3D-Sonografie in der pränatalen Diagnostik: Ein praktischer Leitfaden 9783110471762, 9783110471311

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Rabih Chaoui, Kai-Sven Heling 3D-Sonografie in der pränatalen Diagnostik

Rabih Chaoui, Kai-Sven Heling

3D-Sonografie in der pränatalen Diagnostik Ein praktischer Leitfaden

Prof. Dr. med. Rabih Chaoui PD Dr. med. Kai-Sven Heling Praxis für Pränataldiagnostik Friedrichstr. 147 10117 Berlin

ISBN 978-3-11-047131-1 e-ISBN (PDF) 978-3-11-047176-2 e-ISBN (EPUB) 978-3-11-047153-3 Library of Congress Cataloging-in-Publication data A CIP catalog record for this book has been applied for at the Library of Congress. Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliographie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar. Der Verlag hat für die Wiedergabe aller in diesem Buch enthaltenen Informationen mit den Autoren große Mühe darauf verwandt, diese Angaben genau entsprechend dem Wissensstand bei Fertigstellung des Werkes abzudrucken. Trotz sorgfältiger Manuskriptherstellung und Korrektur des Satzes können Fehler nicht ganz ausgeschlossen werden. Autoren und Verlag übernehmen infolgedessen keine Verantwortung und keine daraus folgende oder sonstige Haftung, die auf irgendeine Art aus der Benutzung der in dem Werk enthaltenen Informationen oder Teilen davon entsteht. Die Wiedergabe der Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen und dergleichen in diesem Buch berechtigt nicht zu der Annahme, dass solche Namen ohne weiteres von jedermann benutzt werden dürfen. Vielmehr handelt es sich häufig um gesetzlich geschützte, eingetragene Warenzeichen, auch wenn sie nicht eigens als solche gekennzeichnet sind. © 2016 Walter de Gruyter GmbH, Berlin/Boston Satz und Repro: LVD Gesellschaft für Datenverarbeitung mbH, Berlin Druck und Bindung: Hubert & Co. GmbH & Co. KG, Göttingen Einbandabbildung: © Rabih Chaoui, Kai-Sven Heling ∞ Gedruckt auf säurefreiem Papier Printed in Germany www.degruyter.com

Für Kathleen, Amin und Ella Chaoui. Für Rajae, Anais, Reem und Anna Heling.

Vorwort Die erste dreidimensionale (3D) Darstellung eines fetalen Gesichts mittels Ultraschall gelang 1989 und gilt als Geburtsstunde der 3D-Sonografie. Im Jahr 1997 fand dann unter der Leitung von Prof. Dr. E. Merz der erste Weltkongress für 3D-Ultraschall in Geburtshilfe und Gynäkologie in Mainz statt, an dem wir die erste intensive Begegnung mit dieser neuen Art der Bildgebung hatten. Mit der Einführung von schnelleren Prozessoren um das Jahr 2000 begann dann die breite Anwendung der 3D-Sonografie, so dass heute in mehr als der Hälfte der geburtshilflichen Kliniken und Praxen 3D-fähige Ultraschallgeräte eingesetzt werden. Trotz dieser rasanten Verbreitung dieser Bildgebung existieren nur wenige Lehrbücher, die das Potential der verschiedenen Aspekte der 3D-Sonografie in der pränatalen Diagnostik aufzeigen. Das vorliegende Buch soll genau diese vielfältigen Möglichkeiten aufzeigen. Wir setzen in eigener Praxis seit 2004 routinemäßig die 3D-Sonografie ein und haben zahlreiche Kurse und Kongresse mitgestaltet, um den Teilnehmern die 3D-Sonografie an praktischen Beispielen zu vermitteln. Unsere Erfahrungen im 3D-Unterricht haben wir in diesem Buch zusammengefasst. Die 3D-Sonografie lebt nicht nur von der Momentaufnahme während der Untersuchung, sondern bedarf gewisser Erfahrungen mit der Nachbearbeitung von Datensätzen. In diesem Buch wird dem Leser die Untersuchung in 3D und Nachbearbeitung der Volumina als Schritt-für-Schritt-Methode nahe gebracht. Das Buch besteht aus drei Abschnitten: im ersten Teil wird erklärt, wie ein 3D-Volumen vorbereitet und aufgenommen wird, im zweiten Teil werden die verschiedenen Darstellungsarten von 3D-Bildern anhand von praktischen Beispielen aufgezeigt und im dritten Teil wird die klinische Anwendung nach Organsystem mit Fallbeispielen erläutert. Wir denken, dass wir mit mehr als 500 Abbildungen den vielfältigen Einsatz der 3D-Sonografie in der pränatalen Diagnostik in diesem Buch umfassend erläutert haben. Die 3D-Untersuchungen führen wir seit Jahren mit Voluson-Ultraschallsystemen der Firma General Electrics durch. Die Bilder in diesem Buch wurden mit Geräten der e8- und e10-Reihe aufgenommen. Viele der Funktionen und Begriffe in diesem Buch wie VCI®, Magicut®, HD-Live® und andere sind geschützte Namen. Im Sinne der Übersichtlichkeit wurde im Buch auf das ®-Zeichen verzichtet. An dieser Stelle möchten wir uns bei einigen Menschen bedanken, die uns auf dem Weg zur 3D-Sonografie begleitet haben. Die meisten Inspirationen haben wir in den letzten 15 Jahren immer wieder von Dr. Bernard Benoit aus Monaco bekommen. Ohne sein fachliches sowie künstlerisches Können wäre Vieles nicht entwickelt worden. Den vielen Ingenieuren und Managern bei Kretztechnik (General ElectricsHealthcare) in Zipf – Österreich danken wir für die intensive Zusammenarbeit, die kritischen Diskussionen und die unermüdliche Unterstützung über die Jahre. Unseren Patientinnen danken wir auch für die Geduld während der 3D-Aufnahmen ihrer Feten.

VIII 

 Vorwort

Wir danken den Mitarbeiterinnen im De Gruyter Verlag Frau Simone Witzel, Frau Dr. Bettina Noto und Frau Kathleen Prüfer für ihre engagierte, unkomplizierte Unterstützung bei der Erstellung des Buches. Dieses Buch haben wir mehr als einmal begonnen und wieder zur Seite gelegt, da zwischendurch eine neue Software entwickelt worden war, die unbedingt auch in das Buch aufgenommen werden sollte. Nun denken wir, dass die Zeit gekommen ist, um dem Leser das Wichtigste in Form von Tipps, Tricks und Bildern an die Hand zu geben. Berlin-Friedrichstrasse Dezember 2015

R. Chaoui K. S. Heling

Inhalt Vorwort 

 V

Teil I: Grundlagen der 3D-Sonografie 1 1.1 1.2 1.3 1.4

 3 Aufnahme von 3D- und 4D-Volumina      Einführung 3 Vorbereitung der Volumen-Aufnahme   9 Arten der Volumen-Aufnahme   13 Fazit 

2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5

Orientierung und Navigation im Volumen   15 Einführung 

 3

 15

Das Speichern und Exportieren eines Volumendatensatzes   16 Orientierung in den orthogonalen Ebenen      Navigation in den orthogonalen Ebenen 17  24 Artefakte im multiplanaren Modus 

 15

Teil II: 3D-Darstellungsmethoden 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6

3D-Wiedergabe eines Volumens: Das Rendering   27 Einführung 

 27

Die Render-Box und die Orientierung innerhalb  27 eines 3D-Volumens   32 Artefakte im 3D-Rendering   32 Verschiedene Rendering-Modi und deren Mischung   37 Spezialeffekte in 3D: Tiefen-3D-Rendering und Lichtquelle   39 Schwelle (Threshold), Transparenz, Helligkeit und Farb-Skalen      Magicut – das elektronische Skalpell 41  44 Fazit   45 Volume Contrast Imaging: VCI      Einführung 45 Prinzip des Volume Contrast Imaging (VCI)   49 Statisches VCI   52 4D mit VCI-Omniview      4D mit VCI-A 54  57 Fazit 

 45

X 

5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5

 Inhalt

Multiplanares Rendering I: Orthogonaler Modus  58 und Omniview-Schnittbilder   58 Prinzip  Multiplanares Rendering und verschiedene Arten  58 von Schnittbildern   59 Praktische Durchführung beim orthogonalen Modus  Praktische Durchführung beim gezeichneten Schnittbild  60 z. B. durch Omniview      Fazit 68

6 6.1 6.2 6.3 6.4

 70 Multiplanares Rendering II: Tomografie-Modus      Prinzip 70  70 Praktische Durchführung   76 Typische Anwendungen des Tomografie-Modus      Fazit 87

7 7.1 7.2 7.3 7.4

 88 Der Oberflächen-Modus und HD-Live   88 Prinzip   88 Praktische Durchführung  Typische Anwendungen des Oberflächen-Modus   100 Fazit 

8 8.1 8.2 8.3 8.4

 101 Der Maximum-Modus   101 Prinzip  Praktische Durchführung 

9 9.1 9.2 9.3 9.4

 112 Der Minimum-Modus   112 Prinzip  Praktische Durchführung 

10 10.1 10.2 10.3 10.4

 120 Der Inversion-Modus   120 Prinzip   120 Praktische Durchführung  Typische Anwendungen des Inversion-Modus   128 Fazit 

 92

 102

Typische Anwendungen des Maximum-Modus   111 Fazit 

 107

 112

Typische Anwendungen des Minimum-Modus   119 Fazit 

 114

 122

Inhalt 

11 11.1 11.2 11.3 11.4

 129 Umriss- oder Silhouette-Funktion   129 Prinzip   129 Praktische Durchführung 

12 12.1 12.2 12.3 12.4 12.5

 139 Der Glass-Body-Modus und HD-Live-Flow   139 Prinzip   140 Praktische Durchführung   144 Glass-Body-Modus in HD-Live-Flow-Funktion   144 Typische Anwendungen des Glass-Body-Modus   149 Fazit 

13 13.1 13.2 13.3 13.4

 150 Der B-Flow-Modus      Prinzip 150  152 Praktische Durchführung  Typische Anwendungen des B-Flow-Modus   155 Fazit 

14 14.1 14.2 14.3 14.4

Biplane-Darstellung mittels elektronischem Matrix-Schallkopf   156 Prinzip   156 Praktische Durchführung   161 Typische Anwendungen der Biplane-Darstellung      Fazit 171

15 15.1 15.2 15.3 15.4

Berechnung von 3D-Volumina   172 Prinzip  Praktische Durchführung 

Typische Anwendungen der Silhouette-Funktion   138 Fazit 

 133

 152  156

 172  172

Typische Anwendungen von Volumenberechnungen   178 Fazit 

 178

Teil III: Klinische Anwendungen in der pränatalen Diagnostik 16 16.1 16.2 16.3 16.4 16.5 16.6 16.7

 181 3D-fetale Neurosonografie      Einführung 181 Fetale Neurosonografie im 3D-Ultraschall  3D-Darstellung spezieller Hirnstrukturen 

 181

 186 Rekonstruktion von fetalen Hirnstrukturen im 3D-Rendering   190 Das intrakranielle Gefäßsystem im Farb-Doppler      Fetale Neurosonografie vor 14 SSW 194  199 Fazit 

 190

 XI

XII 

 Inhalt

17 17.1

 200 3D des fetalen Skeletts  Grenzen der Beurteilung des fetalen Skeletts  200 mittels 2D-Ultraschall   200 Die Wirbelsäule und die Rippen      Die Extremitäten 207  210 Das Gesicht und die Schädelknochen 

17.2 17.3 17.4

18.2 18.3 18.4 18.5

 212 3D des fetalen Gesichts  Die sonografische Untersuchung des Gesichts  212 im 2D- und 3D-Ultraschall   213 Das Gesicht im multiplanaren Rendering  Das normale Gesicht im 3D-/4D-Oberflächen-Modus   222 Das auffällige Gesicht in 3D/4D   227 Das knöcherne Gesicht in 3D/4D 

19 19.1 19.2 19.3

3D intrathorakaler und intraabdominaler Organe   229 Einführung   229 Intrathorakale Organe   235 Intraabdominale Organe 

20 20.1

 247 STIC und 3D-/4D-fetale Echokardiografie  Die sonografische Beurteilung des Herzens im zweidimensionalen  247 Ultraschall   247 Aufnahmetechniken von kardialen Volumendatensätzen   249 Fetale Echokardiografie im 3D-/4D-multiplanaren Rendering   253 Fetales Herz im 3D/4D im Volumen-Rendering   260 Fazit 

18 18.1

20.2 20.3 20.4 20.5 21 21.1 21.2 21.3

 229

 261 3D in der Frühschwangerschaft   261 Hintergrund  3D-Volumen-Rendering in der Frühschwangerschaft  Multiplanares Rendering und Ebenen-Rekonstruktion  270 in der Frühschwangerschaft 

Weiterführende Literatur und Quellen  Register 

 279

 275

 216

 261

Teil I: Grundlagen der 3D-Sonografie

1 Aufnahme von 3D- und 4D-Volumina 1.1 Einführung Die Technologie des dreidimensionalen (3D) Ultraschalls basiert heutzutage auf modernen mechanischen oder elektronischen Schallköpfen, die es ermöglichen, ein Volumen oder eine Sequenz von Volumina aufzunehmen. Die bildliche Information, die mit einem 3D-Volumen generiert wird, kann auf dem Bildschirm in unterschiedlicher Art und Weise abgebildet werden: Dies können ein einzelnes Bild oder mehrere Schnittbilder (s. Kap. 4, 5, 6) oder auch ein räumliches 3D-Volumen (s. Kap. 3) mit Projektion der äußeren und/oder inneren anatomischen Details sein. Zweifelsohne braucht die 3D-Sonografie eine Lernkurve, bevor sie von Erfolg gekrönt wird. Dabei sollte der Anwender die verschiedenen Arten der 3D-Akquisition, der 3D-Darstellung sowie der Bearbeitung von Volumina kennen. Die „Qualität“ eines Volumens in 3D hängt nicht nur von den Erfahrungen des Untersuchers, sondern auch von der Qualität des Bildes bei Volumenaufnahme ab, die nicht immer mit maximaler Auflösung gleichzusetzen ist. Eine Optimierung des B-Bildes sollte auch als Teil der 3D-Aufnahme betrachtet werden. In diesem Kapitel werden einige Aspekte der Bildoptimierung sowie Grundlagen der Volumenakquisition besprochen.

1.2 Vorbereitung der Volumen-Aufnahme Fünf wichtige Schritte sollten in der Vorbereitung auf eine 3D-/4D-Volumenaufnahme Berücksichtigung finden. Diese sind: 1. Optimierung des Bildes vor Aufnahme eines Volumens 2. Wahl der bestmöglichen Referenzebene in Abhängigkeit der Fragestellung 3. Größe der Region of Interest (ROI)-Box oder Volumenbox 4. Aufnahmewinkel 5. Volumenqualität bzw. Auflösung 1.2.1 Optimierung des Bildes vor Aufnahme eines Volumens Vor der Akquisition eines Volumens in 3D, 4D oder STIC ist die Optimierung des 2D-Bildes eine Voraussetzung, um optimale Ergebnisse zu erzielen. Dabei wird der Begriff „Referenz-“ oder „Aufnahmeebene“ verwendet, um die Anfangsebene bei Volumenaufnahme zu bezeichnen. Da ein 3D-Volumen aus einzelnen Bildern besteht, wird die Auflösung eines gesamten Volumens umso besser, je besser die Auflösung des einzelnen Bildes ist. Das Optimieren des Bildes sollte nicht nur eine Einstellung der Liniendichte, Bildfrequenz u. ä. beinhalten, sondern auch das Platzieren der „Region of Inte-

4 

 1 Aufnahme von 3D- und 4D-Volumina

Abb. 1.1: Links: In Vorbereitung einer 3D-Aufnahme von Kopf und Gehirn wird ein Teil des Kopfes in diesem Volumen nicht zu finden sein. Rechts ist das Bild zentriert und somit optimal für die 3D-Aufnahme, vorausgesetzt man wählt eine ausreichende Tiefe des Volumens.

Abb. 1.2: Links: Das Bild ist nicht optimal eingestellt und wirkt zu „hell“ mit wenig Kontrast für eine 3D-Aufnahme im Oberflächen-Modus. Rechts: Nach Optimierung des Bildes ist das Fruchtwasser echoarm und die oberflächlichen Konturen wirken klar.

rest“ (ROI) in der Volumenbox und die Einstellung der Fokuszone einschließen. Dabei sollte neben der Winkelbreite der Box auch die Winkeltiefe angepasst werden (s. unten). Wird das Volumen in Kombination mit Farb-Doppler aufgenommen, so müssen neben der Auflösung der Farbe auch die Persistenz und die Bildfrequenz mit angepasst werden. In den Abb. 1.1–1.3 sind Beispiele ungünstiger Einstellungen mit optimierten Bildern verglichen.

1.2 Vorbereitung der Volumen-Aufnahme 

 5

Abb. 1.3: Links: Sowohl für eine 3D statische als auch für eine STIC-Aufnahme ist das Bild schlecht vorbereitet. Die Farb-Doppler-Box ist zu groß und die Geschwindigkeitsskala wurde zu niedrig gewählt. Das Bild rechts ist optimiert für die Aufnahme.

1.2.2 Wahl der bestmöglichen Referenzebene bei Volumenaufnahme Innerhalb eines Volumens liegt die beste Bildqualität in der Referenzebene sowie in den benachbarten parallelen Ebenen. Dagegen weisen die rekonstruierten orthogonalen und schrägen Ebenen eine reduzierte Qualität auf. Aus diesem Grunde sollte man sich vor der Aufnahme eines Volumens vergegenwärtigen, welche Informationen man aus dem Volumen gewinnen will, und dementsprechend die Referenzebene wählen.

1.2.3 Größe der Region of Interest (ROI) Box oder Volumenbox Die ROI-Box oder Volumenbox beinhaltet bereits zwei Parameter eines 3D-Volumens, die Höhe und die Breite (Abb. 1.4), die der X- und Y-Achse entsprechen (Abb. 1.5). Die Größe der Box sollte entsprechend den interessierenden Strukturen gewählt werden, damit diese im Volumenblock beinhaltet sind. Während bei einer 4D-Aufnahme die Box knapp über die Region gelegt und ggf. live korrigiert werden kann, sollte bei einer 3D-Aufnahme die Box möglichst groß gewählt werden, damit im 3D-Volumen die benachbarten Strukturen nicht abgeschnitten werden.

6 

 1 Aufnahme von 3D- und 4D-Volumina

Abb. 1.4: Eine Volumenbox besteht aus drei Dimensionen. Vor Aufnahme werden im 2D-Modus Höhe und Breite der Region-of-Interest-Box eingestellt, während die Aufnahmetiefe direkt mit einem Knopf ausgewählt wird, wie bei dem Aufnahmewinkel z. B. 50°, 70° o. ä. (vgl. mit nächster Abb.).

1.2.4 Aufnahmewinkel Der Aufnahmewinkel entspricht der Tiefe des Volumens und der Z-Achse und bestimmt während der Volumenakquisition den Umfang des Schwenks innerhalb des Schallkopfes (Abb. 1.5). Dieser Winkel wird vom Anwender mit der Wahl der Volumenbox und unmittelbar vor Aktivierung der Volumenaufnahme eingestellt. Es gibt keinen GoldStandard für die Wahl der Größe der Box, sondern die Entscheidung richtet sich nach

Abb. 1.5: Eine Volumenbox besteht aus Höhe, Breite und Tiefe. Beim Aufnahmewinkel handelt es sich um den gesamten Winkel des Volumens, wobei während der Akquisition die Hälfte des Winkels vor und die andere Hälfte hinter der Referenzebene aufgenommen wird. Die Referenzebene ist das Bild, das man beim Aktivieren des 3D zuletzt auf dem Bildschirm sieht.

1.2 Vorbereitung der Volumen-Aufnahme 

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der Anatomie der zu untersuchenden Struktur sowie der Art der Aufnahme. Bei dem gewählten Winkel handelt es sich um den gesamten Winkel des Volumens, wobei während der Akquisition die Hälfte des Winkels vor und die andere Hälfte hinter der Referenzebene aufgenommen wird (Abb. 1.5). Je nach Organsystem wird die Form des Volumens am Ende aussehen und in Abb. 1.6 und 1.7 werden die verschiedenen Formen gezeigt. So ist z. B. bei der 3D-Aufnahme einer Wirbelsäule die Volumenbox breit, um die gesamte Wirbelsäule zu erfassen, der Aufnahmewinkel jedoch ist klein (Abb. 1.6). Beim Herzen sind Breite und Winkel der Volumenbox oft fast gleich.

1.2.5 Qualität der Volumenaufnahme Die Qualität der 3D-Aufnahme wird durch die Dauer der Akquisition bedingt. Bei einem gleichen Winkel können in einer kurzen Aufnahmedauer weniger und in einer etwas längeren Aufnahme mehr Bilder aufgenommen werden (Abb. 1.8). Wenn im gleichen Block mehr Bilder zur 3D-Berechnung zur Verfügung stehen, können daraus bessere Bilder in den Ebenen B und C rekonstruiert werden. Vergleiche dazu in den Abb. 1.9 und 1.10 die Bilder oben und unten. Es ist nicht immer der Fall, dass eine

Abb. 1.6: Die Form der Volumenbox hängt von dem Organ ab, das untersucht werden soll. Bei dem Beispiel der Wirbelsäule und der Rippen ist die Box breit und wenig tief. Man kann nach Aufnahme des Volumens die Daten am Bildschirm ablesen; Breite (B) 66° und Volumentiefe (V) 40°.

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 1 Aufnahme von 3D- und 4D-Volumina

Abb. 1.7: Die Form der Volumenbox wird je nach Fragestellung unterschiedlich gewählt: Links oben: Typische Volumenbox für die Wirbelsäule im Längsschnitt. Rechts oben: Beispiel bei Aufnahme eines Gesichtes im 3D. Links unten ist die Box bei einer schmalen Volumentiefe bei einer STICAufnahme und rechts unten die Wahl eines großen Volumens bei Aufnahme eines großen Teils eines Feten wie beim Kopf oder Bauch mit Thorax oder vom gesamten Feten in der Frühschwangerschaft zu sehen.

Abb. 1.8: Bei gleichem Volumenwinkel werden im Falle der Wahl von Qualität „hoch“ (Hoch1, Hoch2 oder Maximum) viele Bilder aufgenommen, die dem Gesamtbild eine hohe Auflösung verleihen. Dagegen werden bei mittlerer oder niedriger Qualität weniger Bilder aufgenommen; vgl. mit Abb. 1.9 und 1.10.

1.3 Arten der Volumen-Aufnahme 

 9

Abb. 1.9: 3D-Volumen eines Feten mit Qualität niedrig (oberes Bilderpaar), und mit Qualität Maximum (unteres Bilderpaar), mit entsprechend unterschiedlicher Auflösung in den aufgenommenen Bildern.

hochauflösende Aufnahme die beste Qualität liefert. Hier muss der Anwender mit eigener Erfahrung den Mittelweg finden. Abb. 1.11 zeigt z. B. einen Feten nach 3D-Aufnahme mit geringer Auflösung (links), mittlerer Auflösung (Mitte) und höchster Auflösung (rechts). Das Bild in der Mitte zeigt ein besseres Ergebnis mit weichem Gesicht als das Bild rechts mit vielen Details. Auch bei der statischen 3D- als auch bei der 4D-Aufnahme kann aus verschiedenen Stufen von „Niedrig“- bis „Maximum“-Auflösung gewählt werden. Die Abb. 1.12 zeigt einen Feten in 3D- und 4D-Aufnahme beide mit Hoch1-Qualität aufgenommen.

1.3 Arten der Volumen-Aufnahme Zur Zeit stehen vier Arten der Volumenakquisition zur Verfügung: 1. Statische 3D-Aufnahme 2. Real-Time 4D mit einem mechanischen 3D-Schallkopf (4D) 3. Spatial-Temporal Image Correlation = STIC 4. Real-Time 4D mit einem elektronischen Matrix-Schallkopf (4D)

10 

 1 Aufnahme von 3D- und 4D-Volumina

Abb. 1.10: STIC-Volumen mit Aufnahme in kürzester Zeit und entsprechend niedriger Qualität (oberes Bilderpaar) und beim unteren Bilderpaar bei Aufnahme mit längerer Zeit und dementsprechend besserer Qualität. Es resultiert in beiden Bildern eine unterschiedliche Auflösung.

Abb. 1.11: Fetales Gesicht nach Aufnahme im statischen 3D mit unterschiedlicher Qualität von „Niedrig“ über „Mid-2“ bis „Maximum“. Das mittlere Bild wirkt am besten gelungen und zeigt, dass nicht immer die höchste Qualität das beste Ergebnis bringt.

1.3 Arten der Volumen-Aufnahme 

 11

Abb.1.12: Aufnahme eines Feten in statischem 3D (links) und in 4D (rechts). Detailerkennung und Auflösung gelingen in statischem 3D meistens besser.

1.3.1 Statische 3D-Aufnahme Prinzip: Bei der statischen 3D-Aufnahme handelt es sich um eine Volumenakquisition eines einzelnen Datensatzes, bestehend aus benachbarten 2D-Bildern, die innerhalb von Millisekunden bis wenigen Sekunden aufgenommen wurde. Dabei sind keine Informationen zu Bewegungsabläufen (zeitlich wie räumlich) im Datensatz vorhanden. Die statische 3D-Aufnahme ist die gebräuchlichste Form der Aufnahmetechnik in der Geburtshilfe und Gynäkologie. Vorteile: Diese Art der Aufnahme ist einfach zu erlernen und lässt sich rasch durchführen, so dass viele Volumina hintereinander aufgenommen und gespeichert werden können. Bei zügiger Aufnahme können auch größere Bereiche einbezogen und digitale Datensätze zur späteren Bearbeitung gespeichert werden. Statisches 3D kann mit B-Bild aufgenommen, aber auch mit Farbe, Power-Doppler und B-Flow kombiniert werden. Bei der nachträglichen Bearbeitung stehen außer der Auswertung von Bewegungen alle 3D-Bearbeitungsfunktionen zur Verfügung. Grenzen: Eine der Hauptnachteile der statischen 3D-Aufnahme ist die fehlende Erfassung von Bewegungen, wie z. B. am fetalen Herzen (Klappen, Wandbewegungen) oder bei den Bewegungen des Feten (Handbewegungen, Mimik usw.). Kommt es während der Aufnahme zu Bewegungen (beim Feten, bei der Schwangeren oder beim Untersucher), so werden diese als Artefakt registriert.

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 1 Aufnahme von 3D- und 4D-Volumina

1.3.2 Real-Time 4D mit einem mechanischen 3D-Schallkopf (4D) Prinzip: Die 4D-Untersuchung konnte bis vor kurzem nur mit Hilfe eines mechanischen Schallkopfes durchgeführt werden. Dabei erfolgt die Aufnahme ähnlich wie bei der statischen 3D-Untersuchung, doch anstelle von nur einem Volumen, wird eine Abfolge von Volumina hintereinander aufgenommen. Die Kombination von 3D und der Zeitspanne wird 4D genannt. Dafür werden Begriffe wie Real-Time 3D, Real-Time 4D und 4D verwendet. In diesem Buch werden wir weiterhin nur den Begriff 4D verwenden. Vorteile: Der Hauptvorteil der 4D-Untersuchung liegt darin, dass Bilder in Echtzeit während der Entstehung verfolgt und dabei fetale Bewegungen z. B. von Gesicht, Händen, Füßen u. a. gut abgebildet werden können. Für viele ist diese Methode ideal für den Einstieg in den 3D-/4D-Ultraschall. Am Herzen kann die Methode nur mit vielen Einschränkungen Anwendung finden. Grenzen: Der limitierende Faktor bei solch einer Aufnahmeart liegt in der Balance zwischen einer qualitativ guten 4D-Aufnahme und der Geschwindigkeit des Rotationsmotors in der Akquisition von Serien von Volumina, um die Strukturen live darzustellen. Vom letzteren hängt ab, wie in „Echtzeit“ ein Bildaufbau erscheint. Das menschliche Auge beginnt bei einer Bildfrequenz von 20 Bildern pro Sekunde, eine Folge als live zu erkennen. Bei den heutigen mechanischen Schallköpfen erreicht man für die oberflächlichen Strukturen (Gesicht, Hände usw.) bei einem guten Ausschnitt und guter Auflösung eine Bildfrequenz von 4 bis 6 Bildern pro Sekunde, was in einem eher abgehackten Live-Bild resultiert. Die meisten Feten zeigen leichte Bewegungen (Gähnen, Handbewegungen vor dem Gesicht, Augen öffnen u. ä.), so dass mit 4D gute Ergebnisse erzielt werden können.

1.3.3 Spatial-Temporal Image Correlation (STIC) Aufnahme Prinzip: Die STIC-Aufnahme ähnelt eher einer langsamen statischen Aufnahme mit einer Dauer von 7,5 bis 15 Sekunden, die für die Aufnahme eines schlagenden Herzens bzw. von Gefäßen mit Pulsationen Anwendung findet. Dabei werden nach Volumenakquisition die Bilder im System elektronisch nach Bewegungsumfang analysiert und der Herzzyklusphase zugewiesen. Die Bilder werden danach umsortiert und der errechneten Herzzyklusphase zugeordnet. Daher stammt der Name der zeitlichen und räumlichen Bildkorrelation. Es entsteht ein einzelnes Volumen, in dem in jeder einzelnen Ebene ein kompletter Herzzyklus gefunden wird. Vorteile: Der Hauptvorteil von STIC liegt darin, dass ein Volumendatensatz mit Bewegungen der kardialen Strukturen wie Klappen, Myokard u. a. aufgenommen und bearbeitet werden kann. Da das Volumen aus einzelnen Bildern entsteht, kann die Auf-

1.3 Arten der Volumen-Aufnahme 

 13

nahme mit guter Auflösung erfolgen und demnach auch mit Farb-Doppler kombiniert werden. Somit steht dem Spezialisten eine virtuelle Untersuchung des Herzens zur Verfügung, in der navigiert, rekonstruiert und berechnet werden kann. Die klinische Anwendung wird im Kapitel 15 besprochen. Grenzen: STIC wird vorgeworfen, dass Aufnahme und Bearbeitung schwer erscheinen und die Dauer von 7,5 oder 10 Sekunden zu lang ist, da sich der Fet dabei bewegen kann. Ferner hat STIC den Nachteil, dass das rekonstruierte Volumen ausgewählte Bilder zeigt, so dass nicht die echte, sondern eine gefilterte Information abgebildet wird. Da es sich um einen einzelnen Herzzyklus handelt, kann STIC keine Arrhythmie mit Extrasystolen zeigen und ist für eine unregelmäßige Herzfrequenz nicht geeignet.

1.3.4 Real-Time 4D mit einem elektronischen Matrix-Schallkopf (4D) Prinzip: Während in herkömmlichen Schallköpfen eine einzelne Reihe von Kristallen eingebaut sind und bei mechanischen Schallköpfen diese Reihe mit Hilfe eines Rotationsmotors bewegt wird, ist bei elektronischen Schallköpfen eine Fläche von Kristallen eingebaut (z. Z. ca. 8000). So kann bei einer 2D-Untersuchung nur eine Reihe aktiviert werden, während bei 4D alle Kristalle fast gleichzeitig aktiviert und die 3D-Bilder in Echtzeit erzeugt und berechnet werden können. Vorteile: Der Hauptvorteil der 4D-Untersuchung wurde oben bereits beschrieben. Hinzu kommt, dass bei einem elektronischen Schallkopf mit zunehmender Rechenkapazität der heutigen Computer auch Bilderfolgen in nahezu Echtzeit gezeigt werden. Es ist zu erwarten, dass in den nächsten Jahren weitere Entwicklungen die Bildqualität bei Aufnahmen in Echtzeit verbessern werden. Grenzen: Die Grenzen bestehen zum einen in der Verfügbarkeit solcher teuren, elektronisch 3D-/4D-fähigen Schallköpfe. Zum anderen sind sie durch die Rechenkapazität heutiger Computer und durch die starke Erhitzung solch eines Schallkopfes bedingt, welcher eine spezielle Kühlung benötigt.

1.4 Fazit Die Akquisition von 3D-Volumina kann sowohl mit einem mechanischen 3D-Schallkopf oder seit neuem mit einem elektronischen Matrixschallkopf erfolgen (Abb. 1.13). Vor Beginn der Aufnahme sollte der Anwender entscheiden, welche Fragestellung er bearbeiten will und entsprechende die Art der Aufnahme wählen. Nach der Optimierung des Bildes wird die Volumenbox in Höhe, Breite und Tiefe angepasst, die Einstellung der anatomischen Struktur zentriert und die Aufnahmequalität festgelegt. Dabei

14 

 1 Aufnahme von 3D- und 4D-Volumina

Elektronischer Schallkopf

Mechanischer Schallkopf

Biplane Statisches 3D-Volumen

STICVolumen

4D-Volumina

Abb. 1.13: Schema mit Darstellung der Möglichkeiten der Aufnahme von Volumina. Entweder mit einem mechanischen oder elektronischen Schallkopf kann man ein statisches 3D-Volumen, ein STICVolumen oder 4D-Volumina aufnehmen. Mit dem elektronischen Schallkopf kann man ferner auch ein Biplane-Bild aufnehmen.

Statisches 3D-Volumen

STIC-Volumen

4D-Volumina

Multiplanares Rendering

Volumen-Rendering

Schnitt-Ebenen: – Einzelne Ebene – Orthogonaler Modus – Tomografie-Modus – Omniview-Bilder

Volumen-Bilder: – Oberflächen-Modus – Transparenz-Modus – Volumenberechnung

Abb. 1.14: Übersicht der Möglichkeiten der Volumendarstellung (sog. Rendering) auf dem Bildschirm nach Aufnahme eines statischen 3D-Volumens, eines STIC-Volumens oder von 4D-Volumina. Ein Volumen kann entweder als Schnitt-Ebenen als sog. multiplanares Rendering oder als Volumen-Bild dargestellt werden.

kann man ein statisches 3D-Volumen, eine STIC-Aufnahme oder eine Reihe von 4D-Volumina aufnehmen (Abb. 1.13). Die Darstellung des Volumendatensatzes auf dem Bildschirm kann dann entweder als Schnittebenen erfolgen, als sog. multiplanares Rendering oder als ein 3D-Volumen-Bild als sog. Volumen-Rendering (Abb. 1.14). Die nächsten Kapitel behandeln die unterschiedlichen Arten der Darstellung und Bearbeitung eines Volumens.

2 Orientierung und Navigation im Volumen 2.1 Einführung Im vorigen Kapitel wurde dargestellt, wie eine 3D-Aufnahme vorbereitet und ein Volumen oder eine Serie an Volumina aufgenommen werden. In diesem Kapitel wird erläutert, wie anschließend das Volumen auf dem Bildschirm angezeigt und die 2Dund 3D-Bilder durch Manipulation des Volumens herausgearbeitet werden. Viele Anwender speichern das Volumen zunächst, um es am Ende der Untersuchung oder zu einem späteren Zeitpunkt zu bearbeiten. Es gibt viele Schritte und versteckte Funktionen, die erlernt werden müssen, um ein gutes Bild zu bekommen. 3D-Volumenmanipulation stellt eine reine Bearbeitung von Datensätzen mittels einer Software dar, die man intensiv lernen muss. Zunehmende Erfahrung kann mit viel Übung, mit Lesen von praktischen Leitfäden wie dieser Monografie und nicht zuletzt durch Besuch von speziellen Kursen gewonnen werden.

2.2 Das Speichern und Exportieren eines Volumendatensatzes In einigen Fällen wird das aufgenommene Volumen gleich bearbeitet. Dies birgt das Risiko, dass durch falsches Drücken einer Taste (z. B. Freeze) das Ergebnis verloren geht. Aus diesem Grunde sollte ein gutes Volumen für eine spätere Bearbeitung auf der Festplatte des Ultraschallgeräts abgespeichert werden. Beim Speichern sollte man vor allem auf das Speicherformat achten. Denn je nach Einstellung kann das entstandene Bild nicht automatisch als Volumen, sondern z. B. als Bildformat abgespeichert werden. Daher muss im Vorfeld definiert werden, welche Tastenbelegung vorliegt. Ein Volumen kann als Bild (Bitmap, TIFF, JPEG) oder als Volumen (3D) gespeichert werden. Bei STIC oder 4D kann das Speichern sogar als Bild, als 3D oder am besten als 3D-Cineloop erfolgen. Nur die Speicherung als Volumendatensatz ermöglicht eine nachträgliche Bearbeitung. Die Funktion „Export“ im Zusammenhang mit einem 3D-Datensatz ermöglicht ebenfalls das Exportieren des Ergebnisses als Bild (wie die Bilder in diesem Buch) als Videosequenzen (z. B. für Patienten oder für Vorträge) oder auch als digitale Datensätze. Für ein Exportieren auf eine externe Festplatte oder zur Nachbearbeitung mit der PC-Software „4D-View“ oder zum Exportieren und wieder Importieren an einem anderen Ultraschallgerät sollte der Datensatz als „unkomprimierter Volumensatz“ im Format „4dv“ exportiert werden. In diesem Format kann auch eine Untersuchung von einem anderen Gerät in das Ultraschallgerät importiert und nachbearbeitet werden.

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 2 Orientierung und Navigation im Volumen

2.3 Orientierung in den orthogonalen Ebenen In den meisten Voreinstellungen wird nach der 3D-Volumenaufnahme der Datensatz in den drei orthogonalen Ebenen abgebildet (Abb. 2.1). Diese Ebenen werden mit A, B und C bezeichnet. Ebene A wird oben links abgebildet und bezieht sich auf die Referenzebene bei Volumenaufnahme (s. a. Kap. 1). Die Ebenen B und C sind digital rekonstruierte orthogonale Ebenen zu der Ebene A. Ebene B ist die 90°-Drehung und C ist die horizontale Ebene. Der Aufnahmewinkel entspricht der Winkelöffnung des Bildes in B, während die Breite der Box an der Winkelöffnung des Bildes A erkennbar ist. Die Werte sind im Display am Rand des Bildes abzulesen. Die Bilder in der Ebene A sind meist die qualitativ besseren Bilder, da sie direkt erstellt wurden, während die Bilder in den B- und C-Ebenen nachträglich aus der digitalen Information der einzelnen dicht benachbarten A-Bilder errechnet wurden. Die Voreinstellungen können aber auch anders programmiert werden, so im Tomografie-Modus oder auch in einer 3D-Volumen-Wiedergabe (3D-Rendering), wie es häufig beim 4D der Fall ist.

Abb. 2.1: Im orthogonalen Darstellungs-Modus wird das aufgenommene Volumen in Form von drei senkrecht zueinander stehenden Ebenen dargestellt. Oben links ist die Referenzebene A, rechts oben die 90° vertikale Rotationsebene B und unten die 90° horizontale Rotationsebene C dargestellt. In der B-Ebene erkennt man den Aufnahmewinkel und ggf. Bewegungsartefakte (s. Abb. 2.13, 2.14).

2.4 Navigation in den orthogonalen Ebenen 

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2.4 Navigation in den orthogonalen Ebenen Die Navigation innerhalb eines Volumens ermöglicht das Generieren neuer Bilder und fast eine Untersuchung zu simulieren (s. Abb. 2.2–2.6). Als Start-Ebene wird die sog. „aktive“ Ebene gewählt, die durch entsprechende Markierung (z. B. Messkaliber am Rand) erkennbar ist (Abb. 2.2 oben rechts). Wenn in der aktiven Ebene navigiert wird, ändern sich gleichzeitig die Bilder in den anderen Ebenen. Wechselt man zu einer anderen Ebene, dann wird diese die „aktive“ Ebene und jede Änderung, (Rotation, Translation usw.) findet dann in dieser gewählten Ebene statt. Ebenen werden nach Nomenklatur als A, B und C benannt (Abb. 2.1), während Achsen, nach denen das Bild gedreht wird, X, Y und Z bezeichnet und farbig unterschiedlich abgebildet werden (s. Abb. 2.7, 2.8). Navigation mit dem Schnittpunkt: Die drei Ebenen stehen orthogonal zueinander, ihre Intersektion kann anhand eines Schnittpunktes erkannt werden. Dieser Schnittpunkt kann angeklickt und auf dem aktiven Bild bewegt werden (Abb. 2.3). Damit kann am einfachsten navigiert werden. Ändert man die Position des Punktes in einer Ebene z. B. in B, entstehen neue Bilder in A und C (s. Abb. 2.3, 2.4). Die Navigation

Abb. 2.2: In den nächsten Bildern wird gezeigt, wie der Schnittpunkt (Intersektionspunkt) für die Navigation verwendet werden kann. Dieser Punkt zeigt immer in allen drei Ebenen A, B und C die identische Stelle im Volumendatensatz. In A wird er in Gelb, in B in Orange und in C in Zyan gezeigt. In diesem Beispiel schneiden sich die drei Ebenen in der Leber, an der Stelle, wo sich der Punkt befindet. Man erkennt jedoch, dass der Magen in der B-Ebene zu sehen ist. Der Punkt wird nun in der B-Ebene zum Magen bewegt und das Bild in Abb. 2.3 entsteht.

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 2 Orientierung und Navigation im Volumen

Abb. 2.3: (s. Abb. 2.2). Nachdem der Punkt in der B-Ebene zum Magen bewegt wurde, haben sich die Bilder in A und C geändert und zeigen neue Ebenen, in denen der Magen auch gesehen wird. Der Punkt zeigt im Volumen zu derselben Stelle. Nun will der Untersucher die Aorta descendens einsehen. Der Punkt wird zur Aorta bewegt und es entstehen wiederum zwei neue Bilder (s. Abb. 2.4).

Abb. 2.4: (s. Abb. 2.2 und 2.3). Nun liegt der Schnittpunkt in der B-Ebene auf der Aorta, die sofort in der A- und C-Ebene zu sehen ist. So kann weiter navigiert werden. Oft muss jedoch die interessierende Struktur besser adjustiert werden, und das zeigt die nächste Bilderreihe.

2.4 Navigation in den orthogonalen Ebenen 

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Abb. 2.5: 3D-Volumen eines fetalen Gesichts im orthogonalen Darstellungs-Modus. In der A-Ebene bekommt man den Eindruck, ein Profil zu erkennen, aber die B- und C-Ebenen zeigen, dass es sich um eine schräge Darstellung handelt. In der B-Ebene wird der Punkt auf die Nase gelegt (1) und das Bild dann um den Punkt so gedreht (2), dass beide Augen horizontal stehen (Rotation im Volumen, Ergebnis s. Abb. 2.6), so dass in A das Profil exakt in der Mittellinie erfasst wird.

kann in jedem der drei Bilder A, B oder C erfolgen, um das gewünschte Resultat zu erreichen. Die Abb. 2.2–2.4 zeigen die Abfolge einer Navigation mit dem Schnittpunkt. Rotation: Ferner kann durch Klicken auf die X-, Y- oder Z-Achsenlinie das Bild und demnach Volumen entsprechend der Linie rotiert werden (Abb. 2.5, 2.6). Sowohl am Ultraschallgerät als auch in der 4D-View-Software können die Rotationen X, Y und Z durch separate Knöpfe bedient werden. Translation: Wählt man die aktive Ebene, so kann man durch Betätigen der Translationstaste durch parallele Ebenen der Aktivebene blättern (engl. scrollen) (Abb. 2.9, 2.10). Dies ähnelt einer Live-Untersuchung durch Hin- und Herbewegen des Schallkopfes mit Einstellung paralleler Ebenen. INIT und die Initial-Einstellung als Ausgangspunkt: Es passiert nicht selten, dass beim Rotieren oder Bewegen innerhalb eines Volumens die Orientierung verloren geht. Durch Betätigen einer Taste, „INIT“ (für Initial-Einstellung) genannt, kann die Ausgangseinstellung (Abb. 2.11, 2.12), in der das Volumen aufgenommen wurde, wiederhergestellt werden.

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 2 Orientierung und Navigation im Volumen

Abb. 2.6: Das 3D-Volumen von Abb. 2.5 wurde so gedreht, dass beide Augen in B horizontal stehen. Anschließend wurde in C die Gesichtsachse adjustiert, um im A-Bild ein Profil exakt in der Mittellinie zu erhalten.

Abb. 2.7: Dieses Bild aus einem orthogonalen Darstellungsmodus, hier die A-Ebene zeigt die drei Achsen X, Y und Z, respektive als horizontale Linie, vertikale Linie und als Punkt. In Abb. 2.8 wurden die Linien nachgezeichnet, um die Achsen zu verdeutlichen, die zur Rotation verwendet werden.

2.4 Navigation in den orthogonalen Ebenen 

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Abb. 2.8: Orthogonaler Darstellungsmodus mit den nachgezeichneten Linien X, Y und Z. Die Pfeile zeigen die Rotationsrichtungen, die beim Betätigen der Tasten das Bild entsprechend verändern.

Abb. 2.9: In einem Volumen, hier als Tomografie-Modus dargestellt, ist auch ein „Blättern“ (engl. scrollen) möglich. Bild für Bild werden dann einzelne Aufnahmen hintereinander gezeigt. Dies lässt sich sowohl für original aufgenommene als auch für digital berechnete Bilder anwenden (s. Abb. 2.10).

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 2 Orientierung und Navigation im Volumen

Abb. 2.10: Beim Blättern (Scrollen) innerhalb eines Volumens werden bei der sog. Translation parallele Ebenen zu der ausgewählten Ebene aufgezeigt. Neben der Navigation mittels Schnittpunkt und der Rotation entlang einer Achse gehört die Translation als dritte Säule zur Navigation im Volumen.

Abb. 2.11: Beim Navigieren durch das Volumen mit Achsenrotation und -translation usw. ging auf einmal doch die Orientierung verloren. Um zur Originalaufnahme zurückzukehren, kann die sog. Init-Taste (Initial-Taste) aktiviert werden, um das Bild in Abb. 2.12 zu erhalten.

2.4 Navigation in den orthogonalen Ebenen 

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Abb. 2.12: Die Abbildung zeigt das Bild in Abb. 2.11 nach Aktivierung der Init-Taste. Hier kommt die seitliche Aufnahme des Gesichts wieder zur Darstellung.

Abb. 2.13: Bilder in der A-Ebene werden direkt aufgenommen und weisen die beste Qualität auf. Bilder in der B- oder C-Ebene werden dagegen digital aus den Bildern der A-Ebene rekonstruiert und können evtl. Bewegungsartefakte beinhalten. Artefakte sind am besten in der B- oder C-Ebene zu erkennen (s. a. Abb. 2.14).

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 2 Orientierung und Navigation im Volumen

Abb. 2.14: Artefakte bei fetalen Bewegungen während der Aufnahme sind in der A-Ebene selten sichtbar, typischerweise aber in der B- und C-Ebene (Erklärung in Abb. 2.13).

2.5 Artefakte im multiplanaren Modus Bei der 3D-Sonografie entstehen viel mehr Artefakte als während einer 2D-Untersuchung. Artefakte entstehen vor allem während der Volumenaufnahme durch Bewegungen der Schwangeren (Atmen, Lachen, Bauch anspannen), viel öfter jedoch durch Bewegungen des Feten während der Akquisition. Aufnahmeartefakte können im orthogonalen Modus am besten in der B-Ebene beurteilt werden (Abb. 2.13, 2.14). Während ausgeprägte Bewegungen offensichtliche Artefakte verursachen, können leichte Bewegungen zu einem leicht gezerrten Bild führen, das nicht unbedingt gleich erkannt wird. Leichte Artefakte bei der Volumenuntersuchung von Bereichen wie Gehirn, Herz, Abdominalorgane, Skelett können oft verborgen bleiben. In diesem Zusammenhang sei daran erinnert, dass die statische 3D-Untersuchung eine rekonstruierte Untersuchung aus einzelnen 2D-Bildern darstellt, die Bewegungsartefakten unterliegen kann. Im nächsten Kapitel zum Thema „3D-Rendering“ werden die Artefakte, die bei der räumlichen 3D-Darstellung auftreten können, erläutert.

Teil II: 3D-Darstellungsmethoden

3 3D-Wiedergabe eines Volumens: Das Rendering 3.1 Einführung Für viele Anwender ist die Wiedergabe eines Volumens als räumliches 3D-Bild auf dem Bildschirm, der einzige Inbegriff des 3D-Ultraschalls. Diese räumliche Wiedergabe wird in der Design- und 3D-Sprache auch als „Rendering“ oder „rendern“ bezeichnet und den Begriff werden wir in dieser Monografie weiter verwenden. Das 3D-Rendering im Ultraschall erfolgt nach bestimmten Regeln und Standards, die in diesem Kapitel erläutert werden. Wenn die Grundlagen des Renderings verstanden werden, müsste dem Anwender das Anfertigen guter Bilder in den verschiedenen Modi gut gelingen. Die Modi werden in den Kapiteln 7–13 einzeln vorgestellt.

3.2 Die Render-Box und die Orientierung innerhalb eines 3D-Volumens Aus dem multiplanaren Modus kann durch Aktivierung der Taste „Render“ zur 3D-Volumendarstellung gewechselt werden. Dabei erscheint in den drei Ebenen A, B, und C ein Viereck und zu den drei Bildern kommt ein viertes 3D-berechnetes Bild hinzu (unten rechts) (Abb. 3.1). Diese Volumen-Wiedergabe-Box, im weiteren als Render-Box bezeichnet, kann in all ihren Seiten in Größe, Breite und Tiefe verändert werden. Mit der Größe der Render-Box kann aus dem Gesamtvolumen die Information, die in die 3D-Berechnung eingehen soll, selektiert werden (s. Abb. 3.2–3.6). Der Effekt kann sofort im berechneten 3D-Bild (sog. „gerendertes“ Bild) nachvollzogen werden. Alle Seiten der Box erscheinen weiß außer einer Seite, die in „Grün“ in zwei Ebenen zu erkennen ist (Abb. 3.2–3.6). Diese ist die „Projektionslinie“ oder „grüne Linie“ (ähnlich wie eine Kamera), aus deren Perspektive das 3D-Bild gesehen wird. Um die Orientierung zu erleichtern, hat die Box zwei Orientierungspunkte: ein Viereck und eine Raute, die auch im 3D-Bild zu finden sind (Abb. 3.6). Mit zunehmender Erfahrung verbessert sich die Orientierung im 3D-Bild und die grüne Box mit den Markierungen kann aus dem 3D-Bild ausgeblendet werden (Abb. 3.3–3.5). Auch die Perspektive, von der aus die Daten in 3D betrachtet werden, kann geändert werden (Abb. 3.3–3.5). Bei Gesichtsbildern wird die Linie meistens direkt vor das Gesicht gelegt (Abb. 3.2). Die Abb. 3.3 bis 3.5 zeigen Beispiele, welchen Einfluss die Wahl der Projektionslinie auf das Ergebnis hat. Auch die Wahl dieser Linie muss vom Anwender festgelegt werden, bevor er das 3D-Volumen weiter bearbeitet. Unter bestimmten anatomischen Gegebenheiten (z. B. am Herzen) kann es notwendig sein, die Linie in einer gebogenen Kurve zu ändern (Abb. 3.4). Dies kann mittels eines Punktes dessen Lage und Position geändert wird, geschehen.

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 3 3D-Wiedergabe eines Volumens: Das Rendering

Ist innerhalb eines Volumens die Render-Box gut platziert, so wird sie für die weitere Manipulation „fixiert“ (oder „gewählt“) und die Orientierungslinien sind nicht mehr sichtbar (Abb. 3.7). Mit diesem Schritt wird aus dem Gesamtvolumen, das aufgenommen wurde, nur das innerhalb der Box selektierte Volumen zur weiteren Verarbeitung ausgewählt. Die benachbarte Information wird dann im 3D-Bild nicht mehr angezeigt. Nach diesem Schritt können mittels z. B. Magicut, dem elektronischen Skalpell (s. unten), Teile des Bilds ausgeschnitten, oder das Bild kann gedreht und nachbearbeitet werden. Diese Aktionen fasst man unter dem Begriff Manipulation des Volumens.

Abb. 3.1: Aus dem orthogonalen Modus wird durch Tastendruck in den 3D-Rendering-Modus gewechselt. Hier erscheint in den Ebenen A, B und C die sog. Render-Box, in der die Information in 3D berechnet und als Bild links unten abgebildet wird. Die Größe der Box kann verändert werden, vor allem stehen jedoch sechs verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung, die „grün“ dargestellte Projektionslinie, aus der das Volumen betrachtet wird, zu verändern (s. nächste Abb.).

3.2 Die Render-Box und die Orientierung innerhalb eines 3D-Volumens 

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Abb. 3.2: Im 3D-Rendering-Modus des fetalen Gesichts ist die „grüne“ Projektionslinie oben vor dem Gesicht platziert (Pfeile).

Abb. 3.3: In diesem Beispiel wurde im Volumen gedreht und eine vertikale Linie gewählt (Pfeile), um das Gesicht zu betrachten. Dieses Vorgehen empfehlen wir nicht, da schnell die Orientierung in A, B und C verloren geht. Es ist daher besser die Nativbilder zu belassen (Beispiel s. Abb. 3.2).

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 3 3D-Wiedergabe eines Volumens: Das Rendering

Abb. 3.4: Bei diesem STIC-Volumen wird die Projektionslinie (Pfeile) quer durch den Thorax in der B-Ebene direkt durch das Herz etwas unterhalb der Aortenwurzel gelegt. Das ermöglicht die Darstellung des Vierkammerblicks im Oberflächen-Modus (s. a. Kap. Herz).

Abb. 3.5: Oben: Die Projektionslinie ist im Fruchtwasser vor dem Gesicht platziert (Pfeile) und zeigt das Gesicht, während sie im unteren Bilderpaar hinter dem Gesicht liegt (Pfeile) und die sog. Reverse-Face-Ansicht ermöglicht.

3.2 Die Render-Box und die Orientierung innerhalb eines 3D-Volumens 

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Abb. 3.6: Das 3D-Bild (unten rechts) spiegelt nur die Render-Box wider. Hier ist der Kopf oben abgeschnitten. Um die Orientierung besser zu verstehen, hat die Box sowohl ein Quadrat als auch eine Raute, die entsprechend in den Bildern im B-Bild in der Box gefunden werden.

Abb. 3.7: Hier wurde die Render-Box „fixiert“ und somit aus den Daten der B-Bilder „herausgelöst“. Dadurch kann das 3D-Bild bequem gedreht, beschnitten, vergrößert und weiter bearbeitet werden. Hier ist die grüne Box auf dem 3D-Bild zu sehen. Mit zunehmenden Erfahrungen kann diese Box weggeblendet werden, wie es in den vorherigen Bildern der Fall ist.

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 3 3D-Wiedergabe eines Volumens: Das Rendering

3.3 Artefakte im 3D-Rendering Artefakte in 3D entstehen durch Bewegungen des Feten während der Volumenaufnahme, seltener bei Bewegung und betonter Atmung der Schwangeren. Diese Aufnahmeartefakte können am besten beim 3D-Rendering direkt am Bild erkannt werden (Abb. 3.8). Während ausgeprägte Bewegungen offensichtliche Artefakte verursachen, können leichte Bewegungen zu einem leicht gezerrten Bild führen, das nicht unbedingt gleich erkannt wird. Am Gesicht werden normalerweise auch kleine Artefakte an den veränderten Proportionen gleich erkannt, während leichte Artefakte bei der Volumenuntersuchung anderer Bereiche verborgen bleiben. Bei einer 4D-Untersuchung kann man gleich zum Bild ohne Artefakt wechseln, während einem in 3D nur eine Wiederholung der Aufnahme übrig bleibt. Abb. 3.8 zeigt 3D-Bewegungsartefakte.

Abb. 3.8: Während der Aufnahme haben sich diese Feten bewegt und die Bilder zeigen im 3D entsprechende Artefakte. Im unteren Bild rechts kam als Ergebnis ein Artefakt zustande, welcher an eine PinocchioNase erinnert.

3.4 Verschiedene Rendering-Modi und deren Mischung In der Render-Box besteht die Möglichkeit, die Information der Ultraschallsignale mit unterschiedlichen Modi abzubilden. Das gerenderte 3D-Bild erscheint dann als 2D-Projektion auf dem 2D-Monitor mit dem Eindruck eines 3D-Effekts (wie alle 3D-Bilder in diesem Buch). Bekanntermaßen finden sich innerhalb eines Volumens Informa-

3.4 Verschiedene Rendering-Modi und deren Mischung  

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tionen, die von flüssigen Strukturen (echoleer), von knöchernen Strukturen (echoreich) und von Gewebe (echoarm) stammen. Durch die Wahl einer Render-Box und der Projektionslinie werden im Gerät alle Signale in der Tiefe der Box, von der Projektionslinie aus gesehen, berechnet. Im Allgemeinen gibt es zwei Algorithmen zur 3D-Berechnung, jedoch mit unterschiedlichen Arten der Darstellung: entweder Oberflächen-Berechnung oder die Transparenz-Berechnung.

3.4.1 Oberflächen-Modus (Surface Mode) Beim Oberflächen-Rendering (Abb. 3.9 oben, 3.10) werden nur die Ultraschall-Signale, die direkt hinter der Projektionslinie liegen, berechnet und wenige dahinter. Im Allgemeinen wurde die Projektionslinie im Fruchtwasser so gelegt, dass die Haut des Feten gesehen wird. Kapitel 7 widmet sich den verschiedenen Anwendungen beim Oberflächen-Modus. Die Darstellungen im Oberflächen-Modus können je nach Fragestellung und ästhetischem Empfinden ausgewählt werden. Folgende Berechnungs- und Wiedergabe-Modi werden angeboten:

Abb. 3.9: Wie ein gerendertes Bild in 3D auf dem Bildschirm dargestellt wird, kann gewählt werden. Von den reinen Modi gibt es unter anderem folgende: Oberfläche glatt, Oberfläche textur, MaximumModus, Licht.

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 3 3D-Wiedergabe eines Volumens: Das Rendering

Abb. 3.10: Bei einem 3D-Bild verwendet man oft eine Mischung aus zwei Darstellungsarten. Gradient Licht (a) und Textur (b) kann man im Verhältnis 70/30 mischen und das Bild (c) entsteht. Das Bild (d) entstand aus der Mischung High-Definition (HD)-Live-Surface zu smooth 50/50. Am besten probiert jeder Untersucher selbst, welche Mischung ihm am besten gefällt.

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Oberfläche glatt, Oberfläche Textur: die am nächsten liegende Oberfläche wird damit abgebildet (Abb. 3.9 oben, 3.10). Bei textur werden die genauen Grau-Informationen, die in den Bildern vorliegen, gezeigt und bei glatt werden die GrauInformationen mit einem Filter geglättet und weich dargestellt. Licht: Hier wird vorwiegend hell und dunkel gezeigt, so dass Strukturen nahe an der Projektionslinie hell und die in der Tiefe dunkel gezeigt werden (Abb. 3.9 unten rechts). Licht wird so gut wie nie verwendet, gelegentlich mit dem Inversion-Modus. Gradient Licht: Hier wird die Oberfläche so gezeigt, als ob sie von einer Lichtquelle mit Tiefeneffekt-Wirkung beleuchtet wird (Abb. 3.10 oben links). Beste Ergebnisse werden bei Gradient Licht mit ausreichend Flüssigkeit um die Struktur herum erzielt. HD-Live-Modus: Um das Oberflächen-Bild zu verbessern und ein naturgetreues Bild zu liefern, wurde vor wenigen Jahren der High-Definition (HD)-Live-Modus eingeführt (Abb. 3.10d, 3.11). Mit dem Modus lässt sich eine hautfarbene weiche Oberfläche abbilden, die realistischer die menschliche Haut darstellt als die bis dahin vorhandenen Farben und Modi (Abb. 3.11). Kürzlich wurde eine neue Transparenz-Funktion hinzugefügt (als Silhouette- oder Umriss-Funktion), die eine abgestufte Transparenz-Darstellung im gesamten Volumen ermöglicht. Kapitel 11 behandelt den Einsatz der Silhouette-Funktion.

3.4 Verschiedene Rendering-Modi und deren Mischung  

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Abb. 3.11: Schrittweise Bearbeitung eines 3D-Gesichtsbilds in HD-Live. Links: Nach Aufnahme in 3D wurde die Darstellung mit Gradient Licht gewählt. Mitte: Nach Einschalten von HD-Live-Modus zeigt es im Verhältnis 50/50 HD-Live Oberfläche / HD-Live glatt. Rechts: HD-Live glatt wird auf 100 % erhöht. Dabei werden zusätzlich Schatteneffekt und Transparenz erhöht sowie die Einstellung der Lichteinstrahlung angepasst.

3.4.2 Transparenz-Modus (Transparency Mode) Während beim Oberflächen-Modus nur die erste Schicht abgebildet wird, können bei den Transparenz-Modi verschiedene Details innerhalb der Render-Box hervorgehoben werden. Dabei werden je nach Fragestellung sämtliche Signale in der gesamten Render-Box berechnet und entsprechend abgebildet. – Maximum-Modus ist ein Transparenz-Modus, in dem alle echoreichen Informationen im ganzen Volumen berechnet und projiziert werden (Abb. 3.12 oben links) (s. a. Kap. 8). Ideal ist daher die Anwendung zur Darstellung der Knochen bei der Untersuchung des Skelettsystems (s. Kap. 17). – Minimum-Modus ist ein Transparenz-Modus, in dem alle echoleeren Informationen im ganzen Volumen berechnet und projiziert werden (Abb. 3.12 oben rechts) (s. a. Kap. 9). Ideale Anwendung ist die Darstellung von flüssigkeitsgefüllten Hohlräumen sowie von Herz und Gefäßen. – Inversion-Modus: Bei diesem Modus werden auf dem Boden des MinimumModus die Informationen der echoleeren Strukturen nach dem Prinzip des negativ-positiv Bildes mit einer „Umkehr“ der Farbe Schwarz und Unterdrückung der Signale von benachbarten Strukturen abgebildet (Abb. 3.12 unten links) (s. Kap. 10). – X-Ray-Modus ist ein Transparenz-Kontrast-Modus, in dem die Gewebestrukturen, im Allgemeinen eine Mischung aus Minimum- und Maximum-Modi, gezeigt

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 3 3D-Wiedergabe eines Volumens: Das Rendering

Abb. 3.12: Darstellung von unterschiedlichen Strukturen in verschiedenen Transparenz-Modi wie Maximum-Modus, Minimum-Modus, Inversion-Modus und X-Ray-Kontrast-Modus (s. Text und entsprechende Kapitel).

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werden. Ideale Anwendung findet der Modus bei der Durchsicht-Darstellung eines Gewebeblocks wie Lunge, Gehirn (Abb. 3.12 unten rechts), Leber u. a. Am meisten wird der X-Ray-Modus in Kombination mit einer dünnen Schicht, wie es beim Volume Contrast Imaging der Fall ist, zur Anwendung gebracht (s. Kap. 4). Silhouette- oder Umriss-Modus: Wie oben erwähnt werden in diesem Modus die Umrisse der innenliegenden Strukturen abgebildet. Dieser Modus wird mit dem HD-Live-Modus kombiniert und die Transparenz stufenweise gewählt (s. Kap. 11).

Mit zunehmender Erfahrung wird dem Anwender deutlich, dass alle o. g. Modi ein besseres Ergebnis liefern, wenn man sie miteinander kombiniert. Dabei kann mit einem Regler die Verteilung zwischen zwei Modi gewählt werden. Für das fetale Gesicht kann beispielsweise 70 % Gradient Licht und 30 % textur eingesetzt werden. Gut lässt sich auch der Minimum-Modus mit X-Ray kombinieren. Bei HD-Live wird das Bild um so weicher, je mehr man „HD-Live Smooth“ hinzunimmt (Abb. 3.11).

3.5 Spezialeffekte in 3D: Tiefen-3D-Rendering und Lichtquelle  

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In den einzelnen Kapiteln werden andere Kombinationen besprochen wie bei Farb-Doppler mit dem Glass-Body-Modus, B-Flow mit statischem 3D und STIC oder dem neuen High-Definition-Modus mit Silhouette.

3.5 Spezialeffekte in 3D: Tiefen-3D-Rendering und Lichtquelle Die 3D-Darstellung auf dem Monitor, ob am Ultraschallgerät oder am Rechner, entspricht einer Projektion eines 3D-Bildes auf eine 2D-Fläche und wird nicht – wie in der Unterhaltungselektronik heutzutage üblich – mit Doppelbildern und Stereobrille erst zum 3D-Bild. Aus diesem Grunde wurden in den letzten Jahren zusätzliche Bildverbesserungen am 3D-Bild eingeführt, die das Ziel hatten, den räumlichen Eindruck hervorzuheben. Zwei Funktionen sind besonders von Bedeutung: Tiefen-3D-Rendering: Bei dieser Software werden Flüssigkeiten (z. B. Fruchtwasser, Blut, Aszites usw.) in der Farbe Blau, Grau oder Schwarz eingefärbt. Diese einzelnen Farben können dann Abstufungen je nach Tiefe der zu untersuchenden Region erhalten: Nahe Gebiete werden heller und tiefere Gebiete dunkler abgebildet. Abb. 3.13 zeigt ein Beispiel ohne (a) und mit Tiefen-Rendering in Grau (b) und Blau (c). In der Frühschwangerschaft kann der gesamte Fet mit Fruchthöhle gut gesehen werden und lässt sich sehr gut mit dem Tiefen-Rendering hervorheben (Abb. 3.14). Lichtquellen-Funktion: Vor wenigen Jahren wurde zusätzlich zu den bisherigen 3D-Modi auch die Möglichkeit eingeführt, das 3D-Bild mit einer Lichtquelle zu beleuchten und diese Quelle frei zu bewegen. In den herkömmlichen Systemen erscheint 3D so, als ob immer das Licht frontal direkt auf das Bild strahlt. Durch die neue Software kann der Anwender die Lichtquelle um eine Kugel herum wandern

(a)

(b)

(c)

Abb. 3.13: Um den 3D-Tiefeneffekt zu erhöhen, kann man die umgebende Flüssigkeit auch farbig wählen. Das Bild links ist nativ, die Bilder in der Mitte und rechts mit Tiefeneffekt entsprechend schwarz und blau gefärbt. Dabei kann auch die Abstufung der Tiefenwirkung erhöht werden.

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 3 3D-Wiedergabe eines Volumens: Das Rendering

lassen und dabei das Bild von unterschiedlichen Perspektiven beleuchten, auch von hinten (Abb. 3.15, 3.16). Besonders mit HD-Live, das eine Hautfarbe nachahmt, ist der Effekt besonders eindrucksvoll (s. Abb. 3.11, 3.15). Vor allem in der Frühschwangerschaft lassen sich gute Effekte erzielen (Abb. 3.16).

Abb. 3.14: Der 3D-Tiefeneffekt und Färben der umgebenden Flüssigkeit (hier in Blau) lässt sich besonders gut in der Frühschwangerschaft anwenden, wie in diesem Bilderpaar zu erkennen ist.

Abb. 3.15: Mit neuerer Software kann man den 3D-Effekt durch die Anwendung einer Lichtquelle mehr betonen. Wie bei einer Taschenlampe erkennt man in den einzelnen Bildern, wie sie gelegt wurde, und es entstehen verschiedene interessante Effekte, hier in der HD-Live-Modus-Färbung.

3.6 Schwelle (Threshold), Transparenz, Helligkeit und Farb-Skalen 

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Abb. 3.16: Die Lichtquelle kann in der Frühschwangerschaft besonders gut angewandt werden. Nicht nur von vorn oben oder seitlich, sondern auch von hinten (Bild unten rechts) wirken die Strukturen wie ein Schatten.

3.6 Schwelle (Threshold), Transparenz, Helligkeit und Farb-Skalen Die Bildqualität des 3D-Bildes hängt, wie am Anfang vom Kapitel 1 erläutert, zum Schluss stark vom Aufnahmebild ab. Bei der 3D-Darstellung kann das Bild bearbeitet werden, um das Bild besser erscheinen zu lassen. Schwelle: Mit der Funktion „Schwelle“ oder „Graustufen-Schwelle“ (gray threshold) wird die Graustufe festgelegt, ab welcher die Information im 3D-Bild gezeigt wird (Abb. 3.17). Diese dient vor allem dazu, schwache Artefakte zu eliminieren und die Strukturen mit echtem Signal hervorzuheben. Eine sehr niedrige Schwelle kann notwendig sein, um sehr feine Strukturen wie Eihaut oder Nabelschnur abzubilden. Eine mittlere Schwelle wählt man, um viele Graustufen zu zeigen wie die Haut des Feten, während eine hohe Schwelle angewandt wird, um Knochen beim Maximum-Modus hervorzuheben oder bei Inversion-Modus mehr Strukturen zu zeigen. Gelegentlich lässt sich eine Nabelschnur mit einer Erhöhung der Schwelle ausblenden. Transparenz: Ferner kann die Stufe der Transparenz verändert werden, bei der das Bild bis in die Tiefe transparent erscheint. Mehr Information wird durch Einsatz der Verstärkung-Taste (Gain) erreicht, jedoch gelegentlich unter Artefakten und auf Kosten der Details.

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 3 3D-Wiedergabe eines Volumens: Das Rendering

Abb. 3.17: Auswirkung auf das 3D-Bild nach stufenweiser Erhöhung der Funktion „Schwelle“ (Threshold). Die magentafarbenen Schatten erscheinen, solange der Knopf gedreht wird. Erst wenn das Bild im 3D gut erscheint, ist die richtige Stufe erreicht.

Abb. 3.18: Bei dem 3D-Rendering können verschiedene Farben von Grau bis hin zu verschiedenen Sepia-Farben und dem neuen hautfarbenen HD-Live gewählt werden. Vielen Patienten ist die SepiaFarbe als typische „3D-Farbe“ bekannt.

3.7 Magicut – das elektronische Skalpell  

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Verstärkung (Gain), Helligkeit und Kontrast können nachträglich in den meisten 3D-Systemen nur in Maßen verändert werden und dienen der Bildverbesserung. Farb-Skalen können Anwendung finden, um Strukturen in Sepia, Blau oder sogar Hautfarbe u. a. aufzuzeigen, was den 3D-Bildeffekt und Kontrast erhöht (Abb. 3.18).

3.7 Magicut – das elektronische Skalpell Selten gelingt es dem Untersucher ein sehr gutes 3D-Bild abzubilden, ohne die weitere Notwendigkeit der Bereinigung des Bildes durch Löschen von einigen störenden Informationen. Diese Maßnahme kann notwendig sein, um eine Struktur besser darzustellen oder auch einfach aus ästhetischen Gründen, um ein noch besseres Bild zu erhalten. Das elektronische Skalpell, auch Magicut genannt, kann nach Fixieren des Bildes Verwendung finden. Es können dabei verschiedene Methoden wie das gezielte Löschen umfahrener Strukturen oder ein digitaler Radiergummi zum Einsatz kommen. Dabei sollte man aufpassen, dass keine wichtigen Strukturen hinter den zu löschenden Strukturen liegen, da diese sonst ebenfalls mit gelöscht werden. Durch Drehen des Volumens können bestenfalls die zu löschende Struktur „frei“ schwebend dargestellt und die umliegenden Strukturen einfach gelöscht werden. Die Abb. 3.19 bis 3.22 zeigen ein Beispiel des Einsatzes vom Magicut, um das optimale Bild zu bekommen. Eine Sonderfunktion ist das Tiefen- oder Selektivlöschen, mit dem man die zu löschende Struktur wählt und sukzessiv Schicht für Schicht löscht bis zum gewünsch-

Abb. 3.19: Das elektronische Skalpell ist unter dem Begriff Magicut bekannt. Nachdem das Volumen fixiert ist, kann das Bild in allen Richtungen gedreht werden, um überflüssige Details zu umfahren und zu löschen. In Bild links ist vor dem Gesicht die Uteruswand oder Plazenta zu sehen (Pfeile). Nach vertikaler Drehung des Bildes (rechts) können die störenden Strukturen nun mittels Magicut gelöscht werden (s. nächste Abb.).

42 

 3 3D-Wiedergabe eines Volumens: Das Rendering

Abb. 3.20: Links: Mit Magicut wird die Information vor dem Gesicht nach Drehen des Bildes weggeschnitten. Im rechten Bild kommt das Gesicht besser zur Darstellung, es stört jedoch seitlich und hinter dem Kopf eine weitere Struktur (Pfeil). Es wird erneut ähnlich verfahren (s. nächste Abb.).

Abb. 3.21: Links: Neben dem Kopf können störende Strukturen mit Magicut erneut gelöscht werden. Das Bild rechts ist bereits sehr gut, kann jedoch nach Bedarf weiter optimiert werden (s. nächste Abb.).

ten Ergebnis, das dann bestätigt werden muss. Diese Software verleitet zu großzügigem Löschen. Dabei sollte jedoch bedacht werden, dass Strukturen auch Schatten werfen und dass das einfache Löschen diesen Schatten zum Vorschein bringen kann, was das Bild verschlechtert. Interessant ist die Anwendung von Magicut beim Farb-Doppler in 3D in Kombination mit Glass-Body-Modus. Dort kann im Volumen selektiv entweder die Information des Grauskala-Bildes oder die des Farb-Doppler-Bildes oder beides gelöscht werden (s. Kap. 12). Eine neu eingeführte Funktion mit dem Namen „Sono-Render-Live“ (Abb. 3.23) ermöglicht eine automatische Änderung der Form der grünen Linie beim VolumenRendering. Anstelle einer umständlichen Umschneidung der Strukturen mit Magicut

3.7 Magicut – das elektronische Skalpell  

 43

Abb. 3.22: Das Bild links wird nun gekippt, um von oben betrachtet werden zu können (Bild Mitte). Das Ziel ist, alles vor und hinter dem Gesicht wegzuschneiden. Das Resultat ist das Bild rechts wie ein Kunstbild in „Basrelief“. Ähnlich wurden die Bilder in Abb. 3.18 bearbeitet.

Abb. 3.23: Statt manueller Anwendung von Magicut lassen sich Strukturen, die z. B. vor dem Gesicht liegen, auch automatisch auf Knopfdruck abblenden. Eine neue Funktion „Sono-Render-Live“ vermag, wie im unteren Bilderpaar zu erkennen ist, eine automatisch gebogene grüne Linie im Volumen (Pfeile) zu legen. Die Empfindlichkeit kann auch dabei angepasst werden.

44 

 3 3D-Wiedergabe eines Volumens: Das Rendering

erkennt die Software z. B. in Abb. 3.23 die freie Flüssigkeit zwischen Gesicht und Vorderwand oder Plazenta und legt die Linie auch gebogen in dieser Gegend, so dass das Gesicht sofort in Erscheinung tritt. Diese Funktion ist vor allem beim 4D von großer Bedeutung, in dem eine Magicut-Anwendung zeitaufwendig und kompliziert ist.

3.8 Fazit Das 3D-Rendering eines Volumens ist viel komplexer als die Navigation in den verschiedenen Ebenen und erfordert ein intensives Erlernen der angewandten Software. Die Render-Box, die „grüne Linie“ und die Orientierung sollten als erstes verstanden werden und bilden die Grundlage für das weitere Vorgehen. Die Ultraschall-Information innerhalb der Render-Box lässt sich im 3D entweder im Oberflächen- oder Transparenz-Modus abbilden (Abb. 3.24). Viele der einzelnen 3D-Modi und zusätzliche Utensilien werden in den nächsten Kapiteln besprochen. Mittels Magicut wird das Bild zurechtgeschnitten und ihm mit der Lichtquelle noch eine räumliche Komponente verliehen.

Volumen-Rendering

Oberflächen-Modi

Transparenz-Modi

Volumen-Berechnung

– – – – – –

– – – – – –

– VOCAL – Sono-AVC

Oberfläche glatt Oberfläche textur Gradient Licht Licht HD-Live surface HD-Live smooth

Maximum-Modus Minimum-Modus Inversion-Modus X-Ray-Modus HD-Live-Silhouette Glass-Body-Modus

Abb. 3.24: Übersicht mit den Möglichkeiten des Volumen-Rendering entweder als OberflächenModus oder als Transparenz-Modus mit den verschiedenen Darstellungen, wie sie in den Abb. 3.9 bis 3.12 aufgezeigt wurden.

4 Volume Contrast Imaging: VCI 4.1 Einführung In einigen Situationen einer 3D-Untersuchung, sowohl im 4D-Modus als auch in der statischen 3D-Bearbeitung, ist es manchmal sinnvoll, sich anstelle für ein einzelnes Schnittbild für eine dünne 3D-Schicht zu entscheiden. Der Vorteil liegt darin, dass die Bildqualität erhöht und Artefakte durch Mittelwertberechnung reduziert werden. Auf diesem Prinzip beruht das sog. Volume Contrast Imaging (VCI). Dabei unterscheidet man beim 4D den VCI-A bzw. VCI-C oder VCI-Omniview-Modus, bezogen auf die A- bzw. C-Ebene. Bei einem statischen 3D-Volumen wird das statische VCI eingesetzt.

4.2 Prinzip des Volume Contrast Imaging (VCI) Bei der Wahl eines 2D-Schnittbildes innerhalb eines Volumens wird oft die Information im Bild von benachbarten Artefakten (noise, speckle) überlagert (Abb. 4.1 links). Bei Anwendung eines VCI werden durch die Wahl einer dünnen Schicht solche Artefakte reduziert, um die Qualität des Bildes in seiner Schärfe und dem Kontrast zu erhöhen (Abb. 4.1 rechts). Das Prinzip ist einfach und wird anhand der Abb. 4.2 und 4.3 erläutert. In der Skizze 4.2 wurden für ein Bild die echten Signale mit hohen Spitzen abgebildet, während Artefakte als schwache Signale mit kleinen Spitzen zu erkennen sind. Nimmt man zwei dicht benachbarte Bilder, so sind die echten Informationen genauso signalstark nachweisbar, aber die Artefakte sind nicht an derselben Stelle in beiden Bildern

Abb. 4.1: Links: Der Embryo wurde in der Scheitel-Steiß-Länge in 2D rekonstruiert und das Bild zeigt eine geringe Auflösung. Rechts: Bei Aktivieren von VCI werden Artefakte eliminiert und das Bild wirkt schärfer.

46 

 4 Volume Contrast Imaging: VCI

Starke Signale aus anatomischen Strukturen

Volume Contrast Imaging VCI

Schwache Signale aus Artefakten

Abb. 4.2: Prinzip des Volume Contrast Imaging (VCI). Das Bild mit VCI wird aus zwei oder mehreren benachbarten Bildern zusammengesetzt. Dabei werden echte Signale potenziert und Artefakte nahezu eliminiert (Erklärung im Text und in der Skizze Abb. 4.3).

Abb. 4.3: Skizzenhafter Versuch, den Effekt von VCI zu erklären. Im Volumen eines fetalen Gesichts mit 13 Wochen sind bei benachbarten Bildern (1, 2, 3) echte Signale wie Nasenbein, Oberkiefer, Kinn, Hirnstrukturen zu erkennen. Ferner findet man auch Artefakte, die in jedem Bild an anderer Stelle sind (Sterne, Kreise). Ein Summenbild von den drei Bildern eliminiert fast die Artefakte und die echten Strukturen werden kontrastreicher hervorgehoben.

4.2 Prinzip des Volume Contrast Imaging (VCI) 

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Abb. 4.4: Zwei Bilder aus einem statischen 3D-Volumen des Gehirns im Tomografie- Modus links im Nativbild. Rechts wirkt das Bild nach Aktivieren von VCI (hier 1 mm, Pfeil) homogener, klarer und kontrastreicher.

Abb. 4.5: Mit Omniview dargestelltes Bild eines Embryos. Beim Bilderpaar unten wurde VCI aktiviert, und das Bild unten rechts zeigt im Vergleich zum Bild oben rechts eine bessere Auflösung und einen höheren Kontrast.

48 

 4 Volume Contrast Imaging: VCI

Abb. 4.6: 3D-Volumen mit frontaler Darstellung von Lungen, Herz, Zwerchfell und Leber. Bilderpaar oben: Darstellung in Nativbild mittels Tomografie-Modus. Bilderpaar unten ist unter Hinzunahme von VCI hervorgehoben mit besserem Kontrast und Detailabgrenzung.

zu finden. Durch Verwendung der Summe aus beiden Bildern werden die echten Signale weiterhin gut hervorgehoben, während Artefakte gegen 0 berechnet und somit fast eliminiert werden. In Abb. 4.3 wird das Prinzip mittels Skizze erörtert. Das berechnete Bild erscheint plastischer als die echten Bilder. Ein Beispiel wird in Abb. 4.4 gezeigt. In dieser Tomografie-Modus-Darstellung erkennt man jeweils in zwei Ebenen die intrakraniellen Strukturen. Das Bild links ist nativ, während das Bild rechts nach Aktivierung des VCI einen höheren Kontrast aufweist. Dabei wurde der X-Ray-Modus gewählt. Hier ist der Unterschied deutlich zwischen dem Nativbild und dem VCI-Effekt erkennbar. Ein Beispiel in der Frühschwangerschaft wird in Abb. 4.5 und ein anderes Beispiel an Leber und Lunge in Abb. 4.6 gezeigt.

4.3 Statisches VCI  

 49

4.3 Statisches VCI Das statische VCI kann bei jeder multiplanaren, tomografischen Aufnahme oder bei jedem „anyplane-Bild“, wie z. B. mit einer Omniview-Darstellung, angewandt werden (s. Kap. 2, 5 und 6 mit Beispielen). Auch wenn das entstandene Bild wie eine Ebene erscheint, handelt es sich in der Tat um eine Schicht, deren Dicke vom Untersucher gewählt wird. Der Rendering-Modus kann je nach Fragestellung gewählt werden. – X-Ray-Modus wird typischerweise gewählt, wenn das Gewebe von Interesse ist, wie z. B. beim Gehirn, bei Lunge, Niere, Nackentransparenz und Umgebung o. ä. Je nach Organ wird dann eine dünne Schicht von 1–5 mm gewählt (s. Abb. 4.4–4.8). – Maximum-Modus bietet sich dagegen bei Wirbelsäule, Extremitäten oder Schädelknochen (Abb. 4.9) an. Die Schicht kann 5–20 mm und mehr betragen. Abb. 4.10 zeigt ein Beispiel eines intrauterinen Pessars mit VCI und MaximumModus dargestellt. – Minimum-Modus kommt je nach Fragestellung bei echoleeren Strukturen zum Einsatz, gelegentlich auch in Kombination mit X-Ray-Modus. Der Inversion-Modus war bis vor kurzem nicht bei VCI anwendbar, wird aber in Zukunft mit eingeführt (Abb. 4.11). – Oberflächen-Modus kann auch verwendet werden, ist aber bei einer dünnen Schicht oft wenig sinnvoll, denn bei der Oberflächendarstellung ist die Tiefe des Bildes eine wichtige Komponente im 3D-Effekt (Abb. 4.12). Dagegen kann manchmal hilfreich sein, eine Kombination von Maximum-Modus bzw. X-Ray-Modus und Oberflächen-Modus zu wählen (Abb. 4.13).

Abb. 4.7: Links: Fet mit einer verdickten Nackentransparenz (Pfeil) bei der transabdominalen Untersuchung. Rechts: Nach transvaginaler Untersuchung und 3D-Volumenaufnahme wird die sagittale Einstellung rekonstruiert und der Kontrast mittels VCI hervorgehoben. Der Umfang des Nackenbefundes kann besser objektiviert werden (Pfeile).

50 

 4 Volume Contrast Imaging: VCI

Abb. 4.8: Fet liegt in Schädellage und das Corpus callosum (CC) kann in dieser Lage nicht gesehen werden. Eine 3D seitliche Aufnahme des Schädels mit Platzierung der Berechnungs-Ebene entlang der Falx und des Cavum septi pellucidi (CSP) im Bild links ermöglicht die Rekonstruktion des CC im Bild rechts, das mit VCI 2 mm Dicke besser zur Darstellung kommt.

Abb. 4.9: Seitliche statische 3D-Aufnahme eines fetalen Schädels dargestellt mit VCI 20 mm und Maximum-Modus zeigt die Schädelknochen mit den entsprechenden Nähten.

4.3 Statisches VCI  

 51

Abb. 4.10: Schwangerschaft bei liegendem Intrauterin-Pessar (IUP). Links liegt das IUP horizontal und kann nicht optimal im 2D beurteilt werden. Rechts: Erst durch 3D-Volumenaufnahme und Einsatz von Omniview und VCI kann die Form des IUP besser erkannt werden.

Abb. 4.11: Aufnahme auf Höhe der Nieren dargestellt im Tomografie-Modus kombiniert mit VCI-Schicht (2 mm) und Minimum-Modus zur Hervorhebung der echoleeren Nierenbecken bei Pyelektasie.

52 

 4 Volume Contrast Imaging: VCI

Abb. 4.12: Hier wurde mit Omniview eine VCI-Schicht von 18 mm im Oberflächen-Modus gewählt. Bei Fragestellungen der Oberfläche ist die herkömmliche Render-Box in 3D- oder 4D-Aufnahmen besser geeignet als Omniview mit VCI.

Abb. 4.13: Darstellung des harten Gaumens mittels einer gebogenen VCI-Linie und VCI. Dabei wurde eine Mischung aus Maximum- und Oberflächen-Modus gewählt.

4.4 4D mit VCI-Omniview Beim 4D kann man mittels Omniview direkt eine beliebige Schnittlinie oder Kurve zeichnen, die in den entstehenden Volumina entsprechend gezeigt wird. Das Bild wird deutlich besser, wenn gleichzeitig VCI gewählt wird, zumal auch die Schichtdicke angepasst werden kann. Wir haben gute Erfahrungen mit der Anwendung dieser Methode und setzen sie in einigen Situationen regelmäßig ein. Hilfreich ist sie im Falle einer Schädellage bei der Live-Berechnung des Corpus callosum oder des Vermis (Abb. 4.14). Dabei werden

4.4 4D mit VCI-Omniview 

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Abb. 4.14: 4D mit Omniview und VCI mit direkter Darstellung des Kleinhirnwurms (kurzer Pfeil) und des Corpus callosum (langer Pfeil). Die Linie wird während des 4D-Ultraschalls gezogen und VCI (hier mit 2 mm Dicke) aktiviert.

Abb. 4.15: Seitliche Darstellung der fetalen Schädelknochen im 4D. Dabei wurde live eine gebogene Linie von Omniview seitlich über den Schädel gelegt, VCI 12 mm Dicke im Maximum-Modus aktiviert und das Ergebnis zeigt direkt die Schädelknochen mit der Koronarnaht.

54 

 4 Volume Contrast Imaging: VCI

Abb. 4.16: Direkte Aufnahme der Wirbelsäule im 4D-Ultraschall mit Omniview als gebogene Linie und VCI 14 mm zeigt Wirbelsäule und Rippen. Mit einem mechanischen Schallkopf aufgenommen, betrug bei dieser Auflösung die Bildfrequenz 1 Hz.

eine dünne Schicht von 1–3 mm und der X-Ray-Modus gewählt. Eine weitere Möglichkeit ist die Anwendung von VCI mit Maximum-Modus, u. a. um knöcherne Strukturen wie die der Schädelknochen (Abb. 4.15) oder der Wirbelsäule (Abb. 4.16) abzubilden. Die Abb. 4.14 und 4.15 zeigen Beispiele vom VCI mit Maximum-Modus.

4.5 4D mit VCI-A Bei einer 4D-Untersuchung kann die A-Ebene, d. h. die Untersuchungsebene, durch Aufnahme einer dünnen Schicht hervorgehoben werden. Dies kann im Live-Modus mit einem mechanischen Schallkopf erfolgen, wobei die Bildfolgerate und die Auflösung niedriger werden (Abb. 4.17, 4.18). Die Bildfrequenz und Auflösung sind deutlich besser mit einem elektronischen Matrix-Schallkopf (Abb. 4.19, 4.20). Auch wenn nur ein Schnittbild betrachtet wird, kann dabei die Dicke dieser Schicht und ein Wiedergabe-Modus gewählt werden. Die VCI-A wurde bis vor kurzem eher selten angewandt und kann z. B. bei Lunge, Herz, Niere, Gesicht, Gehirn Anwendung finden. Die Abb. 4.17 bis 4.20 zeigen Bilder, die mittels VCI-A aufgenommen wurden. Aus unserer Erfahrung findet VCI-A eine gute Anwendung, um den Kontrast zu erhöhen und um Graustufen benachbarter Organe wie Thymus-Lunge, Herz Myokard-Lumen oder Corpus callosum-Cortex oder Nieren

4.5 4D mit VCI-A 

 55

Abb. 4.17: Direkte transabdominale Aufnahme des Corpus callosum mittels VCI-A. Die linke Abbildung zeigt die direkte Darstellung, das rechte Bild die Live-Darstellung mit 5 mm dünner Schicht.

Abb. 4.18: Direkte Darstellung eines Vierkammerblicks im B-Bild (links) und durch Aktivieren von VCI-A (rechts). Das rechte Bild zeigt einen besseren Kontrast bei 8 mm VCI-A-Schicht. Die Aufnahme erfolgte mit einem mechanischen 3D-Schallkopf und die Bildfrequenz ist mit 14 Hz niedrig.

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 4 Volume Contrast Imaging: VCI

Abb. 4.19: Links: Fet mit okzipitaler Enzephalozele im B-Bild links mit geringem Kontrast. Rechts: nach Aktivieren von VCI-A mit 5 mm-Schicht kommt der Befund deutlich zur Darstellung. Die Aufnahme erfolgte mit einem elektronischen Schallkopf und die Bildfrequenz ist mit 23 Hz optimal.

Abb. 4.20: Darstellung von zwei Herzanomalien mittels VCI-A. Durch die Schichtdicke von 3 mm (links) und 2 mm (rechts) erscheint das Herz kontrastreich. Im Bild links liegt ein hypoplastisches Linksherzsyndrom vor mit kleinem linken Ventrikel (LV) und im Bild rechts findet man hinter dem Herzen neben der Aorta (AO) eine dilatierte Azygosvene (AZ) bei Unterbrechung der V. cava inferior mit Azygoskontinuität. Die Aufnahmen erfolgten mit einem elektronischen Schallkopf und Bildfrequenzen von 47 Hz und 35 Hz; rechter Ventrikel (RV).

zu differenzieren. Ein Vorteil bietet die Methode auch bei der Untersuchung des Skeletts. Eine verstärkte Anwendung fand die Methode erneut mit der Einführung des elektronischen Matrix-Schallkopfs. Beim VCI-A kann auch mit dem Inversion-Modus kombiniert werden, wobei dies zur Zeit nur mit dem elektronischen Matrix-Schallkopf möglich ist. Dies wird im Kapitel 10 über Inversion-Modus besprochen.

4.5 4D mit VCI-A 

 57

4.6 Fazit Die VCI-Funktion bietet eine schnelle Möglichkeit, um eine Schicht innerhalb eines Volumens zu wählen, ohne dabei viele Schritte der 3D-Berechnung anzuwenden. Durch Kombination mit Omniview kann diese Schicht noch mehr Möglichkeiten anbieten als die 3D-Berechnung, vor allem wenn die Wahl der ROI eine gebogene Linie ist. Dabei kann Omniview sowohl im 4D- als auch im statischen 3D-Modus angewandt werden.

5 Multiplanares Rendering I: Orthogonaler Modus und Omniview-Schnittbilder 5.1 Prinzip Ultraschalldiagnostik basiert nach wie vor auf der Darstellung von typischen Schnittebenen, die eine diagnostische Aussage haben. Die meisten Untersucher erwarten daher die Einstellung solcher „typischen“ Ebenen und einige empfinden nach wie vor tomografische oder orthogonale Bilder als eher ablenkend. Die Darstellung des Profils, des Vierkammerblicks, des Corpus callosum oder des Längsschnittes der Wirbelsäule u. ä. zählen zu den Beispielen für Standardebenen. Einige Ebenen dagegen lassen sich im Alltag nicht bei jeder fetalen Lage abbilden, obwohl sie vom Arzt dargestellt und dokumentiert werden sollten. In diesem Kapitel soll gezeigt werden, wie sich aus einem 3D-Volumen nachträglich Bilder in verschiedenen Modi rekonstruieren lassen. Das Potenzial solcher Funktionen wird derzeit häufig noch unterschätzt, und es wird stark von den Anwendern abhängen, wie weit solche Methoden in Zukunft in der Diagnostik eingesetzt werden. Ein weiterer Vorteil eines digitalen Volumendatensatzes liegt darin, dass eine virtuelle Untersuchung anhand der Durchsicht einzelner Bilder aus dem Volumendatensatz nachträglich möglich ist. Das Potenzial konnte in multizentrischen Studien an Volumina gezeigt werden.

5.2 Multiplanares Rendering und verschiedene Arten von Schnittbildern Die Darstellung einzelner Bilder aus einem digitalen Volumendatensatz kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. In der Bildgebungsprache verwendet man dafür als Oberbegriff das „multiplanar rendering“ oft mit „MPR“ abgekürzt. In 3D sind die Begriffe je nach Ultraschallfirma unterschiedlich. Bei dem Ultraschallsystem, das von den Autoren verwendet wird, wird multiplanar oft für den orthogonalen Modus verwendet. Wir verwenden in dieser Arbeit, wie in der Bildgebung üblich, den Begriff als Dachbegriff für multiplanares Rendering mit den unterschiedlichen Untergruppen. Folgende Möglichkeiten werden z. Z. beim multiplanaren Rendering angeboten: – Bilder aus dem orthogonalen Modus – Bilder aus dem Tomografie-Modus – Einzelne Schnittbilder, die sowohl aus den beiden vorherigen vergrößert werden, oder Bilder, die der Anwender direkt z. B. mit Omniview-Funktion aus dem Volumen „ausschneidet“. Dabei kann durch Zeichnen einer geraden, gebogenen oder durch freies Zeichnen einer Linie im Volumen ein Schnittbild im Sinne einer „anyplane“-Ebene erzeugt werden.

5.3 Praktische Durchführung beim orthogonalen Modus  

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Um die Qualität, der rekonstruierten Bilder hervorzuheben und Artefakte zu reduzieren, sollte bei den berechneten Bildern die Funktion des Volume Contrast Imaging (VCI), wie in Kapitel 2 erläutert, zugeschaltet werden oder in mancher Software-Version das „volume speckle reduction“-Filter aktivieren.

5.3 Praktische Durchführung beim orthogonalen Modus Schon bei Aufnahme des Volumens kann festgelegt werden, ob das Ergebnis im multiplanaren orthogonalen oder im Tomografie-Modus angezeigt wird. Unabhängig davon wird anschließend in den entstandenen Bildern nach einem Orientierungsbild gesucht. Dabei kann der Anwender das Blättern (Scrollen) und die Navigation mit dem Schnittpunkt, wie bereits in Kapitel 2 erläutert wurde, zu Hilfe nehmen. Ist die gesuchte Ebene gefunden, dann wird durch Rotation in den einzelnen Bildern eine der „Körperachsen“ (Wirbelsäule, Falx, Femur) entlang einer Linie im Volumen gelegt, um dann Schritt für Schritt die Bilder von Interesse zu generieren. Die Abb. 5.1 bis 5.3 zeigen Bilder eines Gesichts mit 12 SSW bei einem transvaginal aufgenommenen 3D-Volumen. Durch die Bewegungseinschränkung bei einer transvaginalen Untersuchung war kein Profil

Abb. 5.1: Schrittweise Darstellung der Ausarbeitung eines Bildes aus einem Volumen: Bei einer transvaginalen Untersuchung ist die Bewegungsfreiheit eingeschränkt, ein Profil gelang im LiveModus mit 12 SSW nicht. Transvaginale Aufnahme eines seitlichen Gesichts mit 12 SSW. Weitere Schritte in Abb. 5.2.

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 5 Multiplanares Rendering I: Orthogonaler Modus und Omniview-Schnittbilder

Abb. 5.2: Im Volumen von Abb. 5.1 wurden hier VCI aktiviert und der Navigationspunkt auf eine erkennbare Struktur wie die Falx cerebri gelegt (Pfeil). In der C-Ebene unten sieht man die schräge Ansicht der Falx cerebri. Das Bild unten wird so gedreht, dass die Falx cerebri in der X-Achse liegt und das Bild in Abb. 5.3 entsteht.

direkt zu bekommen. Im ersten Schritt wird nach Aktivieren des VCI die Falx cerebri gesucht (B-Ebene in Abb. 5.2) und entlang der Y-Achse gelegt. In der C-Ebene liegt aber die Falx noch schräg und wird im nächsten Schritt entlang der X-Achse gelegt (Abb. 5.3). In diesem Bild kommt das Profil des Feten zur Darstellung, das einzelne rekonstruierte Schnittbild lässt sowohl Nackentransparenz als auch Nasenbein erkennen (Abb. 5.4). In den Abb. 5.5 und 5.6 wurde aus dem 3D-Volumen der Oberkiefer jeweils im ersten und im zweiten Trimenon herausgearbeitet.

5.4 Praktische Durchführung beim gezeichneten Schnittbild z. B. durch Omniview Eine gute Alternative mit zusätzlichen Optionen bietet die neue Omniview-Software. Im Volumen kann der Untersucher eine Linie zeichnen und gleichzeitig das entlang der Linie entstandene Bild betrachten. Bis zu drei Linien können gleichzeitig gelegt werden und sind farblich voneinander gut abgrenzbar (Abb. 5.7, 5.8). Diese Linien können in Lage und Winkel gekippt und gedreht werden. Weiterhin können die Linien

5.4 Praktische Durchführung beim gezeichneten Schnittbild z. B. durch Omniview 

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Abb. 5.3: Die Falx cerebri liegt nun in der richtigen Achse, der Navigationspunkt liegt auf der Falx cerebri und im A-Bild erscheint das Profil. Abb. 5.4 zeigt das Endergebnis.

Abb. 5.4: Ergebnis eines Profils mit Abbildung einer einzelnen Ebene aus einem schräg aufgenommenen Volumen. Vergleiche mit dem Originalbild in Abb. 5.1 und die Schritte in den Abb. 5.2 und 5.3.

62 

 5 Multiplanares Rendering I: Orthogonaler Modus und Omniview-Schnittbilder

Abb. 5.5: Orientierung in einem transvaginal aufgenommenen Volumen eines Feten mit 13 SSW mit Darstellung des Kiefers. Schnittpunkt liegt auf der Maxilla. Der Kontrast wurde mit einer Schicht von 1 mm hervorgehoben als Kombination von X-Ray-Kontrast und Maximum-Modus.

Abb. 5.6: Darstellung des Oberkiefers im zweiten Trimenon im orthogonalen Modus eingestellt ohne VCI. Der Schnittpunkt und die Ebenen sind so gedreht, dass man im A-Bild oben links ein MedianSagittalschnitt vom Kiefer sieht mit dem orthogonalen Bild rechts davon (oben rechts). Das Bild der C-Ebene bestätigt, dass das Volumen gut orientiert.

5.4 Praktische Durchführung beim gezeichneten Schnittbild z. B. durch Omniview  

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gerade, gebogen oder frei gezeichnet werden (Abb. 5.7). Bei den beiden letzteren kann das Bild projiziert oder ausgestreckt sein. Wichtig ist darauf zu achten, zunächst das Bild im multiplanaren Modus etwas zu „richten“, um ein optimales Ergebnis mit Omniview zu erzielen. Abb. 5.7 zeigt, dass Omniview seinen idealen Einsatz in der Darstellung von Thorax und Abdomen findet, da hierbei einzelne Querebenen eingestellt und betrachtet werden können. Abb. 5.8 ist eine einfache Art, aus einem Volumen Nieren darzustellen. Die Abb. 5.9 bis 5.11 sind Beispiele der fetalen Neurosonografie, in der aus einem Volumen das Corpus callosum, der Vermis, eine Koronaransicht des Cavum septi pellucidi und andere Strukturen rasch abgebildet werden können. Die Wirbelsäule und die Schädelknochen können mit Omniview und MaximumModus gut hervorgehoben werden (Abb. 5.12 bis 5.13). Dabei wird je nach Befund und Lage entschieden, ob sich eine gerade oder gebogene Linie besser eignet (Abb. 5.12, 5.13). Der Oberkiefer mit hartem und weichem Gaumen kann im direkten orthogonalen Modus oft gut eingesehen werden (Abb. 5.5, 5.6), ist aber gezielter und zuverlässiger mit Omniview darzustellen (Abb. 5.14, 5.15). Am Herzen kann Omniview sowohl beim STIC im Grauwert-Modus als auch im FarbDoppler eingesetzt werden, um typische Schnittebenen, wie Vierkammerblick oder Dreigefäßblick, aufzuzeigen oder neue Schnittbilder wie das Bild der atrioventrikulären und Semilunar-Klappen aufzusuchen. Ein Beispiel ist in Abb. 5.16 zu sehen.

Abb. 5.7: Einsatz vom Omniview bei einem Volumen von Thorax und Abdomen. Mit drei gelegten Schnitten werden das Herz (oben rechts), die Harnblase (unten rechts) und die Abgrenzung des Zwerchfells (unten links) selektiv aus dem Volumen als Ebenen dargestellt. Dabei sind Ebenen 1 und 2 durch eine gerade und Ebene 3 durch eine gebogene Linie entstanden.

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 5 Multiplanares Rendering I: Orthogonaler Modus und Omniview-Schnittbilder

Abb. 5.8: Einsatz von Omniview bei Darstellung der Nieren. Das 3D-Volumen wurde bei dorsoanteriorer Lage aufgenommen, links und rechts der Wirbelsäule befinden sich die Nieren. Durch nachträgliches Zeichnen der drei Linien parasagittal rechts (1, gelbe Linie), parasagittal links (2, magentafarbene Linie) und frontal (C 3, zyanfarbene Linie) werden die Nieren gut hervorgehoben.

Abb. 5.9: Omniview mit VCI zur Darstellung des Corpus callosum. Als Orientierungspunkte dienen die Falx cerebri und das Cavum septi pellucidi.

5.4 Praktische Durchführung beim gezeichneten Schnittbild z. B. durch Omniview  

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Abb. 5.10: Omniview mit Darstellung von Vermis und Hirnstamm. Bei Aufnahme sollte darauf geachtet werden, dass beide Strukturen nicht im Schallschatten liegen.

Abb. 5.11: Hier werden bei einer seitlichen 3D-Aufnahme eines Schädels mit drei Omniview-Schnitten das Corpus callosum (CC) im Median-Sagittalschnitt, frontal das Cavum septi pellucidi (CSP) und frontal hinten das Cerebellum (CER) in Rekonstruktion dargestellt.

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 5 Multiplanares Rendering I: Orthogonaler Modus und Omniview-Schnittbilder

Abb. 5.12: Mittels Omniview, gebogener Linie, VCI 12 mm und Maximum-Modus wird aus einem 3D-Volumen von dorsal die Wirbelsäule mit Rippen abgebildet.

Abb. 5.13: Die Schädelknochen lassen sich bei einer seitlichen Aufnahme mit Omniview, 19 mm dicke VCI-Schicht und Maximum-Modus gut abbilden. In diesem Fall wurde eine gebogene Linie gezeichnet (vgl. Abb. 4.9).

5.4 Praktische Durchführung beim gezeichneten Schnittbild z. B. durch Omniview  

Abb. 5.14: Bei einer 3D-Volumenaufnahme des Gesichts von unten lässt sich mit Omniview und gebogener Linie, VCI 4 mm und Maximum-Modus der harte Gaumen mit Zahnleiste gut herausarbeiten (vgl. Abb. 5.15).

Abb. 5.15: In diesem Beispiel wurde die Omniview-Linie gezeichnet und entlang dem harten und weichen Gaumen gelegt und mit einer Schicht von 4 mm versehen. Somit lässt sich der Gaumen bis zur Uvula zeigen.

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 5 Multiplanares Rendering I: Orthogonaler Modus und Omniview-Schnittbilder

In der Frühschwangerschaft, vor allem bei einer transvaginalen Untersuchung, bekommt man selten gleich alle Ebenen, die man benötigt. In den Abb. 5.1 bis 5.4 wurde das Vorgehen beim orthogonalen Modus gezeigt. Es gelingt genauso schnell, mittels Omniview direkt typische Schnittbilder zu generieren, und Abb. 5.17 zeigt ein Beispiel für die intrakranielle Transparenz. Interessant, doch bisher klinisch wenig relevant ist das freie Zeichnen einer Omniview-Linie, wie im Beispiel eines Embryos in Abb. 5.18 zu sehen ist.

5.5 Fazit Auch wenn anfangs sicher gewöhnungsbedürftig, so lernt der Anwender doch schnell, sich in die Welt der Navigation durch ein Volumen zu orientieren. Durch Drehen und Blättern der einzelnen Bilder verschafft er sich eine gute Übersicht über Details, die er gezielt suchen kann. Die Anwendung von Omniview ist anfänglich sehr ungewohnt, führt aber schnell zu Erfolgserlebnissen, vor allem wenn die gewünschten Bilder rasch und einfach erstellt werden können. In den weiteren Kapiteln werden dem Leser viele Beispiele von Schnittebenen und Omniview begegnen.

Abb. 5.16: Am Herzen kann auch Omniview angewandt werden, hier in Kombination mit FarbDoppler. Im Orientierungsbild links oben wurden 3 Linien gelegt und das Ergebnis zeigt einen Vierkammerblick (gelb), einen Dreigefäß-Trachea-Blick (magenta) und eine Frontalaufnahme über die Herz-Klappen (zyan).

5.4 Praktische Durchführung beim gezeichneten Schnittbild z. B. durch Omniview  

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Abb. 5.17: Am Gehirn in der Frühschwangerschaft zeigt eine Omniview-Schnittlinie sofort die Intrakranielle Transparenz (Pfeil).

Abb. 5.18: Eine interessante Anwendung des Omniview ist die gezeichnete Linie. Am Beispiel eines Embryos mit 9 SSW können durch Zeichnen der Linie Gehirn und Körper als gestrecktes Bild gezeigt werden.

6 Multiplanares Rendering II: Tomografie-Modus 6.1 Prinzip Der 3D-Ultraschall wird häufiger mit der räumlichen Darstellung eines fetalen Gesichts assoziiert als mit einer Serie von Schnittbildern. Trotzdem kristallisiert sich mehr und mehr heraus, dass der Hauptvorteil der Volumen-Sonografie die Aufnahme, Speicherung und nachträgliche Bearbeitung eines Volumendatensatzes mit dem Potenzial der Erstellung von einzelnen oder multiplen Schnittbildern darstellt. Von großem Interesse ist vor allem die Erstellung von Bildern, die beim Live-Ultraschall nicht sichtbar waren. Ein weiterer Vorteil eines digitalen Volumendatensatzes ist die Möglichkeit der Darstellung benachbarter Strukturen mit Hilfe von parallelen Schnittebenen, wie man sie von der Computer- bzw. Magnetresonanz-Tomografie kennt. Solche Bilder lenken das Interesse nicht nur auf ein Schnittbild, sondern auf eine Reihe von parallelen Schnittebenen, die davor und dahinter liegen. Auch wenn die Ultraschall-Untersuchung von der „Live-Untersuchung“ lebt, sollte im Auge behalten werden, dass eine Dokumentation der Untersuchung z. B. mit tomografischen 2D-Bildern einen großen Vorteil bringt.

6.2 Praktische Durchführung In Kapitel 2 wurde besprochen, wie ein Volumen im multiplanaren Modus mit den drei orthogonalen 2D-Schnittebenen dargestellt wird und wie der Schnittpunkt dieser drei Ebenen zur Navigation innerhalb des Volumens verwendet werden kann. Eine der wesentlichen Möglichkeiten der Navigation bildet das Blättern (Scrollen) (s. Kap. 2). Der Untersucher kann anstelle in einem Volumen Bild für Bild zu blättern, sich auch direkt mehrere parallele Bilder als Tomografie abbilden lassen. Der Tomografie-Modus basiert auf einer Darstellung des 3D-Volumendatensatzes in Form von mehreren seriellen parallelen 2D-Schnittebenen. Der Anwender bestimmt das Gebiet, das in Tomografie dargestellt wird, und kann anschließend die Zahl der Schnittbilder und den Abstand zwischen den Bildern auswählen. Das Referenzbild wird durch Navigation und Orientierung gewählt und die Tomografie bildet die entsprechenden Parallelbilder dazu. Funktionen wie Bilddrehung und Navigation, wie sie beim multiplanaren Modus besprochen wurden, finden hier auch Anwendung. Wird das Bild in einer der Schnittebenen gedreht, drehen sich die anderen Ebenen entsprechend. Da es sich um ein Volumen handelt, kann das Referenzbild (Bild oben links) beliebig ausgewählt und anschließend in Schichten abgebildet werden.

6.2 Praktische Durchführung 

 71

Um die Qualität, vor allem von rekonstruierten Bildern hervorzuheben und Artefakte zu reduzieren, kann zum Tomografie-Modus die Funktion des Volume Contrast Imaging (VCI) (s. Kap. 4) zugeschaltet werden oder nur das „speckle reduction“ (SRI) aktiviert werden. Die Abb. 6.1 bis 6.10 zeigen für einen Fall die verschiedenen Möglichkeiten der 3D-Ultraschall-Tomografie. Abb. 6.1 zeigt das Ausgangsbild im orthogonalen Modus. Wird die A-Ebene als aktive Ebene gewählt und die Tomografie aktiviert, kommen parallele Bilder im Querschnitt zur Abbildung (Abb. 6.2). Wählt der Untersucher dagegen aber die B- oder C-Ebene, dann sind es parallele Schnitte des Längsschnitts seitlich oder frontal, wie die Abb. 6.3 oder 6.4 zeigen. Abb. 6.5 zeigt ein typisches Bild im Tomografie-Modus. Oben links ist das Referenzbild mit den entsprechenden Schnittlinien. In der rechten Ecke unten des oberen Bildes ist in Millimeter der gewählte Abstand zwischen den Bildern gezeigt. Ändert man den Abstand wie in Abb. 6.6, entstehen dann entsprechend andere Bilder. Die Zahl der dargestellten Bilder auf dem Monitor kann auch vom Untersucher gewählt werden von 3×2, 3×3, 4×4, 2×2 oder sogar 2×1, wie die Abb. 6.5 bis 6.10 zeigen. Abb. 6.9 und 6.10 zeigen eine Möglichkeit, wie auch im Volumen geblättert werden kann und dabei berücksichtigt wird, in welcher Ebene man gerade liegt. Diese Ebenen können, wie im Tomografie-Modus auch, durch Drehung in der X-, Y- oder Z-Achse angepasst werden.

Abb. 6.1: Eine 3D-Volumenaufnahme von Thorax und Abdomen im orthogonalen Modus als Grundlage für die nächsten Bilder in den Abb. 6.2–6.10 im Tomografie-Modus.

72 

 6 Multiplanares Rendering II: Tomografie-Modus

Abb. 6.2: Beim Tomografie-Modus dient das Bild oben links als Orientierungsbild. Die Zahl der Ebenen kann frei gewählt werden. Das Referenzbild ist mit einem grünen Sternchen gekennzeichnet mit zwei davor und zwei dahinter liegenden Ebenen. Der Abstand zwischen den Bildern kann verändert werden (s. rotes Viereck), hier wurden 5,5 mm gewählt.

Abb. 6.3: Die gleiche Darstellung wie in Abb. 6.2, aber die B-Ebene wurde aktiviert. Oben links liegt das Orientierungsbild mit Abbildung der Vertikalbilder von links nach rechts.

6.2 Praktische Durchführung 

 73

Abb. 6.4: Die gleiche Darstellung wie in Abb. 6.1 und 6.2, aber hier ist die C-Ebene aktiviert mit Abbildung frontaler Schnitte von anterior nach posterior.

Abb. 6.5: Die gleiche Darstellung wie in Abb. 6.2, aber hier wurde die Zahl der dargestellten Bilder von 3×2 in Abb. 6.2 auf 3×3 verändert.

74 

 6 Multiplanares Rendering II: Tomografie-Modus

Abb. 6.6: Die gleiche Darstellung wie in Abb. 6.5, aber hier wurde die Zahl der dargestellten Bilder von 3×3 in Abb. 6.5 auf 4×4 verändert.

Abb. 6.7: Die gleiche Darstellung wie in Abb. 6.5, aber hier wurde der Abstand zwischen den Bildern von 2,5 mm in Abb. 6.5 auf 7,5 mm verändert. Das Bild in der Mitte bleibt bestehen, doch die anderen sechs Bilder verändern sich.

6.2 Praktische Durchführung 

 75

Abb. 6.8: In diesem Beispiel mit 2×2 Bildern wurde der Abstand zwischen den Bildern auf 9,5 mm gewählt.

Abb. 6.9: Bei diesem Beispiel wird nur der 2×1 Bild-Modus gezeigt und hier ist der Vierkammerblick zu sehen. Am Referenzbild links ist die Ebene erkennbar. Mit dieser Art kann geblättert werden.

76 

 6 Multiplanares Rendering II: Tomografie-Modus

Abb. 6.10: In diesem Bild wird wie das vorherige Bild eingestellt, aber mit Schnitt durch Abdomen mit Magen.

6.3 Typische Anwendungen des Tomografie-Modus Tomografie des Kopfs und Gehirns: Der Tomografie-Modus bietet sich optimal für die Beurteilung von Kopf, Gesicht und Gehirn. Für die fetale Neurosonografie bietet sich sowohl die transabdominale (Abb. 6.11 und 6.12) als auch transvaginale Untersuchung an (Abb. 6.13, 6.14). Die Leitstrukturen können in einer Übersicht erkannt werden, vor allem im Kontext der benachbarten anatomischen Strukturen (s. a. Kap. 16). So zeigt das Beispiel in Abb. 6.11 die normale Anatomie in Übersicht und die Abb. 6.12 zeigt einen Feten mit einer Ventrikulomegalie. Man erkennt in den Nachbarebenen das normale Kleinhirn und in einer Ebene den dilatierten dritten Ventrikel. Demnach sind in dieser Übersicht Diagnosen wie Chiari II Malformation, Dandy-Walker oder Holoprosenzephalie ausgeschlossen und am ehesten liegt eine Aquäduktstenose vor. Das Cavum septi pellucidi lässt sich in einer transvaginalen Untersuchung am besten in einer frontalen Einstellung im Tomografie-Modus beurteilen. Die Abb. 6.13 und 6.14 zeigen normale und auffällige Befunde. Tomografie von Thorax- und Abdominalorganen: Für die Abgrenzung der thorakalen Anatomie um Lungen, Herz und Zwerchfell ist diese Methode ideal (Abb. 6.15–6.17), insbesondere um den Umfang einer Läsion, wie am Beispiel eines Hydrothorax (Abb. 6.16) oder einer hyperechogenen Lunge zu erkennen ist (Abb. 6.17), einschätzen zu können. Die Tomografie der Nierenregion (Abb. 6.18–6.20) wird eher selten verwendet, ist aber unserer Erfahrung nach wichtig, wenn Anomalien vorliegen. Im Bereich

6.3 Typische Anwendungen des Tomografie-Modus 

 77

Abb. 6.11: 3D-Volumendatensatz eines fetalen Gehirns dargestellt im Tomografie-Modus. Die notwendigen Informationen, die in den transversalen Ebenen erforderlich sind, sind fast alle erkennbar (s. a. Beispiel im Kap. 16).

Abb. 6.12: Fet mit 19 SSW und Ventrikulomegalie. Man erkennt die Falx cerebri, das normal aussehende Kleinhirn (Cerebellum) und in einer Ebene den dilatierten 3. Ventrikel. Demnach liegt vermutlich eine Aquäduktstenose vor und die Details in diesem Bild schließen nahezu Diagnosen wie Chiari II Anomalie, Dandy-Walker-Malformation oder eine Holoprosenzephalie aus.

78 

 6 Multiplanares Rendering II: Tomografie-Modus

Abb. 6.13: Transvaginale Neurosonografie im Tomografie-Modus. Typische Strukturen wie Mittellinie, Corpus callosum (CC), Cavum septi pellucidi (CSP) und Insula sind sichtbar.

Abb. 6.14: Transvaginale Neurosonografie in zwei Feten mit auffälligen Befunden. Links: Ventrikulomegalie mit Dilatation der Vorderhörner bei erhaltenem Cavum septi pellucidi. Rechts: Agenesie des Septum pellucidums mit Fusion beider Lateralventrikel über die Mittellinie.

6.3 Typische Anwendungen des Tomografie-Modus 

 79

Abb. 6.15: Hier werden mit Tomografie-Modus und frontaler Sicht Herz, Lungen, Leber und Zwerchfell abgebildet.

Abb. 6.16: Dezenter Pleuraerguss beidseits dargestellt mit dem Tomografie-Modus.

80 

 6 Multiplanares Rendering II: Tomografie-Modus

Abb. 6.17: Die Aufnahme zeigt einen hyperechogenen Lungenlappen links basal. Im TomografieModus erkennt man die Lokalisation und den Umfang der Läsion, sowie den Unterschied der Echogenität zur anderen Lunge.

Abb. 6.18: Die 3D-Volumenaufnahme zeigt die Lumbalregion mit beiden Nieren (Pfeile), hier in Tomografie-Modus mit Transversalschnitten.

6.3 Typische Anwendungen des Tomografie-Modus 

 81

Abb. 6.19: Die 3D-Volumenaufnahme zeigt die Lumbalregion mit beiden Nieren (Pfeile), hier in Tomografie-Modus mit Median-Sagittal- und Parasagittalschnitten.

Abb. 6.20: In diesem Beispiel liegt eine multizystische Nierendegeneration vor, die im TomografieModus auch gezeigt wird. Eine Übersicht dieser Art ermöglicht mehr Information als nur das einzelne Bild einer Anomalie.

82 

 6 Multiplanares Rendering II: Tomografie-Modus

des Abdomens wird die meiste Information mit parallelen Querschnitten gewonnen, die die typischen Strukturen wie Leber, Magen, Darm, Harnblase, Bauchwand und Nieren aufweisen (Abb. 6.6). Vor allem bei Fehlbildungen lässt sich der Umfang der Fehlbildung leichter erkennen. Die Abb. 6.21–6.23 zeigen Beispiele eines DoubleBubble-Zeichens bei Duodenalatresie, den Umfang eines fetalen Ileus und die Ausdehnung eines Aszites. Daher ist für Verlaufskontrollen die Tomografie sehr gut geeignet. Tomografie am Herzen: Die Tomografie am Herzen hat ein großes Potenzial, da neben dem Gehirn das Herz ein Organ ist, das in mehreren Ebenen beurteilt werden muss (Abb. 6.24–6.26). Die Kombination von STIC und Tomografie zeigt sowohl im B-Bild (Abb. 6.24) als auch im Farb-Doppler (Abb. 6.25) die wichtigen Informationen von benachbarten Ebenen. Im Kapitel Herz wird nochmals auf die Tomografie bei normalen und auffälligen Herzen eingegangen. Tomografie in der Frühschwangerschaft: Ideal ist auch die Tomografie in der Frühschwangerschaft in Kombination mit einer transvaginalen Untersuchung (Abb. 6.27, 6.28). Dabei hilft eine 3D-Volumenaufnahme mit sowohl Navigation als auch Tomografie, um eine Übersicht und eine Standardisierung zu bekommen. Vor allem bei Gesicht und intrakraniellen Strukturen ist ihr Einsatz von Bedeutung (Abb. 6.27, 6.28), aber auch in anderen Gebieten des Körpers (Abb. 6.29).

Abb. 6.21: Abdomenaufnahme im Tomografie-Modus bei einem Feten mit einem Double-BubbleZeichen (*) bei Verdacht auf Duodenalatresie.

6.3 Typische Anwendungen des Tomografie-Modus 

 83

Abb. 6.22: Abdomenaufnahme im Tomografie-Modus bei einem Feten mit Verdacht auf Ileus nach Darmperforation mit abgekapseltem Befund. In den Bildern unten ist der Magen (*) erkennbar.

Abb. 6.23: Fet mit Aszites bei Herzinsuffizienz mit Hautödem. Der Befund beim Aszites lässt sich mit dem Tomografie-Modus besser dokumentieren als mit Einzelbildern. In der Verlaufsbeobachtung können Befunde besser im Tomografie-Modus verglichen werden.

84 

 6 Multiplanares Rendering II: Tomografie-Modus

Abb. 6.24: Tomografie-Modus bei einem STIC-Volumen des Herzens. Vom Abdomen bis hin zu den großen Gefäßen lassen sich die Strukturen abbilden.

Abb. 6.25: Tomografie-Modus bei STIC-Aufnahme im Farb-Doppler am Übergang zwischen Diastole und Systole. Man erkennt den Vierkammerblick in Diastole (unten Mitte) und die Systole im Bereich des Dreigefäßblicks; Aorta (AO), Linker Ventrikel (LV), Pulmonalarterie (PA), rechter Ventrikel (RV).

6.3 Typische Anwendungen des Tomografie-Modus 

 85

Abb. 6.26: Tomografie-Modus bei STIC-Aufnahme im Farb-Doppler bei einem Feten mit einem rechten Aortenbogen. Unten rechts erkennt man den Vierkammerblick. Oben Mitte ist die Trachea (Pfeil) zwischen Aorta (AO) und Pulmonalarterie (PA). Vgl. mit Abb. 6.25 oben Mitte; Linker Ventrikel (LV), rechter Ventrikel (RV).

Abb. 6.27: Ersttrimester-Screening mit Profil des Feten im Tomografie-Modus. Nasenbein (gelber Pfeil), Maxilla, Mandibula, beide Augen (weiße Pfeile) und die hintere Fossa mit der intrakraniellen Transparenz (*) sind in einem Bild zu sehen.

86 

 6 Multiplanares Rendering II: Tomografie-Modus

Abb. 6.28: Tomografie-Modus eines transversalen Schnittes des Gehirns eines Feten mit 12 SSW mit beiden Hemisphären, dem großen Plexus choroidei und der hinteren Fossa.

Abb. 6.29: Tomografie-Modus des Körpers mit 13 SSW mit Darstellung des Diaphragmas (gelber Pfeil) mit Lungen, Leber, Magen (*), Nieren (Pfeile) und linksseitiger Herzlage (H).

6.3 Typische Anwendungen des Tomografie-Modus 

 87

6.4 Fazit Der Tomografie-Modus ermöglicht, eine gute Übersicht innerhalb eines 3D-Volumens zu bekommen. Durch die vielen Möglichkeiten der Darstellung von gleichzeitig 2 bis hin zu 16 Bildern kann man sich je nach Belieben auf Details oder auch auf das komplette Bild konzentrieren. Idealerweise ist für die verschiedenen Organe und Gestationsalter der typische Abstand der Bilder bekannt, so dass direkt während der Untersuchung mit der Aufnahme des Volumens das Bild in mehreren Ebenen eingesehen werden kann. Gerade für Gehirn und Herz ist die Tomografie ideal und wird in den Kapiteln 16 und 20 anhand von pathologischen Befunden nochmals aufgegriffen.

7 Der Oberflächen-Modus und HD-Live 7.1 Prinzip Der Oberflächen-Modus (Surface-Mode) ist der populärste und meist verwendete Modus im 3D. Er wird eingesetzt, um die Oberfläche einer Struktur darzustellen, z. B. zwischen Fruchtwasser und Haut bzw. die oberste Schicht innerhalb eines Volumens, die durch die Projektionslinie („grüne Linie“) festgelegt wird (s. Kap. 3). Das Gesicht, der Körper mit Bauchwand oder Rücken, die Extremitäten oder der gesamte Fet in den frühen Wochen der Schwangerschaft lassen sich damit gut darstellen. Auch innerhalb des Körpers können mit diesem Modus die Herzventrikel, die Hirnstrukturen, die Lungen und andere Organe mit gewissen Einschränkungen eingesehen werden. Oberflächen-Modus findet in 3D-, 4D- oder STIC-Aufnahmen Anwendung sowie in Kombination mit dem live oder statischen Omniview (Kap. 5).

7.2 Praktische Durchführung Bereits während der Volumenaufnahme in 3D oder 4D sollte darauf geachtet werden, dass im Volumenblock das Bild etwas kontrastreich ist. Vor allem an den Grenzschichten zwischen den flüssigkeitsgefüllten und den festen Strukturen sollte ein guter Kontrast vorliegen. Die Voreinstellung des B-Bilds, wie im Kapitel 1 erläutert, ist dabei eine wichtige Voraussetzung. Die Abb. 7.1–7.3 zeigen im Vergleich, wie die Voreinstellung im B-Bild das Ergebnis unmittelbar beeinflusst. Für das Gesicht sollte zum Beispiel das Bild so eingestellt werden, dass Fruchtwasser schwarz ohne Artefakte und die Haut echoreich erscheint. Damit lassen sich die besten Ergebnisse erzielen. Ferner ist es von besserer Qualität, wenn die interessierende Struktur senkrecht und nicht parallel zu den Schallstrahlen liegt. In Abb. 7.4 ist der Arm zwar im B-Bild gut sichtbar, kommt aber in 3D nicht optimal zur Abbildung. Erst eine senkrechte Einstrahlung des Arms (Abb. 7.5) bringt ein besseres Ergebnis. Ein besseres Ergebnis wird auch erzielt, wenn die Struktur, die abgebildet wird, horizontal und parallel zur Oberfläche liegt. Abb. 7.6 erläutert das Prinzip. Beim Gesicht ist es demnach besser, eine seitliche Einstellung zu bekommen, statt eine Aufnahme exakt aus einer Profileinstellung zu starten. Bei 3D-Aufnahmen sollte eine große Box gewählt werden (Abb. 7.7), die weit über das interessierende Objekt reicht, da sich somit anschließend die optimale Region besser herausselektieren lässt. Eine kleine Box birgt die Gefahr, dass Teile des Kopfes oder des Arms fehlen und das Volumen erneut aufgenommen werden muss. Vor allem in der Frühschwangerschaft hat man im B-Bild nicht immer die Übersicht, dass alle Teile wie Beine oder Hände im Volumen eingeschlossen sind. Bei 4D-Aufnahmen lässt sich dies dagegen direkt verbessern, da das Bild live entsteht.

7.2 Praktische Durchführung 

 89

Abb. 7.1: 3D-Volumen eines Oberflächen-Modus von einem Gesicht. Die Einstellung des B-Bildes ist kontrastarm und nicht optimal. Das Fruchtwasser im B-Bild ist grau und wirkt sich auf das Bild im 3D aus (s. Abb. 7.2 und 7.3).

Abb. 7.2: Das Volumen von Abb. 7.1, jedoch mit Erhöhung der Verstärkung (Gain) blendet das „graue“ Fruchtwasser im 3D-Bild aus. Das 3D-Bild zeigt nun das Gesicht, doch das Bild wirkt zu überstrahlt (vgl. Abb. 7.3).

90 

 7 Der Oberflächen-Modus und HD-Live

Abb. 7.3: Derselbe Fet wie in Abb. 7.1, jedoch mit Optimierung des B-Bildes vor der 3D-Aufnahme lässt das Fruchtwasser kontrastreich erscheinen und wirkt sich positiv auf das Bild aus. Dieses ist besser als in Abb. 7.1.

Nach Volumenaufnahme wählt man die Funktion „Render“ und formatiert die Box so, dass sie in allen Kanten das interessierende Objekt einschließt. Die Box wird fixiert und „Oberflächen-Modus“ oder HD-Live gewählt. In der aktuellen Software werden mehrere Darstellungsarten von Oberflächen-Modus angeboten. Wie im Kapitel 2 kann eine Kombination aus den verschiedenen OberflächenModi gewählt werden wie – Oberfläche glatt – Oberfläche textur – Gradient Licht – High-Definition (HD)-Live mit Mischung aus surface und smooth. Am besten eignet sich ein Mischungsverhältnis aus zwei Modi (s. Kap. 3). Die Abb. 7.8– 7.10 zeigen einige Beispiele. Aus medizinischer Sicht gibt es keine „beste“ Einstellung, sondern es hat mehr mit dem Geschmack des Untersuchers und Effekt des Bildes zu tun. Wir verwenden für Gesicht oft ein Verhältnis 40/60 Oberfläche glatt zu Gradient Licht. Durch Änderung der Schwelle und der Transparenz kann die Oberfläche etwas hervorgehoben oder unterdrückt werden.

7.2 Praktische Durchführung 

 91

Abb. 7.4: Bei der B-Bild-Einstellung vor der 3D-Aufnahme ist auch der Einfallswinkel wichtig. Links ist die Hand gut im B-Bild zu sehen, doch für ein 3D-Volumen sind die Finger parallel zu den Schallwellen und kommen im 3D-Bild nicht gut zur Darstellung, wie im mittleren und rechten Bild zu erkennen ist.

Abb. 7.5: Im Vergleich zur Abb. 7.4 liegen Hand und Finger hier ideal senkrecht zu den Schallwellen und sind daher im 3D-Bild (rechts) viel besser zu erkennen.

Abb. 7.6: 3D-Volumenaufnahme eines Gesichts im Oberflächen-Modus mit gutem Einfallswinkel. Die Einstellung erfolgt seitlich mit Stirn und Gesicht fast in gleicher Höhe.

92 

 7 Der Oberflächen-Modus und HD-Live

Abb. 7.7: 3D-Volumenaufnahme mit einer kleinen Volumenbox (oben). Beim Ergebnis fehlt ein Teil des Bildes (Hand). Daher sollte man bei einer statischen 3D-Aufnahme lieber gleich eine große Box wählen (unteres Bild), denn einige Details sind erst im 3D-Bild erkennbar.

Mit Magicut werden die benachbarten Artefakte weggeschnitten, wie im Kapitel 3 erklärt wurde. Vor allem bei Verwendung der Lichtquelle kann es wichtig werden, die Artefakte vor dem Gesicht zu eliminieren. Verwendet man neuere Software, kann die Dynamik des Bildes mit zusätzlicher Färbung (blau oder grau) verbessert werden. Mit HD-Live-Funktion wird das Bild besonders weich, wenn HD-Live smooth genommen und die Schattenfunktion erhöht wird. Siehe auch Beispiele im Kapitel 18 über Gesicht.

7.3 Typische Anwendungen des Oberflächen-Modus 7.3.1 Darstellung von Kopf und Gesicht Hierbei handelt es sich um die mit Abstand häufigste Anwendung des OberflächenModus und dem fetalen Gesicht wurde ein separates Kapitel (s. Kap. 18) gewidmet. Das Gesicht wird in 3D oder 4D untersucht, in den verschiedenen Gestationsaltern, von unterschiedlichen Perspektiven und mit unterschiedlichen Farben (Abb. 7.8–7.10). Mit 4D lässt sich die Mimik des Feten auch beobachten, vom Fruchtwassertrinken bis

7.3 Typische Anwendungen des Oberflächen-Modus 

Abb. 7.8: 3D-Oberflächen-Modus von verschiedenen Gesichtern und unterschiedlichen Wiedergabe-Modi.

Abb. 7.9: Beim 3D-Oberflächen-Modus eines Gesichts können auch andere Strukturen daneben gesehen werden wie z. B. ein Ohr, ein Fuß, die Nabelschnur (kurzer Pfeil) oder sogar ein Nabelschnurknoten (langer Pfeil).

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94 

 7 Der Oberflächen-Modus und HD-Live

Abb. 7.10: Die Hände lassen sich sehr gut mit dem Oberflächen-Modus abbilden. Je nach Auflösung bei der Aufnahme kann die Detailerkennbarkeit gesteigert werden.

hin zum Gähnen oder gelegentlich zum Augenöffnen. Außerdem können mit diesem Modus auch die Ohren viel besser als mit 2D dargestellt werden. In der Frühschwangerschaft scheinen die Fontanellen und die Schädelknochen trotz des „OberflächenModus“ auch durch. Die optimale Einstellung des Gesichts wird im Kapitel 18 erläutert und in Kapitel 3 wird die Nachbearbeitung von 3D am Beispiel des Gesichts weiter ausgeführt.

7.3.2 Darstellung der Hände und Füße Arme, Beine, Hände und Füße lassen sich in verschiedener Auflösung mit dem 3D-Oberflächen-Modus optimal und von den unterschiedlichen Perspektiven gut abbilden. Beine übereinander geschlagen, der Arm vor oder neben dem Gesicht sind oft einfach darzustellen (Abb. 7.9–7.11). Nahaufnahmen mit hoher Auflösung zeigen oft die Hand mit Fingern und die Füße mit Zehen (Abb. 7.12, 7.13). Anomalien wie das Fehlen von Extremitäten, Polydaktylien, Klumpfüße und andere können gut in 3D abgebildet werden (Abb. 7.11,7.13).

7.3 Typische Anwendungen des Oberflächen-Modus 

 95

Abb. 7.11: Handanomalien (Pfeile) im Oberflächen-Modus. Links: Polydaktylie, Mitte: Löffelhand beim Apert-Syndrom, Rechts: Fet mit einer fehlenden Hand.

Abb. 7.12: Die Füße lassen sich sehr gut mit dem Oberflächen-Modus abbilden, vor allem sieht man sie oft nebeneinander oder übereinander. Mit zunehmender Auflösung bei der 3D-Volumenakquisition gelingt auch die Darstellung der einzelnen Zehen.

96 

 7 Der Oberflächen-Modus und HD-Live

Abb. 7.13: Die Füße bei Anomalien wie Klumpfüße (links), Fehlen eines Fußes (Mitte) und Fußrückenödem (rechts) bei einem Feten mit Turner-Syndrom.

7.3.3 Darstellung der Körperoberfläche Der Rücken und der Bauch mit Nabel lassen sich bei kleinen Feten und später bei genügender Fruchtwassermenge gut darstellen. Anomalien wie Gastroschisis, Omphalozele (Abb. 7.14), Spina bifida (Abb. 7.15), Steißbeinteratom (Abb. 7.16) und andere an der Oberfläche erscheinende Anomalien lassen sich mit dem OberflächenModus gut abbilden. Bei Gastroschisis imponiert das Darmkonvolut im OberflächenModus sowohl in der Früh- als auch in der Spätschwangerschaft (s. Kap. 19). Die Darstellung der Geschlechtsorgane lässt sich mit dem Oberflächen-Modus gut durchführen und auch hier können Anomalien wie Hypospadie oder seltener Klitorishypertrophie von normalen Befunden abgegrenzt werden (s. Kap. 19).

Abb. 7.14: 3D-Oberflächen-Modus zeigt zwei Feten mit einer Omphalozele (Pfeil) links mit 12 SSW und rechts mit 18 SSW.

7.3 Typische Anwendungen des Oberflächen-Modus 

 97

Abb. 7.15: 3D-Oberflächen-Modus zeigt den Rücken bei einem unauffälligen Feten (links), bei einem mit einer Myelomeningozele (Mitte) und einem mit Myeloschisis (rechts).

7.3.4 Übersichtsdarstellung des gesamten Feten und Feten bei Mehrlingsschwangerschaften Anstelle sich nur auf Gesicht, Extremitäten oder Körper zu konzentrieren, kann man auch, wenn die Sichtverhältnisse es erlauben, eine Gesamtübersicht vom Feten bekommen. Ideal lässt sich so eine Übersicht mit 8 bis 18 SSW vornehmen, wo der Fet meistens insgesamt abgebildet werden kann (Abb. 7.16, 7.17). Später in der Schwangerschaft passt selten der gesamte Fet auf ein einzelnes Bild. Bei Mehrlingsschwangerschaften ist der Oberflächen-Modus ideal, um eine Übersicht zu bekommen (Abb. 7.18). Die Eihaut bei monochorialen Zwillingen ist oft sehr dünn und lässt sich gut von der dicken Trennwand bei dichorialen abgrenzen. Die Lage der Kinder zueinander ist mit dieser Darstellung gut zu erkennen.

Abb. 7.16: 3D-Oberflächen-Modus von einer Ganzkörperaufnahme eines Feten mit 22 SSW im Bild links. Im rechten Bild erkennt man im Oberflächen-Modus das Steißbeinteratom (Pfeile).

98 

 7 Der Oberflächen-Modus und HD-Live

Abb. 7.17: 3D-Oberflächen-Modus des gesamten Körpers bei Feten in der 11. (links) und mit 12 SSW (rechts).

Abb. 7.18: 3D-Oberflächen-Modus bei Mehrlingsschwangerschaften.

7.3.5 Plazenta, Nabelschnur und Eihaut Die Übersichtsdarstellung ist nicht nur auf den Feten begrenzt, sondern kann auch andere Details im Uterus bei guter Fruchtwassermenge abbilden, wie die Plazenta, die Nabelschnur am Ansatz und im Verlauf, Amnionstrang oder Trennwand, Uterusanomalien usw.

7.3.6 Darstellung innerhalb des Körpers am Herzen, Gehirn und anderen Gebieten Auch wenn es innerhalb und nicht an der Oberfläche des Körpers ist, kann der Oberflächen-Modus gut angewandt werden, vor allem am Herzen (s. Kap. 20), aber

7.3 Typische Anwendungen des Oberflächen-Modus 

 99

Abb. 7.19: STIC-Aufnahme des Herzens mit Blick auf die Ventrikel im Oberflächen-Modus in der Systole mit geschlossenen atrioventrikulären Klappen (Pfeile) und in der Diastole bei offenen Klappen.

Abb. 7.20: Aszites im 3D-Oberflächen-Modus mit Blick im Situs auf Leber und Darm. Die Projektionslinie wurde über die Flüssigkeitsansammlung gelegt..

auch am Gehirn (s. Kap. 16), im Thorax und Abdomen (s. Kap. 19). Am Herzen lassen sich die Herzhöhlen in der Vierkammerblick-Ebene optimal abbilden und bei einer STIC-Aufnahme Diastole und Systole räumlich aufzeigen (Abb. 7.19). Auch andere Ebenen wie der Fünfkammerblick oder Dreigefäßblick lassen sich einstellen. Bei anderen Organen kommt selten der Oberflächen-Modus unter normalen Bedingungen zur Anwendung. Bei auffälligen Befunden, vor allem wenn sie mit vermehrten Flüssigkeitsansammlungen einhergehen, wie Aszites (Abb. 7.20), Double-Bubble (Abb. 7.21a), Hydrothorax (Abb. 7.21b), Hydrozephalus (Abb. 7.22), Megazystis, zystische Nieren, Nierenstauung u. ä. lässt sich der Oberflächen-Modus gut anwenden.

100 

 7 Der Oberflächen-Modus und HD-Live

(a)

(b)

Abb. 7.21: Oberflächen-Modus bei zwei Feten mit Fehlbildungen. Beim Feten links (a) sieht man einen Querschnitt vom oberen Abdomen bei einer Duodenalatresie und Double-Bubble-Zeichen (*). Beim rechten Feten (b) ist ein Querschnitt vom Thorax bei einem Hydrothorax (*) zu sehen. Die linke Lunge (LL) und das Herz (H) sind nach rechts verschoben; rechte Lunge (RL), linke Lunge (LL).

Abb. 7.22: Zwei Feten mit Hydrozephalus nach transvaginaler 3D-Aufnahme. Darstellung der dilatierten Lateralventrikel mit Oberflächen-Modus. Rechts: durch die starke Ventrikulomegalie kommunizieren die Ventrikel über die Mittellinie und der Plexus choroideus (Sternchen) hängt über die Mittellinie zur Gegenseite (Pfeil).

7.4 Fazit Der Anwender ist gut beraten, Erfahrungen im Oberflächen-Modus zu sammeln, denn er stellt die häufigste Anwendung in 3D überhaupt dar. Die normalen Befunde der äußeren Strukturen sind in der heutigen Zeit eine gute Ergänzung zu der 2D-Untersuchung eines Feten geworden. Bei auffälligen Befunden gibt der Oberflächen-Modus eine sofortige räumliche Übersicht wieder und macht die Diagnose auch Laien fassbarer.

8 Der Maximum-Modus 8.1 Prinzip Der Maximum-Modus wird vor allem für die räumliche Darstellung der echoreichen Strukturen wie z. B. Knochen verwendet. Es handelt sich dabei um einen TransparenzModus, bei dem innerhalb einer 3D-Render-Box die Echogenität aller Strukturen analysiert wird, um dann mittels Maximum-Modus diejenigen mit der meisten Echogenität hervorzuheben, unabhängig davon, ob diese oberflächlich oder tief liegen. Im Beispiel in der Abb. 8.1. wird gezeigt, wie bei einem Gesicht zunächst der OberflächenModus (Abb. 8.1a) aktiviert wird und nur die Haut als erste Schicht des Gesichts zur Darstellung kommt. Nach Aktivieren des Maximum-Modus (Abb. 8.1b) werden im Volumen in der Tiefe die Gesichtsknochen dargestellt. Ein weiteres Beispiel wird in Abb. 8.2 aufgezeigt.

(a)

(a)

(b)

Abb. 8.1: 3D-Volumen eines Gesichts im Oberflächen-Modus (a) und nach Aktivieren des MaximumModus (b) mit Auswahl einer schmalen Render-Box. Man erkennt im unteren Bild die Gesichtsknochen mit Frontalnaht (Pfeil), beide Orbitalhöhlen, Nasenbein, Ober- und Unterkiefer.

102 

 8 Der Maximum-Modus

Abb. 8.2: Darstellung eines Arms im 3D-Oberflächen-Modus (links) und im Maximum-Modus (rechts). Für die Einstellung im Maximum-Modus wurde die Render-Box schmal gehalten, und die Strukturen hinter dem Arm werden im Gegensatz zum Bild links nicht erfasst.

8.2 Praktische Durchführung Bereits bei der Volumenaufnahme sollte der Untersucher darauf achten, dass vor allem die echoreichen Strukturen „hell“ bleiben und die benachbarten Strukturen einen normalen bzw. einen eher reduzierten Kontrast aufweisen. Gelegentlich muss das Bild in 2D an Kontrast und Gain so verändert werden, dass Knochen „aufleuchten“, um das 3D-Ergebnis zu verbessern. Während es in der Frühschwangerschaft eher schwierig ist, die Knochen gut hervorzuheben, bereitet dem Untersucher im dritten Trimenon die Haut des Feten Probleme, die zunehmend echogener wirkt und dementsprechend Informationen der Knochen überlagert. Somit lassen sich Knochen am besten zwischen 15 und 25 SSW mit der Methode untersuchen. Sind diese Voreinstellungen getroffen, so wird bei Aufnahme eine der zu untersuchenden Region entsprechende Breite der Render-Box gewählt (Abb. 8.3). Die Tiefe dagegen sollte oft klein gehalten werden, um selektiv die Informationen von den nahe gelegenen Knochen aufzunehmen (Abb. 8.4 und 8.5). Mit der Dauer der Aufnahme kann auch die Qualität festgelegt werden (Abb. 8.6). Der Maximum-Modus wird nicht nur mit statischem 3D oder 4D verwendet (Abb. 8.6), sondern oft gern bei Volume Contrast Imaging der C-Ebene und bei Omniview (Abb. 8.7, 8.8), wobei dann eine Tiefe zwischen 5 und 20 mm gewählt wird. Bei der Volumendaten-Bearbeitung wird beim 3D-Rendering-Modus der Maximum-Modus gewählt. Gelegentlich kann das Bild verbessert werden, wenn nicht 100 % Maximum-Modus gewählt, sondern 80 % mit einer Mischung mit ca. 20 % Oberflächen- oder X-Ray-Modus kombiniert werden. Das Bild wird weiter verbessert, wenn die Schwelle (Threshold) erhöht wird, um besonders echoreiche Signale hervorzuheben. Hat der Untersucher eine tiefe Render-Box belassen, so kann dies zu einer redu-

8.2 Praktische Durchführung 

 103

Abb. 8.3: Typische Aufnahme einer Wirbelsäule mit Rippen zur Darstellung mit Maximum-Modus, hier in der orthogonalen Darstellung. Das Bild wird eher dunkel und kontrastreich voreingestellt, um die Knochen deutlich hervorzuheben.

Abb. 8.4: Bei diesem Beispiel ist die Render-Box noch groß belassen worden (doppelter Pfeil). An Informationen innerhalb der Box werden jedoch vor allem die Signale der Knochen benötigt. Demnach erhöht sich die Bildqualität, wenn die Boxtiefe geringer gewählt wird (s. Abb. 8.5).

104 

 8 Der Maximum-Modus

Abb. 8.5: Im Vergleich zu Abb. 8.4 wurde die Render-Box flach gewählt (doppelter Pfeil). Das 3D-Bild im rechten Bild zeigt mehr Details, da unnötige zusätzliche Bildinformationen nicht mitberechnet werden müssen.

Abb. 8.6: 3D-Aufnahme einer Wirbelsäule mit unterschiedlicher Auflösung und Maximum-ModusRendering. Im oberen Bild wurde in Qualität „mid1“ und unten in Qualität „max“ aufgenommen. Man erkennt den Unterschied in der Auflösung zwischen beiden 3D-Bildern.

8.2 Praktische Durchführung 

 105

Abb. 8.7: Volume Contrast Imaging (VCI) mit Omniview als VCI-Omniview-Darstellung bei einer 4D-Untersuchung. Während der Untersuchung in 2D wird die Wirbelsäule im B-Bild eingestellt, die Omniview-Linie gelegt, eine Schichtdicke von 17 mm bestimmt und der Maximum-Modus gewählt (s. a. nächste Abb.).

Abb. 8.8: VCI-Omniview wie im vorigen Bild erläutert, jedoch mit unterschiedlichen Auflösungen bei der 4D-Aufnahme (s. Pfeile). Beim Bild links wurde die Auflösung „niedrig“, beim mittleren Bild Auflösung „mittel“ und beim rechten Bild Auflösung „hoch“ gewählt.

106 

 8 Der Maximum-Modus

Abb. 8.9: Volume Contrast Imaging (VCI) der A-Ebene, als VCI-A-Aufnahme (s. Pfeil). Anstelle 2D-Einzelbilder zu generieren, wird bei dieser Art der 4D-Untersuchung mit einer Volumen-Schicht live untersucht (hier 8 mm Dicke) und der Maximum-Modus Rendering gewählt. Bei einer Hand liegen oft Finger und Hand nicht in einer Ebene im 2D-Bild (links), und VCI-A ermöglicht die Hand mit Fingern in einer Schicht zu zeigen (rechts).

Abb. 8.10: VCI-A der Wirbelsäule (s. Erklärungen in Abb. 8.9) und Scapula bei einer Schichtdicke von 12 mm mit Maximum-Modus dargestellt.

zierten Qualität des Bildes führen, da dadurch die echten Informationen von Knochen durch den Mittelwert aller echoschwachen Signale der benachbarten Strukturen überlagert werden. Aus diesem Grund soll die Region of Interest nur die Knochen von Interesse beinhalten. Ein Vergleich der Abb. 8.4 und 8.5 erklärt den Unterschied. Eine interessante Kombination ist die Untersuchung mit VCI-A (s. Kap. 4) und Maximum-Modus. Dabei wird anstelle eines 2D-Bildes eine Schicht in 4D live aufgenommen, die dann im Maximum-Modus gerendert wird (Abb. 8.9–8.11).

8.3 Typische Anwendungen des Maximum-Modus 

 107

Abb. 8.11: VCI-A der Wirbelsäule bei einem normalen Feten (oben) und bei einem Feten mit einem Keilwirbel (Pfeil) (unten).

8.3 Typische Anwendungen des Maximum-Modus Darstellung der Wirbelsäule und Rippen: Idealerweise sollte die Aufnahme von dorsal erfolgen, nämlich in 3D, 4D, mit VCI-Omniview mit gerader oder gebogener Linie oder mit VCI-A (Abb. 8.4–8.8, 8.10–8.13). Das Beispiel in Abb. 8.12 zeigt Rippen mit 13, 16 und 21 Wochen und die Abb. 8.13 eine dorsale und seitliche Darstellung der Wirbelsäule. Diese Darstellung kommt bei Spina bifida, Keilwirbel und Kyphoskoliose, Rippenanordnung und Rippenanzahl (Abb. 8.14) zur Anwendung (s. a. Kap. 17 über Skelett). Frontale Darstellung des Gesichts: Typischer Einsatz ist die Darstellung von Nasenbein (Abb. 8.15), Gesichtsknochen, Ober- und Unterkiefer zur Bestätigung eines hypoplastischen Nasenbeins (Abb. 8.16), einer Kieferspalte und bei auffälligen Frontalnähten (engl. metopic suture). Darstellung des knöchernen Schädels: Die Methode ist auch ideal für die Abbildung der Schädelknochen, der Schädelnähte und der Fontanellen (Abb. 8.17) und für den Nachweis von zusätzlichen oder nicht ossifizierten Knochen sowie der Knochen im Profil bei Mikrognathie. Darstellung der langen Röhrenknochen: Lange Röhrenknochen von Arm und Bein lassen sich auch zusammen mit Händen und Füßen abbilden (Abb. 8.18). Vor allem bei einer horizontalen Lage der Knochen (Abb. 8.18), die im B-Bild keine optimale Darstellung zulässt, wird dies mit einer 3D-Aufnahme und dem Maximum-Modus sofort ermöglicht.

108 

 8 Der Maximum-Modus

Abb. 8.12: Wirbelsäule und Rippen bei einem Feten mit 13 SSW (links) mit 16 SSW (Mitte) und mit 21 SSW (rechts). Man beachte die Zunahme der Ossifikation der Wirbelsäule und Rippen mit zunehmendem Gestationsalter.

Abb. 8.13: Wirbelsäule von dorsal (links) und lateral (rechts) im Maximum-Modus.

8.3 Typische Anwendungen des Maximum-Modus 

 109

Abb. 8.14: Rippenanzahl und Wirbelkörper: Im linken Bild kann man typischerweise zwölf Rippenpaare zählen, beim mittleren Feten elf Rippenpaare und beim rechten Feten erkennt man einen Keilwirbel (Hemivertebra) (Pfeil) mit einem „Knick“ in der Wirbelsäule.

Abb. 8.15: Während einer 4D-Untersuchung kann mittels VCI-Omniview (s. Abb. 8.7) und MaximumModus eine Linie direkt über das Gesicht gelegt werden. Die Schichtdicke ist hier auf 12 mm eingestellt. Das fetale Gesicht im Maximum-Modus ist wie in Abb. 8.1 erkennbar, mit Darstellung beider Frontalknochen mit Frontalnaht, Orbitae und Nasenbein Ober- und Unterkiefer.

110 

 8 Der Maximum-Modus

Abb. 8.16: Fet mit fehlender Ossifikation des Nasenbeins im B-Bild (links) und im 3D-MaximumModus von der Seite (Mitte) und von frontal (rechts).

Abb. 8.17: Links: Die Schädelknochen lassen sich im Maximum-Modus bei einer seitlichen Projektion am besten abbilden. Man erkennt den Frontalknochen (F), den Parietalknochen (P), den Sphenoidalknochen (S), den Temporalknochen (T), den Okzipitalknochen (O) und die Mandibula (M). Rechts: Bei einer 3D-Aufnahme des Kopfes von oben mit Maximum-Modus ist die große Fontanelle (*) gut sichtbar.

8.3 Typische Anwendungen des Maximum-Modus 

 111

Abb. 8.18: Der Arm dieses Feten liegt waagerecht im B-Bild (links). Das ist eine ideale Lage, um mittels 3D/4D gut eingesehen zu werden (rechts) – hier mit VCI-Omniview mit Schichtdicke von 12 mm und Maximum-Modus.

8.4 Fazit Der Maximum-Modus ist die ideale Methode zur Hervorhebung der knöchernen Strukturen des Feten. Typische Anwendungen sind die Extremitäten, die Wirbelsäule mit Rippen und die Gesichtsknochen von frontal und seitlich. Die besten Ergebnisse werden bei einer senkrechten Anlotung der Knochen erzielt. Eine dünne 3D-Schicht nach statischem 3D-Volumen oder im Live-Modus mit Omniview ermöglicht die Selektion der interessierenden Region.

9 Der Minimum-Modus 9.1 Prinzip Flüssigkeitsgefüllte Strukturen lassen sich im Ultraschall im Allgemeinen gut abgrenzen. Die Anechogenität einerseits und die oft klaren Konturen machen sie ideal für die Anwendung des 3D-Ultraschalls. Bei einem Transparenz-Modus können auch Strukturen mit geringer Intensität innerhalb der Render-Box, also die echoarmen bzw. echoleeren Strukturen, hervorgehoben werden. Eine der möglichen Anwendungen ist der Minimum-Modus. Die Darstellung mittels Inversion-Modus wird in Kapitel 10 und mittels Silhouette im Kapitel 11 besprochen.

9.2 Praktische Durchführung Bei der Volumenaufnahme sollte darauf geachtet werden, dass so wenig Schatten wie möglich im Bereich der zu untersuchenden Region liegen. Schatten besitzen im Minimum-Modus dieselbe Information wie flüssigkeitsgefüllte Strukturen und können das Ergebnis stören. Bei der B-Bild-Einstellung sollte der Kontrast erhöht und die Auflösung herabgesetzt sein, um Artefakte zu minimieren (Abb. 9.1). Sind diese Vorkehrungen getroffen, so wird bei Aufnahme eine der zu untersuchenden Region entsprechend breite Render-Box gewählt. Die Tiefe wird so gewählt, dass die echoleeren Räume in der Render-Box gezielt vollständig erfasst sind (Abb. 9.1–9.3).

Abb. 9.1: Die Render-Box wurde über das fetale Abdomen gelegt und der Minimum-Modus gewählt. Die Box ist jedoch groß und schließt auch Fruchtwasser ein, dadurch erscheint das Bild fast schwarz im Minimum-Modus und die Strukturen sind nicht deutlich erkennbar (s. weiter Abb. 9.2).

9.2 Praktische Durchführung 

 113

Abb. 9.2: Die Render-Box von Abb. 9.1 ist weniger tief gewählt und weniger Fruchtwasser liegt in der Box. Man erkennt Konturen des Thorax und Abdomens (s. weiter Abb. 9.3).

Abb. 9.3: Die Render-Box ist ideal schmal gewählt und im Minimum-Modus sind echoarme Strukturen wie Herz (H), Magen (*), Gallenblase (GB) und Harnblase (BL) gut erkennbar.

Bei der Volumendaten-Bearbeitung sollte darauf geachtet werden, dass kein Fruchtwasser vor oder hinter der zu untersuchenden Region liegt, da sonst das Bild überschattet ist. Die beiden vorderen und hinteren Linien der Render-Box sollten im Gewebe liegen (Abb. 9.2). Nach Wahl des Minimum-Modus wird das Bild oft besser, wenn es mit X-Ray-Modus (z. B. Verhältnis 80 % zu 20 %) kombiniert wird. Zudem gewinnt das Bild oft an Information, wenn die Schwelle (Threshold) sowie der Kontrast erhöht werden. Hierbei werden die besonders echoleeren Signale hervorgehoben. Je dünner die Schichtdicke gewählt wird, umso besser ist das Bild (Abb. 9.1–9.3). Durch Rotation des Bildes kann ein 3D-Eindruck über die räumliche Form der Struktur gewonnen werden (Abb. 9.4, 9.5).

114 

 9 Der Minimum-Modus

Abb. 9.4: Thorax und Abdomen in anterio-posteriorer (links) und lateraler Projektion (rechts) im Minimum-Modus. Man erkennt die typischen Strukturen wie Magen, Gallenblase, Herzschatten nach links zeigend und die Umbilikalvene.

Abb. 9.5: Schatten des Herzens in anterio-posteriorer Projektion im Minimum-Modus und in seitlicher Darstellung.

9.3 Typische Anwendungen des Minimum-Modus Typischerweise lassen sich in 3D alle echoleeren Strukturen mittels 3D-MinimumModus abbilden. Diese sind bei einem unauffälligen Feten im Abdomen der Magen, die Harnblase, die Gallenblase und die Umbilikalvene (Abb. 9.1–9.13), im Thorax das Herz mit den abgehenden Gefäßen (Abb. 9.4, 9.5) und im Gehirn das Ventrikelsystem. Interessanterweise gehen aber viele Befunde bei Feten mit verdächtigen oder pathologischen Befunden mit Vermehrung von Flüssigkeiten einher und können somit mit Minimum-Modus oder mittels Inversion-Modus dargestellt werden (Abb. 9.6–9.15).

9.3 Typische Anwendungen des Minimum-Modus 

 115

Abb. 9.6: Im Vergleich zum Feten in Abb. 9.4 (links) findet man bei diesem Feten mit Situs inversus partialis den Magen (*) rechts (R) und das Herz (H) links (L) in der anterio-posterioren Projektion.

Darstellung von Bauchorganen und Gefäßen: Eine der typischen Anwendungen ist z. B. die Darstellung von Thorax und Abdomen sowohl in der frontalen als auch in der seitlichen Einstellung (Abb. 9.4, 9.5). Dabei kann sowohl der Situs als auch der Verlauf der Gefäße gut beurteilt werden. In dieser Einstellung lassen sich ein Situs inversus bzw. ambiguus gut diagnostizieren (Abb. 9.6). Eine abnorm verlaufende Umbilikalvene mit Agenesie oder abnormer Verlauf des Ductus venosus können in diesem Modus gut vom normalen Befund differenziert werden (Abb. 9.7). Sowohl eine fehlende Füllung des Magens als auch noch besser das Double-Bubble Zeichen (Abb. 9.8) sind mit Minimum-Modus gut zu dokumentieren.

Abb. 9.7: Fehleinmündung des Ductus venosus (Pfeil) im Farb-Doppler (links) und in der Projektion im Minimum-Modus (rechts); Umbilikalvene (UV), Aorta (AO), V. cava inferior (IVC).

116 

 9 Der Minimum-Modus

Abb. 9.8: Duodenalatresie mit Double-Bubble-Zeichen dargestellt im 2D-Modus (links) und im 3D-Minimum-Modus in anterio-posteriorer (Mitte) und in lateraler Projektion (rechts).

Abb. 9.9: Pyelektasie beidseits im Querschnitt im B-Bild (links) und im Minimum-Modus in frontaler Projektion (rechts).

Abb. 9.10: Hydronephrose mit Megaureter bei vesico-ureteralem Reflux im Minimum-Modus.

Pathologische Befunde im Abdomen finden sich vorwiegend bei Vermehrung von Flüssigkeiten wie bei Megazystis, Nierenstauung mit oder ohne dilatiertem Ureter (Abb. 9.9, 9.10) und polyzystischen bzw. multizystischen Nierendysplasien (Abb. 9.11). Aszites ist gut darstellbar, wenn der Umfang des Aszites wenig bis mäßig ist. Darstellung von Thorax mit Herzen und großen Gefäßen: Eine frontale Aufnahme des Thorax im Minimum-Modus zeigt den Schatten des Herzens mit der Kreuzung der Gefäße sowie die beiden echoreichen Lungen mit der Abgrenzung des Zwerchfells (Abb. 9.5). Eine seitliche Darstellung verdeutlicht zudem besser die Kreuzung der

9.3 Typische Anwendungen des Minimum-Modus 

 117

Abb. 9.11: Multizystische Nierendysplasie mit vielen Zysten unterschiedlicher Größe im B-Bild (links) und im Minimum-Modus (rechts).

Abb. 9.12: Fet mit einem einseitigen Hydrothorax. Im Bild links ist die Projektion anterio-posterior mit Verschiebung des Herzens (H) nach rechts (R) und Magen (*) liegt links (L). Das rechte Bild zeigt die Projektion von lateral.

großen Gefäße mit dem Aortenbogen (Abb. 9.4, 9.5). Auffällige Befunde wie Lungenanomalien, Hydrothorax (Abb. 9.12) oder Zwerchfelldefekte (Abb. 9.13) lassen sich mit diesem Modus als Projektion gut abbilden. Bei Herzfehlern ist dies vorwiegend bei auffälligem Verlauf der großen Gefäße der Fall (Abb. 9.14), wobei hier oft der Inversion-Modus die bessere räumliche Darstellung ermöglicht.

118 

 9 Der Minimum-Modus

Abb. 9.13: Links: Fet in 2D mit einem linksseitigen Zwerchfelldefekt mit Magen (*) links (L) im Thorax und das Herz (H) nach rechts (R) verschoben. Rechts: Anterio-posteriore 3D-Projektion im MinimumModus verdeutlicht die Lage von Magen neben dem Herzen im Thorax im Vergleich zu einem Normalbefund, wie in Abb. 9.4 links zu sehen ist.

Abb. 9.14: 3D laterale Projektion im Minimum-Modus vom fetalen Herzen bei einer Transposition der großen Arterien mit parallelem Abgang von Aorta (AO) und Pulmonalarterie (PA) aus dem rechten (RV) und linken Ventrikel (LV); Magen (*) im Abdomen zu sehen.

Darstellung des Gehirns: Das fetale Gehirn bietet mit dem Ventrikelsystem eine gute Möglichkeit, den Minimum-Modus einzusetzen (Abb. 9.15). Problematisch sind ab dem zweiten Trimenon die Schatten der Schädelknochen. Dabei könnte ein Blick durch die Fontanelle hilfreich sein. Besser ist der Einsatz in der Frühschwangerschaft, wenn das Ventrikelsystem gut sichtbar ist (Abb. 9.15), die Schädelknochen aber nicht sehr schattengebend sind. Dabei ist die Kombination von Minimum-Modus mit X-RayModus besonders hilfreich.

9.3 Typische Anwendungen des Minimum-Modus 

 119

Abb. 9.15: Projektion mit Omniview über die Hirnventrikel mit 9 SSW. Im Minimum-Modus erkennt man die beiden Lateralventrikel (*) und die sich entwickelnden dritten (3v) und vierten Ventrikel (4v), die mittig liegen.

9.4 Fazit Der Minimum-Modus kann ähnlich wie eine Röntgendurchleuchtung eingesetzt werden, um eine transparente Übersicht innerhalb der gewählten Schicht zu bekommen. Der Schwerpunkt wird vor allem auf die echoarmen Strukturen und deren Abgrenzung von umgebendem Gewebe gelegt. Grobe pathologische Befunde mit Vermehrung von Flüssigkeiten wie Hydronephrosen, Hydrothorax, Double-Bubble u. ä. lassen sich genauso gut darstellen wie dezentere Auffälligkeiten der kleinen und großen Gefäße. Um gute Ergebnisse zu erzielen, sollte bei der Volumenaufnahme und -darstellung darauf geachtet werden, Schatten von Knochen zu vermeiden und eine eher dünne Schicht innerhalb der Render-Box zu wählen.

10 Der Inversion-Modus 10.1 Prinzip In Kapitel 9 wurden das Prinzip und das Potenzial des Minimum-Modus besprochen. Bei ähnlichen Fragestellungen wird auch der Inversion-Modus angewandt, jedoch mit einigen feinen Unterschieden. Strukturen, die im Ultraschall echoleer sind, können zwar schwarz mittels Minimum-Modus abgebildet werden, kommen aber mit Hilfe des Inversion-Modus räumlich besser zur Darstellung, denn der Inversion-Modus funktioniert nach dem Prinzip des negativ-positiven Bildes mit einer „Umkehr“ der Farbe Schwarz und Unterdrückung der Signale von benachbarten Strukturen. Dabei werden die echoleeren Strukturen farbig ausgefüllt und bekommen eine räumliche Tiefe. Das Bild ähnelt dann einem 3D-Ausguss der interessierenden echoarmen Struktur nahezu ohne Umgebungsinformation. Im Gegensatz zum Minimum-Modus kann man die Magicut-Funktion (s. Kap. 3) selektiv einsetzen, um das Bild zu optimieren.

10.2 Praktische Durchführung Schon bei der Volumenaufnahme sollte darauf geachtet werden, dass keine oder so wenig wie möglich Schatten auf der interessierenden Region liegen. Schatten können zwar nachträglich herausgeschnitten werden, wenn sie jedoch Information überlagern, bleibt diese verborgen. Für bessere Ergebnisse sollte vorher der Kontrast im B-Bild erhöht werden. Nach diesen Vorkehrungen wird bei Aufnahme eine der zu untersuchenden Region entsprechend breite Render-Box gewählt. Die Tiefe wird so gewählt, dass gezielt die echoleeren Räume mit in der Render-Box erfasst sind. Im Rendering-Menü kann direkt nach Volumen-Aufnahme der Inversion-Modus aktiviert werden (Abb. 10.1). Erfahrungsgemäß ist die Orientierung nicht sofort gegeben. Die Region of Interest wird daher zunächst mit der Render-Box eingegrenzt und z. B. mit dem Minimum-Modus betrachtet, um die interessierenden Strukturen zu überblicken. Anschließend kann der Inversion-Modus aktiviert werden. Oft ist die Information nicht sofort verfügbar und es empfiehlt sich, die Schwelle (Threshold) hoch zu wählen (ca. 70 und mehr) (Abb. 10.2). Erst dann lassen sich die Strukturen hervorheben. Beim Inversion-Modus erscheint zunächst die Einstellung „Licht“, das bessere räumliche Ergebnis erreicht man jedoch mit „Gradient Licht“, wobei dieses gut mit dem Oberflächen-Modus zu kombinieren ist. Auch hier muss wiederum darauf geachtet werden, dass in der zu untersuchenden Region keine Schatten oder Fruchtwasserdepots sind, da sonst das Bild überschattet wird. Im Gegensatz zum Minimum-Modus können beim InversionModus solche Schattenartefakte direkt mit Hilfe von Magicut (dem elektronischen Skalpell) herausgeschnitten werden (s. Kap. 3 u. Abb. 10.3). Die Serie der Abbildungen 10.1– 10.3 zeigt Schritt für Schritt, wie ein Bild im Inversion-Modus entsteht.

10.2 Praktische Durchführung 

 121

Schritt 1: Inversion-Modus aktivieren und Gradient Licht wählen

Abb. 10.1: Wesentliche Schritte für ein 3D-Rendering mit Inversion-Modus hier am Beispiel eines STICVolumendatensatzes eines Herzens. Im ersten Schritt wird die Render-Box über das Herz gelegt, der Inversion-Modus eingestellt und die Darstellung „Gradient Licht“ gewählt (weiter mit Abb. 10.2). Schritt 2: Graufstufen-Schwelle erhöhen

Abb. 10.2: Im zweiten Schritt wird die Schwelle (Threshold) erhöht z. B. von 30 auf 60 (s. Pfeil) und die Verstärkung (Gain) etwas reduziert bis mehr Details zur Darstellung kommen (weiter Abb. 10.3). Schritt 3: Artefakte mit Magicut ausschneiden

Abb. 10.3: Im dritten Schritt werden überflüssige benachbarte Signale und Artefakte mittels Magicut weggeschnitten und erneut mit Threshold und Verstärkung das Bild optimiert.

122 

 10 Der Inversion-Modus

Abb. 10.4: 4D seitliche Aufnahme eines Thorax und Abdomens mit VCI-A im Inversion-Modus (MatrixSchallkopf). Bei einer Schichtdicke von 8 mm lassen sich Aorta (Ao), V. cava inferior (IVC), Umbilikalvene (UV) und Herz (H) in einer Projektion im Inversion-Modus hervorheben.

Inversion-Modus kann in statischem 3D und in 4D angewandt werden. Seit kurzem aber mit der Einführung der elektronischen Matrixsonde kann auch Inversion-Modus mit dem Volume Contrast Imaging der A-Ebene (VCI-A) kombiniert werden (Abb. 10.4) (s. Kap. 4). Dabei wird eine Schicht von 1 bis 20 mm gewählt und im Inversion-Modus wiedergegeben. Alle in dieser Schicht vorhandenen echoleeren Räume u. a. Herz und Gefäße können dann räumlich aufgezeigt werden. Ein Beispiel ist in Abb. 10.4 zu sehen und die Methode wird im Abschnitt Herz nochmals kurz besprochen.

10.3 Typische Anwendungen des Inversion-Modus Es gibt viele Ähnlichkeiten zwischen den Einsatzgebieten von Minimum- und Inversion-Modus und wir verweisen auf die Ausführungen im Kapitel 9. Darstellung von Thorax und Abdomen: Mit dem Inversion-Modus können bei normaler und auffälliger Anatomie im Abdomen die echoleeren Strukturen wie Magen (Abb. 10.5), Harnblase, Gallenblase (Abb. 10.6) und oft die Gefäße (Abb. 10.4, 10.7) dargestellt werden. Ferner kann auch wie beim Minimum-Modus die Lage von Herz und Magen mit abgebildet werden. Darstellung des Gehirns: Am Gehirn bieten sich die flüssigkeitsgefüllten Ventrikel insbesondere in der frühen Embryonalentwicklung an (Abb. 10.8). Eine der wesentlichen Unterschiede beim Inversion-Modus ist die fehlende Darstellung von umgebendem Gewebe. So kann bequem einiges mittels Magicut wegradiert werden. Eine klinische

10.3 Typische Anwendungen des Inversion-Modus  

 123

Abb. 10.5: Normaler Magen im Minimum-Modus (links) und Inversion-Modus (Mitte). Im rechten Bild liegt im Vergleich ein Double-Bubble-Zeichen bei Duodenalatresie vor. Die daneben liegende Gallenblase (Pfeil) wird auch wiedergeben.

Abb. 10.6: Querschnitt eines Abdomens mit Gallenblase (GB) im Minimum-Modus (links) und im Inversion-Modus (rechts).

Abb. 10.7: Links: 3D-Volumenaufnahme eines Querschnitts eines Abdomens in Höhe von Magen (*) und Leber mit 33 SSW mit Umbilikalvene (UV) und Lebergefäßen. Mitte: Bei gutem Kontrast lassen sich mittels Inversion-Modus Magen (*), Lebervenen (Hv) und Portalsystem gut wiedergeben. Rechts: Hier wurden Magen und Lebervenen digital entfernt und man erkennt die Umbilikalvene mit Einmündung in den Portalsinus (PS).

124 

 10 Der Inversion-Modus

Anwendung fand auch die Methode beim Studieren der Embryologie der Hirnentwicklung mit der Darstellung des Ventrikelsystems von 8 bis hin zu 13 SSW (Abb. 10.8) und dem Unterschied zu Feten mit Holoprosenzephalie. Später in der Schwangerschaft können bei Ventrikulomegalie die Ventrikel am besten nach Aufnahme mittels transvaginalem Schallkopf gut im Inversion-Modus wiedergeben werden (Abb. 10.9, 10.10).

Abb. 10.8: Das Hirnventrikelsystem eines Feten mit 9 SSW im Minimum-Modus (links) und im Inversion-Modus (rechts); Lateralventrikel (LV), Rhombencephalon (Rb,), dritter Ventrikel (3V).

Abb. 10.9: Ventrikulomegalie mit 30 SSW transvaginal in 3D aufgenommen und mit Inversion-Modus dargestellt. Die Ventrikel sind mit anderen Details von Kopfschatten gut erkennbar (links oben). Nach Bearbeitung mit Magicut werden nur beide Lateralventrikel (LV) von der Seite dargestellt (oben rechts) und von oben mit Cavum septi pellucidi (CSP) dazwischen (unten).

10.3 Typische Anwendungen des Inversion-Modus  

 125

Abb. 10.10: Hirnventrikelsystem bei einem Feten mit 20 SSW mit Agenesie des Septum pellucidums nach transvaginaler 3D-Aufnahme. Links: Im B-Bild erkennt man die Vorderhörner der Lateralventrikel (*) miteinander verbunden mit Fehlen der Laminae des Septum pellucidums. Rechts: Nach Inversion-Modus-Aktivierung und Bearbeitung mit Magicut sieht man mit Blick von oben, wie beide Lateralventrikel über die Mittellinie verbunden sind (vgl. mit Abb. 10.9 unten).

Darstellung der Nieren: Pathologische Befunde an den Nieren bei multizystischer Nierendegeneration (Abb. 10.11), Hydronephrose (Abb. 10.12, 10.13), und bei Megazystis lassen sich gut mit diesem Modus darstellen. Beispiele sind in den Abb. 10.10– 10.13 aufgezeigt. Darstellung des Herzens mit den großen Gefäßen: Insbesondere am Herzen ist die Methode dem Minimum-Modus überlegen und zeigt bei der 3D-Darstellung der Ventrikel und der großen Gefäße einen Vorteil (s. Abb. 10.1–10.3). Ähnlich wie beim B-Flow kann der Untersucher sowohl im statischen 3D als auch im STIC (Abb. 10.14) oder VCI-A normale sowie auffällige Befunde gut einsehen (Abb. 10.3,10.4,10.14–10.16). Mit dem Inversion-Modus können die Oberflächen-Darstellungsarten wie glatt und Gewebe sowie HD-Live Anwendung finden.

126 

 10 Der Inversion-Modus

Abb. 10.11: Multizystische Nierendysplasie im B-Bild (links) und im Inversion-Modus (rechts). Die einzelnen Zysten sind gut sichtbar und werden in HD-Live gut räumlich hervorgehoben.

Abb. 10.12: Hydronephrose bei vesico-ureteralem Reflux im B-Bild (links) und im Inversion-Modus (rechts). Das dilatierte Nierenbecken (*) und die Kelche sind genauso wie der Ureter (U) gut darstellbar.

Abb. 10.13: Hydronephrose bei vesico-ureteralem Reflux im Minimum-Modus (links) und im Inversion-Modus (rechts) mit räumlicher Darstellung des dilatierten Ureters (U), Nierenbeckens (*) und der Nierenkelche.

10.3 Typische Anwendungen des Inversion-Modus  

 127

Abb. 10.14: STIC-Aufnahme von zwei Herzen abgebildet im Inversion-Modus. Links: normales Herz mit dem rechten (RV) und linken Ventrikel (LV) und regelrechtem Abgang und Kreuzung von Aorta (AO) und Pulmonalarterie (PA). Beim Feten rechts liegt eine Transposition der großen Gefäße vor und man erkennt den falschen Abgang von AO und PA aus dem RV und LV und den parallelen Verlauf der großen Gefäße.

Abb. 10.15: 4D-Aufnahme im Querschnitt eines Mediastinums in Höhe der großen Gefäße mit VCI-A im Inversion-Modus (Matrix-Schallkopf ). Durch die Projektion erkennt man bei diesem normalen Feten die Kreuzung von Aorta (AO) und Pulmonalarterie (PA).

128 

 10 Der Inversion-Modus

Abb. 10.16: 4D-Aufnahme im Schrägschnitt eines Mediastinums in Höhe der großen Gefäße mit VCI-A im Inversion-Modus (Matrix-Schallkopf). Durch die Projektion erkennt man bei diesem Feten den parallelen Verlauf von Aorta (AO) und Pulmonalarterie (PA); linker Ventrikel (LV), rechter Ventrikel (RV).

10.4 Fazit Der Inversion-Modus erinnert stark an einen 3D-Ausguss der interessierenden Strukturen und findet bei echoleeren Strukturen Anwendung. Leider kann die Struktur, die abgebildet wird, nicht zusammen mit ihrer Umgebung eingesehen werden. Pathologische Befunde mit Vermehrung von Flüssigkeiten wie Hydronephrosen, Hydrothorax, Double-Bubble u. ä. lassen sich genau so gut darstellen wie dezentere Auffälligkeiten der kleinen und großen Gefäße. Um gute Ergebnisse zu erzielen, sollte bei der Volumenaufnahme und -darstellung darauf geachtet werden, eine kontrastreiche Einstellung zu wählen und die Schwelle (Threshold) zu erhöhen.

11 Umriss- oder Silhouette-Funktion 11.1 Prinzip Beim 3D-Rendering von Strukturen innerhalb einer Render-Box kann der Untersucher im Allgemeinen zwischen den oberflächlichen und transparenten Darstellungen oder einer Mischung beider wählen. Eine neue Software wurde 2014 eingeführt und ermöglicht im HD-Live-Modus (s. Kap. 7) die Abbildung der Konturen aller im Volumen vorhandenen Strukturen (Abb. 11.1). Diese als Silhouette oder Umriss genannte Funktion steht additiv zur gewählten HD-Live-Rendering-Funktion zur Verfügung. Die Umrissdarstellung ist stufenweise einstellbar (z. Z. von 0–100 oder 0–200 je nach Software), wobei sich die Wahl der Stufe meistens nach dem Ergebnis auf dem Bildschirm richtet. Dabei spielen in der Optimierung des Bildergebnisses die Funktionen Transparenz und Verstärkung (Gain) eine wichtige Rolle. In diesem Kapitel werden erste Erfahrungen der Autoren mit dieser Anwendung mitgeteilt. Wir glauben jedoch, dass das Potenzial dieser neuen Methode noch nicht in vollem Umfang ausgeschöpft worden ist.

11.2 Praktische Durchführung Voraussetzung für die Anwendung der Silhouette-Funktion ist die Aktivierung der HD-Live-Funktion. Das Ergebnis hängt dabei im Wesentlichen von der Größe und dem Umfang der Information innerhalb der Render-Box ab. Je nach Wunsch und Fragestel-

Abb. 11.1: Transvaginale 3D-Aufnahme eines 12-Wochen-Feten dargestellt in HD-Live in Kombination mit der Silhouette-Funktion. Die Plazenta vor dem Feten wurde nur dünn belassen und mit der Silhouette-Funktion ist diese Schicht transparent. Silhouette-Stufe bei ca. 50 stark transparent.

130 

 11 Umriss- oder Silhouette-Funktion

Abb. 11.2: Profil eines Feten in HD-Live und Silhouette-Stufen. Links ohne Silhouette, dann mit Steigerung von 25, 50 auf 70. Man beachte die zunehmende Transparenz und das Weichwerden der Konturen. Die Oberfläche wirkt glatt und wachsartig glänzend.

Abb. 11.3: Embryo mit 9 SSW ohne Silhouette (links), mit weicher Silhouette (Stufe 40), in dem man die Konturen gut erkennt (Mitte) und mit Stufe 80 (rechts), ein Bild, das nahezu vollständig transparent ist. In letzterem beginnt man die intrakraniellen Ventrikel zu erkennen.

lung sollte der Anwender die Stärke der Silhouette-Darstellung wählen. Der Umfang reicht vom weichen Oberflächen-Modus-Bild mit Umrissen (Stufe 0–10), das wachsähnlich wirkt (Abb. 11.2), bis hin zur alleinigen Darstellung der Konturen mit einer nahezu kompletten Transparenz der umliegenden Strukturen (Stufe 60–100) (Abb. 11.3). Vor allem können dabei die echoleeren Strukturen viel besser in ihren Umrissen hervorgehoben werden. In der Frühschwangerschaft können somit Feten oder Embryonen ganz in ihrer Silhouette abgebildet werden (Abb. 11.1, 11.3, 11.4). Bei subkutan gelegenen Befunden wie verdickter Nackentransparenz (Abb. 11.5) oder unterschiedlichen Zelen (s. u.) können diese sehr gut mit dieser Funktion hervorgehoben werden.

11.2 Praktische Durchführung  

 131

Abb. 11.4: Fet mit 12 Wochen dargestellt mit Silhouette und unterschiedlicher Beleuchtung. Im linken Bild mit Lichtquelle von oben rechts und im rechten Bild mit Lichtquelle von hinten. Mit dieser Funktion erkennt man gut die Umrisse des Feten und bei Steigerung der Silhouette-Stufe kann der Fet ganz transparent dargestellt werden.

Abb. 11.5: Fet mit einer verdickten Nackentransparenz mit 12 SSW. Im Bild links erahnt man im Oberflächen-Modus an der Form des Nackens (Pfeil), dass dieser verdickt ist. Im Bild rechts kommt nach Aktivierung der Silhouette-Funktion die Transparenz der Flüssigkeitsvermehrung zur Geltung (Pfeil).

Silhouette-Bilder können gut mit dem elektronischen Skalpell bearbeitet werden. Dieses kann in zweierlei Hinsicht angewandt werden. Bei der einen Möglichkeit erfolgt zunächst die Bildoptimierung (z. B. Fet im ersten Trimenon oder ein Gesicht im zweiten Trimenon) in der HD-Live-Funktion, dann werden mit Magicut unnötige Informationen ausgeschnitten. Im Anschluss sorgt die Silhouette-Funktion für eine Hervorhebung der Konturen und vor allem für die Transparenz der Strukturen, die vor der zu untersuchenden Region liegen (Abb. 11.3,11.5). In der anderen Vorgehensweise wird auf dem rohen Volumendatensatz (z. B. in der Frühschwangerschaft) die SilhouetteFunktion aktiviert (Abb. 11.6) und bis zu einer hohen Transparenz-Stufe erhöht, bis nur die Konturen zu sehen sind (Abb. 11.6b). Jetzt kann Magicut eingesetzt werden, um

132 

(a)

(b)

(c)

(d)

 11 Umriss- oder Silhouette-Funktion

11.3 Typische Anwendungen der Silhouette-Funktion 

 133

auf einfachem Weg entlang der Grenzen der einzelnen Strukturen auszuschneiden (Abb. 11.6c). Im Anschluss wird Silhouette reduziert, um das Bild zu optimieren (Abb. 11.6d). Das Beispiel in Abb. 11.6 zeigt das schrittweise Vorgehen. Eine der wichtigen Optionen, die die Darstellung von Silhouette deutlich verbessern, ist die Änderung der Lichtquelle (Abb. 11.6d) (s. Kap. 3). Im rechten unteren Rand des Bildes ist die Lichtquelle erkennbar, die die Richtung des Lichteinfalls ändert. Diese kann separat eingestellt werden. Somit kann der Untersucher das Volumen von der Seite, von oben oder dünne Volumina sogar von hinten durchleuchten, was zu verschiedenen Lichteffekten führt.

11.3 Typische Anwendungen der Silhouette-Funktion Dem Anwender wird angeraten, selbst Erfahrungen mit den speziellen Effekten der Silhouette-Funktion zu sammeln. Wir haben in einigen Situationen gute Resultate erzielt. Im Folgenden sind einige Einsatzgebiete erwähnt. Frühschwangerschaft: Von der Abbildung des 5-mm-Embryos bis hin zum Feten mit 14 SSW kann die Anwendung der Silhouette im ersten Trimenon immer wieder überraschend hervorragende Bilder liefern (Abb. 11.1, 11.3–11.8). Eine Voraussetzung dafür ist vor allem eine gute Aufnahmequalität, die meistens nur mittels eines transvaginalen Schallkopfes zu erzielen ist. Dabei sollte ein möglichst großes Volumen aufgenommen werden, um mittels Silhouette neben Embryo/Fet auch die Umgebung besser abbilden zu können. Die Amnionhöhle kommt auf diese Weise sehr gut zur Darstellung, was bei einer Mehrlingsschwangerschaft gut zur Differenzierung beitragen kann. Die intrakraniellen Strukturen können zu dem Zeitpunkt auch sichtbar gemacht werden. Körperkonturen: Die Körperkonturen werden mit Silhouette weicher gezeichnet. Für das Gesicht im ersten, zweiten oder dritten Trimenon verleiht Silhouette der Oberfläche einen weichen Schleier (Abb. 11.2, 11.9). Bei pathologischen Zuständen der Hautkontur wie bei einer Myelomeningozele (Abb. 11.10), Omphalocele, Gastroschisis, Lip-

◂ Abb. 11.6: Schritte in der Anwendung der Silhouette und Magicut in der Frühschwangerschaft bei einem Feten mit 13 SSW: (a) nach transvaginaler Aufnahme eines großen Volumens wird die RenderBox über Fet und Fruchthöhle gelegt und HD-Live aktiviert, (b) die Silhouette-Funktion wird erhöht z. B. bis Stufe 100, bis man die Konturen des Feten im Volumen erkennen kann, (c) die MagicutFunktion wird aktiviert, das Volumen gedreht und die Strukturen vor dem Feten lassen sich einfach erkennen und ausschneiden, (d) das Volumen wird zurechtgedreht, die Silhouette-Stufe reduziert (z. B. auf 20) und die Lichtquelle angepasst.

134 

 11 Umriss- oder Silhouette-Funktion

Abb. 11.7: 13-Wochen-Fet links im herkömmlichen Oberflächen-Modus und rechts nach Aktivierung der HD-Live-Funktion und schwacher Silhouette-Funktion (Stufe 15). Der Fet wirkt etwas transparent (Rippen), doch weder intrakranielle Strukturen noch Informationen hinter dem Feten sind erkennbar.

Abb. 11.8: Fet mit Triploidie mit schmalem Thorax bei Kopf-Rumpf-Diskrepanz. Die Körperkonturen und teilweise auch die intrakraniellen Strukturen kommen in HD-Live gut zur Darstellung.

Abb. 11.9: Fetales Gesicht in HD-Live (links) und mit Silhouette-Stufe „niedrig“ (rechts). Das Bild wirkt wachsartig.

11.3 Typische Anwendungen der Silhouette-Funktion 

(a)

 135

(b)

Abb. 11.10: Zwei Feten aus der Frühschwangerschaft mit Fehlbildungen. (a) Fet mit 11 SSW mit einer intrahepatischen Zyste (Pfeil), die mittels Silhouette sichtbar wird; (b) Fet mit 13 SSW mit einer Myelomeningozele (Pfeil), die sich gut von Umgebung und Nabelschnur abgrenzt.

Abb. 11.11: Zwei Feten um die 22 SSW mit Spaltbildung dargestellt mit Silhouette. Links: Lippenspalte; rechts: Lippen-Kiefer-Gaumen-Spalte. Mit der Lichtquelle kommt die Tiefe des Befundes besser zur Geltung.

pen-Kiefer-Gaumen-Spalte (Abb. 11.11) und verdickter Nackentransparenz (Abb. 11.5) kann die Silhouette gut eingesetzt werden. Knöcherne Strukturen wie Wirbelsäule und Rippen können auch als Konturen mit Silhouette nach Erhöhung der Schwelle (Threshold) abgebildet werden (s. Abb. 11.12). Fetales Herz: Am Herzen kann Silhouette wie eine Mischung aus Oberflächen- und Minimum-Modus angewandt werden. Dabei lassen sich Myokard, Herzklappen und Papillarmuskel in ihren Umrissen gut abbilden (Abb. 11.13a). Auffälligkeiten des Lumens und der Gefäße können gut hervorgehoben werden. Abbildung 11.13b zeigt einen Feten mit intrakardialen Rhabdomyomen, die sich gut von den benachbarten Strukturen abgrenzen. Silhouette kann auch am Herzen in HD-Live-Flow kombiniert werden, wodurch jedoch nur die Informationen in der Grauskala weicher abgebildet werden.

136 

 11 Umriss- oder Silhouette-Funktion

Intrazerebrales Ventrikelsystem und andere echoarme Strukturen im Körper: Da Silhouette für die Hervorhebung der echoarmen Strukturen gut geeignet ist, kann dieser Modus hervorragend für die Darstellung des intrazerebralen Ventrikelsystems verwendet werden (Abb. 11.14). Idealerweise lässt sich beim Embryo, bei dem noch keine Verknöcherung der Schädelknochen stattgefunden hat, das Ventrikelsystem gut räumlich mittels Silhouette darstellen. Die Abb. 11.15 und 11.16 zeigen Beispiele davon. Auch später in der Schwangerschaft können bei einer Ventrikulomegalie mit einer Aufnahme durch die Fontanelle die Ventrikel hervorgehoben (Abb. 11.17) bzw. bei einer Holoprosenzephalie der Monoventrikel abgegrenzt werden. Andere echo-

Abb. 11.12: Wirbelsäule eines Feten mit 13 SSW und eines mit 22 SSW in HD-Live-Modus und mit hoher Schwelle, dass die Knochen hervorgehoben werden und Aktivierung der Silhouette-Funktion.

(a)

(b)

Abb. 11.13: (a) Vierkammerblick eines normalen Herzens mit 22 SSW unter Einsatz von Silhouette. Im Vergleich (b) ein Fet mit Rhabdomyomen (Pfeile).

11.3 Typische Anwendungen der Silhouette-Funktion 

 137

leere Räume im Körper wie der normale oder auffällige Magen, die zystische (Abb. 11.10a) oder stark gestaute Niere und andere intrakorporale Flüssigkeitsansammlungen sind mit der Methode gut darzustellen. Dafür sind die Einsatzgebiete analog zu denen, die in den Kapiteln 9 und 10 über Minimum- und Inversion-Modus besprochen wurden.

Abb. 11.14: Fet mit Agenesie des Septum pellucidums (links) mit seitlicher Darstellung des normalen Corpus callosum und rechts in Frontalansicht mit dem typischen Bild der verbundenen Lateralventrikel über die Mittellinie bei Fehlen des Septum pellucidums.

Abb. 11.15: Embryo mit 8 SSW in HD-Live und Silhouette-Modus. Man erkennt die intrakraniellen echoarmen Hirnventrikel (s. nächste Abb.).

138 

 11 Umriss- oder Silhouette-Funktion

Abb. 11.16: Embryo mit 8 SSW mit hoher Silhouette-Stufe einmal von der Seite (links) und einmal von ventral (rechts). Man beachte die Darstellung der Hirnventrikel.

Abb. 11.17: Zwei Feten mit Ventrikulomegalie mit 14 SSW (links) und mit 17 SSW (rechts). Blick durch Fontanelle und mit Silhouette-Funktion. Erkennbar sind die dilatierten Ventrikel mit dem großen Plexus choroidei.

11.4 Fazit Die neu eingeführte Funktion Silhouette oder Umrissdarstellung verleiht zwar dem Bild eine künstlerisch wirkende Komponente, es sind jedoch mit zunehmenden Erfahrungen immer wieder neue klinische Nutzen für den Alltag zu erkennen. So gelingt mittels Silhouette in der Frühschwangerschaft eine sofortige Übersicht und ein Zugang zum Embryo. Ferner lassen sich einige Bilder mit der HD-Live-Funktion weicher aufzeigen. Vor allem bei echoarmen Strukturen sind diese samt Umgebung gut sichtbar. Im Gegensatz zum Inversion-Modus sind die umgebenden Strukturen bei Silhouette sichtbar. Gerade bei einer vorliegenden Plazenta kann diese mittels Silhouette transparent gemacht werden. Eine der vielversprechenden Anwendungen ist die Darstellung des Ventrikelsystems des Embryos in der Frühschwangerschaft. Die Zukunft wird sicherlich noch weitere Anwendungen dieser Methode zeigen.

12 Der Glass-Body-Modus und HD-Live-Flow 12.1 Prinzip Die Anwendung der Farb-Doppler-Sonografie in der pränatalen Diagnostik geht über die fetale Echokardiografie hinaus. Es ist allgemein bekannt, dass der Einsatz der FarbDoppler-Sonografie die Beurteilung der Organe bei unauffälligen Feten und bei Feten mit Fehlbildungen verbessert. Die entsprechenden Gefäße weisen meist einen räumlichen Verlauf auf. Eine 3D-Rekonstruktion kann den Verlauf und die Verzweigung der Gefäße besser als das zwei-dimensionale Bild darstellen. Es existieren verschiedene Methoden des 3D-Rendering der Gefäße wie z. B. Inversion- oder Minimum-Modus, in dem das Lumen in 3D hervorgehoben wird. Kleinere Gefäße können jedoch nur über die Darstellung des Blutflusses sichtbar gemacht werden. Dabei kommen der Farb-Doppler, der Power-Doppler, der High-Definition-Flow zur Anwendung. In diesem Kapitel wird der Begriff Farb-Doppler für alle drei Doppler-Arten verwendet. Die 3D-Darstellung als statisches 3D, 4D oder STIC in Kombination mit Farb-Doppler kann im 3D-Rendering als sog. 3D-Glass-Body-Modus dargestellt werden. Mit diesem Modus können die Blutflüsse entweder separat in 3D oder im Kontext mit den umgebenden Strukturen im GrauskalaModus oder als sog. Glass-Body-Modus gezeigt werden (Abb. 12.1, 12.2).

Abb. 12.1: Volumenaufnahme der thorakoabdominalen Gefäße mit STIC oder statischem 3D in Kombination mit Farb-Doppler. Beim 3D-Rendering kann wie hier zwischen einer Darstellung von nur Grauskala-Information (oben links), von nur Farb-Doppler-Information (oben rechts) oder einer Mischung aus beiden als Glass-Body-Modus (unten) gewählt werden; Lebervene (HV), Umbilikalvene (UV), V. cava inferior (IVC), Aorta (AO).

140 

 12 Der Glass-Body-Modus und HD-Live-Flow

Abb. 12.2: 3D-Glass-Body-Modus mit unterschiedlichen Transparenzen: Bei der Bild-Optimierung kann man das Rendering von Grauskala und Farb-Doppler-Information separat und stufenweise durchführen. Auf der linken Seite am Beispiel einer Plazenta und rechts am Beispiel der thorakoabdominalen Gefäße. Bei den Abbildungen oben ist das Verhältnis Grauskala-Oberflächen-Modus 100 %; Mitte: Grauskala-Transparenz zu Farbe Rendering 50 %/50 %; unten: der beste räumliche Effekt ist bei 10/90 % Grauskala-Transparenz zu Farbe, wobei die Farbe auf Oberflächen-Modus gewählt wird.

12.2 Praktische Durchführung Vor der Volumenaufnahme sollte der Untersucher die Farbe für die Darstellung der Gefäße oder des Herzens in der interessierenden Region optimieren. Für eine Volumenaufnahme im statischen 3D sollten soweit wie möglich die Bildfrequenz (Frame Rate) und die Persistenz hoch gehalten werden. Je mehr Bilder pro Sekunde generiert werden, umso mehr Bilder mit Farb-Information können in einem Volumen aufgenommen werden. Wird die Persistenz jedoch nicht erhöht und liegen hohe Pulsationen vor, werden viele Bilder im Volumen ohne Farbinformation gespeichert. Das Gefäß zeigt dann Unterbrechungen in der 3D-Rekonstruktion. Ausnahme stellen STICAufnahmen dar, in denen Pulsationen gewünscht sein können. Vor der Aufnahme empfiehlt sich, einen Schwenk mit dem Schallkopf durchzuführen, um zu prüfen, ob alle Gefäße gut eingesehen und mit aufgenommen werden.

12.2 Praktische Durchführung  

 141

Abb. 12.3: 3D-Glass-Body-Modus mit Nachbearbeitung mit Magicut. Man kann wählen (links), ob im umkreisten Gebiet sowohl B-Bild- als auch Farb-Doppler-Information (Mitte) oder nur die Information im B-Bild oder nur Farb-Doppler gelöscht werden. Im mittleren Bild wurde beides gelöscht, während im rechten nur Farb-Doppler-Signale gelöscht wurden.

Dann wird entweder mittels statischem 3D-Modus oder STIC das Volumen mit einer mittleren Auflösung aufgenommen. Eine Aufnahme in 4D ist auch möglich, zeigt aufgrund der geringen Auflösung jedoch noch Einschränkungen im Einsatz. Nach der Volumenaufnahme kann sich der Untersucher vergewissern, dass beim Blättern im Volumen alle gewünschten Gefäße mit aufgenommen wurden. Durch Wahl des Wiedergabe-Modus lässt sich das Volumen entweder im B-Bild allein, in Farbe allein oder in Kombination von beiden als Glass-Body-Modus darstellen (Abb. 12.1). Um ein besseres Ergebnis im Glass-Body-Modus zu erzielen, sollte in der Farb-Darstellung die Transparenz eingestellt werden (Abb. 12.2). In Abb. 12.2 werden die entsprechenden Schritte erläutert. Möchte man das Bild der Farbe im Glass-BodyModus noch mehr hervorheben, so kann Magicut eingesetzt werden (Abb. 12.3–12.8). Interessanterweise bietet Magicut beim Glass-Body-Modus zusätzliche Funktionen: so können gleichzeitig oder separat die Grauskala- und/oder die Farb-Doppler-Informa-

Abb. 12.4: Plazenta mit Nabelschnuransatz im 3D-Glass-Body-Modus vor (links) und nach Bearbeitung mit Magicut (rechts).

142 

 12 Der Glass-Body-Modus und HD-Live-Flow

Abb. 12.5: 3D-Glass-Body-Modus der Nabelschnur-Insertion an der Plazenta bei VorderwandPlazenta (oben), Hinterwand-Plazenta (unten links) und als Insertio velamentosa bei Plazenta bipartita (unten rechts).

Abb. 12.6: Oben links: ein Nabelschnur-Konvolut wird im B-Bild eingestellt; oben rechts: mit High-Definition-Flow wird die Perfusion dargestellt; unten links: ein statisches 3D-Volumen wird aufgenommen und unten rechts ist nach Bearbeitung mit Magicut das Ergebnis zu sehen.

12.2 Praktische Durchführung  

 143

Abb. 12.7: 3D-Glass-Body-Modus von drei verschiedenen Nabelschnüren mit unterschiedlichen Verläufen.

Abb. 12.8: Im Farb-Doppler vermutet man einen echten oder falschen Nabelschnur-Knoten (links). Im 3D-Glass-Body-Modus (rechts) kommt der Nabelschnurknoten plastisch gut zur Darstellung.

Abb. 12.9: Links: Farb-Doppler im unteren Uterinsegment zeigt (Pfeile) freie Nabelschnurgefäße vor dem inneren Muttermund im Sinne von Vasa praevia. In Bild rechts erkennt man im 3D-Glass-BodyModus den Nabelschnuransatz als Insertio velamentosa und die Gefäße vor dem Muttermund.

144 

 12 Der Glass-Body-Modus und HD-Live-Flow

Abb. 12.10: Fet mit einer singulären Umbilikalarterie und fünffacher Nabelschnur-Umschlingung im HD-Flow- (links) und im 3D-Glass-Body-Modus und HD-Live-Flow-Funktion (rechts).

tionen gelöscht werden (Abb. 12.3). Am besten lässt sich der 3D-Glass-Body-Modus an der Nabelschnur zeigen und entsprechend üben. In den Abb. 12.3–12.10 sind Beispiele von Nabelschnüren dargestellt, in denen mit Magicut gearbeitet und selektiv Information gelöscht wurde. Artefakte durch kleine Signale von Gefäßen können ebenfalls gezielt herausgeschnitten werden.

12.3 Glass-Body-Modus in HD-Live-Flow-Funktion Vor kurzem wurde eine neue Software eingeführt, die wie für den 3D-ObeflächenModus auch im 3D-Farb-Doppler eine Lichtquelle verwendet. Diese als HD-Live-Flow genannte Software ermöglicht durch die Lichtquelle einen besseren tiefen und räumlichen Eindruck zu bekommen. Abb. 12.11 zeigt zwei Feten mit dem herkömmlichen 3D-Glass-Body-Modus und mit dem HD-Live-Flow. Viele der Abbildungen in diesem Kapitel wurden mit der neuen Methode bearbeitet.

12.4 Typische Anwendungen des Glass-Body-Modus Darstellung der Nabelschnur- und Plazenta-Gefäße: Am leichtesten gelingt die Darstellung von plazentaren und umbilikalen Gefäßen (Abb. 12.1–12.10). Sie sind daher für Übungszwecke zum Einstieg in die Methodik am besten geeignet. Klinisch können der Ansatz und Verlauf der Nabelschnur beurteilt werden, um Diagnosen wie Insertio velamentosa (Abb. 12.5), Vasa praevia (Abb. 12.9), Nabelschnurknoten (Abb. 12.8), Nabelschnurumschlingung (Abb. 12.10) u. a. zu stellen.

12.4 Typische Anwendungen des Glass-Body-Modus  

 145

Darstellung an den Leber- und Abdominalgefäßen: Entweder von einem Längsschnitt (Abb. 12.11–12.13) oder von einem Querschnitt aus (Abb. 12.14) lassen sich die intrahepatischen Venen, die V. cava inferior und die Aorta descendens gut abbilden. Klinische Anwendung findet diese Darstellung bei den verschiedenen Formen der Agenesie oder atypischer Einmündung des Ductus venosus (Abb. 12.12) sowie bei Unterbrechung der V. cava inferior mit Azygoskontinuität (Abb. 12.13) und bei seltenen Gefäßverläufen. Bei Anomalien des Ductus venosus sollte der Untersucher auf die Entwicklung des Portalsystems achten, dessen räumliche Darstellung mittels 3D-FarbDoppler in einer kranial-kaudalen Aufnahme gut gelingen kann (Abb. 12.14).

Abb. 12.11: Längsschnitt der Abdominalgefäße mit regelrechter Einmündung des Ductus venosus (DV) zusammen mit V. cava inferior (IVC) und Lebervene (HV) in das Vestibulum unter dem Herzen, links im herkömmlichen Glass-Body-Modus und rechts bei einem anderen Feten, hier jedoch abgebildet in HD-Live-Flow-Funktion und Lichtquelle (unten im Bild); Umbilikalvene (UV), Aorta (AO).

Abb. 12.12: 3D-Glass-Body-Modus in HD-Live-Flow-Funktion bei einem Feten (links) ohne Ductus venosus mit Einmündung der Umbilikalvene (UV) direkt in die V. cava inferior (IVC). Beim Feten rechts ist die Einmündung des Ductus venosus in einer atypischen ektatische Venen mit einem Verlauf neben der V. cava; Aorta (AO), Lebervene (HV). Vgl. mit Normalbefund in Abb. 12.11.

146 

 12 Der Glass-Body-Modus und HD-Live-Flow

Abb. 12.13: 2D-Farb-Doppler (links), 3D-Glass-Body-Modus (Mitte) und HD-Live-Funktion (rechts) bei einem Feten mit Unterbrechung der V. cava inferior und Dilatation der V. azygos. Zwei Gefäße, Aorta (AO) und V. azygos, verlaufen Seite an Seite und weisen unterschiedliche Blutflussrichtungen auf.

Abb. 12.14: Querschnitt des Abdomens mit Farb-Doppler mit einem kranialen Blick auf die intrahepatischen Gefäße in (a) mit herkömmlicher 3D-Farb-Doppler-Darstellung und (b) mittels HD-Live-Flow. In (a) erkennt man die räumliche Anordnung während in (b) ein besserer Tiefeneffekt zu erkennen ist. Lebervenen (HV) und das Portalsystem befinden sich in zwei unterschiedlichen Ebenen und sind durch Blättern von (b) nach (c) nach (d) besser zu erkennen und die Beziehung zueinander kann besser eingeschätzt werden; Ductus venosus (DV), Umbilikalvene (UV), Portalvene (PV); V. cava inferior (IVC), Aorta (AO).

12.4 Typische Anwendungen des Glass-Body-Modus  

 147

Darstellung am Herzen und an großen Gefäßen: Die meisten Erfahrungen mit dem Glass-Body-Modus liegen wahrscheinlich in der fetalen Echokardiografie vor (Abb. 12.15, 12.16) (s. Kap. 20). Weniger sind die Herzkammern mit einem Septumdefekt oder einem hypoplastischem Ventrikel das Zielobjekt als vielmehr die großen Gefäße (Abb. 12.15, 12.16). Kaliberunterschiede, Unterschiede der Blutflussrichtung und die räumliche Anordnung und der Verlauf der Gefäße sind die Schwerpunkte des Glass-Body-Modus am Herzen. Typische Befunde lassen sich bei der Transposition der Gefäße (Abb. 12.16b), beim rechtsverlaufenden oder doppelten Aortenbogen u. a. abbilden und von einem normalen Befund gut abgrenzen. Das beste Bild erreicht man bei einem Blick von kranial nach kaudal, aus der Sicht aus dem Mediastinum. Darstellung der intrakraniellen Gefäße: Arterien und Venen des Gehirns können ebenfalls gut mittels Glass-Body-Modus eingesehen werden, hier vor allem im Sagittalschnitt die A. pericallosa (Abb. 12.17) und die internen Zerebralvenen mit Sinus rectus und Sinus sagittalis superior. Die abnorm verlaufende A. cerebri anterior bei kompletter oder partieller Agenesie des Corpus callosum, das Aneurysma der V. Galeni oder andere Erkrankungen können gut mit der Methode abgebildet werden (s. Kap. 16).

Abb. 12.15 : STIC mit Farb-Doppler und Glass-Body-Modus-Rendering. Man erkennt im Bild rechts unten die Ventrikel im Hintergrund und die Kreuzung der großen Gefäße im Vordergrund. Vgl. in Abb. 12.16 die Gefäße in HD-Live-Flow-Funktion; rechter und linker Ventrikel (RV, LV), Pulmonalarterie (PA), Aorta (AO).

148 

(a)

 12 Der Glass-Body-Modus und HD-Live-Flow

(b)

Abb. 12.16: STIC mit Farb-Doppler und Glass-Body-Modus-Rendering und HD-Live-Flow-Funktion bei einem normalen Feten (a) und (b) bei einem Feten mit einer d-Transposition der großen Arterien (gebogene Pfeile). Während im Bild links die großen Gefäße Aorta (Ao) und Pulmonalarterie (PA) sich kreuzen, entspringen sie im Bild rechts falsch aus dem rechten (RV) und linken Ventrikel (LV) und verlaufen parallel.

Abb. 12.17: Intrakranielle Arterien und Venen im 3D-Glass-Body-Modus (links) und (rechts) in HD-Live-Flow-Funktion. Blick ist im Längsschnitt mit A. cerebri anterior, A. pericallosa, interne Zerebralvene (ICV) und Sinus sagittalis superior (SSS).

12.4 Typische Anwendungen des Glass-Body-Modus  

 149

Abb. 12.18: Circulus Willisi im 3D-Glass-Body-Modus.

Die intrakranielle Venenanatomie im 3D-Modus ist ein neues Gebiet, das aktuell erforscht wird, vor allem im Bezug auf die kortikale Reifung und der damit verbundenen Venenentwicklung. Bessere Ergebnisse werden durch transvaginale Sonografie erzielt. Einfach gelingt oft die Darstellung des Circulus Willisii im 3D-Glass-BodyModus (Abb. 12.18).

12.5 Fazit Der Glass-Body-Modus wird angewandt, um Blutflüsse am Herzen und in den Gefäßen mittels Farb-Doppler darzustellen und deren Verlauf mittels 3D räumlich wiederzugeben. Diese können allein oder mit ihrer Umgebung eingesehen werden. Nicht nur Herz, sondern alle Organe, die durch einen typischen Gefäßverlauf gekennzeichnet sind, sind gute Einsatzgebiete für die Methode. Am leichtesten lassen sich Nabelschnur und die Längsdarstellung der thorakalen und abdominalen Gefäße zeigen. Die Anwendung am Herzen mit einem Blick vom Mediastium auf das Herz zeigt plastisch die großen Gefäße. Die Kombination mit dem HD-Live-Modus ermöglicht eine deutlich bessere räumliche Orientierung der Blutflüsse und ist heute die wichtigste Ergänzung im Glass-Body-Modus.

13 Der B-Flow-Modus 13.1 Prinzip Die B-Flow-Technologie ist eine spezielle Methode, die die Darstellung des Blutflusses aus der B-Bild-Untersuchung ermöglicht, und zwar ohne Einsatz von Doppler-Signalen. Dabei werden im Grauskala-Modus die feinen Bewegungen u. a. der Erythrozyten erfasst und mit der B-Bild Information dargestellt. Auf dem Bildschirm erscheint dann der Blutfluss in einer kontrastreicheren Farbe als die Umgebungsinformation (Abb. 13.1). Da sowohl die Bilderstellung als auch die B-Flow-Darstellung dieselbe Grundlage haben, behält das Bild dieselbe schnelle Auflösung. Mit dem B-Flow können zwar der Blutfluss, nicht jedoch, wie beim Doppler, Flussrichtung oder Geschwindigkeit oder Turbulenzen dargestellt werden. Die Information ist nicht winkelabhängig und daher geeignet für horizontal verlaufende Gefäße (Abb. 13.1). Da B-Flow extrem sensitiv ist, können auch feinste Gefäße neben den großen dargestellt werden. Verglichen mit Farb-Doppler hat das B-Flow-Bild demnach nicht nur eine deutlich höhere Bildrate, sondern auch eine bessere räumliche Auflösung. B-Flow kann sowohl mit dem statischen 3D (Abb. 13.2) als auch mit STIC (Abb. 13.3, 13.4) mit gutem Ergebnis angewandt werden.

Abb. 13.1: B-Flow-Darstellung im Längsschnitt von Herz (H), Aorta (AO) und Abdominalgefäßen mit Umbilikalvene (UV) und Ductus venosus (DV). Benachbarte Strukturen können nicht im B-Flow gesehen werden.

13.1 Prinzip 

 151

Abb. 13.2: Statisches 3D-Rendering mit B-Flow von Herz, Aorta (AO) und Abdominalgefäßen wie V. cava inferior (IVC), Ductus venosus (DV) und Umbilikalvene (UV).

Abb. 13.3: STIC-Volumendarstellung mit B-Flow nach STIC-Aufnahme einmal in Grauwert (links) und mit Gradient Licht (rechts) hervorgehoben (s. a. nächstes Abb.).

Abb. 13.4: Volumendarstellung mit B-Flow nach STIC-Aufnahme hier in HD-Live hervorgehoben; Aorta (AO), Ductus venosus (DV), V. cava inferior (IVC), Umbilikalvene (UV), Umbilikalarterie (UA).

152 

 13 Der B-Flow-Modus

13.2 Praktische Durchführung Vor der Volumenaufnahme sollte der Untersucher die Grauskala des B-Bildes und den B-Flow optimieren. Dabei sollten vor allem die Sensitivität und die Persistenz des B-Flows entsprechend angepasst werden. Am Herzen eignet sich eine hohe Sensitivität und mittlere Persistenz, um Pulsationen darstellbar zu machen. Dagegen sind bei kleinen Gefäßen und bei Venen eine hohe Persistenz notwendig und die Sensitivität niedriger, um Bildüberlagerungen zu meiden. Vor der Aufnahme sollte auch ein Schwenk vorgenommen werden, um zu prüfen, ob die interessierende Region alle Gefäße erfasst. Erst dann wird entweder mittels statischem Modus oder STIC das Volumen aufgenommen. Mittels Matrixsonde und 4D wird ähnlich verfahren, wobei hier direkt auf dem Monitor die Information von B-Bild und Farbe ausgeglichen werden sollte. Nach der Volumenaufnahme kann der Untersucher sich einen Eindruck verschaffen, ob alle gewünschten Gefäße mit aufgenommen wurden. Oft sind Bilder mit B-Flow nicht informativ genug und der Untersucher ist fast geneigt, aufgrund dieser Schwierigkeiten aufzugeben. Hier sollte mit Geduld das Ergebnis der Volumendarstellung abgewartet werden. Nachträglich kann auch die Verstärkung (Gain) verändert und mehr oder weniger B-Flow-Informationen dargestellt werden. Artefakte durch kleine Signale von Gefäßen können selektiv auch mittels Magicut herausgeschnitten werden.

13.3 Typische Anwendungen des B-Flow-Modus Wenige Arbeiten haben sich der Anwendung von B-Flow im 3D-Modus gewidmet. Vor allem haben sich diese mit dem Herzen und herznahen großen Gefäße befasst, doch auch mit feinen Gefäßen wie den Lungenvenen oder den fetalen Gefäßen in der Frühschwangerschaft. Darstellung an den Leber- und Abdominalgefäßen: Hier bietet sich die Längsschnitteinstellung an, um Aorta, V. cava inferior und Ductus venosus mit Lebergefäßen zu zeigen (Abb. 13.2–13.6). Dies ist unserer Erfahrung nach die beste Ebene, um die Methode zu erlernen. Darstellung am Herzen und große Gefäße: Das Herz und die großen Gefäße lassen sich am besten mit STIC aufnehmen. Gut lässt sich die Aufnahme von der Seite, von ventral oder von kranial durchführen, um z. B. den Verlauf und die Kreuzung der großen Gefäße abzubilden. Abb. 13.7 und 13.8 zeigen Beispiele der Anwendung am Herzen. Andere Gebiete: Hierfür eignen sich auch alle Gebiete mit guter Perfusion wie Plazenta, Nabelschnur, intrakranielle Gefäße u. a., wie in Abb. 13.9 und 13.10 zu sehen ist.

13.3 Typische Anwendungen des B-Flow-Modus 

 153

Abb. 13.5: Abnorm dilatierte Umbilikalvene (UV) (Kreis) im B-Bild (links) und im statischen 3D-B-Flow-Rendering (rechts).

Abb. 13.6: Statisches 3D-Rendering nach B-Flow-Darstellung von Aortenbogen (AO) und V. cava inferior (IVC).

Abb. 13.7: Rechter Aortenbogen (RAo) mit linkem Ductus arteriosus (DA) und U-Zeichen im STIC-BFlow in 3D-Rendering mit Gradient Licht (links) und in einem anderen Feten mit HD-Live (rechts). Aorta descendens (AOD), Pulmonalarterie (PA).

154 

 13 Der B-Flow-Modus

Abb. 13.8: Doppelter Aortenbogen im B-Flow in 3D-Rendering. Man erkennt den rechten (RAo) und linken Aortenbogen (LAo), den Ductus arteriosus (DA) als Verlängerung der Pulmonalarterie (PA) mit der linken Pulmonalarterie (LPA). Alle drei konfluieren in die Aorta descendens (AO). Das Sternchen (*) kennzeichnet die Lokalisation der Trachea, die mit B-Flow nicht zu sehen ist.

Abb. 13.9: STIC-Volumenberechnung nach B-Flow-Darstellung eines Nabelschnurknotens (links) im B-Flow und (rechts) nach Oberflächen-Modus-Rendering in HD-Live-Funktion.

13.3 Typische Anwendungen des B-Flow-Modus 

 155

Abb. 13.10: Statische 3D-B-Flow-Darstellung der intrakraniellen Gefäße bei einem Aneurysma der V. Galeni (Pfeile) (links) im B-Flow und (rechts) nach Oberflächen-Modus-Rendering.

13.4 Fazit Die Anfangseuphorie um die Anwendung von B-Flow auch in Kombination in 3D ist ruhiger geworden. Die Anwendung ist ideal für Gebiete mit kleinen Gefäßen und Blutflüssen, wobei der Untersucher abwägen muss, ob die räumliche Gefäßdarstellung ohne Umgebungsinformation die entsprechende Aussage liefern kann. Wir bevorzugen in verschiedenen Einsatzgebieten die bidirektionale Farb-Doppler STIC-Aufnahme mit einem HD-Flow-Rendering wie in Kapitel 12 bereits erläutert.

14 Biplane-Darstellung mittels elektronischem Matrix-Schallkopf 14.1 Prinzip Eine der Besonderheiten eines elektronischen Matrix-Schallkopfes ist die Anreihung der Kristalle. Anstelle einer einzelnen Reihe von ca. 120–190 Kristallen, die wie in bisherigen 3D-fähigen Schallköpfen mechanisch hin und her geschwenkt werden, sind es im Matrix-Schallkopf z. B. 64 Reihen von Kristallen mit je 128 Kristallen, so dass insgesamt mehr als 8.000 Elemente darin eingebaut sind. Mit den neuen schnellen Rechenprozessoren ist es möglich, Ultraschallwellen in allen Reihen in nahezu Echtzeit zu senden und die Bilder entsprechend schnell zu berechnen. Somit werden Volumina doppelt bis viermal schneller berechnet als mit einem mechanischen Schallkopf. Eine der neuen vielversprechenden Anwendungen ist die gleichzeitige Darstellung von zwei orthogonalen Ebenen als sogenannte Biplane-Darstellung. So kann der Untersucher in Echtzeit eine Ebene und zeitgleich für eine interessierende Struktur das dazugehörige orthogonale Schnittbild untersuchen. Im Folgenden sollen anhand von Beispielen erste Erfahrungen mit der BiplaneDarstellung besprochen werden.

14.2 Praktische Durchführung Die Untersuchung wird in 2D mit dem Matrix-Schallkopf begonnen und das zu untersuchende Gebiet eingestellt. Neben der Optimierung des Bildes (s. Kap. 1) sollte der Anwender den Ausschnitt am besten etwas schmaler halten, bevor die Biplane-Funktion eingeschaltet wird. Das Bild wird in zwei Bilder A und B (Dual-Bild) geteilt (Abb. 14.1). Auf dem linken Bild (Ebene A) ist das bisherige Nativ-Bild zu sehen. Hinzu kommt eine vertikale Linie, die vom Untersucher auf die interessierende Struktur gelegt wird. Das rechte Bild (B) entspricht dem orthogonalen Bild entlang der Linie im A-Bild (Abb. 14.1). Während in der A-Ebene untersucht wird, entstehen simultan entlang der Linie Bilder in der B-Ebene. Die Biplane-Untersuchung kann im B-Bild, aber auch in Kombination mit Farb-Doppler angewandt werden. Eine Aktivierung der Zoom-Funktion ermöglicht auch das Konzentrieren auf eine bestimmte Struktur. Der Untersucher kann auf zweierlei Arten die Biplane-Funktion anwenden (Abb. 14.1– 14.3): zum einen kann er die Biplane-Linie stehen lassen und den Schallkopf so bewegen, dass die Strukturen sukzessive entlang der Biplane-Linie zu liegen kommen (Abb. 14.2) und das entsprechende B-Bild rechts entsteht. Die andere Möglichkeit ist, dass die Linie auf dem A-Bild einfach um die zu untersuchende Struktur bewegt wird (Steering) (Abb. 14.3). Beim letzteren Vorgehen muss das Gerät ständig die Position

14.2 Praktische Durchführung  

 157

Abb. 14.1: Biplane Untersuchung der Wirbelsäule. Links ist die Untersuchungsebene eingestellt, das Bild rechts entsteht als Schnittbild entlang der gelegten Linie im linken Bild hier in Höhe eines thorakalen Wirbelkörpers. Rippen sind im Bild rechts erkennbar (s. a. Abb. 14.2 und 14.3).

Abb. 14.2: Biplane Untersuchung der Wirbelsäule. Das Bild in Abb. 14.1 wurde zuerst eingestellt. Um die sakrale Wirbelsäule zu untersuchen, wurde hier die Linie an derselben Stelle belassen und der Schallkopf in Richtung der Sakralregion bewegt. Eine andere Möglichkeit ist in Abb. 14.3 erläutert.

158 

 14 Biplane-Darstellung mittels elektronischem Matrix-Schallkopf

Abb. 14.3: Biplane Untersuchung der Wirbelsäule wie in Abb. 14.1. Um die lumbosakrale Gegend zu untersuchen, kann die Linie im linken Bild geschwenkt werden oder der Schallkopf kann wie in Abb. 14.2 bewegt werden.

Abb. 14.4: Einstellung des Kopfes im Querschnitt und im Biplane-Bild: hier kann das Cavum septi pellucidi (*) in beiden orthogonalen Ebenen eingesehen werden. Im rechten Bild lassen sich sowohl die Vorderhörner (kurze Pfeile) als auch das Corpus callosum (langer Pfeil) im Querschnitt einsehen, die im linken Bild nicht erkennbar sind.

14.2 Praktische Durchführung  

 159

Abb. 14.5: Agenesie des Corpus callosum im Biplane-Modus. Einstellung des Kopfes im Querschnitt wie in Abb. 14.4, doch in diesem Fall fehlt das Cavum septi pellucidi (?) in beiden Bildern. Im BiplaneBild sind auch die Vorderhörner erkennbar, die nach lateral verschoben und komprimiert sind.

Abb. 14.6: Untersuchung des Kopfes in einer Koronarschnitt-Ebene links und im Biplane-Modus – hier erkennt man im Längsschnitt das Corpus callosum (Pfeile).

160 

 14 Biplane-Darstellung mittels elektronischem Matrix-Schallkopf

Abb. 14.7: Fet mit einer okzipitalen Enzephalozele im Biplane-Modus. Man erkennt das Hirngewebe im Zelensack.

Abb. 14.8: Einstellung des Kopfes im Querschnitt und im Biplane-Modus bei Plexus choroideusZysten. Im linken Bild sind nicht beide Zysten zu erkennen, dagegen im orthogonalen Biplane-Bild rechts.

14.3 Typische Anwendungen der Biplane-Darstellung 

 161

der Linie berechnen, was zu einer leichten Zeitverzögerung führt. Die Autoren empfehlen diese interessante Darstellungsart einfach auszuprobieren und schlagen im vorliegenden Kapitel einige Möglichkeiten der Anwendung der Biplane-Funktion beim Feten vor.

14.3 Typische Anwendungen der Biplane-Darstellung Wenn der Untersucher öfter mit der Biplane-Funktion untersucht hat, realisiert er, dass sich diese neue Darstellung nicht nur auf den Screening-Ultraschall beschränkt, sondern auch bei Verdacht auf Anomalien und bei bekannten Fehlbildungen eingesetzt werden kann. Untersuchung von Kopf und Gesicht: Kopf und Gesicht werden im 2D- und im 3Dmultiplanaren Modus regelmäßig in mehreren Ebenen untersucht. Demnach bietet sich der Biplane-Modus für viele anatomische Strukturen ideal an. Während der Kopf z. B. in einer transversalen Ebene untersucht wird, können im Biplane-Modus das Cavum septi pellucidi (Abb. 14.4), die Lateralventrikel, die Sylvische Fissur oder die hintere Fossa gleichzeitig dargestellt werden. Anomalien wie eine Agenesie des Corpus callosum können somit demonstriert werden (Abb. 14.5). Wird bei einer fetalen

Abb. 14.9: Biplane-Modus bei der Untersuchung des Gesichtes. Das Gesicht wird links im Profil eingestellt und das Biplane-Bild befindet sich hier in Höhe der Augen. Im linken Bild sind die Augen nicht zu erkennen, dagegen sofort in der orthogonalen Ebene (vgl. auch Abb. 14.10).

162 

 14 Biplane-Darstellung mittels elektronischem Matrix-Schallkopf

Abb. 14.10: Biplane-Modus bei der Untersuchung des Gesichtes. Das Gesicht wird im Profil untersucht und im Biplane-Modus konnten im vorigen Bild die Augen eingesehen werden. Durch leichte Bewegung des Schallkopfes in den Bereich des Mundes kann nun der Oberkiefer rechts dargestellt werden (vgl. mit Abb. 14.11).

Abb. 14.11: Biplane-Modus bei einer bilateralen Lippen-Kiefer-Gaumen-Spalte (Pfeile). Die BiplaneUntersuchung entsteht vom Profilbild aus.

14.3 Typische Anwendungen der Biplane-Darstellung 

 163

Abb. 14.12: Biplane-Modus bei einer bilateralen Lippen-Kiefer-Gaumen-Spalte (Pfeile). Die BiplaneUntersuchung entsteht hier von einer seitlichen frontalen Einstellung aus.

Steißlage das Gehirn durch die Fontanelle in einer koronaren Einstellung untersucht, kann im Biplane-Modus das Corpus callosum gleichzeitig eingesehen werden (Abb. 14.6). Anomalien des Gehirns können mit dem Biplane-Modus gut in beiden Ebenen dargestellt und verifiziert werden (Abb. 14.7–14.8). Besonders hilfreich ist der Biplane-Modus bei der Untersuchung des fetalen Gesichtes (Abb. 14.9, 14.10), wobei die Untersuchung entweder von einer sagittalen Profileinstellung oder von einer Quereinstellung bzw. Frontaleinstellung begonnen werden kann (Abb. 14.9–14.14). Die einfachste Möglichkeit besteht in der Einstellung eines Profils und gleichzeitigem Schwenken im Biplane-Modus von der Augengegend (Abb. 14.9) bis hin zur Nase, zu Ober- und Unterkiefer (Abb. 14.10). Anomalien des Gesichts wie Spaltbildungen und andere können mit dem Biplane-Modus gut eingesehen und der Befund gleich in zwei Ebenen abgebildet werden (Abb. 14.11–14.14). Solch eine Untersuchung kann auch bereits im Erst-Trimester-Screening durchgeführt werden (Abb. 14.13). Untersuchung des Herzens: Der Biplane-Modus bietet sich idealerweise für die Untersuchung des Herzens, des Thorax und Mediastinums an. Am Herzen lässt sich von der Vierkammerblick-Einstellung gleichzeitig ein Längsschnitt von Aorten- oder Ductusbogen darstellen (Abb. 14.15). Anomalien der großen Gefäße oder der venösen

164 

 14 Biplane-Darstellung mittels elektronischem Matrix-Schallkopf

Abb. 14.13: Biplane-Modus bei einer bilateralen Lippen-Kiefer-Gaumen-Spalte (Pfeile) bei einem Feten mit 13 SSW. Links erkennt man die „maxillary gap“, in die die Linie gelegt wird, und rechts bestätigt das Bild die Spalte.

Abb. 14.14: Biplane-Modus bei einem Feten mit einem Lymphangiom am Hals. Der Umfang des Befundes kann in beiden Ebenen besser eingeschätzt werden. Vgl. mit Oberflächen-Modus in Abb. 18.21.

14.3 Typische Anwendungen der Biplane-Darstellung 

 165

Abb. 14.15: Biplane-Modus bei einem normalen Herzen. Die Untersuchung erfolgt im Fünfkammerblick (links). Die Biplane-Ebene zeigt in einem orthogonalen Bild den Aortenbogen.

Gefäße im Mediastinum können somit gleichzeitig abgebildet werden (Abb. 14.16). Eine interessante Sichtweise ist die Darstellung des interventrikulären Septums in zwei Ebenen, vor allem die direkte Sicht auf die Fläche des Septums (Abb. 14.17– 14.19). Diese Einstellung bietet sich idealerweise für die Überprüfung der Intaktheit des Septums im B-Bild oder in Kombination mit Farb-Doppler an. Die Abb. 14.15– 14.20 zeigen Beispiele von fetalen Herzen unter normalen und auffälligen Bedingungen. Untersuchung von Thorax, Abdomen, Skelett-System u. a.: Auch bei anderen Körperorganen kann der Biplane-Modus effizient eingesetzt werden. Die Darstellung der Wirbelsäule in zwei Ebenen (Abb. 14.1) kann somit gut vorgenommen werden und in der Überprüfung der Höhe eines Wirbelsäulendefektes (Abb. 14.21) oder bei Hemivertebra hilfreich sein. Die Lungen und die Abdominalorgane lassen sich auch gut mit dem Biplane-Modus untersuchen, um bei pathologischen Zuständen eine bessere Übersicht zu bekommen. Abb. 14.22–14.26 zeigen Beispiele von pathologischen Zuständen.

166 

 14 Biplane-Darstellung mittels elektronischem Matrix-Schallkopf

Abb. 14.16: Biplane-Modus bei einem Herzen mit einer linkspersistierenden V. cava superior (Pfeile). Die Untersuchung erfolgt im Vierkammerblick (links) und die Biplane-Ebene zeigt in einem orthogonalen Bild die vom Hals abwärts verlaufende V. cava superior (Pfeile).

Abb. 14.17: Biplane-Modus des interventrikulären Septums bei einem Herzen mit einem muskulären Ventrikelseptumdefekt (Pfeil) im B-Bild. Der Defekt wird im linken Bild vermutet und im orthogonalen Bild rechts bestätigt.

14.3 Typische Anwendungen der Biplane-Darstellung 

 167

Abb. 14.18: Biplane-Modus des interventrikulären Septums im Farb-Doppler bei einem Herzen mit einem muskulären Ventrikelseptumdefekt (Pfeil). Der Defekt wird im linken Bild vermutet und im orthogonalen Bild rechts bestätigt.

Abb. 14.19: Biplane-Modus des interventrikulären Septums bei Herztumoren als Rhabdomyome. Ein großes Rhabdomyom (*) ist im Bereich des Septums und linken Ventrikels erkennbar. Im BiplaneBild wird deutlich, dass die Aortenklappe (Pfeil) noch frei ist und nicht durch das Rhabdomyom verlegt wird.

168 

 14 Biplane-Darstellung mittels elektronischem Matrix-Schallkopf

Abb. 14.20: Biplane-Modus im Farb-Doppler bei einem Feten mit einer Transposition der großen Arterien. Im orthogonalen Bild rechts erkennt man die parallel verlaufenden Gefäße (Pfeile).

Abb. 14.21: Myelomeningozele im Biplane-Modus bei einem Feten mit 21 SSW. Durch Schwenken der Biplane-Linie lässt sich die Höhe der Läsion besser bestimmen.

14.3 Typische Anwendungen der Biplane-Darstellung 

Abb. 14.22: Beide Nieren lassen sich ideal in zwei orthogonalen Ebenen wie in diesem Fall darstellen.

Abb. 14.23: Fet mit einer multizystischen Nierendysplasie im Biplane-Modus.

 169

170 

 14 Biplane-Darstellung mittels elektronischem Matrix-Schallkopf

Abb. 14.24: Biplane-Modus mit Farb-Doppler bei einem Feten mit einer Omphalozele mit Darstellung von Aorta (AO) und Umbilikalvene (UV).

Abb. 14.25: Biplane-Darstellung einer hyperechogenen Lunge bei Lungensequestration (*). Im rechten Bild orthogonal zum linken Bild erkennt man, dass der linke obere Lungenlappen (Pfeil) normal groß ist und eine normale Echogenität aufweist.

14.3 Typische Anwendungen der Biplane-Darstellung 

 171

Abb. 14.26: Biplane-Darstellung eines Feten mit Aszites (*). In diesem Modus lässt sich der Umfang des Befundes besser einschätzen.

14.4 Fazit Am Anfang etwas gewöhnungsbedürftig, lässt sich der Biplane-Modus in den klinischen Alltag schnell integrieren und bei Screening-Untersuchungen routinemäßig anwenden. Unserer Erfahrung nach ist der Hauptvorteil dabei, dass in den zwei Ebenen, die simultan untersucht werden, mehr Informationen als im einzelnen 2D-Bild gewonnen werden können, zumal der Biplane-Modus die Kontrolle über die Lage der orthogonalen Ebene ermöglicht.

15 Berechnung von 3D-Volumina 15.1 Prinzip Die Biometrie des Feten ist ein fester Bestandteil der pränatalen Ultraschalluntersuchung. Dabei werden Messungen von Durchmessern, Umfängen oder Flächen vorgenommen. Volumina konnten bisher kaum pränatal berechnet werden, außer unter Annahme einer idealen Form und Verwendung der Distanzen bzw. Flächen. Die Aufnahme eines 3D-Volumens ist eine gute Voraussetzung für die zuverlässige Berechnung von Volumina. Es stehen verschiedene Möglichkeiten zur Berechnung zur Verfügung, und je nach Objekt und Methode kann die Berechnung einfach und schnell oder aber auch zeitaufwendig vorgenommen werden. Nachfolgend stellen wir einige aktuelle Methoden kurz vor.

15.2 Praktische Durchführung Berechnungen von Volumina können unterschiedlich erfolgen. Die bekannteste und gängigste Methode ist mittels VOCAL-Software (s. u.). In den letzten Jahren wurden jedoch zusätzliche vereinfachte Methoden zur Messung echoarmer Strukturen entwickelt, die auch hier besprochen werden. Es wird allgemein anerkannt, dass es wichtig und zukunftsträchtig ist, Volumina in der Pränataldiagnostik zu erfassen. Im Alltag sind die noch komplizierten Vorgehensweisen bei den Messungen vermutlich der Grund, warum diese nur in sehr wenigen Situationen oder im Rahmen wissenschaftlicher Studien durchgeführt werden. im Folgenden werden die VOCAL-Software sowie die Sono-Automatic-Volume-Calculation besprochen. 15.2.1 Virtual Organ Computer-aided AnaLysis (VOCAL) –Software Die am häufigsten angewandte Methode zur Volumenberechnung ist die VOCAL-Software. Nach einer statischen 3D-Aufnahme wird die zu messende Struktur vergrößert und in der Mitte des Bildes positioniert. Mit Aktivierung der Software erscheinen zwei Dreiecke, die entlang einer vertikalen Linie positioniert sind. Diese werden vom Untersucher manuell an die „Pole“, d. h. an die höchsten Punkte der Struktur, die gemessen werden soll, platziert (Abb. 15.1). Je nach Wunsch kann dann eine manuelle, automatische oder semiautomatische Messung gewählt werden. Die automatische Umfahrung funktioniert optimal, wenn eine einzelne echoleere Struktur (Harnblase, Magen) gemessen werden soll. In den meisten Fällen wie z. B. bei Niere, Lunge, Plazenta usw. ist die Abgrenzung schwer und es wird angeraten, die manuelle oder semiautomatische Funktion zu wählen. Die gewählte Region wird zunächst umfahren (Abb. 15.2), nach Bestätigung wird das Volumen automatisch um wenige Grade entlang der vertikalen Achse rotiert, die von den beiden gesetzten Ecken festgelegt

15.2 Praktische Durchführung 

 173

Abb. 15.1: 3D-Volumenberechnung mit VOCAL. Nach Einstellung der „Region of Interest“ im orthogonalen Modus wird VOCAL aktiviert. Die Berechnung soll z. B. im A-Bild erfolgen. An den beiden Spitzen der Lunge werden die zwei Dreiecke platziert.

Abb. 15.2: 3D-Volumenberechnung mit VOCAL: Nach Wahl der „Region of Interest“ und Platzieren der beiden Pole wird manuell oder semiautomatisch die Lunge umfahren. Die Messung wird dann bestätigt und mit Rotation zum nächsten Bild gewechselt.

174 

 15 Berechnung von 3D-Volumina

Abb. 15.3: 3D-Volumenberechnung mit VOCAL: Nach dem Ergebnis in Abb. 15.2 wird sukzessive Bild für Bild die Lunge umfahren und jedes Mal das Volumen rotiert bis alle Schritte beendet sind. Die Zahl der Drehungen oder Schritte wird vom Untersucher vorher festgelegt.

Abb. 15.4: 3D-Volumenberechnung mit VOCAL: Nach Beendigung der Umfahrungen erscheint das Ergebnis der Volumenberechung mit der Form der gemessenen „Region of Interest“, hier die fetale Lunge. Man kann die einzelnen Schritte durchgehen und wenn Abweichungen zu erkennen sind, diese nachträglich korrigieren.

15.2 Praktische Durchführung 

 175

Abb. 15.5: 3D-Volumenberechnung mit VOCAL: Das Resultat kann farbig verändert werden und als Fläche (links) oder auch als Gitternetz (Mesh) (rechts) abgebildet werden.

wurde. Die manuelle Umfahrung wird erneut vorgenommen, leicht korrigiert und dann weiter rotiert (Abb. 15.3, 15.4), bis eine Rotation von 180° erreicht ist. Je mehr Rotationswinkel gewählt wird, umso präziser ist dann die Volumenberechnung. In den Abb. 15.1–15.5 werden die Schritte für die Messung eines Lungenlappens erläutert. Die abschließende Darstellung kann als eine Hülle oder als durchsichtiges Netz des gemessenen Volumens gezeigt werden (Abb. 15.5).

15.2.2 Sono-Automatic-Volume-Calculation (Sono AVC™) Diese Volumenmessung wurde vor kurzem eingeführt und wird vorwiegend in der Gynäkologie angewandt, wo Volumina von Zysten oder Follikel z. B. in der Reproduktionsmedizin gemessen werden. Die Software erkennt automatisch oder auf Mausklick einzelne oder mehrere echoleere Räume und errechnet die einzelnen Volumina in diesen Bereichen (Abb. 15.6–15.10). Die von der Software gewählten Gebiete können manuell angepasst oder entfernt werden. Da die Methode auf die Erkennung von echoleeren Signalen programmiert ist, können Schattenartefakte das Ergebnis verfälschen. Dagegen bietet sie die schnellste Berechnung von Volumina, selbst wenn es multiple zystische Strukturen sind (Abb. 15.10). So können z. B. die Füllung des Magens (Abb. 15.7), die Stauung des Nierenbeckens oder zystische Strukturen (Abb. 15.10) als Volumen einfach gemessen werden (s. a. Beispiele in Kap. 19).

176 

 15 Berechnung von 3D-Volumina

Abb. 15.6: 3D-Volumenberechnung mit Sono-Automatic-Volume-Calculation (Sono-AVC). Nach Selektion der Region, in der die zu messende Flüssigkeit sich befindet (hier der Magen) wird mit Mausklick auf die Flüssigkeit des Magens die Sono-AVC aktiviert (s. Abb. 15.7).

Abb. 15.7: 3D-Volumenberechnung mit Sono-AVC. Nach Mausklick wird die Flüssigkeit im Volumen erkannt und als Volumen dargestellt. Das Volumen wird in Form und in Zahl angegeben.

15.2 Praktische Durchführung 

 177

Abb. 15.8: 3D-Volumenberechnung mit Sono-AVC bei einem Double-Bubble bei Duodenalatresie.

Abb. 15.9: 3D-Volumenberechnung mit Sono-AVC bei einer Hydronephrose bei Ureterabgangstenose.

178 

 15 Berechnung von 3D-Volumina

Abb. 15.10: 3D-Volumenberechnung mit Sono-AVC. Man kann einzelne Volumina separat berechnen lassen, wie bei dieser multizystischen Nierendysplasie.

15.3 Typische Anwendungen von Volumenberechnungen Volumenmessungen und entsprechende Referenzkurven wurden für die Frühschwangerschaft erstellt und sind sowohl für den Feten, die Plazenta als auch für die Fruchthöhle anwendbar. Eine häufige Messung ist das Lungenvolumen des Feten, das sowohl bei normalen Feten als auch bei Feten mit hohem Risiko für Lungenhypoplasie untersucht wurde. Messungen an Leber, Gehirn, Plazenta, Nieren oder an dem Ventrikelsystem sind auch publiziert worden. Einer der Schwerpunkte der Volumenmessungen liegt darüber hinaus auf der fetalen Gewichtsberechnung anhand der Messung einer Extremität. Unseres Erachtens werden z. Z. bei normalen Feten keine Routinemessungen eines 3D-Volumens für klinische Zwecke vorgenommen.

15.4 Fazit 3D-Volumenmessungen sind zwar in speziellen Fällen in der Pränataldiagnostik wichtig, ihre Durchführung jedoch noch zeitaufwendig. VOCAL und Sono-AVC stellen dabei die gängigsten Methoden dar und könnten in Zukunft erweitert werden.

Teil III: Klinische Anwendungen in der pränatalen Diagnostik

16 3D-fetale Neurosonografie 16.1 Einführung Die sonografische Untersuchung des fetalen Gehirns konzentriert sich vorwiegend auf das Intervall zwischen 15 und 40 SSW. Der erste Abschnitt des Kapitels behandelt diese Zeitspanne und zeigt das Potenzial der 3D-Anwendungen unter normalen und pathologischen Bedingungen auf. In den letzten Jahren konnte dank der hochauflösenden transvaginalen Sonografie, unterstützt in 3D-Techniken, ein Einblick in die Sonoembryologie des Gehirns zwischen 7 und 14 SSW gewonnen werden. Dies wird kurz im zweiten Teil des Kapitels besprochen.

16.2 Fetale Neurosonografie im 3D-Ultraschall Die Untersuchung des fetalen Gehirns erfolgt ab 15 SSW vorwiegend in drei typischen transversalen Schnittebenen, die ohnehin im Screening-Ultraschall zur Messung des biparietalen und des transcerebellären Durchmessers eingestellt werden. Liegen dagegen Risikofaktoren vor oder werden im Screening Auffälligkeiten vermutet, so wird empfohlen, zusätzlich ergänzende koronare und sagittale Schnittebenen im Rahmen einer erweiterten fetalen Neurosonografie einzustellen. Diese Schnittebenen sind jedoch bei ungünstiger fetaler Lage häufig schwierig einzustellen bzw. muss die Untersuchung zeitaufwendig durch eine zusätzliche transvaginale Sonografie ergänzt werden. Mit der 3D-Neurosonografie kann der Untersucher dagegen Volumendatensätze aufnehmen und wie in den Kapiteln 2 bis 5 erläutert, nachträglich beliebige Schnittebenen erzeugen bzw. in 4D diese Ebenen online während der Untersuchung generieren. Vor allem besteht der Vorteil der 3D-multiplanaren Darstellung u. a. in der Möglichkeit der virtuellen Rekonstruktion von Strukturen der Mittellinie aus einem Volumendatensatz, der aus einem Querschnitt oder Schrägschnitt des fetalen Kopfes akquiriert wurde. Ferner ermöglicht der tomografische Modus auch die Abbildung der gewünschten Region zusammen mit den benachbarten Strukturen in einem einzigen Bild. Die 3D-Volumenaufnahme kann aus einer transversalen, koronaren oder sagittalen Einstellung erfolgen. Auch seitliche bzw. Schrägaufnahmen können vorgenommen werden, wenn man sich noch gut orientieren kann. – 3D-Transversale Aufnahme: Am einfachsten gelingt eine Volumenaufnahme von einer transversalen Einstellung des Kopfes, oft bei einer Schädellage. Im tomografischen Modus (Abb. 16.1) geben dann die parallelen Schnittebenen eine Übersicht über die Hirnanatomie wieder. Mit einem einzigen Bild können alle wichtige Strukturen wie unter anderem Cerebellum mit Cisterna magna, Cortex, Hinterhorn und Vorderhorn des Lateralventrikels und Falx cerebri mit Cavum

182 

 16 3D-fetale Neurosonografie

Abb. 16.1: 3D-Volumendatensatz eines fetalen Gehirns dargestellt im Tomografie-Modus. Die Schichtbilder geben eine umfassende Übersicht über die Hirnanatomie. Alle wichtigen Strukturen können auf einem Bild eingesehen werden: Falx cerebri (Falx), Lateralventrikel (Lat. V.), Plexus choroideus (Plexus), Thalami (Th), Cavum septi pellucidi (Csp), Sylvische Fissur (Pfeil), Cortex und Cerebellum mit Cisterna magna (Kreis).

–

septi pellucidi aufgezeigt werden (Abb. 16.1). In den Abbildungen 16.1–16.4 sind 3D-Volumenaufnahmen mit multiplanarer Darstellung bei normalen und auffälligen Feten dargestellt. 3D-sagittale oder koronare Aufnahme: Eine bessere Auflösung der MittellinienStrukturen bietet die direkte Untersuchung durch die große Fontanelle z. B. bei Steißlage transabdominal (Abb. 16.5, 16.6) oder durch transvaginalen Ultraschall bei Schädellage (Abb. 16.7). Die Aufnahme durch die Fontanelle kann als Serie von Koronarschnitten oder Parasagittalschnitten dargestellt werden. Die beste Auflösung bietet die transvaginale Volumenaufnahme (Abb. 16.7–16.9). In den Abb. 16.5–16.9 sind Beispiele von 3D-Aufnahmen durch die Fontanelle transabdominal und transvaginal von normalen und erkrankten Feten aufgezeigt.

Die intrakraniellen Strukturen lassen sich am besten mit einer der multiplanaren Darstellungsmethoden wie dem orthogonalen, tomografischen oder Omniview-Modus beurteilen. Oft bringt die zusätzliche Kombination mit Volume-Contrast-Imaging (VCI) (s. Kap. 4) eine bessere Auflösung als das nativ rekonstruierte Bild hervor, wie die Abb. 16.6–16.9 im Vergleich zu Abb. 16.4 und 16.5 zeigen.



16.2 Fetale Neurosonografie im 3D-Ultraschall 

 183

Abb. 16.2: Fet mit einer Holoprosenzephalie im Tomografie-Modus.

Abb. 16.3: Fet mit einer Agenesie des Corpus callosum im Tomografie-Modus. Das Cavum septi pellucidi ist nicht erkennbar (?), sondern stattdessen die dilatierte interhemisphärische Fissur (Pfeil). Die Form der Lateralventrikel (Lat. V) zeigt die typische Kolpozephalie; Falx cerebri (Falx).

184 

 16 3D-fetale Neurosonografie

Abb. 16.4: Schizenzephalie (Kreis) im Tomografie-Modus. In den Ebenen darüber und darunter (Pfeile) würde man am Cortex die Läsion nicht erkennen.

Abb. 16.5: Frontale Schnittbilder bei Aufnahme durch die Fontanelle mittels Transabdominalsonografie. Man erkennt die interhemisphärische Fissur (IHF), das Corpus callosum (CC), das Cavum septi pellucidi (Csp), die Thalami (Th), die Insel (Ins) und die Vorderhörner der Lateralventrikel (Lat. Vent.).



16.2 Fetale Neurosonografie im 3D-Ultraschall 

 185

Abb. 16.6: Sagittale Schnittbilder bei Aufnahme durch die Fontanelle mittels Transabdominal­ sonografie, hier im Tomografie-Modus dargestellt. Man erkennt vorwiegend die Mittellinienstruk­ turen wie Corpus callosum (CC) und Vermis mit der hinteren Fossa.

Abb. 16.7: Sagittale und parasagittale Schnittbilder bei Aufnahme durch die Fontanelle mittels Transvaginalsonografie, hier im Tomografie-Modus dargestellt. Man erkennt vorwiegend die Mittellinienstrukturen wie Corpus callosum (CC), Vermis, Lateralventrikel (Lat. Vent.). Durch Wahl einer breiteren Distanz zwischen den Linien wäre die Insel (Ins) auch abzubilden, die am Referenzbild erfasst ist.

186 

 16 3D-fetale Neurosonografie

16.3 3D-Darstellung spezieller Hirnstrukturen Bei einer fetalen Neurosonografie ist es oft notwendig, gezielt Strukturen zu untersuchen, die mittels 3D rekonstruiert werden. Im Folgenden wird das Vorgehen beim Corpus callosum und beim Vermis erläutert.

16.3.1 Das Corpus callosum Für erfahrene Untersucher sollte die Darstellung des Balkens Bestandteil der weiterführenden Ultraschalldiagnostik sein. Dies wird durch die schnelle Rekonstruktion eines sagittalen Schnittbildes nach Aufnahme eines Volumendatensatzes von einer Querschnittsebene in einfacher Weise ermöglicht. Dabei sollte darauf geachtet werden, das Cavum septi pellucidi als Orientierungspunkt zu wählen, sowohl bei der Aufnahme als auch bei der Rekonstruktion (Abb. 16.10, 16.11). In Abb. 16.10 und 16.11 wird das Vorgehen bei der Rekonstruktion des Corpus callosum erläutert. Neben dieser Darstellung mittels 3D-statischem Modus kann der Balken auch in 4D live

Abb. 16.8: Frontale Schnittbilder bei Aufnahme durch die Fontanelle mittels Transvaginalsonografie bei einem Feten mit einer Agenesie des Corpus callosum. Man erkennt kein Corpus callosum, sondern das typische „Stierhorn“-Zeichen (im Kreis) bei dieser Erkrankung. Die Vorderhörner der Lateralventrikel (*), im Normalfall nahe der Mittellinie (s. Abb. 16.5), sind bei dieser Anomalie komprimiert und von der Mittellinie zur Seite verschoben.

16.3 3D-Darstellung spezieller Hirnstrukturen 

 187

Abb. 16.9: Frontale Schnittbilder bei Aufnahme durch die Fontanelle mittels Transvaginalsonografie bei einem Feten mit einer Agenesie des Corpus callosum (Kreis) ähnlich wie der Fall in Abb. 16.8, hier jedoch hat der Fet zusätzlich eine Schizenzephalie (Pfeile), die durch den Tomografie-Modus in den benachbarten Bildern zu sehen ist.

Abb. 16.10: Trotz Schädellage kann mit einer Volumenaufnahme das Corpus callosum mittels 3D rekonstruiert werden. Man orientiert sich am besten am Cavum septi pellucidi (CSP) und legt dort den Schnittpunkt (Intersektionspunkt) (s. nächste Abb.). Die Achsen des Kopfes (gestrichelte Pfeile) liegen noch schräg und sollten entlang der Horizontallinie gelegt werden (vgl. nächste Abb.).

188 

 16 3D-fetale Neurosonografie

Abb. 16.11: Nachdem der Schnittpunkt (Intersektionspunkt) auf das Cavum septi pellucidi gelegt wurde, werden die Bilder A und B so gedreht, dass die Achse der Falx cerebri entlang der horizontalen Achse liegt (gestrichelte Pfeile). Nun erscheint das Corpus callosum (CC) unten in der C-Ebene.

während der Untersuchung z. B. unter Einsatz von VCI-Omniview rekonstruiert werden (Abb. 4.14). Bei einer kompletten Agenesie des Corpus callosum fällt in der Transversaleinstellung des Gehirns die typische Form der Lateralventrikel, die sog. Kolpozephalie, auf sowie das Fehlen des Cavum septi pellucidi (Abb. 16.3). In der koronaren Einstellung fehlt auch die Darstellung des Cavum septi pellucidi und die Frontalhörner sind nach lateral verschoben, ein Bild, das als Stierhorn-Zeichen beschrieben wird (Abb. 16.8–16.9).

16.3.2 Der Kleinhirnwurm (Vermis cerebellaris) Die Anatomie des Kleinhirns wird in einer transversalen Einstellung beurteilt. Dabei wird auf eine regelrechte Form beider Hemisphären mit dem dazwischenliegenden Wurm, auf die Trennung von 4. Ventrikel und Cisterna magna durch den unteren Abschnitt des Wurms sowie auf eine normale Größe der Cisterna cerebellomedullaris geachtet. Bei einer 3D-Volumenaufnahme sollte neben Cerebellum und Cisterna magna der Hirnstamm mit aufgenommen werden (Abb. 16.12). Nach Aufnahme des Volumens werden die Schnittbilder so gedreht, dass die Mittelachse und Vermis in einer Linie liegen. Dadurch kommt in der C-Ebene der Vermis mit der typischen Form und ihrer Abgrenzung zum Okzipitalknochen sowie die Beziehung von Vermis zum Hirnstamm zur Abbildung (Abb. 16.12). Der Kleinhirnwurm kann auch während einer 4D-Untersuchung direkt mittels VCI-Omniview abgebildet werden, wie beim Corpus callosum erläutert (Abb. 4.14).

16.3 3D-Darstellung spezieller Hirnstrukturen 

 189

Abb. 16.12: Bei Schädellage kann mittels einer 3D-Volumenaufnahme der Vermis cerebellaris (Pfeil) rekonstruiert werden (s. Text). In dieser Rekonstruktion erkennt man auch das Corpus callosum (CC). Das Sternchen zeigt die Cisterna magna.

Bei verdächtigen Befunden ist die sagittale Darstellung des Vermis und der benachbarten Strukturen in der Differenzierung normaler und pathologischer Befunde von großer Bedeutung. Im median sagittalen Schnitt können die Form, Größe und Lage des Vermis beurteilt werden. Bei einer dilatierten Cisterna magna lassen sich somit eine Megacisterna magna von einer Blakes-Pouch-Zyste und von einer partiellen Wurmagenesie oder von einer echten Dandy-Walker-Malformation abgrenzen.

16.3.3 Sonstige Hirnstrukturen im 3D-multiplanaren Modus Je nach Fragestellung können gezielt einige Hirnstrukturen eingestellt werden. Nicht selten hilft die 3D-Volumen-Sonografie in der nachträglichen Bearbeitung des Volumens und der Abbildung der interessierenden Struktur. Auch wenn einiges direkt in 2D gelingt, ist vor allem bei einer transvaginalen Untersuchung die Bewegungsfreiheit des Schallkopfs eingeschränkt und die Strukturen können leichter in 3D dargestellt werden. So kann schräg parasagittal der Dreihornblick der Lateralventrikel mit Vorder-, Hinter- und Unterhorn gesehen wird. In einer mehr lateralen Einstellung lassen sich Temporallappen mit Hippocampus abbilden. Koronare Einstellungen geben einen Einblick in die Symmetrie des Cortex und der übrigen Hirnstrukturen. An der Schädelbasis kann sogar das Chiasma opticum mittels 3D dargestellt werden, wie in Abb. 16.13 gezeigt wird.

190 

 16 3D-fetale Neurosonografie

Abb. 16.13: Orthogonale Bilder bei Aufnahme durch die Fontanelle mittels Transvaginalsonografie bei einem gesunden Feten. Der Schnittpunkt (Intersektionspunkt) ist im oberen linken Bild auf das Chiasma opticum platziert (lange Pfeile) und das Bild oben rechts wurde so gedreht, dass die Schädelbasis horizontal liegt. Nun erscheint im Bild unten das Chiasma opticum (kurze Pfeile) als X-förmige Struktur.

16.4 Rekonstruktion von fetalen Hirnstrukturen im 3D-Rendering Obwohl für klinische Fragestellungen der Schwerpunkt des 3D-Ultraschalls vor allem auf der multiplanaren Darstellung der fetalen Hirnstrukturen liegt, kann in einzelnen Fragestellungen auch die 3D-Volumenwiedergabe eine bessere räumliche Darstellung der zu untersuchenden Struktur erbringen. Unserer Erfahrung nach können der Oberflächen-Modus, der Minimum-Modus, der Inversion-Modus, der Glass-Body-Modus und der Sono-AVC eine Rolle spielen. Dabei handelt es sich jedes Mal um einzelne Fälle, die nicht verallgemeinert werden können. Aus diesem Grunde wird dieser Abschnitt anhand von Fallbeispielen in den Abb. 16.14–16.18 illustriert. Der Untersucher wird motiviert, selber die verschiedenen Modi am Gehirn auszuprobieren.

16.5 Das intrakranielle Gefäßsystem im Farb-Doppler Sowohl von einem transversalen als auch von einem sagittalen Zugang ins Gehirn lassen sich arterielle und venöse Gefäße des Gehirns gut abbilden. Die linke und rechte A. carotis interna und die A. basilaris treten an der Schädelbasis in das Schädelinnere und bilden den Circulus arteriosus Willisi, der sich mittels Farb-Doppler und in 3D gut abbilden lässt (Abb. 12.18). Eine der prominenten Arterien ist die

16.5 Das intrakranielle Gefäßsystem im Farb-Doppler 

 191

Abb. 16.14: Oberflächen-Modus und Blick von oben auf das Gehirn in der transventrikulären Ebene, bei einem normalen Feten (a) und bei Feten mit Auffälligkeiten wie in (b) mit einer Spina bifida und auffälliger Kopfform (Pfeile), in (c) bei Ventrikulomegalie (Pfeil) und (d) bei Plexus-choroideus-Zysten (Pfeile).

Abb. 16.15: Oberflächen-Modus in HD-Live und mit Silhouette-Funktion mit Blick von oben auf das Gehirn, bei einem normalen Feten (a) und bei Feten mit Fehlbildungen wie in (b) mit Holoprosenzephalie und Monoventrikel (gebogener Pfeil), in (c) mit Ventrikulomegalie (Doppelfeil) und in (d) mit Dandy-Walker-Syndrom und dilatierter hinterer Fossa ohne Cerebellum (Pfeil).

192 

 16 3D-fetale Neurosonografie

Abb. 16.16: Oben: Fet mit Ventrikulomegalie beider Lateralventrikel mit dem Cavum septi pellucidi dazwischen dargestellt im Minimum-Modus (oben links) und Inversion-Modus (oben rechts). Unten: Fet mit einer Holoprosenzephalie und Monoventrikel im Minimum-Modus (unten links) und seine Ausgussform mittels Inversion-Modus (unten rechts).

Abb. 16.17: Fet mit einer okzipitalen Enzephalozele im Tomografie-Modus mit Hirngewebe im Zelensack (*), (s. a. Abb. 16.18 links).

16.5 Das intrakranielle Gefäßsystem im Farb-Doppler 

 193

Abb. 16.18: Oberflächen-Modus bei zwei Feten mit einer okzipitalen Enzephalozele (links) und subokzipitalen Meningozele (rechts). Links erkennt man das Hirngewebe im Zelensack (*) (Fet von Abb. 16.17).

Abb. 16.19: Glass-Body-Modus (links) der A. cerebri anterior mit atypischem Verlauf bei einem Feten mit einer kompletten (links) und partiellen (rechts) Agenesie des Corpus callosum.

A. cerebri anterior, die in die A. pericallosa übergeht und entlang dem Corpus callosum verläuft. Bei einer partiellen oder kompletten Agenesie des Corpus callosum zeigen diese Gefäße einen abnormen Verlauf, wie in Abb. 16.19 zu sehen ist. In der letzten Zeit bekam auch das venöse intrakranielle System besondere Aufmerksamkeit. Unter den Venen lassen sich nicht nur die Sinus einsehen, wie der Sinus sagittalis superior, inferior, sinus rectus und transversalis, sondern auch andere Venen wie die V. Galeni, die innere Zerebralvene, Kortikalvenen u. a. (Abb. 12.17). Zu den typischsten Anomalien gehören die Aneurysma der V. Galeni (Abb. 16.20), piale arteriovenöse Malformationen oder andere abnorme Verläufe der Venen wie der falcine Sinus.

194 

 16 3D-fetale Neurosonografie

Abb. 16.20: Zwei Feten mit einem Aneurysma der Vena Galeni im Farb-Doppler Glass-Body-Modus und HD-Live-Flow.

16.6 Fetale Neurosonografie vor 14 SSW Mit der fast routinemäßig angebotenen sonografischen Diagnostik zwischen 11 und 14 SSW zur Messung der Nackentransparenz hat sich ein Teil der Diagnostik in das erste Trimenon verlagert. Lange Zeit war die Beurteilung des Gehirns beschränkt auf die Erkennung eines Schädels mit dem Ausschluss einer Anenzephalie sowie auf die Darstellung einer Falx cerebri zum Ausschluss einer Holoprosenzephalie. Hierbei ermöglicht der Tomografie-Modus eine Übersicht über die normale intrakranielle Anatomie (Abb. 16.21) und die Abgrenzung von auffälligen Befunden (Abb. 16.22). Die Einführung der intrakraniellen Transparenz mit ihrem Potenzial in der frühen Entdeckung von Spina bifida hat das Interesse an der Gehirnentwicklung im ersten Trimenon gesteigert. Abbildung 16.23 zeigt im Omniview die typischen intrazerebralen Veränderungen bei einem Feten mit einer offenen Spina bifida. Einige Wissenschaftler haben sich ferner mit dem 3D-Ultraschall und der embryonalen Entwicklung des Gehirns vor 10 SSW befasst (Abb. 16.24, 16.25). Das Studium der embryonalen Hirnentwicklung kann heute in vivo nur mittels 3D-Ultraschall vorgenommen werden. Der Einsatz des 3D am embryonalen und frühen fetalen Gehirn verwendet zum einen die verschiedenen Modi der multiplanaren Darstellung (Abb. 16.24–16.25) und zum anderen die räumliche Darstellung des Ventrikelsystems vor allem mittels Oberflächen-Modus (Abb. 16.26, 16.27), Inversion-Modus (Abb. 16.28 links), Sono-AVC-Modus (Abb. 16.28 rechts) oder der neuen Silhouette-Funktion (Abb. 16.29). Es ist zu erwarten, dass in Zukunft dank der 3D-Diagnostik zunehmend mehr Erfahrungen in der Sonoembryologie des Gehirns gewonnen werden, so dass eine frühe Diagnostik bei Risikopatientinnen angeboten werden kann.

16.6 Fetale Neurosonografie vor 14 SSW 

 195

Abb. 16.21: Mit 12 SSW kann auch bei einer transvaginalen 3D-Volumenaufnahme das fetale Gehirn mittels Tomografie-Modus in einer Übersicht analysiert werden. Man erkennt u. a. die beiden Plexus choroidei der Lateralventrikel (Plexus), die Falx cerebri (Falx), den Aquädukt von Sylvius zwischen beiden Pedunculi cerebri (*) und den vierten Ventrikel als intrakranielle Transparenz im Querschnitt (Pfeil).

Abb. 16.22: Fet mit 12 SSW mit einer Holoprosenzephalie gut erkennbar im Tomografie-Modus. Es ist keine Mittellinie im Vergleich zu Abb. 16.21 erkennbar.

196 

 16 3D-fetale Neurosonografie

Abb. 16.23: Fet mit einer offenen Spina bifida und intrakraniellen Veränderungen dargestellt im Omniview-Modus. Oben rechts: Querschnitt durch die hintere Fossa in Höhe der Pedunculi cerebri mit dem Aquädukt von Sylvius (*) in Richtung Okzipitalknochen verschoben, unten links: komprimierte hintere Fossa ohne Nachweis einer Transparenz (Pfeil), unten rechts: verdickter Hirnstamm (doppelter Pfeil).

Abb. 16.24: 3D-Volumendatensatz in der orthogonalen Darstellung von Schädel und Gehirn mit 9 SSW. Die Trennung beider Hemisphären, die Plexus choroidei und das Rhombencephalon sind gut erkennbar.

16.6 Fetale Neurosonografie vor 14 SSW 

 197

Abb. 16.25: 3D-Volumendatensatz eines Feten mit 9 SSW. Hier wurde mittels Omniview ein MedianSagittalschnitt gewählt.

Abb. 16.26: Links: Kopf eines Feten mit 12 SSW in 3D mit Oberflächen-Modus. Im rechten Bild wurde der Kopf mit Magicut geöffnet und man erkennt beide Hemisphären mit beiden Plexus choroidei (*) getrennt durch die Falx cerebri (Falx).

198 

 16 3D-fetale Neurosonografie

Abb. 16.27: Kopf von zwei Feten mit 12 SSW mit Blick von oben dargestellt im Oberflächen-Modus und in HD-Live mit Silhouette-Funktion. Links: Normale Anatomie mit Falx cerebri (Falx) und beiden Hirnhälften mit den großen Plexus choroidei (*) (ähnlich wie Abb. 16.26 rechts). Beim Feten rechts erkennt man eine Holoprosenzephalie mit Monoventrikel (doppelter Pfeil) mit fehlender Trennung beider Hirnhälften.

Abb. 16.28: Die Hirnventrikel können vor 11 SSW mittels Inversion-Modus (links) und Sono-AVC (rechts) als Ausgussform gut zur Darstellung gebracht werden.

16.6 Fetale Neurosonografie vor 14 SSW 

 199

Abb. 16.29: Kopf eines unauffälligen Feten mit 12 SSW mit Blick von vorn und von der Seite dargestellt mit Silhouette-Funktion. Beide Lateralventrikel sind gut zu sehen.

16.7 Fazit Die gezielte, fetale Neurosonografie zum Ausschluss fetaler Hirnfehlbildungen gilt als wichtiger Bestandteil der Ultraschalldiagnostik vor allem in der zweiten Schwangerschaftshälfte. Durch den Einsatz der 3D-Sonografie kann die Beurteilung des fetalen Gehirns zusätzlich erleichtert werden, indem bestimmte, unter eingeschränkten Schallbedingungen erschwert beurteilbare Ebenen rekonstruiert werden können. Nicht nur die Rekonstruktion, sondern auch die Offline-Analyse und die detaillierte Darstellung der Strukturen mittels Multiplanar-Modus stellen weitere Vorteile der 3D-Untersuchung dar. Bei gezielter Fragestellung kann die Offline-Analyse zusätzlich in der interdisziplinären Zusammenarbeit mit der Kinderneurologie zum Einsatz kommen. Die tomografische Darstellung der Schnittebenen bietet zudem eine gute Vergleichbarkeit mit der in der ZNS-Diagnostik bereits etablierten MRT-Untersuchung. Ferner ermöglicht die 3D-Technik die Möglichkeit, das frühe ZNS zu studieren und Fehlbildungen zu einem frühen Zeitpunkt auszuschließen.

17 3D des fetalen Skeletts 17.1 Grenzen der Beurteilung des fetalen Skeletts mittels 2D-Ultraschall Die Untersuchung der fetalen Knochen mittels 2D-Ultraschall ist oft auf einige Bereiche, die gut zugänglich sind, beschränkt. Bei der Untersuchung werden u. a. die Länge der langen Röhrenknochen gemessen, die Wirbelsäule in verschiedenen Ebenen dargestellt und Hände und Füße abgebildet. Wenige Schädelknochen werden beurteilt, was meist nur nebenbei während der Beurteilung des fetalen Profils oder bei Messung des biparietalen Durchmessers erfolgt. Bis auf die langen Röhrenknochen sind die meisten Knochen beim Feten jedoch gebogen, so dass sie in einem 2D-Bild nicht optimal abgebildet werden. Ein räumlicher Eindruck kann nur durch das Hinund Herbewegen des Schallkopfes erzielt werden, doch ohne die Möglichkeit der Dokumentation in einem einzelnen Bild. Eine gute Alternative ist die Anwendung von verschiedenen 3D-Ultraschall-Techniken. Damit kann das Skelettsystem unter normalen und pathologischen Bedingungen gut untersucht werden. Typische Techniken dafür ist der orthogonale Modus, der Tomografie-Modus und der Omniview-Modus, ergänzt durch die Hervorhebung der knöchernen Strukturen mittels VCI (s. Kap. 3, 4, 5). Ideal für die Knochen ist aber das Volumen-Rendering mittels Maximum-Modus, wie es ausführlich in Kapitel 8 erläutert wurde. In diesem Kapitel wird die Bedeutung der 3D-Sonografie in der Beurteilung des Skelettsystems anhand von klinischen Beispielen erläutert.

17.2 Die Wirbelsäule und die Rippen Die Wirbelsäule kann idealerweise mit den verschiedenen 3D-Methoden abgebildet werden (Abb. 17.1–17.6). Im Kapitel 8 wurde die Technik zur 3D-Rekonstruktion erläutert. Dabei kommt die Wirbelsäule mit den Wirbelkörpern und den Wirbelbögen gut zur Darstellung. In Abb. 8.12 kann man den unterschiedlichen Ossifikationsgrad zwischen dem ersten und zweiten Trimenon erkennen. Durch Navigation können auch die Wirbelkörper selektiv mit den Bandscheiben gesehen werden (Abb. 17.3–17.5). Mittels Magicut oder dem multiplanarem Modus können auch einzelne Wirbelkörper isoliert dargestellt werden (Abb. 17.5). Bei Frontalansicht wird die Wirbelsäule mit den Rippen dargestellt, was die Beurteilung der Symmetrie und Anzahl der Rippen ermöglicht (Abb. 17.1 rechts). Typische Anomalien, die mittels 3D beurteilt werden, sind die verschiedenen Formen der offenen und geschlossenen Spina bifida, wie Myelozele (Abb. 17.7, 17.8), Myelomeningozele (Abb. 17.9), Meningozele, Lipomeningozele und andere. Die Abb. 17.1–17.9 zeigen typische Bilder von normalen und auffälligen Feten.

17.2 Die Wirbelsäule und die Rippen 

 201

Abb. 17.1: 3D-Volumenaufnahme einer Wirbelsäule (Fet 22 SSW) dargestellt im multiplanaren orthogonalen Modus (links) und im Maximum-Modus (rechts).

Abb. 17.2: Nach einer Volumenaufnahme in statischem 3D kann der Untersucher mittels Omniview Schnitte nach Wunsch legen. Hier wurden im Orientierungsbild drei Schnitte gelegt: die gelbe Linie zeigt einen Schnitt in der sagittalen Ebene (Bild oben rechts) und die zwei schrägen Schnitte (magenta und zyan) jeweils in Höhe der lateralen Dornfortsätze und Wirbelkörper.

202 

 17 3D des fetalen Skeletts

Abb. 17.3: Mittels Omniview lässt sich die Wirbelsäule mit Rippen in 4D im Maximum-Modus aufnehmen und mittels Volume-Contrast-Imaging (VCI) (hier 14 mm Dicke) besser hervorheben.

Abb. 17.4: Im 3D-Volumen kann man sich in die Schichten hineinbewegen und unterschiedliche Perspektiven wählen. Links: Blick von dorsal auf Wirbelsäule und Rippen; Mitte: seitliche Aufsicht auf die Wirbelsäule mit der intakten Hautkontur, die die Wirbelsäule zudeckt und rechts: Blick in eine tiefere Ebene von dorsal mit Darstellung der Wirbelkörper.

17.2 Die Wirbelsäule und die Rippen 

 203

Abb. 17.5: Aus dem 3D-Volumen kann man auch selektiv Details hervorheben. Hier ein Wirbelkörper ausgeschnitten (links) und vergrößert (rechts). Man erkennt im Querschnitt die drei Ossifikationszentren vom Wirbelkörper (Pfeil) und Wirbelbögen (*).

Abb. 17.6: Biplane Abbildung der Wirbelsäule. Links im Bild wird die Wirbelsäule im Längsschnitt eingestellt und entlang der Linie wird der Querschnitt der Wirbelsäule eingesehen.

204 

 17 3D des fetalen Skeletts

Abb. 17.7: Omniview bei einem Feten mit einer Myeloschisis (Myelozele) (Pfeil) mit einem Querschnitt in der Höhe des Defekts (oben rechts), einem Schnitt oberhalb des Defekts (unten rechts) und in einer Frontalaufsicht auf den Defekt (unten links).

Abb. 17.8: Omniview bei einem Feten mit einer Myeloschisis (Myelozele) mit einer Schicht von 17 mm und im Oberflächen-Modus, mit Blick auf den Defekt (Pfeil).

17.2 Die Wirbelsäule und die Rippen 

 205

Abb. 17.9: Myelomeningozele im lumbosakralen Bereich im Oberflächen-Modus (links) und im Maximum-Modus (rechts).

Abb. 17.10: Drei Feten mit Keilwirbel (Pfeil) im Maximum-Modus mit unterschiedlicher Abknickung der Wirbelsäule. Das Ausmaß solcher Abknickungen kommt besser in 3D zur Darstellung.

Keilwirbel und das Bild der Kyphoskoliose lassen sich oft schon in 2D entdecken, doch die bildliche Darstellung gelingt am besten mittels 3D unter Einsatz des Maximum-Modus, wie in Abb. 17.10 und 17.11 zu sehen ist. Seltenere Anomalien betreffen auch die Rippen – entweder isoliert oder im Zusammenhang von syndromalen Erkrankungen. Die Abb. 17.11–17.13 zeigen einige Feten mit Anomalien mit Beteiligung der Wirbelsäule.

206 

 17 3D des fetalen Skeletts

Abb. 17.11: Fet mit einer geschlossenen Spina bifida und schwerer Wirbelsäulen- und Rippenanomalie bei Verdacht auf eine spondylokostale Dysostose. Der Befund kommt am besten im Maximum-Modus zur Darstellung.

Abb. 17.12: Wirbelsäule im Maximum-Modus bei einem normalen Feten (links) und bei einem Feten mit einer unklaren syndromalen Erkrankung mit Skelettbeteiligung (rechts). Man achte auf die dünnen Rippen rechts mit auffälliger Anordnung der tiefen thorakalen Rippen.

17.3 Die Extremitäten 

 207

Abb. 17.13: Seitliche Darstellung der Wirbelsäule im Maximum-Modus bei einem normalen Feten (links). Bei den beiden Feten (Mitte und rechts) erkennt man eine Unterbrechung der lumbosakralen Wirbelsäule im Sinne einer segmentalen spinalen Dysgenesie. Beim Feten rechts lag ein schweres kaudales Regressions-Syndrom bei maternalem Diabetes mellitus vor.

17.3 Die Extremitäten Die einzelnen Extremitäten lassen sich nicht nur im Oberflächen-Modus, sondern auch in ihren knöchernen Strukturen mit dem Maximum-Modus abbilden (Abb. 17.14– 17.18). Idealerweise sollte die Aufnahmeebene eine Aufsicht auf Arm oder Bein sein (s. Kap. 7), um im gerenderten Bild eine gute Perspektive zu bekommen. Dabei sollte versucht werden, den Arm mit Hand bzw. das Bein mit dem Fuß einzusehen. Die Darstellung der Extremitäten im Maximum-Modus erlaubt zum einen sehr einfach und reproduzierbar die Darstellung der normalen Anatomie, zum anderen aber auch die räumliche Darstellung bei entsprechender Pathologie (Abb. 17.14–17.18). Gerade in solchen Fällen bestehen im 2D-Bild oft Schwierigkeiten, eine gute Übersicht und Orientierung zu bekommen. Typische Befunde können komplex sein, wie beim partiellen oder kompletten Fehlen einer Extremität, bei einer Radiusaplasie, bei diversen Skelettdysplasien mit Verkürzung, Verbiegung oder Frakturen der Knochen oder beim häufigen Befund eines Klumpfußes zu sehen ist (s. Abb. 17.14–17.18). Isolierte Anomalien der Hände wie Polydaktylie, Oligodaktylie, Spalthand, Syndaktylie u. a. können durch die selektive Aufnahme der Hand hervorgehoben werden.

208 

(a)

 17 3D des fetalen Skeletts

(b)

(c)

(d)

Abb. 17.14: Maximum-Modus mit Darstellung des Unterarms mit Radius (R) und Ulna (U) und Hand; (a) Normaler Fet, (b) Fet mit „Löffelhand“ und Syndaktylie beim Apert-Syndrom, (c) Fet mit fehlender Hand, (d) Fet mit Radiusaplasie, verkürzter Ulna (Pfeil) und typischer Handhaltung.

Abb. 17.15: Fet mit fehlendem Unterarm im Oberflächen-Modus (links) und im Maximum-Modus (rechts).

17.3 Die Extremitäten 

 209

Abb. 17.16: Arme von drei Feten mit Skelettdysplasien dargestellt im Maximum-Modus. Beim Feten links lag ein Kurzrippen-Polydaktylie-Syndrom als Ellis-van-Creveld-Syndrom, beim Feten in der Mitte eine Osteogenesis imperfecta und beim Feten rechts eine thanatophore Dysplasie vor.

Abb. 17.17: Klumpfuß im Oberflächen-Modus (links), mittels VCI-A und Maximum-Modus (Mitte) und im statischen 3D mit Maximum-Modus (rechts).

210 

 17 3D des fetalen Skeletts

Abb. 17.18: Bilaterale Klumpfüße im Oberflächen-Modus (links) und im Maximum-Modus (rechts).

17.4 Das Gesicht und die Schädelknochen Eine 3D-Darstellung der Knochen des Kopfes schließt sowohl den Gesichtsschädel (Abb. 17.19) als auch die anderen Schädelknochen mit den Nähten (Abb. 17.20, 17.21) und den Fontanellen ein. Hier kann in 2D nicht annährend die Information erreicht werden, die mittels 3D gewonnen werden kann. Mittels 3D wurden in einigen Studien sowohl die Veränderungen der Frontalnaht unter normalen Bedingungen als auch bei Fehlbildungen intensiv untersucht (Abb. 17.19). Typische Befunde sind die fusionierte

Abb. 17.19: Schädelknochen im Maximum-Modus mit Blick von vorn auf die Gesichtsknochen mit der normalen Frontalnaht (links), breiten Naht beim Apert-Syndrom bei Koronarnaht-Synostose (Mitte) und rechts bei einem Feten mit Frontalnaht-Synostose (Pfeil) bei Holoprosenzephalie und LippenKiefer-Gaumenspalte (*) bei einem Feten mit einer Trisomie 13.

17.4 Das Gesicht und die Schädelknochen 

 211

Abb. 17.20: Maximum-Modus vom seitlichen Kopf mit Schädelnähten bei einem normalen Feten links und rechts bei einem Feten mit Apert-Syndrom und Koronarnaht-Synostose. Die Koronarnaht ist links sehr gut sichtbar (Pfeil), doch rechts nicht erkennbar (?). Der Fet ist auch in Abb. 20.19 abgebildet.

Abb. 17.21: Fet mit unklarem Syndrom mit Beteiligung des Skelettsystems. Hier im Maximum-Modus eine gestörte Ossifikation des Parietalknochens (Kreis). Vgl. mit normaler Ossifikation in Abb. 17.20 links.

Frontalnaht bei Feten mit alobärer Holoprosenzephalie oder eine weite Frontalnaht typisch für eine Kraniosynostose der Koronarnaht, wie man sie beim Apert-Syndrom findet (Abb. 17.19, 17.20). Das hypoplastische oder nicht ossifizierte Nasenbein ist in der Frontal- und in der Seitenansicht gut zu entdecken (s. Abb. 8.15). Bei Enzephalozelen oder anderen „Tumoren“ am Kopf oder Gesicht hilft die 3D-Sonografie in der Beurteilung, ob und wie groß auch der knöcherne Defekt ist. Zusätzliche Knochen (Wormian bones) können gelegentlich in der Frontalnaht oder in der kleinen Fontanelle gefunden werden und müssen keinen pathologischen Charakter haben.

18 3D des fetalen Gesichts 18.1 Die sonografische Untersuchung des Gesichts im 2D- und 3D-Ultraschall Die Untersuchung des fetalen Gesichts mittels 2D-Ultraschall fokussiert sich typischerweise auf die Darstellung des Profils und auf eine zusätzliche Frontalansicht mit beiden Augenhöhlen und Nasen-Mund-Dreieck. Eine systematische Untersuchung sollte jedoch auch ein Gleiten von links nach rechts um das Profil herum sowie einen Schwenk im Querschnitt um Augen, Nase, Lippe, Ober- und Unterkiefer beinhalten. Selten werden in diesem Zusammenhang im Screening auch die Ohren mitbeurteilt. Für die untersuchte Schwangere ist das Profil eine der wichtigsten Aufnahmen, da sie ihr Kind hier gut erkennen kann. Mit den verschiedenen 3D-Techniken lässt sich das Gesicht je nach Fragestellung zusätzlich auf vielfältige Weise abbilden. Eine der Hauptvorteile der 3D-Oberflächen-Darstellung besteht darin, dass das gesamte Gesicht auf einmal zu sehen ist und der Fet somit personifiziert wird, was auch eine mögliche Bindung (engl. Bonding) ermöglicht. Interessant ist ferner die Beobachtung, wie sich die Gesichtszüge zwischen dem ersten und dritten Trimenon entwickeln (Abb. 18.1). Vor allem im dritten Trimenon ähneln die Abbildungen des Gesichts einigen Merkmalen nach der Geburt.

Abb. 18.1: Fetale Gesichter dargestellt im 3D-Oberflächen-Modus. Die Form und Proportionen des Gesichts ändern sich deutlich zwischen ca. 12 SSW (Gruppe links), ca. 22 SSW (Gruppe Mitte) und ca. 30 SSW (Gruppe rechts).

18.2 Das Gesicht im multiplanaren Rendering  

 213

18.2 Das Gesicht im multiplanaren Rendering Für die Beurteilung des Gesichts im multiplanaren Rendering erfolgt die Akquisition am besten in einem horizontalen Querschnitt (im Startbild sind beide Augenhöhlen sichtbar) bzw. in einer sagittalen Mittelebene (Gesichtsprofil). Die Strukturen können auch mittels Volume-Contrast-Imaging (VCI) (s. Kap. 3) hervorgehoben werden. Durch Navigation im Volumendatensatz im multiplanaren orthogonalen Modus (Abb. 18.2) bzw. durch Wahl des Abstandes der Ebenen im Tomografie-Modus (Abb. 18.3) lässt sich das Gesicht mit all seinen Details wie Stirn, Augen, Nase, Mund und Kiefer abbilden (Abb. 18.2, 18.3). Durch Einsatz des Omniview-Modus können Strukturen gezielt dargestellt werden (Abb. 18.5, 18.6), wie z. B. der harte und weiche Gaumen im Normalfall und bei Verdacht auf eine Spaltbildung (Abb. 18.6). Die Abb. 18.7 zeigt im Tomografie-Modus das Gesicht eines Feten mit Mikrophthalmie.

Abb. 18.2: Gesicht im multiplanaren Rendering im orthogonalen Modus. Der Schnittpunkt (Navigationspunkt) wurde hier im Bereich der Nase platziert und die Bilder wurden entsprechend gedreht und angepasst.

214 

 18 3D des fetalen Gesichts

Abb. 18.3: Gesicht im multiplanaren Rendering im Tomografie-Modus. Das Orientierungsbild oben links zeigt das Profil und die tomografischen Bilder zeigen Parallelschnitte von Augen (unten rechts) bis zum Unterkiefer (oben rechts).

Abb. 18.4: Darstellung des harten Gaumens (dicker Pfeil) im orthogonalen Modus bei einem unauffälligen Feten (links) und bei einem Feten mit einer bilateralen Lippen-Kiefer-Gaumen-Spalte (zwei Pfeile).

18.2 Das Gesicht im multiplanaren Rendering  

 215

Abb. 18.5: Gesichtsdetails im multiplanaren Rendering abgebildet mit Omniview. Drei Schnittlinien in Gelb, Magenta und Zyan wurden im Orientierungsbild oben links gelegt und die wichtigsten Strukturen hervorgehoben. Im Bild oben rechts sind die Orbitae gut zu sehen, im Bild unten links das Nasen-Mund-Dreieck und im Bild unten rechts der Oberkiefer-Knochen (vgl. mit Abb. 18.6).

Abb. 18.6: Fet mit mediolateraler Lippen-Kiefer-Gaumenspalte (Pfeil) mit Hervorhebung von Details durch Omniview. Durch gezieltes Legen der drei Linien (Gelb, Magenta und Zyan) im Orientierungsbild mit Verstärkung durch Volume Contrast Imaging (VCI) werden die wichtigsten Strukturen hervorgehoben. Beide Orbitae erscheinen unauffällig und der Defekt ist im Frontalbild (unten links) und im Querschnitt (unten rechts) im Oberkieferbereich sichtbar.

216 

 18 3D des fetalen Gesichts

Abb. 18.7: Gesicht im multiplanaren Rendering im Tomografie-Modus bei einem Feten mit einseitiger Mikrophthalmie (Pfeil). Der Schnittpunkt wurde auf das erkrankte Auge gelegt und die tomografischen Bilder zeigen den Unterschied zwischen dem normalen (kurzer Pfeil) und dem erkrankten Auge (langer Pfeil) (unten rechts).

18.3 Das normale Gesicht im 3D-/4D-Oberflächen-Modus Die 3D- und 4D-Darstellung des Gesichts ist oft das Erste, was in der 3D-Volumensonografie erlernt wird. Bei der Volumenakquisition sollte darauf geachtet werden, dass sich Fruchtwasser vor dem Gesicht befindet und die Gesichtsoberfläche bei der Wiedergabe frei liegt, um somit den besten Effekt erzielen zu können. Dabei geht der Untersucher wie ein Fotograf durch eine leicht seitliche Schallkopfposition vor dem Gesicht vor. Am wichtigsten scheint die Region der Nase und des Mundes zu sein, die im Mittelpunkt bei der Akquisition stehen sollten. Das Volumen sollte nicht zu knapp eingestellt sein, da benachbarte Strukturen auch zu einem räumlichen Eindruck beitragen. An dieser Stelle sollten Unterschiede zwischen dem Profil im 2D- und 3D-Modus betont werden. Die Abb. 18.8 und 18.9 zeigen zwei Profile, die im B-Bild akzeptabel sind. Für eine 3D-Aufnahme ist das Bild in Abb. 18.8 jedoch weniger geeignet als das Bild in Abb. 18.9. Für eine gute Aufnahme sollten Mund, Nase, Augen und Stirn besser auf einer Höhe liegen, sonst ist die Mundpartie tief im Bild und nicht gut erkennbar, wie der Vergleich in Abb. 18.8 und 18.9 verdeutlicht. Noch lebendiger wirkt es, wenn zusätzlich zum Gesicht, Hände oder andere benachbarte Strukturen mitaufgenommen werden (Abb. 18.10). Nach der statischen 3D-Aufnahme können störende benachbarte Strukturen mit Magicut eliminiert werden (Abb. 18.10). Durch Veränderung der Verstärkung

18.3 Das normale Gesicht im 3D-/4D-Oberflächen-Modus 

 217

Abb. 18.8: 3D-statische Aufnahme aus einer Einstellung eines Profils mit Mund tief im Bild, denn der Abstand vom Kinn zur Oberfläche ist viel größer als von Stirn zur Oberfläche (links). Das Ergebnis in 3D zeigt, dass die Mund-Kinn-Partie nicht optimal zu sehen ist (s. Unterschied in Abb. 18.9).

Abb. 18.9: 3D-statische Aufnahme aus einer Einstellung eines Profils mit einer waagrechten Lage des Gesichts mit Stirn und Mund in fast gleicher Höhe in 2D (links). Der Abstand zum Schallkopf ist ähnlich und das 3D-Ergebnis zeigt eine gute Abbildung von Stirn und Kinn. Die Mund-Kinn-Partie (Pfeil) ist besser zu erkennen als im vorigen Bild.

218 

 18 3D des fetalen Gesichts

Abb. 18.10: Viele der Gesichtsbilder werden oft durch den Einsatz des elektronischen Skalpells Magicut verbessert. Hier zwei Beispiele. Im oberen Bilderpaar wurden vor der Hand und hinter dem Kopf störende Umgebungsstrukturen radiert, um das Ergebnis oben rechts zu bekommen. Im unteren Bilderpaar ist das Ergebnis links schon sehr gut, doch die Nabelschnur um den Hals könnte die werdende Mutter unnötig beunruhigen und wurde entsprechend mit Magicut gelöscht (rechts).

(Gain) und der Schwelle (Threshold) können störende Umgebungsgeräusche weggefiltert werden. Einen fast natürlichen Effekt erzielt man, wenn man als Farbe HD-Live hinzunimmt, die einer hellen Hautfarbe entspricht. Das Bild sollte dann mit einem Weichfilter bearbeitet werden (Schatten, Shadow) und wenn möglich sollte die Lichtquelle von oben statt von vorn auf das Bild fallen (s. Abb. 3.15). Die Abb. 18.11 und 18.12 zeigen eine Sammlung von Bildern, die auf diese Art und Weise bearbeitet wurden. Bei der 4D-Untersuchung reduziert sich die Notwendigkeit der intensiven Bearbeitung mit Magicut und anderen Funktionen, da bei einem sich bewegenden Feten die Bilder ständig wechseln. Der Untersucher ist auf andere Details des Gesichts konzentriert, vor allem die Mimik, die Öffnung von Mund und Augen u. a. Die Abb. 18.13 und 18.14 zeigen Beispiele von Gesichtern mit Mimik-Details. Vor allem interessant ist die 4D-Untersuchung im dritten Trimenon, wenn Gesichtsgrimassen intensiver sind (Abb. 18.13). Im dritten Trimenon wirken die Gesichter extrem realistisch und unterscheiden sich soviel voneinander wie nach der Geburt. Abb. 18.15 zeigt fünf Profile von Feten nach 28 SSW, die zeigen, wie unterschiedlich die Physiognomie der Feten ist. Abb. 18.16 zeigt das Gesicht vor und nach der Geburt bei zwei Kindern. Zur Analyse des Gesichts im 3D-Modus gehört auch die Beurteilung der Wange und des Ohrs. Sie wird im nächsten Abschnitt besprochen.

18.3 Das normale Gesicht im 3D-/4D-Oberflächen-Modus 

 219

Abb. 18.11: Sammlung von 3D-Gesichtsbildern im Oberflächen-Modus um 20–25 SSW. Verschiedene Gesichtsausdrücke sind erkennbar und typischerweise erscheint die Augenpartie um diese Zeit etwas vorgewölbt. Die Augen bleiben geschlossen. Erst ab ca. 28 SSW erkennt man gelegentlich offene Augen.

220 

 18 3D des fetalen Gesichts

Abb. 18.12: Eine der typischen Haltungen eines Feten ist die Hand vor Kopf oder Gesicht. Nicht immer ist dies bei der 3D-Aufnahme störend. Für eine gute Übersicht sollte der Untersucher bei Volumenaufnahme eine große Volumenbox wählen.

Abb. 18.13: Kleine Serie von Bildern, die die Gesichtsmimik bei zwei Feten bei einer 4D-Aufnahme zeigen. In der oberen Reihe erkennt man, wie der Fet lächelt. In der unteren Reihe beobachtet man den Feten beim Grimassieren.

18.3 Das normale Gesicht im 3D-/4D-Oberflächen-Modus 

 221

Abb. 18.14: In 4D gelingt oft die Beobachtung der Mimik der Feten. Hier beim Gähnen, Lächeln, Zunge zeigen, Daumenlutschen, Nachdenken und mit offenen Augen, die dunkle Umgebung erkundend.

Abb. 18.15: Im dritten Trimenon nach 28 SSW bekommen die Feten mehr und mehr ihre persönlichen charakteristischen Gesichtszüge. Die Form von Nase und Mund, die Gesichtsproportionen und die Wangendicke geben dem Gesicht typische Züge, die dem postnatalen Bild stark ähneln. Hier das Profil von fünf Feten mit unterschiedlichem Aussehen (vgl. auch Abb. 18.16). Oft erkennen die werdenden Eltern eine Ähnlichkeit mit älteren Geschwistern, mit sich selbst oder den Großeltern.

222 

 18 3D des fetalen Gesichts

Abb. 18.16: Vergleich des Profils von zwei Feten im 3D-Bild im dritten Trimenon mit dem postnatalen Profil. Nase und Mundpartie sind oft identisch.

18.4 Das auffällige Gesicht in 3D/4D Gesichtsdysmorphien sind seit Beginn des Einsatzes der 3D-Sonografie eine wichtige Fragestellung. Dabei steht oft die Oberflächendarstellung im Mittelpunkt der Diagnostik und ergänzt die Information im 2D-Bild. Proportionen des Kopfes wie Mikro-und Makrozephalien (Abb. 18.17), die Stirn-Augen-Nasen-Gegend (Abb. 18.18, 18.19), die Mundpartie bei Lippen-Kiefer-Gaumenspalten (Abb. 18.20) und anderen Auffälligkeiten (Abb. 18.21) oder bei Retrognathie wie z. B. Pierre-Robin-Syndrom, sind wichtige Fragestellungen. Feten mit einer Trisomie 21 haben im 3D-Modus eine typische Physiognomie (Abb. 18.22) mit einem schmalen Mund, einer mongoloiden Lidachse u. a., wobei diese Befunde eher im dritten Trimenon deutlich werden und nicht ohne die zusätzlichen Informationen im 2D-Bild betrachtet werden sollten. In diesem Kapitel kann der Leser normale Gesichter in 3D in Abb. 18.8–18.16 mit auffälligen Gesichtern in den Abb. 18.17–18.24 vergleichen.

Abb. 18.17: Feten mit auffälliger Kopfform und -größe. Fet links mit einer Mikrozephalie und Fet rechts mit einer Makrozephalie beim Apert-Syndrom (s. a. Abb. 18.19) mit gestörten Proportionen zwischen Mittelgesichts- und Stirnpartie in beiden Fällen.

18.4 Das auffällige Gesicht in 3D/4D 

 223

Abb. 18.18: Feten mit schweren Gesichtsfehlbildungen mit Einbeziehung von Augen, Nase und Mund bei assoziierter Holoprosenzephalie. Links mit Proboscis, Mitte mit Zyklopie und Otozephalie und rechts mit Arrhinie und Hypotelorismus.

(a)

(c)

(b)

(d)

(e)

Abb. 18.19: Fet mit einem Apert-Syndrom mit 23 SSW mit Koronarnaht-Synostose und breiter Frontalnaht. Typische Zeichen sind in diesen Bildern zu erkennen: (a) im Profil im 2D-Bild mit Turmschädel; (b) vorgewölbte Stirn (frontal bossing) mit Turmschädel; (c) Makrozephalie mit Hypertelorismus und beginnender Exophthalmie, (d) bei Erhöhung der Transparenz sieht man die breite Frontalnaht. In (e) hat der Fet die Hand vor das Gesicht gelegt und die Handanomalie wie eine „Löffelhand“ ist zu erkennen.

224 

 18 3D des fetalen Gesichts

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

(f)

Abb. 18.20: Feten mit unterschiedlichen Gesichtsspalten (Pfeil); unilaterale Lippenspalte (a) und (d), medio-laterale Lippen-Kiefer-Gaumenspalte in (b) und (e) und mediane Lippen-Kiefer-Gaumenspalte in (c) und (f).

Abb. 18.21: Links: Fet mit einem Lymphangiom am Hals, das in 3D im Umfang gut zu erkennen ist. Rechts: Fet mit einem Hautanhängsel an der Wange.

18.4 Das auffällige Gesicht in 3D/4D 

 225

Abb. 18.22: Frontale Ansicht des Gesichts in 3D bei zwei Feten mit einer Trisomie 21. Wenige Feten fallen über den offenen Mund auf (Bilder links). Interessanten Merkmale sind die Proportionen zwischen Nase und Mund bei kleiner flacher Nase und Mikrostomie. Nasen- und Mundbreite sind im Gegensatz zu normalen Feten gleich.

Abb. 18.23: Feten mit Gesichtsdysmorphie im 2D- und 3D-Modus. Oben: Fet mit einem Pierre-RobinSyndrom. Im B-Bild (oben links) ist der Befund einfach erkennbar. Eine Linie vom Kinn zur Oberlippe verläuft weit von der Nase und ist am seitlichen 3D-Bild (oben rechts) gut zu erkennen. Unten: Fet mit einer Mittelgesichtshypoplasie als Verdacht auf Binder-Syndrom (oder Binder-Gesicht). Dahinter können verschiedene Ätiologien stecken, vor allem aber eine Chondrodysplasia punctata. Hier lag eine Chromosomenstörung vor.

226 

 18 3D des fetalen Gesichts

Zur Analyse des normalen und auffälligen Gesichts im 3D-Modus gehört auch die Beurteilung der Wange und der Ohren. Mit einer schrägen Aufnahme lässt sich die Ohrmuschel am besten abbilden. Abb. 18.25 zeigt Beispiele von normalen und auffälligen Befunden an den Ohren.

Abb. 18.24: Feten mit einem Augentumor als Gesichtstumor im orthogonalen B-Bild (links) und im 3D-rekonstruierten Bild (rechts).

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

(f)

(g)

(h)

Abb. 18.25: Ohren können auch beim Feten Varianten zeigen, die in 3D gut zu erkennen sind. Normale Ohren in der oberen Reihe in (a) bis (d). Dagegen zeigt die untere Reihe auffällige Ohren: in (e) ein kleines Ohr bei einer Trisomie 21, in (f) eine dysplastische Ohrmuschel, und in (g) und (h) eine Mikrotie im Rahmen von syndromalen Erkrankungen.

18.5 Das knöcherne Gesicht in 3D/4D 

 227

18.5 Das knöcherne Gesicht in 3D/4D Der Gesichtsschädel lässt sich am besten im Maximum-Modus wiedergeben (zur Methode s. Kap. 7). Die Volumen-Akquisition erfolgt entweder im statischen 3D-, im 4D- oder im VCI-Omniview-Modus. Voraussetzung für eine gute Knochendarstellung ist vor Beginn der Aufnahme die Reduktion der Graustufen-Verstärkung im 2D-Bild. Die Volumenaufnahme erfolgt je nach Region entweder direkt aus einem MedianSagittalschnitt oder für die Schädelknochen von einer seitlichen Aufnahme. Um die Knochen besser hervorzuheben, sollte die Schicht 20 mm und dünner gewählt werden. In einer Frontalaufnahme des Gesichts sind die beiden Frontalknochen mit der Frontalnaht, die beiden Augenhöhlen, die Nasenknochen, die Maxilla und die Mandibula zu erkennen (Abb. 18.26). Die Abb. 18.26 zeigt einen Normalbefund und im Vergleich auffällige Befunde. Durch Drehung in den Median-Sagittalschnitt kommt das Gesichtsprofil zur Abbildung. Durch Bewegung nach lateral können die Gesichtsknochen bis hin zu den Kiefergelenken dargestellt werden. Der „reverse face view“, ein Blick auf das Gesicht von hinten (Abb. 18.27) wurde bei der Diagnostik von Spaltbildungen propagiert (Abb. 18.28).

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

(f)

Abb. 18.26: Knöcherner Gesichtsschädel im Maximum-Modus dargestellt; (a) normaler Fet mit typischen Leitstrukturen wie Frontalnaht (1), Nasenbein (2), Orbitae (3), Maxilla (4) und Mandibula (5). Im Vergleich Feten mit Auffälligkeiten oder Anomalien (Pfeil): (b) Fet mit Koronarsynostose (hier beim Apert-Syndrom) mit breiter Frontalnaht, (c) Fet mit Synostose der Frontalnaht, (d) Fet mit fehlendem Nasenbein, (e) Fet mit medio-lateraler Lippen-Kiefer-Gaumenspalte, (f) Fet mit Mikrophthalmie links und unterschiedlichen Orbitadurchmessern.

228 

 18 3D des fetalen Gesichts

Abb. 18.27: Reverse Face View bei einem normalen Feten. Diese Darstellung zeigt das Gesichtsbild von innen und hinten betrachtet. Die Projektionslinie wird von innen nach außen gelegt.

Abb. 18.28: Reverse-Face-View bei einem Feten mit medio-lateraler Lippen-Kiefer-Gaumenspalte.

19 3D intrathorakaler und intraabdominaler Organe 19.1 Einführung In den Kapiteln wurde die Anwendung der 3D- und 4D-Sonografie in der fetalen Echokardiografie, in der Neurosonografie, in der Beurteilung des Gesichts und in der Skelettdiagnostik erläutert. Die Untersuchung der intrathorakalen und intraabdominalen Organe unter normalen und pathologischen Bedingungen kann ebenfalls mit Hilfe der verschiedenen 3D-Techniken, die in den Kapiteln 1–15 dargestellt wurden, unterstützt werden. Die Dokumentation eines Befundes mittels Tomografie-Modus ist immer aussagekräftiger, als nur mit einem einzelnen Bild oder einer Sammlung von einzelnen 2D-Bildern ohne Bezug zueinander. Ein 3D-Volumen-Rendering beleuchtet auch deutlicher den räumlichen Umfang eines Befundes als nur ein Schnittbild. Im Folgenden werden anhand von Beispielen und Tabellen die 3D-/4D-Anwendungen bei typischen pathologischen Befunden vorgestellt.

19.2 Intrathorakale Organe Typische pathologische Befunde der intrathorakalen Organe (das Herz ausgenommen) beinhalten z. B. den Zwerchfelldefekt mit der Hervorhebung der Verschiebung der intrathorakalen Organe (Abb. 19.1–19.3) und der Abbildung der unterschiedlich großen Lungen. Fehlbildungen der Lungen wie die zystische Malformationen der Lunge (Abb. 19.4), die bronchopulmonale Sequestration („Lungensequester“) (Abb. 19.5–19.9) und andere zystische Befunde können mittels 3D ebenfalls gezielt untersucht werden. Beim Hydrothorax kann der Umfang des Befundes mittels 3D besser eingeschätzt werden (Abb. 19.10), ggf. das Volumen auch z. B. mittels VOCAL bzw. Sono-AVC gemessen werden (Abb. 19.7). Der räumliche Bezug der Läsion kann zwar am besten mit dem Tomografie-Modus eingeschätzt werden, aber die neue Biplane-Darstellung mit dem Matrix-Schallkopf (s. Kap. 14) verschafft schon während der Live-Untersuchung eine schnelle und zuverlässige Übersicht. In der Tab. 19.1 werden für die häufigsten Diagnosen mögliche Anwendungen aufgelistet und in den Abb. 19.1–19.10 sind diese beispielhaft aufgezeigt.

230 

 19 3D intrathorakaler und intraabdominaler Organe

Abb. 19.1: Links: Bei diesem Feten mit einem linksseitigen Zwerchfelldefekt ist der Magen (*) links (L), im Thorax und das Herz (H) ist nach rechts (R) verschoben. Rechts: In einer 3D-frontalen Projektion, hier zu sehen im Minimum-Modus, lassen sich Magen und Herz nebeneinander darstellen. Vergleiche mit einem normalen Feten mit Magen im Abdomen unter dem Zwerchfell (Abb. 9.4).

Abb. 19.2: Linksseitiger Zwerchfelldefekt dargestellt im 3D-Tomografie-Modus mit Magen (*) neben dem Herzen (H). Das ist auch im Orientierungsbild oben links bereits erkennbar.

19.2 Intrathorakale Organe  

 231

Abb. 19.3: Thoraxquerschnitt mit Blick von oben im Oberflächen-Modus bei zwei Feten mit linksseitigem Zwerchfelldefekt. Das Herz ist nach rechts (R) im Thorax verlagert und die rechte Lunge (RL) ist zu erkennen. Die Position des Magens (*) kann jedoch unterschiedlich sein, hinten oder vorn neben dem Herzen, je nach den verlagerten Organen im Thoraxraum.

Abb. 19.4: Isolierte Zyste im rechten Thoraxraum (Pfeil) im Tomografie-Modus, mit Verdacht auf eine bronchiogene Zyste, die typischerweise von hyperechogenem Lungengewebe umgeben ist.

232 

 19 3D intrathorakaler und intraabdominaler Organe

Abb. 19.5: Tomografie-Modus bei einem Feten mit einer kongenitalen zystischen adenomatoiden Malformation der Lunge (CCAM). Pfeile zeigen zu den mittelgroßen Zysten im rechten Lungenflügel.

Abb. 19.6: Tomografie-Modus bei hyperechogener Lunge rechts bei Verdacht auf Lungensequestration.

19.2 Intrathorakale Organe  

 233

Abb. 19.7: Quantifizierung des Volumens der hyperechogenen Lunge aus dem vorigen Bild mittels VOCAL (s. Kap. 15).

Abb. 19.8: Eine Lungensequestration links wird hier im Tomografie-Modus dargestellt (s. nächste Abb.).

234 

 19 3D intrathorakaler und intraabdominaler Organe

Abb. 19.9: Bei einem Feten mit einer Lungensequestration wird hier die versorgende Arterie (Pfeil) aus der Aorta (AO) descendens räumlich mit Glass-Body-Modus und HD-Live-Flow abgebildet; Herz (H).

Abb. 19.10: Hydrothorax links (*) mit Herzverschiebung nach rechts und Kompression der linken Lunge (Pfeil). Links: Blick von oben im Minimum-Modus. Mitte und rechts: Blick von der linken Seite im Oberflächen-Modus mit Gradient Licht resp. HD-Live-Darstellung.

Tab. 19.1: Typische intrathorakale Anomalien mit Anwendungsmöglichkeiten der 3D-Techniken. Fehlbildungen

3D-Technik

Zwerchfelldefekt

Tomografie-Modus Minimum-Modus Oberflächen-Modus VOCAL zur Lungenvolumenberechnung

CCAM: kongenitale zystische adenomatoide Malformationen der Lunge

Tomografie-Modus Minimum-Modus Sono-AVC (Zysten-Volumen)

19.3 Intraabdominale Organe 

 235

Tab. 19.1: (Fortsetzung) Fehlbildungen

3D-Technik

Bronchopulmonale Sequestration

Tomografie-Modus Minimum-Modus Glass-Body-Modus mit Darstellung des versorgenden Gefäßes

Hydrothorax

Tomografie-Modus Minimum-Modus Oberflächen-Modus Sono-AVC Hydrothorax-Volumen

19.3 Intraabdominale Organe 19.3.1 Das gastrointestinale System Anomalien des gastrointestinalen Systems beinhalten Lageanomalien des Magens (Situs inversus), Obstruktionen des Magen-Darm-Trakts (Duodenalatresie, Dünndarmatresie, Ileus) (Abb. 19.11, 19.12) und Bauchwanddefekte (Abb. 19.13–19.16). Anomalien

Abb. 19.11: Tomografie-Modus mit Blick anterior-posterior auf Thorax, Zwerchfell (Pfeil) und Abdomen mit einem dilatierten Magen und Duodenum (*) bei Double-Bubble-Zeichen. Die Diagnose Duodenalatresie mit 27 SSW war der Hinweis auf eine Trisomie 21. Das Double-Bubble-Zeichen lässt sich mit einem Volumen-Rendering-Modus besser darstellen, wie im nächsten Bild zu sehen ist; Herz (H).

236 

 19 3D intrathorakaler und intraabdominaler Organe

Abb. 19.12: Double-Bubble-Zeichen bei Duodenalatresie im Minimum-Modus (oben links) im InversionModus und HD-Live (oben rechts). In Bild unten links wurden mit Sono-AVC das Volumen berechnet und Magen und Duodenum dargestellt und im Bild unten rechts wurde das Bild mit Silhouette dargestellt. Die Gallenblase (Pfeil) wird auch im Minimum-, Inversion- und Silhouette-Modus wiedergegeben.

Abb. 19.13: Omphalozele bei einem Feten mit 12 und 16 SSW im Oberflächen-Modus.

19.3 Intraabdominale Organe 

 237

Abb. 19.14: Omphalozele bei einem Feten mit 24 und 32 SSW im Oberflächen-Modus.

Abb. 19.15: Gastroschisis bei einem Feten mit 21 und 26 SSW im Oberflächen-Modus. Je später das Gestationsalter, umso dilatierter sind die Darmschlingen (s. nächste Abb.).

innerhalb der Leber betreffen vor allem die intrahepatischen Gefäße wie Agenesie des Ductus venosus bzw. die Unterbrechung der intrahepatischen V. cava inferior mit Azygoskontinuität (s. Kapitel 12). Aszites isoliert oder im Rahmen eines generalisierten Hydrops kann auch mittels 3D gut dargestellt werden entweder im Tomografie-Modus oder sogar mit dem Oberflächen-Modus. Der Oberflächen-Modus gibt beim Aszites ein Bild wie bei einer „virtuellen Laparoskopie“, wie in Abb. 19.17 und 19.18 zu sehen ist. Tabelle 19.2 zeigt mögliche klinische Indikationen und Abb. 19.11–19.18 zeigen Beispiele von 3D bei Erkrankungen des gastrointestinalen Systems.

238 

 19 3D intrathorakaler und intraabdominaler Organe

Abb. 19.16: Gastroschisis bei einem Feten mit 28 und 32 SSW im Oberflächen-Modus und HD-LiveRendering. Je später das Gestationsalter, umso dilatierter sind die Darmschlingen. Im dritten Trimenon (rechts) erkennt man gut den Unterschied zwischen Dünn- und Dickdarmschlingen; Knie (K).

Abb. 19.17: Aszites im B-Bild (links) und im Oberflächen-Modus (rechts) mit Tiefen-Dynamik-Rendering im Sinne einer „virtuellen Laparoskopie“. Man erkennt gut Leber (L), Darm (kurzer Pfeil) und Bursa omentalis (*). Darm und Bursa sind im 3D-Bild nicht gut zu differenzieren (s. nächste Abb.). Langer Pfeil zeigt zur Umbilikalvene, die postnatal an der Leberoberfläche als Lig. falciforme zu finden ist.

19.3 Intraabdominale Organe 

 239

Abb. 19.18: Aszites aus der vorherigen Abbildung dargestellt in „virtueller Laparoskopie“ hier im HD-Live-Modus mit wenig (links) und mit mehr Silhouette-Funktion (rechts). Die Bursa omentalis (*) wirkt durchsichtiger als der Darm (Pfeil); Leber (L) (s. a. Abb. 19.17).

Tab. 19.2: Typische Anomalien des gastrointestinalen Systems mit Anwendungsmöglichkeiten der 3D-Techniken. Fehlbildungen

3D-Technik

Situs inversus

Tomografie-Modus Minimum-Modus

Duodenalatresie

Tomografie-Modus Minimum- und Inversion-Modus Oberflächen-Modus Sono-AVC (Magen-Duodenum-Volumen)

Omphalozele/Gastroschisis

Tomografie-Modus Oberflächen-Modus Glass-Body-Modus

Ileus

Tomografie-Modus Minimum-Modus

Intrahepatische Gefäße

Glass-Body-Modus Minimum-Modus

Aszites

Tomografie-Modus Minimum-Modus Oberflächen-Modus

240 

 19 3D intrathorakaler und intraabdominaler Organe

19.3.2 Das urogenitale System Anomalien des urogenitalen Systems beinhalten die Stauung im oberen und unteren Harntrakt (Abb. 19.19–Abb. 19.22), die zystischen Veränderungen der Nieren (Abb. 19.23– 19.28), Anomalien der Nierenanlage wie Beckennieren, Hufeisennieren und Nierenagenesie und die Ovarialzyste (Abb. 19.29, 19.30). Die Genitalorgane können gut mittels 3D beurteilt werden und bei der Abgrenzung zwischen normalen von auffälligen Befunden helfen (Abb. 19.31). In der Tab. 19.3 sind Indikationen aufgelistet und in den Abb. 19.19– 19.31 werden Beispiele von 3D beim urogenitalen System aufgezeigt.

Abb. 19.19: Bilaterale Pyelektasie mit multiplanarer Darstellung mit Omniview. Die drei Linien zeigen die rechte und die linke Niere in anterio-posteriorem Blick sowie in koronarer Sicht (unten links).

Abb. 19.20: Fet mit bilateraler Pyelektasie mit Darstellung der gestauten Nierenbecken im Minimum-Modus.

19.3 Intraabdominale Organe 

 241

Tab. 19.3: Typische Anomalien des urogenitalen Systems mit Anwendungsmöglichkeiten der 3D-Techniken. Fehlbildungen

3D-Technik

Pyelektasie, Hydronephrose, Ureterabgangstenose, vesicoureteraler Reflux, Doppelniere mit Ureterozele

Tomografie-Modus Minimum-Modus Inversion-Modus

Megazystis

Tomografie-Modus Minimum- und Inversion-Modus Oberflächen-Modus

Multizystische und polyzystische Nierendysplasie

Tomografie-Modus Minimum-Modus Inversion-Modus Sono-AVC

Hufeisenniere, Beckenniere

Tomografie-Modus Omniview mit Volume Contrast Imaging

Genitalanomalien

Oberflächen-Modus Tomografie-Modus

Nierenagenesie

Tomografie-Modus Glass-Body-Modus

Abb. 19.21: Tomografie-Modus bei einem Feten mit einem vesico-ureteralen Reflux mit Hydronephrose (Pfeile) und geschlängeltem Ureter (U). Der Befund lässt sich besser im Inversion-Modus räumlich zeigen, wie im nächsten Bild zu sehen ist; Blase (BL).

242 

 19 3D intrathorakaler und intraabdominaler Organe

Abb. 19.22: Fet mit einem vesico-ureteralen Reflux vom vorigen Bild hier im B-Bild (links) und im Inversion-Modus (Mitte und rechts). Rechts Darstellung im HD-Live-Modus. Man erkennt gut die Blase (BL), den gestauten geschlängelten Ureter (U) und die Hydronephrose (Pfeil).

Abb. 19.23: Fet mit bilateralen polyzystischen Nieren (Pfeile) bei autosomal-rezessiver Nierendysplasie dargestellt im Tomografie-Modus. Die Tomografie gibt eine gute Übersicht über den Umfang des Befundes.

19.3 Intraabdominale Organe 

 243

Abb.19.24: Volume-Contrast-Imaging der A-Ebene (VCI-A) mit Kontrastdarstellung bei einer normalen Niere links (Pfeile) und bei einer vergrößerten polyzystischen Niere rechts (Pfeile).

Abb.19.25: Fet mit einer multizystischen Nierendysplasie im multiplanaren Modus.

244 

 19 3D intrathorakaler und intraabdominaler Organe

Abb. 19.26: Fet vom vorigen Bild mit einer multizystischen Nierendysplasie. Hier im 3D-Rendering einmal im Minimum-Modus und Inversion-Modus. Rechts wurden die Zysten durch einzelne Volumenkalkulation mit Sono-AVC abgebildet und berechnet (s. Kap. 15 für Details, s. a. nächste Abb.).

Abb. 19.27: Fet von den vorigen Bildern mit einer multizystischen Nierendysplasie. Nach InversionModus und HD-Live wurde die Lichtquelle nach hinten verlegt und beim rechten Bild sogar die Silhouette-Funktion aktiviert.

Abb. 19.28: Multizystische Nierendysplasie dargestellt im Oberflächen-Modus (surface), im Minimum-Modus, im Inversion-Modus und mit Sono-AVC zur Volumenkalkulation.

19.3 Intraabdominale Organe 

 245

Abb. 19.29: Fet mit 30 SSW mit einer isolierten Zyste (Pfeile) im linken Unterbauch unterhalb vom Magen (*). Die Verdachtsdiagnose ist eine Ovarialzyste, dargestellt im Tomografie-Modus, zeigt keine Binnenechos. In Bild rechts wurde das Volumen der Zyste mit Sono-AVC berechnet (vgl. nächste Abb.).

Abb. 19.30: Fet mit Ovarialzyste links (Pfeile) vom vorigen Bild vier Wochen später mit Einblutung und Binnenechos.

246 

 19 3D intrathorakaler und intraabdominaler Organe

Abb. 19.31: 3D-Oberflächen-Modus bei einem Knaben (a) und bei einem Mädchen (b) und bei Geschlechtsanomalien in (c) und (d).

20 STIC und 3D-/4D-fetale Echokardiografie 20.1 Die sonografische Beurteilung des Herzens im zweidimensionalen Ultraschall Eine fetale echokardiografische Untersuchung beinhaltet die Einstellung und Dokumentation einer Reihe von Ebenen wie dem Querschnitt des oberen Abdomens, den Ebenen des Vierkammerblicks, des Fünfkammerblicks, der kurzen Achse, des Dreigefäß-Trachea-Blicks und bei Bedarf der longitudinalen Ebenen der Venen und des Aorten- bzw. Ductusbogens. Eine Verbesserung der Aussagekraft kann durch den zusätzlichen Einsatz des Farb-Dopplers erreicht werden, mit dem die Hämodynamik in Diastole und Systole überprüft werden kann. Während Vorhöfe, Ventrikel und atrioventrikuläre Klappen in einer Ebene gleichzeitig zu sehen sind, können die großen Gefäße erst durch den Schwenk des Schallkopfes in den verschiedenen Ebenen in ihrem Ursprung und ihrer räumlichen Anordnung beurteilt werden. Die Dokumentation einer Herzuntersuchung für eine spätere Beurteilung oder für eine zweite Meinung erfolgt heutzutage in Form der Speicherung von Einzelbildern bzw. von Videoclips, die die Haupteinschränkung haben, dass sie nur das zeigen, was vom Untersucher gesehen und aufgenommen wurde. Bei allen aufgeführten Punkten bietet die 3D-/4Dfetale Echokardiografie eindeutige Vorteile, die in diesem Kapitel beleuchtet werden.

20.2 Aufnahmetechniken von kardialen Volumendatensätzen Die Aufnahme von Volumendatensätzen am Herzen kann, wie in Kapitel 1 bereits beschrieben, mittels statischem 3D, STIC oder mittels 4D mit einer mechanischen oder elektronischen Sonde erfolgen. Je nach Fragestellung werden die Optionen gewählt und sollen aufgrund der Besonderheit des Herzens kurz erörtert werden. Zur Methodik wurde im Kapitel 1 Stellung genommen. Statische 3D-Aufnahme am Herzen: Diese Art der 3D-Aufnahme hat eine hohe Auflösung und erfolgt sehr schnell. Beim Herzen stellt aber die hohe Frequenz der Wandbewegungen noch ein Haupthindernis dar, da diese oft zu Artefakten führt. Trotzdem sind bei guter Auflösung viele Informationen des akquirierten Volumens verwendbar, solange sie nicht mit den Klappenbewegungen oder zyklusabhängigen Ereignissen im Zusammenhang stehen (Klappenatresie, Hypokinesie usw.). Größe und Verhältnis der kardialen Strukturen zueinander können damit zuverlässig beurteilt werden. Das statische 3D-Volumen sollte am Herzen nicht mit dem Farb-Doppler kombiniert werden, da die Flussrichtung von der Phase des Herzzyklus abhängig ist. Dagegen kann die Aufnahme mit B-Flow oder mit dem monochromen Power-Doppler erfolgen, da die Füllung der kardialen Strukturen unabhängig vom Herzzyklus abgebildet werden, ähnlich wie bei der Angiografie.

248 

 20 STIC und 3D-/4D-fetale Echokardiografie

Abb. 20.1: STIC-Volumen mit dem Herzen in den drei orthogonalen Ebenen A, B und C.

Abb. 20.2: STIC-Volumen im Farb-Doppler mit den drei orthogonalen Ebenen A, B und C.

STIC-Aufnahme: Mit STIC können die besten Volumina aufgenommen und nachträglich bearbeitet werden. Dabei ist STIC nicht nur im B-Bild (Abb. 20.1), sondern auch in Kombination mit Farb-Doppler (Abb. 20.2), Power-Doppler und B-Flow anwendbar. Vor Volumenaufnahme sollte der Untersucher das B-Bild und vor allem die Farbe für die Darstellung der Gefäße in der Volumenbox optimieren. Dazu kann ein Schwenk

20.3 Fetale Echokardiografie im 3D-/4D-multiplanaren Rendering 

 249

vorgenommen werden, um zu prüfen, dass der Volumenblox alle interessierenden kardialen Strukturen und Gefäße einschließt. Die Startebene bei der Aufnahme hängt vor allem davon ab, wofür man das Volumen verwenden möchte. Ist das Ziel die Beurteilung der transversalen oder schrägen Ebenen, dann sollte direkt vom Vier- oder Fünfkammerblick die Aufnahme erfolgen. Sind dagegen Aortenbogen oder die Beziehung der Abdominalgefäße zu beurteilen, dann ist die Aufnahme im Längsschnitt empfehlenswert. Liegt das Interesse an Details in den einzelnen Ebenen in der multiplanaren Darstellung, so empfiehlt sich die Wahl einer hohen Auflösung. Ist dagegen ein räumliches 3D-Rendering gefragt, so kann eine mittlere Auflösung gewählt werden. 4D-Aufnahme mit elektronischem Matrix-Schallkopf: Damit kann die dynamische 3D-Untersuchung in sog. „Echtzeit“ erfolgen und die Aufnahme von 20–30 Volumina pro Sekunde ermöglichen. Die 4D-Untersuchung kann in orthogonalen oder multiplanaren Ebenen erfolgen, auch direkt mit Volumenrendering. Sogar die Kombination mit Farb-Doppler ist möglich. Eine interessante Anwendung ist die Kombination mit VCI-A (s. Kap. 4), das eine kontrastreiche Darstellung der kardialen Strukturen ermöglicht, durch die Wahl einer dünnen Schicht in 4D statt eine Ebene in 2D. Die 4D mit Matrixschallkopf ist die einzige 3D-Methode am Herzen, die auch bei fetaler Arrhythmie eingesetzt werden kann. Ideal ist die Kombination von 4D mit der raschen Aufnahme von guten STIC-Volumina zur Nachbearbeitung. Die Kombination von 4D am Herzen mit anderen Wiedergabemodi wie Farb-Doppler oder Inversion-Modus macht diese Methode interessant für die Zukunft.

20.3 Fetale Echokardiografie im 3D-/4D-multiplanaren Rendering Die Beurteilung eines fetalen Herzens erfolgt in 2D mit der Darstellung einzelner Querschnittsebenen, die nah zueinander liegen. Demnach können diese Ebenen aus einem Volumendatensatz im orthogonalen (Abb. 20.1, 20.2) bzw. Tomografie-Modus (Abb. 20.3– 20.5) oder mittels Omniview (Abb. 20.6, 20.7) generiert werden. In Kombination mit Farb-Doppler sind sogar die Blutverhältnisse in Systole und Diastole gut beurteilbar. Von einem digitalen statischen 3D- oder STIC-Datensatz können demnach verschiedene Schnittbilder in beliebiger Orientierung rekonstruiert werden. Im STICVolumen wird ein einzelner hypothetischer Herzzyklus als Endlosschleife demonstriert. Er kann in Zeitlupe dargestellt und zu jedem Zeitpunkt gestoppt werden. Dadurch ist eine detaillierte Analyse spezieller Phasen des Herzzyklus möglich (Abb. 20.8). Vor allem in Kombination mit Farb-Doppler lassen sich die hämodynamischen Verhältnisse gut analysieren. Da der Datensatz als Volumen erfasst wird, lässt sich jede gewünschte Schnittebene („plane of interest“) konstruieren. So können die vorhin beschriebenen geforderten Schnittbilder aus dem Volumen herausberechnet und die Untersuchung virtuell nachkonstruiert werden. Dabei können Bilder mit dem orthogonalen, dem tomografischen oder dem Omniview-Modus dargestellt werden.

250 

 20 STIC und 3D-/4D-fetale Echokardiografie

Abb. 20.3: STIC-Volumen im tomografischen Modus zeigt verschiedene Ebenen wie Abdomen mit Magen (*), Herz im Vierkammerblick und Aorta (AO) und Pulmonalarterie (PA) im oberen Mediastinum; linker Ventrikel (LV), rechter Ventrikel (RV).

Abb. 20.4: STIC-Volumen im tomografischen Modus mit den wichtigsten Ebenen wie Vierkammerblick, Fünfkammerblick und Dreigefäß-Trachea-Blick.

20.3 Fetale Echokardiografie im 3D-/4D-multiplanaren Rendering 

 251

Abb. 20.5: STIC-Volumen im tomografischen Modus im Farb-Doppler in der Diastole mit Füllung des rechten (RV) und linken (LV) Ventrikels und Systole mit Darstellung der Aorta (Ao) im Fünfkammerblick und Ao und Pulmonalarterie (PA) im Dreigefäß-Trachea-Blick.

Abb. 20.6: STIC-Volumen mit Omniview-Modus: An dem Referenzbild (oben links), hier ein Sagittalschnitt des Herzens, wurden Schnittebenen gelegt, mit Darstellung des Vierkammberblicks (Ebene 1, oben rechts), des Fünfkammerblicks (Ebene 2, unten rechts) und des Dreigefäß-TracheaBlicks (Bild 3, unten links).

252 

 20 STIC und 3D-/4D-fetale Echokardiografie

Abb. 20.7: STIC-Volumen mit Omniview-Modus im Farb-Doppler. Eine gebogene Linie wurde gezeichnet und quer über die atrioventrikulären (AV)-Klappen und großen Gefäße gelegt. Der Effekt im Bild (b) zeigt den Fluss über beiden AV-Klappen in den rechten (RV) und linken (LV) Ventrikel. Die großen Gefäße liegen typischerweise so, dass Aorta (AO) vor den AV-Klappen liegt und die Pulmonalarterie (PA) davor und etwas rechts.

(a)

(b)

Abb. 20.8: STIC-Volumen mit der Einstellung des Vierkammerblicks. Im STIC kann jede einzelne Phase im Herzzyklus ausgewählt werden wie in (a) die Systole und (b) in Diastole mit offenen Klappen.

Die Qualität des Bildes im B-Bild kann durch die Kombination mit VCI oder SRI (s. Kap. 4) erhöht werden. In mehreren Studien konnte gezeigt werden, dass diese Volumina eine nachträgliche Diagnose ermöglichen und dem Einholen einer Zweitmeinung oder Lehrzwecken dienen können. Im Rahmen einer multizentrischen Studie konnten Diagnosen von Herzfehlern an STIC-Volumina zuverlässig gestellt werden. Ferner zeigten andere Studien, dass auch bei Versenden anonymisierter Datensätze

20.4 Fetales Herz in 3D/4D im Volumen-Rendering  

 253

über das Internet an Spezialisten für fetale Echokardiografie eine „Ferndiagnose“ möglich ist. Für Lernzwecke eignet sich die Methode ebenso, da der Ablauf einer kardialen Untersuchung an einem STIC-Volumen simuliert werden kann und der Untersucher dabei erlernt, wie die einzelnen Schnittebenen zu legen sind, um typische Ebenen für Herzfehler zu bekommen. In den Abb. 20.1–20.11 werden einige Beispiele von normalen und auffälligen Herzen in den verschiedenen multiplanaren Modi gezeigt. Die Untersuchung des Herzens mit Biplane-Modus bietet wichtige Zusatzinformationen und wurde in Kapitel 14 bereits erläutert.

20.4 Fetales Herz in 3D/4D im Volumen-Rendering Ähnlich wie die Abbildung eines fetalen Gesichts im Oberflächenmodus kann auch das Herz im 3D-Ultraschall in verschiedenen Rendering-Modi rekonstruiert werden. Entsprechend des aufgenommenen Volumens kann sich die Darstellung auf Herzwände und Hohlräume (Ventrikel und große Gefäße) fokussieren oder die Demonstration von Blutflüssen im Vordergrund stehen. Beim Oberflächen-Modus kann sich der Untersucher die Darstellung der Grenzfläche zwischen Herzhöhlen und -wänden hervorheben. Für die methodischen Aspekte

Abb. 20.9: STIC-Volumen im tomografischen Modus zeigt eine Dextrokardie mit Herz rechts (Pfeil) und Magen (*) links liegend und Herz im Vierkammerblick nach rechts (R) zeigend; Links (L).

254 

 20 STIC und 3D-/4D-fetale Echokardiografie

Abb. 20.10: STIC-Volumen im tomografischen Modus im Farb-Doppler zeigt im Vergleich zu einem normalen Befund (Abb. 20.5) eine Transposition der großen Arterien mit parallelem Verlauf (Pfeile) von Aorta (AO) und Pulmonalarterie (PA); rechter Ventrikel (RV), linker Ventrikel (LV).

Abb. 20.11: STIC-Volumen im tomografischen Modus im Farb-Doppler in der Systole bei einem Feten mit einer Pulmonalstenose. Abgang der Aorta (Ao) im Fünfkammerblick ist unauffällig (Bild unten Mitte), doch man findet einen turbulenten Fluss (Kreis) über der Pulmonalarterie (PA).

20.4 Fetales Herz in 3D/4D im Volumen-Rendering  

 255

bitte in Kapitel 7 nachlesen. Abb. 20.12–20.14 zeigen normale und auffällige Befunde im Vierkammerblick. Eine interessante Wiedergabe ist der Minimum-Modus, der an eine Projektion ähnlich einer Röntgenaufnahme erinnert (Abb. 20.15). Die Methode wurde im Kapitel 9 erläutert. Die Anwendung am Herzen ist seltener geworden als vor einigen Jahren, vor allem durch die Einführung von sensitiveren 3D-Funktionen. Viel plastischer ist dagegen der Inversion-Modus. Damit kann das Herz wie ein 3D-Ausgusspräparat der Herzkammern und der Gefäße dargestellt werden, wie im Kapitel 10 für andere Strukturen auch erläutert wurde. So ermöglicht dieser Modus beispielsweise die Einsicht in den räumlichen Verlauf der großen Gefäße (Abb. 20.16). Beim Glass-Body-Modus allein (Abb. 20.17) oder in Kombination mit der HD-LiveFlow-Funktion (Abb. 20.18) (s. Kap. 12) lassen sich die Blutverhältnisse in den Ventrikeln und in den großen Gefäßen räumlich gut abbilden, vorausgesetzt das Volumen ist optimal aufgenommen worden. So können Fehlbildungen in der Ventrikelebene (Abb. 20.19) genauso gut abgebildet werden wie Anomalien an den großen Gefäßen (Abb. 20.20–20.22). Nicht nur bei abnormalen Verlauf der Gefäße, wie man sie bei einem rechtsseitigen oder doppelten Aortenbogen bzw. bei einer Transposition der großen Gefäße findet, kommt dieser Modus zur Anwendung, sondern auch bei hypoplastischen Gefäßen mit atypischem Verlauf. Einen interessanten Einsatz bietet auch die Kombination von B-Flow (Kap. 13) mit statischem 3D oder STIC. Die empfindlichen Signale, die mit B-Flow registriert werden,

Abb. 20.12: STIC-Volumen mit Oberflächen-Rendering des Vierkammerblicks. Die Rendering-Linie liegt unmittelbar unterhalb des Abgangs der Aorta.

256 

(a)

 20 STIC und 3D-/4D-fetale Echokardiografie

(b)

(c)

Abb. 20.13: STIC-Volumen mit Oberflächen-Rendering des Vierkammerblicks bei einem normalen Herzen (a) mit Darstellung der rechten (RV) und linken Ventrikel (LV) und der rechten (RA) und linken Vorhöfe (LA). In (b) hat der Fet einen atrioventrikulären Septumdefekt (AVSD) (*) (b) und der Fet in (c) eine Ebstein-Anomalie mit Trikuspidalklappe tief im RV liegend (Pfeil).

(a)

(b)

(c)

Abb. 20.14: STIC-Volumen mit Oberflächen-Rendering des Vierkammerblicks bei einem normalen Herzen (a) mit Darstellung der rechten (RV) und linken Ventrikel (LV) und der rechten (RA) und linken Vorhöfe (LA). In (b) hat der Fet ein hypoplastisches Linksherz-Syndrom (HLHS) mit einem kleinen LV und in (c) hat der Fet einen hypoplastischen RV bei einer Trikuspidalatresie mit Ventrikelseptumdefekt (TA+VSD).

(a)

(b)

Abb. 20.15: Darstellung der großen Gefäße mit STIC im Minimum-Modus mit Projektion im Querschnitt vom Mediastinum aus betrachtet. Der Fet in (a) hat eine Transposition der großen Arterien (TGA), bei dem die Aorta (Ao) fälschlicherweise aus dem rechten Ventrikel (RV) entspringt und die Pulmonalarterie (PA) aus dem linken (LV). Beim Feten (b) liegt ein Double Outlet Right Ventricle (DORV) vor und beide Ao und PA entspringen aus dem RV.

20.4 Fetales Herz in 3D/4D im Volumen-Rendering  

(a)

 257

(b)

Abb. 20.16: STIC bei einer Transposition der großen Arterien (TGA) mit Aorta (Ao) und Pulmonalarterie (PA) jeweils aus dem rechten (RV) und linken Ventrikel (LV); (a) mit Oberflächen-Modus und (b) mit Inversion-Modus.

(a)

(b)

Abb. 20.17: STIC-Volumen mit Farb-Doppler und Glass-Body-Modus. Je nachdem wie die RenderingLinie liegt, wird der Blutfluss am Herzen dargestellt. Im Beispiel links (a) liegt die Linie unterhalb des Aortenabgangs (links oben) und es lässt sich nur der Vierkammerblick in der Diastole zeigen (links unten). Liegt dagegen die Linie oberhalb der großen Gefäße (rechts oben), sieht man sowohl den Vierkammerblick als auch den Dreigefäß-Trachea-Blick in Farbe (b).

258 

 20 STIC und 3D-/4D-fetale Echokardiografie

Abb. 20.18: Ähnliche Darstellung bei einem normalen Herzen wie in Abb. 20.17, jedoch hier unter Einsatz der HD-Live-Flow-Funktion mit Lichteffekt. Durch den Licht-Schatten-Effekt ist die 3D-Wirkung verstärkt. Vergleiche mit pathologischen Bildern in Abb. 20.20–20.22.

Abb. 20.19: Fet mit atrioventrikulärem Septumdefekt (AVSD) in Systole (a) mit geschlossenen Klappen, in Diastole (b) mit offenen Klappen. Der Defekt ist in (b) sichtbar (*). In (c) mit Farb-Doppler und HD-Live-Flow-Modus sieht man den Blutfluss von beiden Vorhöfen über den zentralen Defekt in die Ventrikel; rechter und linker Vorhof (RA, LA), rechter und linker Ventrikel (RV, LV).

20.4 Fetales Herz in 3D/4D im Volumen-Rendering  

 259

Abb. 20.20: STIC mit Farb-Doppler und Glass-Body-Modus bei Hervorhebung der großen Gefäße. Links: Normaler Befund mit Kreuzung von Aorta (AO) und Pulmonalarterie (PA) in einem schrägen Dreigefäßblick. Mitte: Fet mit einer Pulmonalatresie mit reverse Flow in den geschlängelten Ductus arteriosus (DA). Rechts: Bei einem hypoplastischen Linksherzsyndrom sieht man den retrograden Flow in den Aortenisthmus; Aorta descendens (AOD).

Abb. 20.21: STIC mit Farb-Doppler und Glass-Body-Modus-Rendering im HD-Live-Modus bei einem Feten mit einem rechten Aortenbogen. Im Bild links in erkennt man im Farb-Doppler die Trachea (Pfeil) und rechts von ihr den Aortenbogen (Ao) und links die Pulmonalarterie (PA). Im 3D-Bild rechts gibt die räumliche Darstellung von Aorta und Pulmonalarterie ein besseres Bild zum Befundumfang wieder.

260 

 20 STIC und 3D-/4D-fetale Echokardiografie

Abb. 20.22: STIC mit Farb-Doppler und Glass-Body-Modus-Rendering und HD-Live-Flow-Funktion bei zwei Feten mit einer Transposition der großen Arterien (gebogene Pfeile); rechter Ventrikel (RV), linker Ventrikel (LV), Aorta (Ao), Pulmonalarterie (PA).

sind nicht nur ideal für die großen, sondern auch die kleinen Gefäße wie die Lungenvenen. Unserer Erfahrung nach ist 3D/4D mit B-Flow im Vergleich zu anderen Methoden komplizierter anzuwenden und wir bevorzugen HD-Flow in 3D oder STIC für die räumliche Darstellung der kleinen Gefäße. Die Kalkulation von Volumina mittels VOCAL oder Sono-AVC bietet interessante Anwendungen für die Berechnung der Auswurfsleistung des Herzens, ist aber noch Teil der Forschung und klinisch in der Routine nicht einsetzbar.

20.5 Fazit Die 3D-/4D-Untersuchung des Herzens hat die fetale Echokardiografie revolutioniert. Der deutliche Vorteil liegt sowohl in der räumlichen Darstellung eines Herzens mit den großen Gefäßen, als auch in der Bearbeitung der einzelnen Volumina, um Schnittebenen virtuell zu rekonstruieren. Es wird in diesem Zusammenhang nicht nur an der Komprimierung und optimalen Versendung von Volumina gearbeitet, sondern an der automatischen Erkennung der interessierenden Strukturen des Herzens durch spezielle Software, um die fetale Echokardiografie zu vereinfachen.

21 3D in der Frühschwangerschaft 21.1 Hintergrund Mit der Einführung des Erst-Trimester-Screenings zwischen 11 und 14 SSW hat sich die Ultraschalldiagnostik in der Frühschwangerschaft etabliert. Die Verwendung von hochauflösenden transabdominalen und transvaginalen Schallköpfen eröffnete die Tore zu einem neuen diagnostischen Zeitfenster jenseits der simplen Messung der Nackentransparenz. Schon ab dem ersten Nachweis von Herzaktion bis hin zu 14 SSW können heutzutage Gehirn, Herz, Gesicht, Extremitäten und viele der noch in Entwicklung befindlichen Organe immer besser untersucht werden. In diesem Zeitraum gelingt die komplette Darstellung des Feten im 3D-Oberflächen-Modus, aber der Einsatz der 3D-Sonografie hat auch andere Vorteile, wovon einige in diesem Kapitel, ohne Anspruch auf Vollständigkeit, besprochen werden. Die Darstellung des Feten kann transabdominal erfolgen (Abb. 21.1a), doch die bessere Auflösung wird bei einer transvaginalen 3D-Sonografie erreicht (Abb. 21.1b). Bis auf die Abb. 21.1a und Abb. 21.2 sind alle Volumenbilder in diesem Kapitel mittels transvaginaler 3D-Sonografie aufgenommen worden. Verschiedene Rendering-Modi können angewendet werden (Abb. 21.2).

21.2 3D-Volumen-Rendering in der Frühschwangerschaft Der Einsatz des Oberflächen-Modus ist der am meisten verbreitete 3D-Modus in der Frühschwangerschaft, denn er ermöglicht die optimale Darstellung der Entwicklung des Embryos und Feten in seiner Umgebung. Bilder aus der Embryologie können heut-

(a)

(b)

Abb. 21.1: 3D-Oberflächen-Modus des gesamten Feten mit 12 SSW bei einer transabdominalen (a) und transvaginalen (b) Untersuchung. Im rechten Bild ist die Auflösung deutlich höher.

262 

 21 3D in der Frühschwangerschaft

Abb. 21.2: Fet nach transabdominaler Aufnahme im Oberflächen-Modus und verschiedene Rendering-Modi. Von links nach rechts: Gradient Licht, HD-Live-Modus, HD-Live-Modus mit Silhouette, HD-Live-Modus mit Silhouette und Licht von hinten.

(a)

(b)

(c)

(d)

Abb. 21.3: Entwicklung des Embryos zwischen 7 und 11 SSW bei zunehmender Scheitel-Steiß-Länge von 16 mm (a), 21 mm (b), 29 mm (c) bis 36 mm (d).

zutage mittels 3D nachvollziehbar bestätigt werden, wie die Embryonen in Abb. 21.3 zeigen. Schon ab 11 SSW lassen sich die Integrität des Feten, die Proportionen, der Kopf, der Rumpf, die Extremitäten und weitere Details zuverlässig abbilden. Abb. 21.4 und 21.5 zeigen Feten mit 11 und 13 SSW. Schwere Auffälligkeiten oder Anomalien, die die Oberfläche des Körpers beeinträchtigen, können für Untersucher und Patienten sofort erkannt werden, jedoch ist bei der alleinigen Aussage eines 3D-Bildes Vorsicht geboten. Abb. 21.6–21.12 zeigen Beispiele von normalen Feten und Feten mit u. a. verdickter Nackentransparenz, Omphalozele, Spina bifida, Gesichtsanomalien, Armoder Beinfehlbildungen. Im 3D-Modus sollte bei der Geschlechtsdiagnostik Zurückhaltung geübt werden, denn sowohl männliches als auch weibliches Genitale können

21.2 3D-Volumen-Rendering in der Frühschwangerschaft  

 263

Abb. 21.4: Verschiedene Feten zwischen 11 und 13 SSW nach transvaginaler 3D-Aufnahme im Oberflächen-Modus und Gradient Licht.

Abb. 21.5: Verschiedene Feten zwischen 11 und 13 SSW im Oberflächen-Modus im HD-Live-Modus.

264 

 21 3D in der Frühschwangerschaft

Abb. 21.6: Nackengegend (Pfeil) im Oberflächen-Modus. Links: normal erscheinender Nacken. Mitte: ein verdicktes Nackenödem. Rechts: Nackenhygrom. Fet in der Mitte wies eine seltene Chromosomenanomalie und Fet rechts ein Turner-Syndrom auf.

Abb. 21.7: Oberflächen-Modus bei zwei Feten mit 12 SSW links mit geschlossener Bauchwand (Pfeil) und rechts mit Omphalozele (Pfeil).

Abb. 21.8: Zwei Feten mit Omphalozele (langer Pfeil). Fet links hat eine normal aussehende Hand, während der Fet rechts den typischen Befund einer Radiusaplasie zeigt, beides typisch für das Vorliegen einer Trisomie 18.

21.2 3D-Volumen-Rendering in der Frühschwangerschaft  

 265

Abb. 21.9: Rücken von zwei Feten mit 12 SSW im Oberflächen-Modus. Fet links mit geschlossenem Rücken und Fet rechts bei offener Spina bifida als Myelomeningozele.

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

(f)

Abb. 21.10: Fetales Gesicht bei normalen Feten (a)–(c) und bei auffälligem Kopf und Gesicht (d)–(f). Gesichtskonturen, Ohren, Augengegend und Lippen-Kiefer-Bereich lassen sich in (a)–(c) gut erkennen. In der unteren Reihe erkennt man einen Anenzephalus in (d), in (e) einen Feten mit Gesichtsanomalie bei Holoprosenzephalie mit Hypotelorismus, Zebozephalie und tiefem Ohrenansatz und in (f) einen Feten mit Gesichtsdysmorphie mit Lippen-Kiefer-Gaumenspalte.

in 3D als prominent erscheinen und zu Verwechselungen führen. Vor allem bei einer belasteten Anamnese spielt die 3D-Diagnostik zu diesem Zeitpunkt eine wichtige Rolle, denn sie ermöglicht im Regelfall dem Arzt, die Integrität der entsprechenden Struktur zu zeigen, insbesondere bei einer Vorgeschichte mit einer der oben genannten schweren Anomalien. Bei Flüssigkeitsansammlungen im Körper hilft die 3D-Diagnostik unter bestimmten Umständen auch (Abb. 21.13). Bei einer Mehrlingsschwangerschaft können mittels 3D die Feten gut in ihrer Umgebung dargestellt werden.

266 

(a)

 21 3D in der Frühschwangerschaft

(b)

(c)

(d)

Abb. 21.11: Darstellung der Hand im Oberflächen-Modus zwischen 11 und 13 SSW; (a) normale Hand, (b) Hand und Unterarm bei Radiusaplasie, (c) Brachydaktylie (kurze Finger) bei autosomal-dominanter Vererbung von der Mutter, (d) Fehlen der Hand bei einem Feten mit einer Trisomie 21.

Abb. 21.12: Beine im Oberflächen-Modus; links: Fet mit normalen Beinen, Mitte: Fet mit Beinanomalie im Zusammenhang mit einem kaudalen Regressionssyndrom, rechts: unterbrochener Unterschenkel bei Femur-Fibula-Ulna-Komplex.

Monochoriale und dichoriale Zwillingsschwangerschaft zeigen unterschiedliche Dicke der Trennwand, aber die Differenzierung sollte nach wie vor mit 2D-Ultraschall erfolgen. Andere Beispiele einer gestörten Zwillingsanlage wie die TRAP-Sequenz oder siamesiche Zwillinge lassen sich mit einem Blick feststellen (Abb. 21.16). Seltener wird der Maximum-Modus in der Frühschwangerschaft eingesetzt, vor allem wegen der gering verknöcherten Knochen sowie der selten entdeckten Skeletterkrankungen. Abb. 21.17 zeigt ein Beispiel von Maximum-Modus mit Darstellung der Wirbelsäule bei einem normalen und einem auffälligen Feten. Eine der interessanten Möglichkeiten der 3D-Sonografie in der Embryonal- und frühen Fetalperiode erscheint die Darstellung der Hirnstrukturen unter normalen und pathologischen Bedingungen. Während der Minimum-Modus selten angewandt wird, wird der Inversion-Modus vor allem für die Darstellung des Hirnventrikelsystems in der Frühschwangerschaft eingesetzt (Abb. 21.18). Andere Möglichkeiten sind die Sono-AVC (s. Kap. 15) oder die neue Technik der Silhouette (Abb. 21.19) (s. a. Kap. 11).

21.2 3D-Volumen-Rendering in der Frühschwangerschaft  

 267

Abb. 21.13: Feten mit Flüssigkeitsansammlung im Körper. Obere Bilder: Fet mit Megazystis und geblähtem Bauch. Oben rechts nach Ausschneiden eines Fensters mit Magicut erkennt man die dilatierte Harnblase (Pfeil). Untere Reihe links erahnt man durchschimmernd mit Silhouette-Funktion eine intrahepatische Zyste und rechts nach Eröffnung mit Magicut kommt die Zyste (Pfeil) zum Vorschein.

Abb. 21.14: Dichoriale diamniale Zwillingsschwangerschaft mit 10 SSW mit einer dicken Trennwand (Pfeile) zwischen beiden Fruchthöhlen dargestellt im Oberflächen-Modus und Silhouette-Funktion (vgl. mit nächstem Bild).

268 

 21 3D in der Frühschwangerschaft

Abb. 21.15: Monochoriale diamniale Zwillingsschwangerschaft mit 11 SSW mit einer dünnen Trennwand zwischen beiden Fruchthöhlen dargestellt im Oberflächen-Modus und Silhouette-Funktion.

Abb. 21.16: Gestörte monochoriale Zwillingsschwangerschaften mit 11 SSW. Links findet man einen parasitären Zwilling (Pfeil) bei einer TRAP-Sequenz, wobei TRAP die Abkürzung für Twin-ReverseArterial-Perfusion ist. Rechts: Typisches 3D-Bild von Thorakopagen als eine Form der Siamesischen Zwillinge.

21.2 3D-Volumen-Rendering in der Frühschwangerschaft  

 269

Abb. 21.17: Fetale Wirbelsäule im Maximum-Modus links bei einem normalen Feten mit 13 SSW und rechts bei einem Feten mit 12 SSW mit verbogener Wirbelsäule bei einer Body-Stalk-Anomalie (Syndrom der kurzen Nabelschnur).

Abb. 21.18: Hirnventrikelsystem eines Feten mit 9 SSW im orthogonalen Modus und im statischen VCI (links) und im Inversion-Modus (rechts); Lateralventrikel (LV), Rhombenzephalon (Rb), dritter Ventrikel (3V).

270 

 21 3D in der Frühschwangerschaft

Abb. 21.19: Hirnventrikelsystem eines Feten mit 8 SSW (links) und 9 SSW (rechts) abgebildet mit Silhouette-Funktion; Lateralventrikel (LV), dritter Ventrikel (3V), Rhombenzephalon (Rb).

21.3 Multiplanares Rendering und Ebenen-Rekonstruktion in der Frühschwangerschaft Wenn es um Detailauflösung in der Frühschwangerschaft geht, sollte die Untersuchung am besten transvaginal erfolgen. Erfahrungsgemäß liegen Embryonen oder Feten oft nicht in einer Position, die das gewünschte Bild auf Anhieb ermöglicht. Da die Manipulation des Schallkopfes beim transvaginalen Zugang eingeschränkt ist, bietet sich idealerweise eine statische 3D-Aufnahme mit der multiplanaren, tomografischen oder Omniview-Rekonstruktion einer oder mehrerer Schnittbilder an. Das Prinzip wurde in den Kapiteln 5 und 6 erläutert. Die Qualität der rekonstruierten Bilder kann mittels statischem VCI im Kontrast erhöht werden (s. Kap. 4, Abb. 4.1 und 4.5). Mittels Tomografie-Modus kann man von Kopf bis Fuß die normale Anatomie in einem Bild dokumentieren mit intrakranieller Anatomie, Gesicht und Augen, Nase und Mund, Thorax mit Herzlage, Magen, Bauchwand, Nieren und Harnblase sowie den Extremitäten. Die Rekonstruktion kann jedoch nicht immer für die Messung einer Nackentransparenz angewandt werden (s. Abb. 5.4), auch wenn dies vorgeschlagen wurde. Bei einer verdickten Nackentransparenz bzw. beim Nackenhygrom hingegen lässt sich dies mit gutem Ergebnis verwirklichen. Die Wirbelsäule, Extremitäten, das fetale Profil und innere Strukturen können als Schnittebene gut rekonstruiert werden. Interessanterweise kann das fetale Gehirn schon ab 7 SSW mittels multiplanarer Darstellung gut untersucht und somit die embryologische Entwicklung im Ultraschall verfolgt werden. Die Abb. 21.20–21.26 zeigen Beispiele des Einsatzes des multiplanaren orthogonalen und Tomografie-Modus, einschließlich des STIC mit Farb-Doppler (Abb. 21.26) unter normalen und pathologischen Bedingungen.

21.3 Multiplanares Rendering und Ebenen-Rekonstruktion in der Frühschwangerschaft  

 271

Abb. 21.20: Feten mit Auffälligkeiten (Pfeil) dargestellt in einem Schnittbild im multiplanaren Modus und verstärkt mit einer VCI-Schicht. Oben links Fet mit Omphalozele, oben rechts Fet mit Nackenhygrom, unten links Fet mit Anenzephalus und unten rechts Fet mit Megazystis.

Abb. 21.21: Fet mit 12 SSW mit Hydrothorax (*) im B-Bild (links) und im Tomografie-Modus (rechts).

272 

 21 3D in der Frühschwangerschaft

Abb. 21.22: Fetaler Kopf im multiplanaren orthogonalen Modus mit normaler Hirnanatomie. Intrakranielle Transparenz (*), zarter Hirnstamm (Doppelpfeil), die zwei getrennten Thalami (T).

Abb. 21.23: Intrakranielle Strukturen im multiplanaren orthogonalen Modus bei einem Feten mit einer offenen Spina bifida. Die hintere Fossa ist deutlich auffällig mit verdicktem Hirnstamm (Doppelpfeil) und kaum noch Liquor und nicht mehr darstellbarer intrakranieller Transparenz. Vgl. dafür das Bild unten mit Abb. 21.22 Bild oben links.

21.3 Multiplanares Rendering und Ebenen-Rekonstruktion in der Frühschwangerschaft  

 273

Abb. 21.24: Fet mit einer Holoprosenzephalie mit fehlender Falx cerebri und fusionierten Ventrikeln (*) und Thalami (T). Vgl. Bild unten links mit fusionierten Thalami mit Abb. 21.22 oben rechts mit getrennten Thalami.

Abb. 21.25: Maxilla bei einem normalen Feten mit 13 SSW (oben) und „maxillary gap“ (unten) bei einem Feten mit einer Lippen-Kiefer-Gaumenspalte dargestellt im multiplanaren orthogonalen Modus verstärkt mit VCI.

274 

 21 3D in der Frühschwangerschaft

Abb. 21.26: Transvaginale STIC-Aufnahme mit Farb-Doppler eines Herzens mit 13 SSW. Links im multiplanaren Modus und rechts im Glass-Body-Modus. Oben links ist die diastolische und links unten die systolische Phase abgebildet. Rechts erkennt man den Vierkammerblick in der Diastole im Glass-Body-Modus mit Füllung beider Ventrikel.

Weiterführende Literatur und Quellen Gibt man Ende 2015 in PubMed die Begriffe “3D, ultrasound, fetal” ein, so bekommt man um die 1.000 Einträge an weiterführender Literatur und Quellen. Eine komplette Auflistung der vorhandenen Literatur würde demnach dem Rahmen dieser Monografie sprengen. Die Autoren haben sich daher für die Auflistung von wenigen ausgesuchten Literaturquellen am Ende des Buches entschieden, die über methodische Aspekte des 3D Ultraschalls berichten bzw. ein paar inhaltliche Aspekte erläutern.

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Register A Anenzephalus 265, 271 Aortenbogen, doppelter 154 Aortenbogen, rechter 85, 153, 255, 259 A. pericallosa 148, 193 Artefakt 24, 32 Aszites 82 f., 99, 116, 237 Azygos 56, 146 B Balken s. Corpus callosum Bein, s. Fuß B-Flow 150 f., 255 – Abdomen 152 – Herz 152 – Prinzip 150 Biplane 156 f., 253 – Herz 163, 166 – Kopf, Gesicht 161 – Prinzip 156 – Thorax, Abdomen 165 C Cavum septi pellucidi 63, 76, 78, 182–184, 186–188, 192 Chiasma opticum 189 f. Corpus callosum 50, 52, 54 f., 63, 78, 137, 147, 159, 183, 186–188, 193 D Dandy-Walker 76, 191 Diastole 84, 99, 249, 251 f. Double-Bubble 82, 99, 100, 115 f., 123, 128, 177, 235, 239 Ductus venosus 145 f. Duodenalatresie, s. Double-Bubble E Echokardiografie 247 Embryo 45, 68 ff., 124, 130, 133, 136 f., 194 f., 262, 270 Enzephalozele 56, 160, 192 f. F Farb-Doppler, s. Glass-Body-Modus Fontanelle 107, 110, 182

Frontalnaht 101, 109, 210 f., 223, 227 Frühschwangerschaft 261 f., s. a. Embryo Fuß 94 f., 107, 207 f., 266 G Gastroschisis 96, 237 ff. Gaumen 52, 63, 67, 135, 162 ff., 214, 224, 228 Gesicht 19 f., 29 f., 37 f., 59 f., 89 f., 101, 109 f., 134, 161 f., 210, 212 f., 265, 273 Glass-Body-Modus 139, 141, 190, 193 f., 255, 257 – Prinzip 139 H Hand 91, 94 f., 107, 220 HD-Live 34, 88, 92, 129, 131, 138 HD-Live-Flow, s. Glass-Body-Modus Herz 12, 56, 99, 114 f., 121 f., 145 f., 165 f., 247 f., 274 – Aortenbogen, rechter 85, 153, 259 – Aortenbogen, doppelter 159 – Azygoskontinuität 56, 145, 146 – Dextrokardie 253 – Double Outlet Right Ventricle 256 – Ebstein-Anomalie 256 – Linksherz, hypoplastisches 56, 256, 259 – Pulmonalstenose 254 – Pulmonalatresie mit VSD 259 – Rhabdomyome 167, 136 – Septumdefekt, atrioventrikulärer 256, 258 – Transposition der großen Arterien 118, 127, 147, 148, 168, 254, 256, 257, 260 – Trikuspidalatresie mit VSD 256 Hirnventrikel 266 Holoprosenzephalie 76, 183, 191 f., 194 f., 198, 273 Hydrothorax 235 Hydrozephalus 99, 100 I Init 19, 22 Intersektionspunkt s. Schnittpunkt Intrauterin-Pessar 51 Inversion-Modus 35, 56, 120, 190, 192, 194, 198, 255

280 

 Register

– Abdomen 123 – Gehirn 124, 125 – Niere 126 – Prinzip 120 – Thorax, Abdomen 122 K Keilwirbel 107, 109, 205 Kiefer 62 f., 67, 213 L Laparoskopie, virtuelle 237 Lichtquelle 34, 37–39, 44, 131, 133, 144, 218 Linie, grüne s. Projektionslinie Lippen-Kiefer-Gaumenspalte, s. Gaumen Lunge 48, 79 f., 100, 229 – Hydrothorax 117, 229, 271 – Lungensequester 229 – Volumenmessung 173 – Malformation, zystische 229 M Magicut 41, 133, 141 Matrix-Schallkopf 13, 127, 156, 249 maxillary gap 164, 273 Maximum-Modus 35, 49, 101, 200–202, 205–211, 266 – Arm 102, 111 – Gesicht 101, 107 – Röhrenknochen, lange 107 – Prinzip 102 – Schädelknochen 107, 110 – Wirbelsäule 103, 104, 107, 108, 109 Mikrophthalmie 213 Minimum-Modus 35, 49, 112, 120, 255 – Gehirn 118, 122 – Herz 114, 118, 125 – Hydronpehrose 116 – Niere 125 – Prinzip 112 – Thorax, Abdomen 114, 115 N Nasenbein 107, 110 Navigation 17, 70, 213 Neurosonografie 63, 76, 181, 186, 194, 199 Niere 80, 99, 240 – Hydronephrose 116, 126, 177 – Nierendysplasie 116 f., 126, 169, 178

O Oberflächen-Modus 33, 88, 89, 90–94, 96–100, 120, 134, 253, 261 – Aszites 99 – Fuß 95 – Gehirn 100 – Gesicht 91–93 – Hand 91, 94, f. – Herz 99 – Hydrothorax 100 – Prinzip 88 – Zwillinge 98 Ohr 226 Omniview 47, 49, 54, 58, 60, 63–69, 88, 102, 119, 200–202, 204, 213, 270 Omphalozele 96, 170 Orientierung 16, 27 Ovarialzyste 245 P Plazenta 144 Plexus choroideus 100, 138, 160, 197 f. Projektionslinie 27 f. R Referenzbild 71 Referenzebene 5 Region of Interest 5, 106, 120, 174 Rendering 27 f., 32 f., 37, 40, 42, 44 – multiplanares 58 Retrognathie 222 Rhabdomyom 136, 167 Rotation 19 S Schädelknochen 49 f., 53 f. Schnittpunkt 17, 70 Schwelle 39, 102, 113, 120 f., 128, 135 Scrollen, s. Translation Silhouette 36, 129, 267 – Frühschwangerschaft 133 – Gehirn 136 – Herz 135 – Körperkontur 133 – Prinzip 129 Sono-AVC 176, 177 f., 190, 194, 198, 244, 260 Spina bifida 96 f., 107, 135, 168, 191, 194, 196, 200, 206, 262, 272

Register 

STIC 10, 12, 82, 84 f., 88, 99, 127, 141, 147 f., 151, f., 247–257, 259 f., 274 Surface-Mode s. Oberflächen-Modus Systole 249 T Threshold s. Schwelle Tomografie-Modus 48, 51, 58–70, 213, 229, 237, 249, 270 – Prinzip 70 Translation 19 Transparenz 39 Transposition der großen Arterien 118, 127, 147 f., 168, 254, 256 f., 260 Triploidie 134 Trisomie 21 222, 225, 266 U Umriss s.Silhouette V VCI s. Volume Contrast Imaging Ventrikulomegalie 76–78, 100, 138 Vermis 185 f., 188 f.

 281

Verstärkung 216 VOCAL 172–175, 178, 229, 260 Volumenbox 5–8 Volume Contrast Imaging 45 f., 59, 71, 102, 105 f., 122, 213, 252 – Prinzip 45 f. – VCI-A 54, 106 f., 122, 127 f., 249 – VCI-Omniview 45, 52 – VCI, statisches 49 Volumen-Rendering 229 W Winkel – Volumenwinkel 6 Wirbelsäule 54, 63, 136, 157, 200, 269 X X-Ray-Modus 35, 49 Z Zwerchfelldefekt 118, 229, 234 Zwillinge 97, 266–268 – siamesische 266 – TRAP 266