A kontrasztanyagos ultrahangvizsgálatok technikai feltételei és vizsgálati módszere

A kontrasztanyagos ultrahangvizsgálatok technikai feltételei és vizsgálati módszere Szerző:Dr. Járay Ákos, Dr. Omar Giyab, Dr. Miklós Krisztina, Dr. Harmat Zoltán, Prof. Dr.Battyány István www.radiologia.hu

Bevezetés A kontrasztanyagos ultrahangvizsgálatok indikációs köre a legújabb európai ajánlásban foglaltak szerint bővül (1).Több körülmény is indokolttá teszi, hogy ez a képalkotó eljárás egyre nagyobb szerepet kapjon a mindennapi diagnosztikus gyakorlatban: egyrészt egyre nagyobb számban állnak rendelkezésre kontrasztharmonikus képalkotásra alkalmas ultrahangkészülékek, másrészt a technika nem jár a sugárterheléssel, akár betegágy mellett is végezhető és nem nephrotoxicus. Klinikai gyakorlatunkban a kontrasztanyagos ultrahangvizsgálat végzése során számos olyan tapasztalattal gazdagodtunk, amelyek a nemzetközi publikációk eredményeivel kiegészítve segítséget jelenthetnek az ezzel a technikával ismerkedők számára. Jelen összefoglalónkban a vizsgálat fizikai alapjait értelmezve keressük meg azokat a pontokat, ahol a kontrasztanyag beadásából, a gépi beállításokból és a vizsgálati technika sajátosságaiból adódó hibákra és azok kiküszöbölésének a lehetőségeire hívjuk fel a figyelmet. Ne felejtsük el, hogy teljes értékű vizsgálat csak az előzetesen elvégzett B-módú és lehetőség szerint duplex ultrahangvizsgálat alapján végezhető. Ez a vizsgálat szükségességének megítélésében, az artefaktumok kiszűrésében és a talált elváltozások karakterizálásában is nélkülözhetetlen. Közhelyszerűnek számít, de tapasztalatunk szerint a kontrasztanyagos ultrahangvizsgálatok tekintetében még a szokásosnál is nagyobb hangsúlyt kap az anamnézis és a korábban készült képalkotó vizsgálatok eredményének ismerete, képi anyagának áttekintése. Ez utóbbi azért fontos, mert sokszor más modalitások által nem karakterizált elváltozások diagnosztikáját kell végeznünk, ilyenkor pedig – ha definitív diagnózishoz nem is jutottunk a korábbi vizsgálatok alapján – bizonyos kórképeket már kizárhatunk. Ebben az összefoglalóban a mindennapi gyakorlatban leggyakrabban használt alkalmazáson, a gócos májbetegségek vizsgálatán keresztül mutatjuk be a beállítási és vizsgálati technikai hibalehetőségek elkerülésére alkalmazott módszereket. Mind a fizikai alapokból adódó következtetéseink, mind pedig a beállítási és a vizsgálattechnikai konzekvenciák vonatkoztathatóak az egyéb parenchymás szervekre is. A továbbiakban az Európában legszélesebb indikációs körrel rendelkező és általunk is használt SonoVue® (Bracco), második generációs ultrahang-kontrasztanyaggal szerzett vizsgálati tapasztalatainkat közöljük. Vizsgálatainkat Esaote MyLab 70 és GE Logiq E9 ultrahangkészülékekkel végeztük.

Fizikai alapok Hogy a vizsgálatunk kellően informatív legyen és az esetleges diagnosztikai hibalehetőségeket elkerüljük, elengedhetetlen a képalkotás fizikai alapjainak ismerete. Az ultrahang-kontrasztanyagokat (UKA) az elváltozások hatékonyabb detektálásának és karakterizálásának reményében használjuk. A második generációs kontrasztanyagok olyan gáztartalmú mikrobuborékokból állnak, amelyek a tüdő kapillárisain destrukció nélkül képesek áthaladni. Alkalmazásuk lehetőséget ad arra, hogy egyre szélesebb indikációs körben alkalmazzuk a kontrasztanyagos ultrahangvizsgálatokat, hiszen a mikrobuborékok keringésben vizsgált életideje jelentősen növekedett (60 másodpercről 5-10 percre) (2, 3). A rugalmas burkolatú és összenyomható gázzal töltött mikrobuborékok rezegni képesek és határozott rezonanciafrekvenciával rendelkeznek. Ha az alkalmazott ultrahang frekvenciája a harang alakú buborékrezonancia-görbén belülre esik, a mikrobuborékok rezegni fognak, mégpedig a legnagyobb amplitúdóval a rezonanciagörbe csúcsértékénél. A vizsgálófejbe visszaérkező ultrahang-intenzitás a rezgési amplitúdónak megfelelően nagyobb lesz, mint a buborékok nyugalmi állapotában. A buborékok fenti rezonanciafrekvenciája függ az átmérőtől, a burkolat rugalmasságától és a környezet nyomásától, amely csillapítja a rezgést. Ahhoz, hogy a hagyományos ultrahangvizsgálathoz képest a kontrasztanyagos technika által hozzáadott információt ki tudjuk nyerni, arra van szükségünk, hogy a mikrobuborékok által keltett ultrahangjeleket el tudjuk választani a szöveti eredetű

Oldal 1/13


jelektől. Az injektált mikrobuborékok által keltett jelek elkülönítése a szöveti ultrahangválasztól az ultrahangkészülék postprocessing során történő digitális jelfeldolgozásának eredménye. A kétféle ultrahangjel elkülönítése a kontrasztharmonikus képalkotás révén lehetséges (4). Az ultrahang kimenő teljesítményét a képernyőn a ma már kötelező módon megjelenő MI (mechanikai index: a negatív nyomás csúcsértéke/ultrahang-középfrekvencia négyzetgyöke) jellemzi. A második generációs kontrasztanyagok mikrobuborékjai alacsony alkalmazott mechanikai index (MI <0,3) esetén is megfelelő intenzitású harmonikus, fundamentális (alapfrekvenciájú) és felharmonikus ultrahanghullámokat generálnak. Egyidejűleg a szöveti eredetű struktúrákból is érkeznek jelek, amelyek intenzitása alacsony MI mellett elmarad a magasabb intenzitású, mikrobuborékok által keltett jelektől. Elsődlegesen tehát az adott, jellemző frekvenciákon érkező ultrahangjelek közül a decibelben mért intenzitás alapján „kiválogathatók” a hasznos, a környező szöveti zajtól mentes ultrahangválaszok (1, 3, 4). A mikrobuborékok felületéről szóródó (scattering) ultrahang intenzitása eleve nagy a vér és a gáz akusztikus impedanciáinak nagy különbsége miatt. Könnyen belátható, hogy a jelfeldolgozásnak ebben a fázisában a küszöbértéket meghaladó intenzitású szöveti eredetű jelek még mindig problémát jelentenek. Ennek az orvoslására került kifejlesztésre a fázisinverzió a kontrasztharmonikus képalkotásban. A fázisinverzió megértéséhez tudnunk kell, hogy az alkalmazott ultrahanghullám szinusz jellegű akusztikusnyomás-változásának hatására a kontrasztanyag-buborékok aszimmetrikusan oszcillálnak (kisebb mértékben komprimálódnak és nagyobb mértékben tágulnak), ezáltal aszimmetrikus jelet adnak. Ezzel szemben a szövetek által – ugyanezen hullámcsomag alkalmazásakor – visszavert ultrahanghullám mintázata szimmetrikus lesz. A fázisinverzió gyors egymásutánban kibocsátott, ellentétes fázisú ultrahanghullámok közlését jelenti. Az ugyanazon pontból visszavert ellenkező fázisú, de azonos intenzitású hullámok egymást kioltják (szimmetrikus szöveti válasz), míg az aszimmetrikus választ mutató mikrobuborékokból érkező jelek szummációja során nem történik kioltás. Így a lineáris választ mutató szöveti eredetű (számunkra ez esetben zajt jelentő) jelek döntő része nem vesz majd részt a képalkotásban, lehetővé téve a mikrobuborékokból származó nemlineáris válasz keltette jelek relatív felerősödését (4, 5). A nem kardiológiai felhasználásra eddig Európában egyedüliként bejegyzett ultrahang-kontrasztanyag az általunk is használt SonoVue® (Bracco). A vékony foszfolipidburokkal bíró, légzéssel távozó kén-hexafluorid gázt tartalmazó mikrobuborékok 2-8µm átmérőjűek (átlagosan 2,5 µm). A mikrobuborékok rezonanciafrekvenciája 1,5–2,5 MHz, a második felharmonikusé 3,0–5,0 MHz.

Nevezéktan A kontrasztharmonikus képalkotás elve a mikrobuborékok aszimmetrikus oszcillációja által keltett nemlineáris ultrahangjelek és a szövetekben keletkezett lineáris ultrahangjelek elkülönítésén alapul (1). A teljes részletességgel nem tárgyalt digitális jelfeldolgozás során összegzett információ különböző fényességű képpontok (pixelek) formájában jelenik meg a képernyőn. Az ezek összességéből kapott képi információt viszont nem fordíthatjuk le a hagyományos ultrahangvizsgálat során használt echogenitás fogalmára, hiszen az osztott képernyő szürke skálás mezőjében a vizsgált szövetek echogenitása nem egyenes arányban vagy esetleg egyáltalán nem változik a kontrasztanyagos mezőben látott jelek intenzitásváltozásával. A legújabb, 2011-es EFSUMB guideline javaslata szerint a kontraszthalmozás mértéke az, amit biztonsággal meg tudunk állapítani, és amely szerint a vizsgált elváltozásunk a környező parenchymához képest adott fázisban leírható (1). Valóban, a legszélesebb indikációs kört jelentő gócos májelváltozások esetén legtöbb esetben egyértelműen kifejezhetjük a halmozás fogalmával a góc környezethez való viszonyát (6).

Oldal 2/13


Problémát jelent viszont ez a kifejezés a nagyerek vizsgálatánál (vérzés keresése például endovascularis rekonstrukciókat követően), a műtermékek leírásakor (blooming vagy „ragyogás” artefaktum, ahol valóságos halmozásról nem beszélhetünk) és endocavitalis alkalmazáskor (például szonocisztográfiás vizsgálatokban vesicoureteralis reflux megítélésére gyermekeknél). Ennek feloldására javasoljuk az egyébként angol nyelvű cikkekben helyenként megjelenő, előadásokon elhangzó jelintenzitás (signal intensity) fogalmának bevezetését is a kontrasztanyagos ultrahangvizsgálatok leírásához, amelyet mi is követünk jelen összefoglalónkban. Egyértelművé válik a fogalom bevezetésének szükségessége a következő egyszerű példán szemléltetve: míg a mechanikai index emelésekor az adott góc halmozása értelemszerűen nem fokozódik, addig jelintenzitása egyértelműen nő. Szintén fontos a nevezéktan a különböző fázisok megítélésekor. A máj, mint kettős vérellátású szerv, e tekintetben külön figyelmet érdemel. Az artériás telődés fázisát (kezdete: 25-30 s) követi a portalis telődés fázisa (kezdete: 50-60 s). Mindkét fázisban a nevezett erek felől érkező kontrasztanyag telíti a vizsgált elváltozásunkat, de mert a két fázis átfedést mutat, ezért elkülönítésük a telődés tekintetében csak elvi jelentőségű mindaddig, amíg kontraszthalmozási görbéket nem veszünk fel az adott területről (6). Az ezt követő vénás vagy sinusoidalis fázissal (kezdete: 120-140 s) egyidejűleg megindul a mikrobuborékok vénás elvezetése és a sinusoidalis halmozás. Ez utóbbi az ép endothelhez relatíve hosszú ideig kötődő mikrobuborékok miatt 5-10 percen keresztül teszi lehetővé a májelváltozások vizsgálatát a vizsgálati technikától függően. Ez a fázis adja az alapját a benignus és malignus májgócok elkülönítésének. A mikrobuborékok tisztán intravascularisak (szemben az extracelluláris térbe diffundáló intravénás röntgen- és MRI-kontrasztanyagokkal), ezért a nevezéktanban törekedjünk a vénás, késői vagy sinusoidalis fázis megnevezések alkalmazására, kerülve a parenchymás fázis fogalmát.

A kontrasztanyagos ultrahangvizsgálat technikai feltételei A kontrasztanyag beadásának módja Már a kontrasztanyag beadásakor szükséges arra törekednünk, hogy a vizsgált területen a kontrasztanyag koncentrációja megfelelő legyen. A beadás módjának optimalizálásával elkerülhetjük a korai mikrobuborék-destrukciót, a standardizálásával pedig a kontrollvizsgálatok összehasonlíthatósága javul. Fontos, hogy álljon rendelkezésünkre asszisztencia a vizsgálat közben, mert nagy az esély a korai artériás halmozás megfigyelésének és kellő idejű rögzítésének elmulasztására, amennyiben saját kezűleg adjuk a kontrasztanyagot.

Kanül Általában a végtagi felületes vénák (cubitalis, esetenként a kéz- vagy lábhát vénái) kerülnek kanülálásra a vizsgálat előtt. Hospitalizált betegek esetén a már meglévő centrális kanül használata is lehetséges. Minél centrálisabb vénát biztosítunk, annál korábban kell számítanunk az első mikrobuborékok megjelenésére a vizsgált területen, így fel kell készülnünk a korai artériás fázis rögzítésére. A centrális artériás kanülöket ne használjuk! Az alkalmazott kanül átmérője a 20 G értéket haladja meg lehetőség szerint, mert a kontrasztanyag bolusban, esetenként nagyobb nyomással történő injektálása a foszfolipidburok sérülékenysége révén, a szűk keresztmetszet miatt, már a beadáskor a mikrobuborékok destrukcióját eredményezheti (6).

Oldal 3/13


Szerelék A vénás kanülhöz csatlakoztatott csapos szerelék lehetővé teszi a fecskendőbe felszívott kontrasztanyag és a bemosáshoz használt fiziológiás sóoldat optimális adagolását. A perifériás vénákat 2-3 ml fiziológiás sóoldattal átöblítjük, majd a kontrasztanyag direkcionálisan, azaz a vénás kanül szárának irányában kerüljön beadásra (1. ábra)! Ellenkező esetben a mikrobuborékok „kanyart vesznek”, amelynek következtében fennáll a fokozott destrukció lehetősége (3).

1. ábra. A kontrasztanyagos ultrahangvizsgálat során használt szerelék javasolt összeállítása a kontrasztanyagot tartalmazó fecskendő kanül irányába történő csatlakoztatásával

Közvetlenül a kontrasztanyag beadását követően 5-10 ml fiziológiás sóoldatot adunk be (6). A vizsgálat típusától függően lehetőség van perfúzor csatlakoztatására, amelyben a kontrasztanyagot fiziológiás sóoldattal hígítva adagolhatjuk a standardizálhatóság kritériumainak az injektálás oldaláról eleget téve. A perfúzor alkalmazásának a mindennapi klinikai gyakorlatban nincsen nagy jelentősége, de az angiogenezisgátló szerekre adott korai terápiás válasz megítélésében onkológiai betegeknél (a vizsgált terület idő-intenzitás görbéinek felvétele) segítséget jelenthet.

Kontrasztanyag dózisa A kontrasztanyagos ultrahangvizsgálatok során – szemben a kontrasztanyagos CT-vizsgálatokkal – néhány ml kontrasztanyagot használunk egyszeri vagy ismételt injektálás során. Az alkalmazott dózis függ a páciens általános keringési állapotától, a vizsgálni kívánt szerv halmozásdinamikai paramétereitől (kettős vérellátású máj, a kontrasztanyagot két fázisban halmozó lép, korán halmozó vesék stb.), az elváltozás elhelyezkedésétől (felületes, mélyen fekvő góc) (1, 3). Ezeken kívül figyelembe kell vennünk, hogy készülékenként változik a szenzitivitás, és általában az újabb szoftverek alkalmazása esetén kevesebb kontrasztanyaggal érhetjük el ugyanazt a kontrasztfelbontást. Ennek megfelelően a 2011-es EFSUMB ajánlás sem tartalmaz kötelezően betartandó kontrasztanyagdózisokat. Az ajánlás a legtöbbet hivatkozott kontrasztanyag (SonoVue®) tekintetében 2,4 ml vagy 4,8 ml egyszeri beadását javasolja, megemlítve, hogy a vizsgálandó szervrendszer és az adott készülék függvényében az 1 ml-es dózis vagy akár annál kevesebb is alkalmazható. A gyakorlati tapasztalatok alapján megállapítható, hogy a korábban alkalmazott 2-2,4 ml-nél kevesebb UKA is elégséges a vizsgálatok legnagyobb hányadát kitevő, fokális májgócok megítélésére végzett vizsgálatokban. Ez a körülmény abban a tekintetben is szerencsés, hogy lehetővé teszi az ismételt injektálásokat, amelyek mind a lekésett korai artériás fázis megítélését, mind multiplex gócok detektálását és karakterizálását lehetővé teszik.

Oldal 4/13


Beállítások A hagyományos ultrahangvizsgálatoktól eltérő, a lineáris (szöveti eredetű) és nemlineáris (mikrobuborékok által keltett) ultrahangjelek elválasztásán, az előbbiek elnyomásán, míg az utóbbi jelek augmentációján alapuló kontrasztharmonikus képalkotás a megszokottól eltérő beállításokat követel meg. Ezen fizikai paraméterek legtöbbje a kontrasztanyagos program kiválasztásával automatikusan megváltozik a programban leírtak szerint, másokat saját magunknak kell változtatnunk dinamikusan a vizsgálat során (1). Nemcsak az adott elváltozás patomorfológiájának, halmozási sajátosságainak, hanem a fizikai alapoknak az ismerete is szükséges ahhoz, hogy teljes értékű vizsgálatot végezhessünk, majd azt követően a helyes következtetéseket vonjuk le. Különösen az atípusos halmozást mutató gócok karakterizálása esetén nyerünk sokat a fizikai alapok ismeretével.

Képfrekvencia – frame rate Az időbeli felbontás változtatására rendelkezésünkre álló, változtatható paraméter ultrahangvizsgálatokban a frame rate (mintavételezési sebesség). Beállításakor két szempontot kell figyelembe vennünk. Az alacsony mintavételezési sebesség (frame/s) meggátol minket abban, hogy az áramlás irányát megítéljük az artériákban, amely által a gyors, de típusos betelődésű májgócok (FNH, adenoma) elkülönítése nehezített lesz. Magasabb frame rate értékek alkalmazásakor viszont a mikrobuborékok gyorsabb destrukciója nehezíti a vénás fázis megítélését azáltal, hogy a kontrasztkülönbség csökkenni fog a vizsgált góc vagy terület és a környező szövet között (7). Ez utóbbi hibát a vizsgálati technika megváltoztatásával van esélyünk kiküszöbölni, amelyről az adott fejezeten belül lesz bővebben szó. Számszerű ajánlásra nemzetközi publikációkban sem találtunk. Tapasztalatunk szerint érdemes azon a legalacsonyabb frame rate értéken vizsgálni, amely mellett még folyamatosnak észleljük a vizsgálatot.

Erősítés – gain A kontrasztharmonikus képalkotás során célunk a szöveti válasz minél tökéletesebb kiszűrése, valamint a nemlineáris válasz során beérkezett jelek felerősítése. Esetünkben a szöveti jelek felerősödése is a zaj növekedésének minősül, hiszen problémát jelent elválasztásuk a mikrobuborékokból származó jelektől. Könnyen belátható tehát, hogy a gain növelésével nem segítjük elő a lineáris és nemlineáris válaszok keltette jelek elválasztását, viszont a jel-zaj arányt rontjuk (1). A kontrasztharmonikus képalkotásra alkalmas programok az erősítést ennek megfelelően alacsony értékre állítják. Ennek és az alacsony mechanikai indexnek megfelelően az osztott képernyő szürke skálát megjelenítő ablakában a vizsgált góc általában éppen csak kivehető, és nem is célunk tökéletesebb ábrázolásra törekedni. A gain növelésére ezért nincs is szükség, sőt esetenként még csökkenthetjük is, ha a nagy akusztikusimpedancia-különbség keltette túl erős szöveti jelek csökkentését szeretnénk elérni (rekesz, septumok, cholecysta és a portalis erek fala stb.). Vizsgálat közben számtalan, később tárgyalt okból elmaradhat a kívánttól a vizsgált terület vagy góc jelintenzitása. Ilyen esetben – az okoktól függően – több lehetőségünk is van azt javítani. Esetenként a beadott UKA koncentrációjának vagy a mechanikai indexnek az emelése, máskor a vizsgálati technika változtatása, a fókusz helyes pozicionálása vagy a reinjektálás segíthet. A gain emelése a jel-zaj arány romlásával csak ront a helyzeten, tehát a hagyományos ultrahangvizsgálatkor egyébként célszerű erősítésfokozás kényszerét nyomjuk el magunkban kontrasztanyagos ultrahangvizsgálatkor.

Oldal 5/13


Mechanikai index – MI A mikrobuborékok által keltett nemlineáris jel lehet a buborékok oszcillációjának következménye, de származhat a mikrobuborékok falának elpattanásából is. Az elsőt használjuk elsősorban a kontrasztharmonikus képalkotásban, amelynek feltétele a megszokottnál alacsonyabb MI használata (1, 3, 6). Az MI a hangnyomásból és a frekvenciából származtatott érték. Ahogy a hangnyomás emelkedése, úgy a frekvencia csökkenése is magasabb mechanikai indexet eredményez, ezáltal korábban bekövetkező mikrobuborék-destrukcióhoz vezet. A második generációs ultrahang-kontrasztanyagok mikrobuborékjai magas MI-értékek mellett jelentősen hamarabb destruálódnak, ezáltal a vizsgálati idő csökken, a kontrasztfelbontás késői fázisban romlik. Az MI változtatására az ultrahangkészülék acoustic power/ultrasound output/ultrasound energy feliratú gombjának kezelésével van mód. A hangnyomás abszolút értékét kilopascalban (kPa) is feltüntetheti a kijelző. Az MI a vizsgálat kezdetekor a gyártó által beállított – általában a 0,2 alatti –értéket vesz föl. Egyes ultrahangkészülékekkel jóval alacsonyabb tartományban vizsgálhatunk. Érdemes a gyári beállításokban feltüntetett értékekkel kezdeni a vizsgálatot. Fontos hangsúlyozni, hogy az MI legalább annyira dinamikus paraméter a kontrasztanyagos ultrahangvizsgálat végzésekor, mint az erősítés (gain) a hagyományos ultrahang esetén. Mindig az adott esethez és vizsgálati célhoz kell adaptálnunk a mechanikai indexet. Az alacsony mechanikai index a kontrasztfelbontás csökkenéséhez vezet, viszont lehetővé teszi a mikrobuborékok hosszabb élettartamát. Ezzel ellentétben viszont az MI emelésével esetenként javíthatunk a kontrasztfelbontáson az artefaktumok megjelenéséig, de tudatában kell lennünk, hogy ezzel csökkentjük a mikrobuborékok életidejét. A vizsgálati technika változtatásával még mindig lehet lehetőségünk a késői, sinusoidalis fázis optimális megítélésére. A májgócok vizsgálatánál gyakran jelentkezik az igény, hogy mélyen fekvő gócokat karakterizáljunk. Ilyenkor – csakúgy, mint a hagyományos ultrahangvizsgálatoknál – a frekvencia csökkentésével tudjuk az áthatolóképességet javítani, ami természetesen a mechanikai index emelkedésével jár. Az MI emelése a hangnyomás fokozása révén nem vezet eredményre, mert a felületesebb rétegekben keltett fokozott reflexió a mélyebben fekvő területek megítélhetőségét rontja anélkül, hogy az áthatolóképesség növekedne. Figyelembe kell venni, hogy a lassú keringésű gócok és területek (haemangioma, fokális nephritis) jobban ki vannak téve a mikrobuborékok destrukciójának, mint a környező parenchyma, ezért vizsgálatukkor ügyelni kell az alacsony mechanikai index alkalmazására. A gyakorlatban a legfontosabb azt megjegyeznünk, hogy a kontrasztanyagos ultrahangvizsgálatok legfontosabb állítható értéke a mechanikai index, amely dinamikus paraméter, mindig a vizsgálati körülményeknek megfelelően állítsuk be, és adott vizsgálaton belül is szükséges lehet többszöri módosítása.

Fókuszpozíció Szintén a mikrobuborék-destrukció elkerülése a célunk akkor, amikor a szokottól eltérően a fókuszt nem a vizsgált terület magasságában pozicionáljuk (7). A fókusz magasságában és annál mélyebben fekvő területek megítélhetősége kontrasztanyagos ultrahangvizsgálatokban jelentősen romlik (2. ábra). Célunk tehát a fókuszpont minél mélyebben történő pozicionálása adott nagyítás mellett; tehát ne „fokuszáljunk” a vizsgált területre.

Oldal 6/13


2. ábra. Lépinfarktus kontrasztanyagos ultrahanvizsgálatának késői vénás fázisa a) az elváltozásra centrált, b) mélyen pozicionált fókusszal

Időmérés– timer Tekintve, hogy dinamikus vizsgálatot végzünk, képi anyagunk akkor lesz értékelhető, ha mind vizsgálat közben, mind a későbbi kiértékelés során tisztában vagyunk azzal, hogy mely időpontban készült képet vagy videórészletet tekintjük meg (3). Ehhez elengedhetetlen az idő megjelenítése. Akár ábrázoljuk az intenzitás/idő görbét a vizsgálat során, akár nem, az éppen értékelt állóképet vagy mozgókép formájában elmentett képsorozat egy elemét tekinthetjük úgy, mint számtalan képpont (pixel) adott időpontban rögzített intenzitását. Így könnyen belátható, hogy a timer alkalmazása nélkül nem értékelhető a vizsgálat. A klinikai gyakorlatban a vizsgálótól függően igen eltér és a kontrasztanyag beadásának módjától is függ, hogy mit tekintünk zéruspontnak, mikor indítjuk az időszámlálót. Mi a mindennapi gyakorlatunkban közvetlenül a kontrasztanyagbolus beadása után tesszük ezt. Ha az első mikrobuborékok megérkezésével kapcsoljuk be a timert, akkor lehet, hogy a nagyon korai artériás halmozást mutató gócok megfigyeléséről – vagy ami rosszabb – videórögzítéséről maradhatunk le (3). Ezenkívül ez a módszer alkalmas még az adott páciens kontrollvizsgálatainak összehasonlítására, különösen, ha célunk az idő/intenzitás görbék elemzése is.

Osztott képernyő A vizsgálat céljától függően megválaszthatjuk, hogy csak a nemlineáris ultrahangjelek (mikrobuborékok) által képzett kontrasztanyagos nézetben vagy pedig osztott képernyővel, a lineáris ultrahangjelek (szöveti) alkotta B-módú nézetben is megjelenítjük a vizsgált területet (1). Tapasztalatunk szerint a májgócok differenciálására az osztott képernyő alkalmasabb, mert artériás fázisban, amikor ténylegesen minden másodperc számíthat a vizsgálat során, a góc biztonsággal a B-módú kép egyidejű megjelenítése mellett tartható a látótérben akár a légzőmozgások ellenére is. Vénás fázisban szintén kulcsfontosságú lehet az osztott képernyő, ha a gócunk a parenchymától már esetleg nem különíthető el a halmozása alapján (például típusos haemangiomák). Ha kisebb, az ultrahangvizsgálattal nem detektálható metasztázisokat keresünk intrahepaticusan késői fázisban, akkor alkalmazhatjuk az egy képernyős módot is. Azért ez utóbbi esetben is javasoljuk, hogy új góc detektálásakor váltsunk vissza osztott képernyős módra annak igazolására, hogy nem egy korábban fel nem fedezett apró ciszta mutatja késői fázisban egy metasztázis képét. Gócos eltérések esetén az egyéb hasi parenchymás szervek esetében is ezt az eljárást alkalmazzuk, de jól vizsgálható, felületesen elhelyezkedő szervek esetén (transzplantált vese) egy alapos B-módú és duplex ultrahangvizsgálat után

Oldal 7/13


eltekinthetünk az osztott képernyő alkalmazásától (5, 8). Szükséges még az osztott képernyő használata olyan esetekben, amikor a nagy akusztikusimpedancia-különbség miatt a kontrasztharmonikus képalkotás során még kontrasztanyag-beadás előtt is megjelennek olyan szöveti eredetű jelek, amelyek bizonyosan nem a halmozás miatt ábrázolódnak. Ilyenkor a gain csökkentése lehet célravezető (3. ábra).

3. ábra. A bal vese felső pólusában látott komplex ciszta falához kapcsolódó gócos elváltozás és az intracysticus septum a vizsgálat kezdetén a) a B-módú megjelenítéssel látszik, de nem mutat kontraszthalmozást, míg későbbb) egyértelmű halmozás látszik bennük

Számos hibalehetőség küszöbölhető ki a helyes vizsgálati technika alkalmazásával olyan esetekben, amikor a korábban tárgyalt beállítások során kompromisszum kötésére kényszerülünk (például mélyen fekvő góc esetében a frekvenciát csökkentjük a jobb ábrázolhatóság érdekében, de ezáltal a mikrobuborékok életidejét csökkentjük).

Légzéstechnika A hagyományos ultrahangvizsgálat során legtöbb esetben megkérjük a beteget a légzés visszatartására, mély levegővételre. A kontrasztanyagos ultrahangvizsgálat során ez ritkán célravezető, mert Valsalva-manőver alkalmazásakor a negatív mellűri nyomás a kontrasztanyag megérkezését késlelteti, majd amikor a páciens lélegzetét tovább nem tudja tartani, a góc könnyen kikerül a látóterünkből, ezáltal megnehezítve a kulcsfontosságú artériás fázis megítélését. Ezen okból javasolt felületes légzés mellett olyan pozícióból vizsgálni az ábrázolandó területet, ahonnan az nem kerül ki a látóterünkből, vagy kis transzducermozgatás mellett látótérben tartható marad (sokszor a máj esetén ez bordaközből történő vizsgálatot jelent).

A folyamatos vizsgálat szerepe Artériás fázisban mind a kontraszthalmozási dinamika gyorsan változó volta, mind az artériás betelődés irányának

Oldal 8/13


megítélhetősége miatt kötelező a folyamatos vizsgálat. Ez azt jelenti, hogy a karakterizálandó góc folyamatos monitorozása szükséges. Ennek a már említett egyetlen, de komoly hátránya a fokozott mértékű mikrobuborék-destrukció. Ahhoz, hogy ez a vénás és főleg a késői vénás fázis értékelhetőségét ne rontsa, szükséges, hogy az artériás fázis végétől (az első mikrobuborékok megjelenésétől számított 25-30 másodperc) kezdve csak időközönként tekintsünk rá rövidebb időre a karakterizálni kívánt elváltozásra (3). Szerencsére a legtöbb esetben akár késői betelődés, akár kimosódás esetén ez a módszer elégséges információt szolgáltat. Nemcsak, hogy nem szükséges, de kerülendő is a vizsgált góc folyamatos, négy-öt percen keresztül történő tanulmányozása, hogy a mikrobuborékok életidejét szükségtelenül ne rövidítsük meg.

Vizsgálófej nyomása A felületesen elhelyezkedő hasi parenchymás szervek (elsősorban a máj és a transzplantált vese), valamint a lágy részek vizsgálatánál a hagyományos ultrahangvizsgálatoktól eltérően törekednünk kell a szövetek kompressziójának elkerülésére. A felületesen futó kisebb erek elnyomása révén az ellátási területüknek megfelelően alacsonyabb mikrobuborék-koncentráció alakul ki, amely az adott terület megítélését ellehetetleníti (4. ábra). Ezt az egyébként gyakran fellépő hibát laza transzducertartással és a máj esetében a bordaközből történő vizsgálattal küszöbölhetjük ki.

4. ábra. A vizsgálófej túlzott nyomásából adódó, felületes rétegekben jelentkező csökkent jelintenzitás

Hibakeresés és -javítás A korábban taglalt dozírozási, beállítási és vizsgálati technikai paraméterek optimális adaptációjával lehetőségünk van a gyakran előforduló hibák kiküszöbölésére. A már fent említett leggyakoribb nehézségek lehetséges megoldásait vesszük sorra a következőkben.

A mélységből adódó hibaforrások kiküszöbölése A vizsgálat tervezésekor a megítélni kívánt elváltozás mélysége elsődleges fontosságú. Általában igaz, hogy minél mélyebben fekszik a vizsgált terület, annál nehezebben ítélhető meg. Ennek oka egyrészt a rosszabb térbeli, másrészt a gyengébb kontrasztfelbontás. Ezen nehézség kiküszöbölését a frekvencia csökkentésével kísérelhetjük meg, nem pedig a hangnyomás emelésével (amely azonos frekvencia mellett emeli a mechanikai indexet). Nem feltétlenül hoz javulást a felbontásban a kontrasztanyag dózisának emelése sem, mert a felületes rétegekben emelkedő mikrobuborék-koncentráció miatt a mélyebben fekvő területek „árnyékolása” jelentkezhet. Hasonlóan káros ebben az esetben a gain növelése, a már említett jel/zaj arány romlása miatt (7). Minél korszerűbb készülék, minél jobban adaptált szoftver áll rendelkezésünkre, annál kisebb problémát jelent a mélyebben fekvő képletek karakterizálása. A beteg testhelyzetének változtatása is segíthet, például azáltal, hogy oldalfekvésben a vizsgált képlet közelebb kerül a transzducerhez. A kontrasztanyagos ultrahangvizsgálatot végző orvos feladata annak a megítélése is, hogy az adott páciens vizsgálni kívánt elváltozása karakterizálható-e ezzel az eljárással. Ha a gyakorlati tapasztalataink szerint

Oldal 9/13


nem, akkor célszerű más, intravénás kontrasztanyagot alkalmazó képalkotó módszer ajánlása.

A korai artériás fázis jelentősége A kulcsfontosságú artériás fázison belül is elkülönül és nagy jelentőséggel bír az egészen korai artériás fázis, amely az első mikrobuborék megjelenésétől számított pár másodpercre korlátozódik (2). Komoly differenciáldiagnosztikai nehézséget jelenthet megfigyelésének és rögzítésének elmulasztása. A gyors halmozású haemangiomák korai betelődése nemritkán ebben a fázisban történik. Ha hypervascularizált, kis metasztázisok korai halmozását nem detektáljuk, akkor később nehezített az elkülönítésük a sűrű tartalmú cisztáktól, kis haematomáktól. Hasonlóan igen gyors betelődést mutatnak a hepatocellularis carcinomák, amelyek cirrhoticus májban nem feltétlenül mutatnak kimosódást, így egyetlen támpontunk maradhat az artériás halmozásuk. Tapasztalatunk szerint azért is fontos az asszisztencia jelenléte, mert így nem vonja el a figyelmünket az injektálás a korai artériás fázisról. Szintén fontos ezen fázis rögzítése, amelyhez ajánlott az időben (lehetőleg a timerrel egy időben) indított mozgóképfelvétel. A korai artériás fázis megfigyelésének lehetősége esetenként a CT- vagy MR-vizsgálatoknál is magasabb specificitást eredményez (4). Lásd az 1. videót!

1. videó. Kisméretű, gyors betelődésű haemangioma májparenchymához viszonyított korai halmozása látszik artériás fázisban

A késői, sinusoidalis fázis jelentősége A kontrasztanyagos vizsgálatokat végzők számos esetben láthatnak igen késői fázisban halmozó, sokáig perifériás halmozást sem mutató haemangiomákat, amelyek helyes karakterizálása onkológiai gondozásba vett betegeknél elsődleges fontosságú (4, 9). Ezen esetekben az egyik legfontosabb irányelv a góc folyamatos vizsgálatának elkerülése a már említett korai mikrobuborék-fogyás elkerülése végett. Nemcsak a mikrobuborék mennyiségének abszolút értéke számít ez esetben, hanem a patomorfológia ismeretében az is, hogy az általában lassú keringésű haemangiomában a „bennrekedt” mikrobuborékok destrukciója jóval kifejezettebb lesz, mint a gyorsabb halmozásdinamikát mutató és a szomszédos területekről is telődő, környező májparenchymáé. Ezáltal téves pozitív eredményt kaphatunk, pedig a helyes vizsgálati technikával ez kiküszöbölhető hiba (4). A májgócok kontrasztanyagos ultrahangvizsgálatakor az egyik legnagyobb kihívást a cirrhoticus májban jelentkező hepatocellularis carcinomák karakterizálása jelenti. Ilyenkor meghatározó diagnosztikai segítséget jelenthet az esetleges (nem szükségszerű) késői kimosódás jelensége, amelynek észrevétele a fentiekkel megegyező vizsgálati technikát kívánja meg.

Flash, „robbantás”, replenishment Magas MI-értékek rövid, impulzusszerű alkalmazása során az adott síkban a mikrobuborékok teljes eliminálása lehetséges.

Oldal 10/13


Ezzel a módszerrel lehetőségünk van egy injektáláson belül másodszor is vizsgálni az adott síkban az artériás fázist, amennyiben még elégséges kontrasztanyag-koncentráció áll rendelkezésre. Jelentősége a korai artériás fázis tárgyalása során említett kis, gyors halmozású haemangiomák és metasztázisok elkülönítésében lehet (10).Hasznos továbbá olyan esetben is, amikor egyéb képalkotóval kimutatott, de nem karakterizált, ismert benignus májgócról kívánjuk eldönteni, hogy az FNH-ra vagy az adenomára jellemző halmozáskinetikát mutatja-e. Ilyenkor az artériás fázis „ismétlése” ebben a formában lehetséges reinjektálás nélkül. A módszer jelentőségét növeli, hogy így kellően felkészülten várhatjuk és rögzíthetjük az amúgy nagy odafigyelést igénylő korai artériás fázist. Fontos tudnunk, hogy a vizsgált góc megítélése vénás fázisban ekkor már nem lesz lehetséges reinjektálás nélkül.

Blooming vagy „ragyogás” artefaktum Definíció szerint a „ragyogás” műtermék vagy blooming artefact a betelődés látszata a vizsgált képletben, amely a környező parenchymában lévő mikrobuborékokból származó és szóródó reflexek következménye. Ez a jelenség magas kontrasztanyagdózis következtében vagy nagy akusztikusimpedancia-különbséggel bíró határfelületek környezetében lép fel (1). Kis gócok karakterizálásánál okoz elsősorban problémát. Felismerése annak alapján lehetséges, hogy míg a valódi telődést mutató területeken a mikrobuborékok migrációja szemmel követhető, addig e látszólagos telődést mutató területek jelei nem mutatnak mozgást. Az artefact kiküszöbölése alacsonyabb kontrasztanyagdózis mellett lehetséges.

Időbeli MIP – temporal maximum intensity projection Szoftvertől függően egyes készülékeken lehetőség van részletes, a microvasculaturát nagy pontossággal leképező állókép készítésére, amelynek alapja a légzésszünetben, mozdulatlan vizsgálófejjel, több másodperc alatt végzett dinamikus vizsgálat rétegeinek egymásra fésülése a digitális jelfeldolgozás során. Ez a technika lehetővé teszi, hogy egyazon mikrobuborék különböző időpontokban, különböző helyről adjon jelet a vizsgált síkban a nagyobb kaliberű erekből a kisebbek felé haladva. Az így keletkezett képen az érrajzolat részletes ábrázolása lehetővé teszi a betelődés irányának megítélését (centripetális, centrifugális). Jelentősége elsősorban a típusos érrajzolattal rendelkező májgócok diagnosztikájában van (3).

A vizsgálat rögzítése, tárolása – dokumentáció A vizsgálatok rögzítése elengedhetetlen a pontos értékeléshez. Törekedjünk arra, hogy a teljes artériás fázist mozgóképként vagy lejátszható klip formájában rögzítsük és mentsük el (3). A vénás fázisban állóképek rögzítése (természetesen a timer egyidejű megjelenítése mellett) elégséges. Ha lehetőségünk van, akkor a PACS rendszeren, ha ez nem áll rendelkezésre, akkor a készülék merevlemezén vagy külső egységen (pendrive, CT, külső merevlemez) tároljuk a mentett adatot. Tapasztalatunk szerint számos esetben csak a vizsgálat újbóli megtekintése során lesz egyértelmű az adott góc halmozásdinamikája, a vizsgált terület perfúziós eltérése. Egyes vizsgálatok esetén – mint a neoangiogenezis-gátlókra adott korai válasz megítélése – pedig a korábban rögzített vizsgálat hiányában értékelhető eredmény nem várható (5). Az idő-intenzitás görbék elemzésével kvantitatív analízis elvégzésére van lehetőségünk. Ennek előfeltétele a standardizált vizsgálati technika. Az értékelést legkönnyebben az adott ultrahangkészülék saját szoftverével készíthetjük el, de ennek hiányában egyéb grafikus programok alkalmazása is lehetséges. Ez utóbbi esetben fontos, hogy veszteségmentes képeket exportáljunk.

Oldal 11/13


Összegzés Csakúgy, mint a legtöbb képalkotó eljárás, a kontrasztanyagos ultrahangvizsgálat is végezhető a gyári beállítások automatikus átvételével, némi kezdeti tapasztalattal és a gyakoribb elváltozások jellegzetességeinek megtanulásával. Itt is, mint a többi modalitás esetén, a diagnosztikai módszerben rejlő lehetőségek csak a fizikai alapok ismeretében aknázhatók ki. Az ebből következő gépi beállítások és az elsősorban patomorfológiai ismereteket követelő vizsgálati technikai adaptáció pedig lehetővé teszik, hogy a kontrasztanyagos ultrahangvizsgálatok valóban gyors, ártalommal nem járó, megbízható megoldást jelentsenek olyan diagnosztikus nehézségekben, ahol más modalitások esetenként nem adtak kielégítő választ a klinikus és a radiológus kérdésére.

Köszönetnyilvánítás Köszönettel tartozunk Humml Frigyes Tanár Úrnak, amiért a kontrasztanyagos ultrahang vizsgálatok fizikai alapjainak megértését segítette, a cikk megírásához javaslataival segítséget nyújtott.

Irodalom 1. The EFSUMB Guidelines and Recommendations on the Clinical Practice of Contrast Enhanced Ultrasound (CEUS): Update 2011 on non-hepatic applications.Ultraschall in Med 2011;32:1-27. 2. Claudon M, Cosgrove D, Albrecht T, et al. Guidelines and good clinical practice recommendations for contrast enhanced ultrasound (CEUS) –update 2008. Ultraschall in Med 2008;29:28-44. 3. Weskott HP. Contrast enhanced ultrasound. 1st edition. Bermen: UNI-MED; 2011. p. 13-96. 4. Burns PN, Wilson SR, Simpson DH. Pulse inversion imaging of liver blood flow: improved method for characterizing focal masses with microbubble contrast. Invest Radiol 2000;35:58-71. 5. Lefevre F, Correas JM, Briancon S, et al. Contrast-enhanced sonography of the renal transplant using triggered pulse-inversion imaging: preliminary results. Ultrasound Med Biol 2002;28:303-31. 6. Harkányi Z. A kontrasztanyagos ultrahangvizsgálatok szerepe a klinikai gyakorlatban. Magyar Radiológia 2008;82(7-8):262-72. 7. Dietrich CF, Ignee A, Hocke M, et al. Pitfalls and artefacts using contrast enhanced ultrasound. Z Gastroenterol 2011;49:350-56. 8. Correas JM, Claudon M, Tranquart F, et al. The kidney: imaging with microbubble contrast agents. Ultrasound Q 2006;22:53-66. 9. Lassau N, Chami L, Benatsou B, et al. Dynamic contrast-enhanced ultrasonography (DCE-US) with quantification of tumor perfusion: a new diagnostic tool to evaluate the early effects of antiangiogenic treatment. Eur Radiol 2007;17(Suppl6):F89-F9. 10. Weskott HP. Detection and characterization of liver metastases. Radiologe 2011;(6):469-74.

Oldal 12/13


Absztrakt: A kontrasztanyagos ultrahangvizsgálatok mind szélesebb körben elérhetővé válnak a rendelkezésre álló, kontrasztharmonikus képalkotásra alkalmas berendezések elterjedése és az egyre bővülő klinikai tapasztalatok publikálása által. A vizsgálat eredményességének feltétele a fizikai képalkotás alapjainak ismerete, a kontrasztanyag és a páciens helyes előkészítése és a technikai beállítások optimalizálása. Mindezek azt szolgálják, hogy a lehetséges hibaforrásokat kiküszöböljük, a megjelenő műtermékeket felismerjük, és a vizsgálatot az adott régióra és elváltozásra specifikusan végezzük. Az ultrahang-kontrasztanyagok tulajdonságaiból, az ultrahangos képalkotás sajátságaiból és a vizsgálat dinamikus voltából adódóan a vizsgálati technika sok esetben lényegesen eltér a hagyományos ultrahangvizsgálatokétól. A speciális technika elsajátítása révén tapasztalataink szerint olyan differenciáldiagnosztikai többletinformációkhoz juthatunk, amely számos esetben felülmúlja az egyéb képalkotóktól várható eredményeket. Kulcsszavak: kontrasztanyagos ultrahangvizsgálat, ultrahangműtermékek Article Title: Technical prerequisites and methodology of contrast enhanced ultrasound examinations Abstract: With the increasing availability of contrast harmonic imaging ultrasound machines, the availability of related published articles and the continuously expanding clinical experience, contrast enhanced ultrasound examinations (CEUS) have become more readily available. The knowledge of basic physical principles of contrast-harmonic imaging, the adequate patient preparation and optimal technical settings are essential to performe an effective CEUS examination. All of the above facts help us in eliminating the possible sources of errors recognizing the artifacts and customizing the exam for a specific region or lesion. The dynamic nature of the study and the characteristic properties of ultrasound contrast agents frequently demands a different examination approach compared to conventional ultrasound techniques. According to our experience, by learning the special techniques required for CEUS, we are able to provide additional differential diagnostic information compared to other imaging modalities. Keywords: contrast enhanced utrasound (CEUS), ultrasound artefacts Szerző munkahelye: Pécsi Tudományegyetem, Klinikai Központ, Radiológiai Klinika/University of Pécs, Medical Center, Department of Radiology Szerző e-mail címe: [email protected] Szerző levelezési címe: dr. Járay Ákos: Pécsi Tudományegyetem, Klinikai Központ, Radiológiai Klinika, H-7624 Pécs, Ifjúság út 13.

Oldal 13/13

A kontrasztanyagos ultrahangvizsgálatok technikai feltételei és vizsgálati módszere

Recommend Documents