,029

Fett

1450

1,33

0,6

0,042

Leber

1550

1,65

0,9

0,054

Muskel

1590

1,70

1,5–3,5

0,054

Schädelknochen

4000

7,80

13

0,614

Luft

330

0,00004

1,2

0,999

1.2 Interaktion von Ultraschall mit Gewebe

1.2.1 Ultraschallabschwächung

Bei der Schallausbreitung in einem Medium werden die Schallwellen längs ihres...

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 26.10.2016
• Reihe/Serie: Referenzreihe Neurologie
• Reihe/Serie: Referenzreihe Neurologie
• Verlagsort: Stuttgart
• Sprache: deutsch
• Themenwelt: Medizin / Pharmazie ► Medizinische Fachgebiete ► Neurologie
• Themenwelt: Medizinische Fachgebiete ► Radiologie / Bildgebende Verfahren ► Sonographie / Echokardiographie
• Schlagworte: B-Bild-Sonografie • B-Bild-Sonographie • Duplexsonografie • Duplexsonographie • extrakranielle Hirnarterien • Farbduplexsonografie • Farbduplexsonographie • Karotissystem • Kollateralsysteme • Muskelsonografie • Muskelsonographie • Nervensonografie • Nervensonographie • neurochirurgische Anwendung • neurochirurgische Applikation • Neurologische Intensivstation • neurosonografische Befunde • neurosonographische Befunde • Sonographie • Stenosen • Stenosesignale • transkranielle Sonografie • Ultraschall • vertebrobasiläres System
• ISBN-10: 3-13-201193-2 / 3132011932
• ISBN-13: 978-3-13-201193-9 / 9783132011939