Technische Grundlagen

Duplex- & Triplexsonographie

Duplexsonographie:

Bei der Duplexsonographie wird das Puls-Echo-Prinzip der zweidimensionalen Schnittbildsonographie mit der Dopplersonographie kombiniert. Die Dopplersonographie kann hierbei in Form eines Spektraldopplerverfahrens oder als farbkodiertes Dopplerverfahren zum Einsatz kommen.

Konventionelle Duplexsonographie:

Bei Kombination eines PW-Dopplers mit der zweidimensionalen Schnittbildsonographie kann durch die aus dem B-Bild bekannte Lokalisation eines Gefäßes der PW-Doppler gezielter eingesetzt werden. Der Untersucher erhält Informationen zu Gefäßachse und Gefäßdurchmesser, wodurch das Sample Volume entsprechend angepasst werden kann. Mit der Aktivierung des PW-Dopplers wird das B-Bild in der Regel eingefroren und es beginnt die Aufzeichnung des Dopplerspektrums in Echtzeit.

Des Weiteren lässt sich mithilfe des Winkelkorrektur-Cursor, welcher parallel zur Gefäßwand ausgerichtet wird, der Winkel zwischen Gefäßachse und Schallstrahl ermitteln. Somit ist mithilfe der Dopplerformel und einer automatischen Winkelkorrektur eine Umrechnung der detektierten Dopplerfrequenz in die vorherrschende Blutflussgeschwindigkeit möglich.

BEACHTE:
Die Ausrichtung des Winkelkorrektur-Cursors ist eine potentielle Fehlerquelle, denn die Werte der Geschwindigkeitsmessung sind nur bei korrekter Ausrichtung und dementsprechender Winkelkorrektur realistisch. Dies wird durch den Einfluss des Winkels zwischen Schallstrahl und Gefäßachse deutlich, welcher ≤60° sein sollte (siehe physikalische Grundlagen).
Des Weiteren ist es bei elektronischen Schallköpfen möglich, eine Angulierung des Dopplerschallstrahls (Beamsteering) vorzunehmen und den Winkel damit zu verbessern. Allerdings kann dadurch auch die Sensitivität des Schallkopfes verringert werden.

Farbkodierte Duplexsonographie:

Bei dieser Form der Duplexsonographie wird das B-Bild mit der farbkodierten Dopplersonographie kombiniert. Dabei können mittels Farb-Doppler die Blutflussrichtung und mittlere Geschwindigkeit dargestellt werden, oder durch einen Power-Doppler wird die Energie der reflektierten Echos farblich kodiert.

Grundlage ist das gepulste Multi-Gate-Dopplerverfahren, bei welchem mehrere Sample Volumes hintereinander auf einem Dopplerschallstrahl liegen. Bei der farbkodierten Duplexsonographie wird mit diesem der über das Farbfenster (Color-Box) definierte Bereich des B-Bildes abgefahren.
Dafür steht allerdings nur jeder zweite bis vierte Schallstrahl des Farbfensters zur Verfügung, die restlichen Schallstrahlen werden für den Aufbau des B-Bildes benötigt. Mittels Interpolation werden durch die Informationen des vorausgehenden und nachfolgenden Dopplerschallstrahls auch die Zwischenräume farblich kodiert.

Da die großen Mengen an Dopplershiftfrequenzen in mehreren unabhängigen Kanälen ausgewertet werden, wird der Blutfluss zeitgleich zum bestehenden B-Bild farblich kodiert. Dies unterscheidet die farbkodierte von der konventionellen Duplexsonographie mit PW-Doppler, wo das B-Bild während des Einsatzes des Dopplerverfahrens eingefroren ist (siehe oben).

Um eine flächenhafte Farbdarstellung durch die gepulste Dopplersonographie mit multiplen Sample Volumes zu gewährleisten, ist jedoch ein erheblicher Rechenaufwand erforderlich. Das verlangsamt den Bildaufbau, wodurch eine geringere Anzahl an Bildern pro Zeiteinheit (Frame Rate, FR) möglich sind, als bei Schwarzweiß-Bildern.
Deshalb ist es wichtig, das Farbfenster so klein wie möglich zu wählen, um den Farbbildaufbau nicht unnötig zu verlangsamen. Die horizontale Ausdehnung des Farbfensters spielt dabei eine größere Rolle als die vertikale Ausdehnung, denn je breiter das Farbfenster ist, desto mehr Dopplerschallstrahlen werden benötigt.
Wird das Farbfenster dagegen nur vertikal ausgedehnt, wird damit die Eindringtiefe vergrößert und die Pulsrepititionsfrequenz muss verringert werden. Auch das verringert wiederum die mögliche Anzahl an Bildern pro Zeiteinheit und damit den Farbbildaufbau.
Zudem ist auch bei den farbkodierten Duplexverfahren der Winkel zwischen Schallstrahl und Gefäßachse relevant. Vor allem ein 90°-Winkel zwischen diesen sollte vermieden werden, da dies zu fehlenden Strömungsinformationen führt.

Triplexsonographie:

Bei der Triplexsonographie wird das B-Bild mit dem Farbdoppler und einem PW-Doppler kombiniert, allerdings wird durch die Kombination die Bildaufbaurate noch weiter herabgesetzt als bei der farbkodierten Duplexsonographie. Da hier nur eine relativ niedrige Pulsrepititionsfrequenz möglich ist, können höhere Blutflussgeschwindigkeiten nicht mehr erfasst werden. Es macht also in den meisten Fällen mehr Sinn, sich zuerst mittels Farbdoppler zu orientieren und anschließend im B-Bild das Sample Volume für den PW-Doppler zu platzieren.