Radiologian avain

Artifaktat

Lihas- ja luustokudoksen ultraäänitutkimuksessa esiintyvillä artefakteilla tarkoitetaan ultraäänikuvassa esiintyviä piirteitä, jotka eivät edusta luotettavasti anatomista rakennetta anturin alla. Artefaktien tunteminen on ratkaisevan tärkeää, jotta kuvia voidaan tulkita luotettavasti tuki- ja liikuntaelimistön ultraäänitutkimuksissa. Jotkin artefaktat, kuten anisotropia, voidaan minimoida asianmukaisella skannaustekniikalla. Toiset on yksinkertaisesti tunnistettava, jotta kuvia voidaan tulkita asianmukaisesti. Artefaktat voivat joissain tapauksissa jopa antaa kliinisiä vihjeitä taustalla olevasta patologiasta. Yksityiskohtainen keskustelu kaikista mahdollisista artefakteista, joita ultraäänitutkimuksessa voi esiintyä, ei kuulu tämän tekstin piiriin; yleisimmät mainitaan kuitenkin.

ANISOTROPIA

Anisotropia on merkittävin ja yleisimmin esiintyvä artefakti lihaksiston ja luuston ultraäänitutkimuksessa esiintyvien pintarakenteiden kanssa, ja se on erityisen potentiaalisesti ongelmallinen lineaarisia transduktoreita käytettäessä. Sillä tarkoitetaan kudoksen ominaisuutta johtaa tai heijastaa ääniaaltoja eri tavoin takaisin anturiin ääniaaltojen kohtaamiskulman perusteella. Anisotrooppisella artefaktilla tarkoitetaan kuvan tummumista ja erotuskyvyn heikkenemistä (kuvat 4.7 ja 13.1). Tämä tapahtuu, kun ääniaaltojen lähestyminen on vähemmän kuin kohtisuorassa (eli osumakulma on suurempi kuin 0 astetta) (kuva 2.7). Siksi tutkijan olisi pyrittävä pitämään säteen suunta mahdollisimman lähellä kohtisuoraa.

Jänteet ovat erityisen alttiita anisotrooppiselle artefaktille, koska niiden heijastuskyky on suuri ja niiden suunta on tasaisen lineaarinen (kuva 9.10) (ks. luku 7). Useimmissa muissa kudoksissa on jonkinasteista anisotropiaa. Anisotropia vaikuttaa myös neulan erottuvuuteen. On pyrittävä pitämään osuva ääniaalto mahdollisimman lähellä kohtisuoraa neulaan nähden. Tätä käsitellään tarkemmin luvussa 14. Anisotrooppisuuden vähentämiseksi olisi käytettävä tekniikoita, kuten anturin vaihtamista ja kantapäästä varpaaseen keinuttamista. Näitä manöövereitä käsitellään luvussa 5.

KUVA 13.1 Sonogrammi, jossa näkyy esimerkki anisotrooppisen artefaktin aiheuttamasta signaalin muutoksesta. Kuvassa on pitkäakselinen näkymä normaalista akillesjänteestä, jonka insertio on calcaneuksessa. Keltaiset nuolet kuvaavat anturin lähestyvien ääniaaltojen suuntaa. Jänteen normaali fibrillaarinen rakenne näkyy ruudun vasemmalla puolella, jossa osumakulma on kohtisuorassa jänteeseen nähden. Huomaa jänteen kuitujen hypoekaikuinen ulkonäkö, kun ne kaartuvat jyrkässä kulmassa asettuakseen calcaneukseen. Tämä on anisotrooppinen artefakti, joka liittyy siihen, että tämä osa jänteestä ei ole kohtisuorassa osuvaa äänisädettä vastaan. Tämä artefakti voidaan poistaa suorittamalla kantapäästä varpaaseen -kallistus anturilla, jotta distaaliseen osaan kohdistuva osumakulma muuttuu. Jos anisotropian vaikutusta tällaiseen kuvaan ei tunnisteta, voidaan tehdä virheellinen johtopäätös patologiasta.

MÄÄRÄLLINEN JOHTAVUUSMEDIAALI

Ultrasonografia edellyttää riittävää johtavuusmediaania anturin ja potilaan ihon välille, jotta ääniaallot pääsevät kulkemaan riittävästi anturista kudokseen ja takaisin selkeän kuvan saamiseksi. Tämä toteutetaan yleensä johtumisgeelillä (kuva 13.2) tai harvemmin erillisillä tyynyillä. Tämä on välttämätöntä, koska ultraääniaallot eivät johda hyvin ilman läpi. Ne tarvitsevat väliaineen, kuten geelin tai nesteen, hyvän kuvan luomiseksi. Tutkijan on käytettävä runsaasti johtumisgeeliä, jotta vältetään artefakti, joka aiheutuu ääniaaltojen tehokkaan siirtymisen puutteesta (kuva 13.3).

KUVA 13. Ultraäänen johtumisgeeli.2 Kuva, jossa havainnollistetaan johtumisgeelin käyttöä ääniaaltojen siirtymisen tehostamiseksi kudoksen ja anturin välillä.

KUVA 13.3 Sonogrammi, jossa havainnollistetaan riittämättömän johtumisgeelin vaikutusta ultraäänikuvaan. Kudos on suhteellisen yhtenäistä pinnallista lihasta. Kuvan oikealla puolella on geeliä anturin alla (geeli on kaikuuntumaton pinnallinen alue ruudun oikealla puolella merkinnällä G). Huomaa, että keltaisen nuolen oikealla puolella oleva kudos on geelin alla ja selvästi näkyvissä. Vasemmalla oleva tummennettu alue on anturin sen osan alla, jossa ei ole geeliä. Tämä heikentynyt kuva johtuu ääniaaltojen siirtymisen puutteesta kudoksen ja anturin välillä kentässä, jossa ei ole riittävää johtovälinettä.

POSTERIORINEN AKUSTINEN VARJOSTUS

PosTERIORINEN AKUSTINEN VARJOSTUS tarkoittaa ultraäänikuvan tummumista sellaisen rakenteen alla, jossa on paljon heijastusta. Esimerkkejä tästä ovat vähentynyt signaali kasvainten, kalkkeumien tai vierasesineiden alla (kuva 13.4). Korkeamman impedanssin omaavan kohteen alapuolella oleva kudos vastaanottaa vähemmän osuvia ääniaaltoja kuin ympäröivä kudos, joka ei ole kyseisen kohteen alapuolella, ja se näkyy tummempana. Koko ultraäänikuvan tutkiminen sen sijaan, että keskityttäisiin vain yhteen rakenteeseen, voi auttaa tunnistamaan takimmaisen akustisen varjostuksen tunnistamalla tummumisen koko kuvassa pystysuorana viivana. Tämä artefakti on joskus selvempi kuin posteriorisen akustisen varjostuksen aiheuttavan varsinaisen rakenteen ulkonäkö, ja sitä voidaan käyttää apuna kasvaimen tai vierasesineen sijainnin tunnistamisessa.

KUVA 13.4 Ultraäänitutkimus, jossa osoitetaan posteriorisen akustisen varjostuksen (keltaiset nuolet) vaikutus voimakkaasti heijastavan vierasesineen (sininen nuoli) alla.

POSTERIORINEN AKUSTINEN PARANTAMINEN

Posteriorinen akustinen paraneminen, joka tunnetaan myös lisääntyneenä läpäisevänä läpäisynä, syntyy pienentyneen impedanssin polttopistealueen seurauksena, joka johtaa ääniaaltojen lisääntyneeseen läpäisevyyteen välittömästi sen alapuolella olevaan kudokseen. Se on periaatteessa posteriorisen akustisen varjostuksen vastakohta. Kystat ja suonet ovat esimerkkejä rakenteista, jotka voivat johtaa posterioriseen akustiseen vahvistumiseen (kuva 13.5). Koska suurempi määrä ääniaaltoja palaa anturiin kudoksesta, jonka yläpuolella on vähemmän impendenssiä, kyseinen kudos näyttää yleensä hyperechoisemmalta. Jos artefaktin lähde voidaan puristaa, kuten laskimo, anturin paineen lisääminen voi vähentää tai poistaa sen. Muiden artefaktien tapaan koko kuva on analysoitava, jotta voidaan tunnistaa koko kudoksessa näkyvä polttokirkkaus, joka on pystysuorassa linjassa alentuneen impedanssin alueen alapuolella. Joissakin tilanteissa voidaan käyttää takimmaista akustista tehostusta antamaan kliinisiä vihjeitä arviointia varten parantamalla alla olevien rakenteiden erottuvuutta (kuva 13.6).

KUVA 13.5 Sonogrammi kaulalaskimon (keltainen nuoli) lyhytakselisesta näkymästä. Huomaa, että suoraan kaulalaskimon kaikuuntumattoman laskimon alapuolella oleva kudos (keltaiset nuolenkärjet) on hyperechoisempaa kuin sen lateraalipuolella oleva kudos. Vaikutus syntyy, koska suoni vaimentaa ääniaaltoja vähemmän kuin ympäröivä kiinteä kudos.

KUVA 13.6 Sonografiat, jotka esittävät esimerkkejä kliinisiä lisähavainnoista antavasta takimmaisesta akustisesta tehostumisesta. Kuva (A) on pitkäakselinen näkymä supraspinatus-jänteestä. Tässä kuvassa jänteen repeämästä johtuva yläpuolisen kudoksen tiheyden väheneminen (sininen nuoli) johtaa takimmaiseen akustiseen vahvistumiseen ja nivelruston rajan (keltainen nuoli) parempaan näkyvyyteen. Ruston rajan korostuminen on kliininen vihje, joka viittaa yläpuolella olevaan kiertäjäkalvosimen repeämään, jopa tilanteissa, joissa repeämä ei ole yhtä selvä. Kuva (B) on pitkittäisnäkymä infraspinatus-jänteestä, jossa on takimmainen labraalikysta. Kuvassa näkyy hyvin kystan alapuolella oleva suprascapulaarihermo. Hermoa on usein vaikea nähdä näin selvästi tavallisissa olosuhteissa.

REVERBERAATIOARTEFAKTI

Reverberaatioartefakti syntyy toistuvan heijastumisen seurauksena edestakaisin kahden voimakkaasti heijastavan pinnan välillä (kuva 13.7). Tuki- ja liikuntaelimistön ultraäänitutkimuksissa sitä esiintyy yleisimmin neulojen ohjauksen ja metallisten implanttien yhteydessä (kuva 13.8). Tämä artefakti näkyy tasaisin välein olevina hyperechoisina viivoina, jotka sumentavat kuvaa. On erityisen tärkeää tunnistaa, että tämä artefakti saa metallisen rakenteen näyttämään paksummalta ja syvemmältä kuin se todellisuudessa on.

KUVA 13.7 Havainnollistus kaikumisartefaktin kehittymisestä. Ääniaallot kimpoilevat edestakaisin suuren impendenssin omaavan pinnallisen kohteen ja anturin välillä.

KUVA 13.8 Sonogrammi, joka havainnollistaa tason sisäistä näkymää neulasta, jossa on jälkikaiuntaartefakti. Neulan kärki tunnistetaan keltaisen nuolen sijainnista. Tasaisin välein oleva hyperechoinen artefakti (siniset nuolet) on varsinaisen neulan alapuolella.

Muita reverbaatioarteen spesifisiä kuvausmuotoja ovat muun muassa comet-tail- ja ring-down-artefakti. Komeetan häntä -artefakti syntyy yleensä kahden lähekkäin sijaitsevan rakenteen välisestä heijastuksesta. Kapeneva pyrstön ulkonäkö johtuu artefaktin vaimenemisesta sen siirtyessä syvemmälle (kuva 13.9). Ring-down-artefakti näyttää samankaltaiselta, mutta liittyy syviin ilmataskuihin.

KUVA 13.9 Sonogrammi, jossa näkyy komeetan häntää muistuttava ulkonäkö (siniset nuolet). Artefakti sijaitsee voimakkaasti heijastavan rakenteen alapuolella (keltainen nuoli) ja kapenee vaimennuksen myötä, kun se ulottuu syvemmälle.

MUITA ARTIFAKTEJA

Ulkoäänitutkimuksessa nähdään monia muitakin artefaktatyyppejä, ja niiden yksityiskohtainen kuvaus ei kuulu tämän tekstin piiriin. Monet niistä liittyvät signaalin vaihteluun tiheydeltään erilaisten kudosten välillä. Ultraäänikuvat perustuvat oletukseen, että ääniaallot kulkevat kudoksen läpi suhteellisen tasaisella nopeudella (1 540 m/s ihmiskudoksessa). Kudosten vaihtelu, joiden tiheys on merkittävästi erilainen, voi mahdollisesti ”huijata” instrumenttia niin, että se luo kuvan, joka ei täysin edusta anatomista rakennetta. Myös tiheydeltään erilaisissa kudoksissa voi esiintyä liiallista taittumista ja vaimenemista. Tämäntyyppiset artefaktat ovat useammin ongelmallisia syvempien rakenteiden ultraäänitutkimuksissa kuin niissä, joita tyypillisesti tarkastellaan tuki- ja liikuntaelimistön arvioinnissa.