Ultraschall: Doppler-Sonographie

Zusammenfassende Literatur: (Singer u.a., 2006).

Dopplereffekt:

bei einer relativen Bewegung zwischen Sender und Empfänger einer mechanischen Welle entsteht eine Veränderung der Wellenfrequenz. Dieses physikalische Phänomen wird Dopplereffekt genannt. Der Dopplereffekt entsteht auch bei der Reflexion einer mechanischen Welle an einem bewegten Objekt wie einer Blutsäule (Teilchenbahn). Die Größe der Frequenzänderung ist abhängig von der verwendeten Sendefrequenz f, der Geschwindigkeit der Teilchenbahn v, der Schallgeschwindigkeit c und dem Winkel α zwischen Teilchenbahn und Schallbahn:

(1.3)

Die Größe der Frequenzverschiebung liegt im Bereich der diagnostischen Sonographie zwischen 50 Hz und 15 KHz. Zur genauen Geschwindigkeitsbestimmung ist eine Winkelmessung notwendig. Aufgrund der Cosinus-Funktion ist der Dopplereffekt bei senkrecht auftreffenden Schallstrahl schlecht detektierbar (cos(90 Grad)= 0), ein Winkel unter 60 Grad ist anzustreben.

Schallkopftechnologie der Dopplersonographie:

die Frequenzänderung der ausgestrahlten Wellen an bewegten Objekten wird erfasst und unterschiedlich dargestellt:

CW-Doppler:

continuous wave doppler. Zwei Kristalle ermöglichen einen kontinuierlichen Sende- und Empfangsbetrieb. Nachteilig ist eine fehlende Tiefenselektivität, als Vorteil gilt die genaue Erfassung von sehr hohen Geschwindigkeiten.

PW-Doppler:

pulsed wave doppler. Sende- und Empfangsbetrieb analog zu Puls-Echo-Prinzip (siehe oben), dies ermöglicht eine Tiefenzuordung der Strömungsinformation. Nachteilig ist die ungenaue Erfassung von hohen Geschwindigkeiten.
In der Farbdoppler-Sonographie kann das PW-Verfahren mit dem B-Mode kombiniert werden: üblicherweise werden Strömungen auf den Schallkopf zu Rot dargestellt und Strömungen vom Schallkopf weg Blau.

Power-Doppler:

leistungsabhängige Strömungsdarstellung. Es wird die Energie der Frequenzänderung erfasst. Dies ermöglicht eine flächenhafte Strömungsdarstellung, welche dem B-Mode Bild überlagert werden kann. Es ist weder eine Richtungsdiskriminierung noch eine Analyse der Strömungsgeschwindigkeit möglich, dafür ist der Power-Mode zur Darstellung kleinster Gefäße und langsamer Strömungen geeignet.

Ultraschall-Kontrastmittel:

kann die Sensitivität der Power-Doppler-Untersuchung verstärken. Zur Anwendung gelangt eine wässrige Dispersion kleiner, stabilisierter Gasbläschen.

Darstellungsmodi der Dopplersonographie:

die Frequenzänderung der ausgestrahlten Wellen an bewegten Objekten wird erfasst und unterschiedlich dargestellt:

Analog-Kurve:

in der Einkanal-Technik wird das gesamte Spektrum der Frequenzänderung über einer Zeitachse wiedergegeben. Durch die Beimischung von venösen Signalen kann die arterielle Kurve unter die Nulllinie gezogen werden. In der Zweikanal-Technik können verschiedene Strömungsrichtungen getrennt ermittelt werden.
Analog-Kurvendarstellungen finden sich häufig bei Geräten mit Stiftsonden, aufgrund des unbekannten Winkels zwischen Sonde und Gefäß ist eine Messung der Strömungsgeschwindigkeit nicht möglich.

Frequenzanalyse:

Dopplersignale können hinsichtlich ihres Frequenzspektrums untersucht werden, damit können Turbulenzen, Maximalgeschwindigkeiten und mittlere Geschwindigkeiten nach einer Winkelkorrektur ermittelt werden.
Frequenzanalysen sind die Basis der Doppler-Sonographie in modernen Sonographiegeräten (Schwarzweiß- oder Farb-Duplex-Sonographie).

Resistive Index (RI):

der RI wird aus der maximalen systolischen Strömungsgeschwindigkeit (peak systolic velocity PSV) (V_PSV) und der enddiastolischen Strömungsgeschwindigkeit (end-diastolic velocity EDV)(V_EDV) nach (Formel 1.4) berechnet:

(1.4)

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Literatur Doppler Sonographie

Singer u.a. 2006 SINGER, Eric A. ; GOLIJANIN, Dragan J. ; DAVIS, Robert S. ; DOGRA, Vikram:: What’s new in urologic ultrasound?
In: Urol Clin North Am
33 (2006), Aug, Nr. 3, S. 279–286

Letzte Aktualisierung

Dr. med. Dirk Manski
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