Artefakte
Artefakte in der Sonographie sind Täuschungsphänomene, die unabsichtlich einen falschen Zusammenhang darstellen [1].
Wiederholung (Reverberation):
Nicht immer wird ein Echo korrekt auf dem Monitor wiedergegeben. In der idealisierten Vorstellung geht das Echo eines Schallkopfes vom Ort seiner Reflexion direkt zum Schallkopf zurück. Mit dieser Grundannahme rechnet auch der bilderzeugende Computer. In der Realität ist das aber nicht der Fall [2].
Auf dem Weg aus der Tiefe zum Schallkopf können an starken Reflexionsflächen die Schallwellen partiell in die Tiefe zurückgeworfen werden [Abb. 1].
Dadurch kommt es zu einem verzögerten Eintreffen des Signals am Schallkopf. Der Rechner wertet dies als größere Eindringtiefe und erzeugt ein falsches Bild. Meistens ist das Grundrauschen stärker als dieses Artefakt [2]. Starke Reflektoren können starke Vernarbungen durch Entzündungen, Kalkeinlagerungen [Abb. 2] oder Luft sein [Abb.3].
Twinkling:
An rauen stark reflektierenden Oberflächen können sog. Twinkling-Artefakte entstehen, die unabhängig von Störungsphänomenen sind [Abb.4]. Diese Effekte werden durch Farbdopplersignale in allen Farben hinter starken Reflektoren verbildlicht. Die genauen Ursachen für das Phänomen sind nicht vollständig verstanden. Es wird vermutet, dass es an rauen Oberflächen (im Gegensatz zu glatten Oberflächen) zu multiplen Reflexionen kommt. Auf Grund ihrer verschiedenen Schallrücklaufzeiten führt dies zu einer erhöhten spektralen Bandbreite um die Nulllinie und Amplitude. Durch diese Phasenverschiebung kommt es zur minimalen Varianz der effektiven Richtung des Doppler- Impulses. An glatten Oberflächen können die noch geringeren Phasenunterschiede synchronisiert werden [4]. Das Phänomen ist hinter Verkalkungen, Steinen oder Luft zu beobachten und kann deren Detektion verbessern [5].
Abbildung 4 Twinkling-Artefakt im Bereich des Pankreaskopfes [3].
Schichtdicken-Artefakt:
Auch der Winkel des Schallkopfes zu dem zu untersuchenden Organ, kann zu einem Artefakt führen. Ist der Verlauf einer Wand (z.B. der Harnblase oder einer Zyste) nicht senkrecht, sondern schräg zur Schallausbreitung, dann wird diese Wand unscharf dargestellt [Abb.5] [2].
Abbildung 5 Schichtdicken-Artefakt [3].
(dorsale) Schallverstärkung:
Schallwellen, die eine längere Distanz durch eine kaum reflektierende, homogene Flüssigkeit (z.B. Harnblasenflüssigkeit, Zysten, größere Gefäße) zurücklegen, erfahren kaum eine Abschwächung. Der Schall hat eine höhere Energie als wenn er sich durch anderes Gewebe ausbreiten würde. Durch diese höhere Energie erscheint das darunterliegende Gewebe echoreicher, als es eigentlich ist. Dieses dorsal von der Flüssigkeit liegende Gewebe wirkt auf dem Bild fast weiß und nicht bewertbar [Abb .6,7][2].
Abbildung 6 Die Schallwellen wandern durch eine mit Flüssigkeit gefüllte Zyste (64). Das dahinterliegende Gewebe ist echoreich (70), da die Schallwelle kaum verloren hat [2].
Schallschatten:
Durch die Abschwächung des Schalles durch starke Reflektoren kann es zu einer Reduktion der Echogenität des dahinterliegenden Gewebes kommen. Ein echoarmer oder echofreier Blindstreifen entsteht [Abb.8]. Dieses Phänomen ist nicht nur negativ für den Untersucher, da auf Nierensteinen, Verkalkungen in der Gallenblase oder arteriosklerotische Plaques geschlossen werden kann [2]. Mittels Streuungs- und Brechungseffekt kann ein Randschatten entstehen, wenn die Schallwellen tangential auf eine runde Hohlraumwand treffen [Abb.7,8].
Abbildung 8 A (links) Schallschatten (45 dunkelblau) der Gallenblasen (14) und Schallschatten durch Luft (45 dunkelblau mit hellbauen Streifen) [2]. B (rechts) Schallschatten einer Leber-Verkalkung [3].
Abbildung 7 Dorsale Schallverstärkung einer Leberzyste und Randschallschatten [3].
Abbildung 8 A (oben) Schallschatten (45 dunkelblau) der Gallenblasen (14) und Schallschatten durch Luft (45 dunkelblau mit hellbauen Streifen) [2]. B (unten) Schallschatten einer Leber-Verkalkung [3]
Spiegelung:
Schallwellen können an stark reflektierenden Grenzflächen vollständig oder teilweise lateral abgelenkt werden. Danach treffen die abgelenkten Schallwellen auf einen weiteren lateral liegenden Reflektor, der die Wellen wieder zurück zur stark reflektierenden Grenzfläche und von dort zum Schallkopf lenkt [Abb.9]. Der Computer deutet die längere Laufzeit als größere Schalltiefe und liefert somit ein falsches Bild [Abb.10] [2,3].
Abbildung 10 An starkreflektierenden Oberflächen wie hier das Zwerchfell(13) kann ein Spiegelartefakt entstehen. Die Schallwellen werden lateral abgelenkt (R), treffen dann auf einen anderen Reflektor, gehen zurück zum Zwerchfell und werden wieder zum Schallkopf zurückgelenkt.
Der Computer deutet die längere Laufzeit fälschlicherweise als zu tief (R´) [2].
Abbildung 10 Spiegelschatten-Artefakt eines Blasenkatheters [3]
Quellen:
1) https://de.wikipedia.org/wiki/Artefakt_(Diagnostik)
2) Hofer M. Artefakte. In: Hofer M, Hrsg. Sono Grundkurs. 9., erweiterte und aktualisierte Auflage. Stuttgart: Thieme; 2017. doi:10.1055/b-005-143667
3) https://www.sonographiebilder.de/sonographie-bilder/sonstige-befunde/artefakte/wiederholungsecho/
4) Kamaya A,Tuthill T,Rubin JM. Twinkling artifact on color Doppler sonography: dependence on machine parameters and underlying cause. Am J Roentgenol 2003; 180: 215–222
5) Tuma, Jan. (2016). Artefakte in der Sonografie und ihre Bedeutung für die internistische und gastroenterologische Diagnostik – Teil 2: Artefakte im Farb- und Spektraldoppler Ultrasound artifacts and their diagnostic significance in internal medicine and gastroenterology – part 2: color and spectral Doppler artifacts. Zeitschrift für Gastroenterologie. 54. 569–578.
