Ultraschall-Artefakte
Folgende Artefakte sind in der Ultraschallbildgebung häufig:
- Das Ultraschallbild zeigt nicht vorhandene Strukturen an
- Das Ultraschallbild zeigt vorhandene Strukturen nicht an
- Das Ultraschallbild stellt die Echogenität von Strukturen falsch dar
Die Echogenität ist definiert als die Intensität der reflektierten Schallwellen. Strukturen mit hoher Echogenität reflektieren mehr Ultraschall und erscheinen auf dem Bild heller. Strukturen mit geringer Echogenität reflektieren weniger Ultraschall und werden im Bild dunkler dargestellt.
Schallschatten
Schallschatten
Einige Strukturen weisen eine sehr hohe Echogenität auf (z.B. Skelett, Verkalkungen, mechanische Herzklappen). Sie reflektieren praktisch alle Schallwellen, wobei zu wenige Wellen übrig bleiben, um den Bereich hinter dem Reflektor zu untersuchen. Dies führt zu dunklen Bereichen, die als Schallschatten bezeichnet werden. Abbildung 1 zeigt einen Schallschatten hinter einem Gallenstein.
Wiederholungsartefakte
Ultraschallwellen können mehrfach zwischen dichten Strukturen (d.h. Strukturen mit hoher Echogenität) reflektiert werden. Für jede Reflexion kehrt ein Teil der Schallwellen zum Schallkopf zurück und erzeugt eine Kopie des Reflektors auf dem Bild. Daher kann das Ultraschallbild mehrere Kopien einer dichten Struktur anzeigen. Solche Artefakte werden als Wiederholungsartefakte (auch Reverberationen) bezeichnet.
Wiederholungsartefakte können auch innerhalb einer Struktur auftreten, deren Grenzschichten eine hohe Echogenität aufweist. Dann können die Schallwellen mehrfach zwischen diesen Grenzschichten hin und her reflektiert werden, wie in Abbildung 2 dargestellt.
Wiederholungsartefakte können auch auftreten, wenn zum Schallkopf zurückkehrende Schallwellen von diesem in das Gewebe zurückreflektiert werden.
Wiederholungsartefakte sind häufig bei der Untersuchung von Lungengewebe. Die zweischichtige Pleura erzeugt Wiederholungsartefakte, die als A-Linien bezeichnet werden.
Spiegelartefakte
Spiegelartefakte treten bei einem starken Reflektor auf, der als Spiegel fungiert. Hinter dem Spiegel erscheint eine Kopie einer vor dem Spiegel liegenden Struktur. Der Mechanismus hinter Spiegelbild-Artefakten ähnelt dem der Wiederholungsartefakte.
Nebenkeulenartefakte
Ein 2D-Bild wird gebildet, indem der Ultraschallstrahl innerhalb eines definierten Sektors hin und her schweifen kann. Der Schallkopf registriert Reflexionen, die vom zentralen Ultraschallstrahl (Hauptstrahl) ausgehen. Einige Ultraschallwellen können sich jedoch in sogenannten Nebenkeulen (Abbildungen 5A und 5B) außerhalb der Achse bewegen. Die Ultraschallenergie in Nebenkeulen wird größtenteils im Gewebe abgeführt, ohne dass sie signifikante Reflexionen erzeugen. Wenn jedoch Nebenkeulen auf starke Reflektoren (Verkalkungen, Perikard, mechanische Herzklappen, Drähte usw.) stoßen, können auch sie signifikante Reflexionen erzeugen, die vom Schallkopf erkannt werden. Diese Reflexionen werden dann als vom Hauptstrahl stammend interpretiert. Während der Ultraschallstrahl hin und her schweift, können auf beiden Seiten des wahren Reflektors mehrere Nebenkeulenartefakte erzeugt werden. Wenn viele Nebenkeulenartefakte erzeugt werden, können sie als kontinuierliche Struktur erscheinen, wie in Abbildung 5C dargestellt.
Brechungsartefakte
Reflexion und Brechung treten auf, wenn der Ultraschall Gewebegrenzen überschreitet. Gewebegrenzen stellen akustische Reflektoren dar, bei denen ein Teil der Ultraschallenergie reflektiert wird und sich der Rest im Gewebe weiterbewegt. Abhängig vom Unterschied der akustischen Impedanz zwischen den Geweben ändert sich der Winkel der Ultraschallwelle. Dies wird als Brechung oder Refraktion bezeichnet. Je größer der Unterschied in der akustischen Impedanz ist, desto größer ist die Brechung.
Brechungsartefakte treten auf, wenn der Ultraschall durch Gewebe wandert, welches wie eine Linse durch signifikante Refraktion die Richtung der Schallwellen verändert. Die Schallwellen werden nun in ein Bereich geleitet, der schon von anderen Schallwellen exploriert wird (Abbildung 6). Der gebrochene Ultraschall wird dann zurück zur Linse reflektiert, von wo er zurück zum Schallkopf gebrochen wird. Dies führt dann zu einem Duplikat des Reflektors. Das Duplikat wird entlang des ursprünglichen Weges der Schallwelle dargestellt. Strukturen hinter der Linse können im Bild unsichtbar sein; dies liegt daran, dass Schallwellen diese nie erreichen und außerdem die Brechungsartefakte so stark sind, dass sie das Bild überschreiben.
Refraktionsartefakte sind in der Regel leicht zu erkennen, da sie unplausible Bildbefunde wie eine Verdoppelung der Ventrikel oder Vorhöfe erzeugen. Fett, Pleura und Perikard gehören zu den Geweben, die sich wie brechende Linsen verhalten können. Brechungsartefakte können behoben werden, indem das Bildfenster gewechselt wird oder der Winkel des Schallkopfes anpasst wird.
