Augen-Ultraschall

Der Einsatz von Ultraschall in der Augenheilkunde zu diagnostischen Zwecken beruht vor allem auf seiner Eigenschaft, von den Grenzen verschiedener Gewebestrukturen reflektiert zu werden und vor allem Informationen über Inhomogenitäten in der untersuchten Umgebung zu liefern, unabhängig von deren Transparenz.

Die ersten Echogramme des Augapfels wurden 1956 veröffentlicht. Seitdem hat sich die Ultraschalldiagnostik in der Ophthalmologie zu einer eigenständigen Disziplin entwickelt. Dabei kommen eindimensionale (A) und zweidimensionale (B) Untersuchungsmethoden in Echtzeit, verschiedene Farbdoppler-Techniken, auch mit Kontrastmitteln, und in den letzten Jahren eine Technik zur dreidimensionalen Abbildung der Strukturen von Augapfel und Augenhöhle zum Einsatz. Ultraschalluntersuchungen (US) bei Erkrankungen des Auges und der Augenhöhle sind äußerst verbreitet, da die einzige Kontraindikation meist eine frische, ausgedehnte penetrierende Verletzung des Auges ist.

Der A-Modus ist gekennzeichnet durch die Erfassung einer Reihe vertikaler Abweichungen des Elektronenstrahls von der Horizontalen (eindimensionales Echogramm), gefolgt von der Messung des Zeitpunkts des Auftretens des betreffenden Signals ab dem Beginn des Sondierungsimpulses und der Amplitude des Echosignals. Da der A-Modus keine ausreichende Klarheit aufweist und es viel schwieriger ist, pathologische Veränderungen des Auges und der Augenhöhle anhand eindimensionaler Echogramme zu beurteilen als anhand zweidimensionaler, wurde bei der Untersuchung intraokularer und retrobulbärer Strukturen einem zweidimensionalen Bild der Vorzug gegeben, während der A-Modus hauptsächlich für die Ultraschallbiometrie und -densitometrie verwendet wird. Das Scannen im B-Modus hat einen erheblichen Vorteil, da es durch die Bilderzeugung durch Pixel (leuchtende Punkte) unterschiedlicher Helligkeit aufgrund der Amplitudenabstufung der Echosignale ein echtes zweidimensionales Bild des Augapfels erzeugt.

Die Nutzung des Doppler-Effekts in Ultraschallgeräten hat es ermöglicht, Informationen über strukturelle Veränderungen des Auges und der Augenhöhle durch hämodynamische Parameter zu ergänzen. Bei den ersten Doppler-Geräten basierte die Diagnostik ausschließlich auf kontinuierlichen Ultraschallwellen, was ihren Nachteil mit sich brachte, da sie keine Differenzierung der gleichzeitig von mehreren, in unterschiedlichen Tiefen liegenden Gefäßen ausgehenden Signale zuließ. Die Pulswellen-Dopplerographie ermöglichte die Beurteilung der Geschwindigkeit und Richtung des Blutflusses in einem bestimmten Gefäß. Am häufigsten wird die Ultraschall-Dopplerographie, nicht kombiniert mit einem Graustufenbild, in der Augenheilkunde zur Beurteilung der Hämodynamik in den Halsschlagadern und ihren Ästen (ophthalmische, supratrochleare und supraorbitale Arterien) eingesetzt. Die Kombination von Puls-Dopplerographie und B-Mode in Geräten trug zur Entstehung der Ultraschall-Duplex-Forschung bei, die gleichzeitig sowohl den Zustand der Gefäßwand als auch die aufgezeichneten hämodynamischen Parameter beurteilt.

Mitte der 80er Jahre wurde die Duplexsonographie durch die Farbdoppler-Kartierung (CDM) des Blutflusses ergänzt, die es ermöglichte, objektive Informationen über den Zustand nicht nur großer und mittelgroßer, sondern auch kleiner Gefäße, einschließlich intraorganischer, zu erhalten. Von diesem Moment an begann eine neue Etappe in der Diagnostik vaskulärer und anderer Pathologien, und die gängigsten angiographischen und rheographischen Methoden traten in den Hintergrund. In der Literatur wurde die Kombination aus B-Mode, Doppler-Kartierung und gepulster Dopplerographie als Triplex bezeichnet, die Methode als Farbduplexsonographie (CDS). Seit sie für die Beurteilung der Angioarchitektur neuer Regionen und der Hämodynamik in Gefäßen mit einem Durchmesser von weniger als 1 mm verfügbar wurde, fand die Triplex-Forschung Anwendung in der Augenheilkunde. Veröffentlichungen zu den Ergebnissen des Doppler-Mappings und später des Power-Doppler-Mappings (PDM) in diesem Bereich der Medizin erfolgten in den 90er Jahren des 20. Jahrhunderts und wurden bei verschiedenen Gefäßpathologien und vermuteten Neoplasien des Sehorgans durchgeführt.

Da bei einigen orbitalen und intraokularen Tumoren aufgrund des sehr langsamen Blutflusses das Gefäßnetz mittels Doppler-Mapping nicht erfasst werden konnte, versuchte man Mitte der 1990er Jahre, die Gefäßversorgung mittels Echokontrastmitteln zu untersuchen. Insbesondere zeigte sich, dass Kontrastmittel bei metastasiertem Aderhautkarzinom nur eine geringe Erhöhung der Doppler-Signalintensität bewirkten. Bei Melanomen kleiner als 3 mm führte die Gabe von Echokontrastmitteln zu keinen signifikanten Veränderungen, bei Melanomen größer als 3 mm hingegen zu einer deutlichen Signalverstärkung und zur Erkennung neuer und kleinerer Gefäße im gesamten Tumor. In Fällen, in denen nach Brachytherapie mittels Doppler-Mapping kein Blutfluss erfasst wurde, brachte die Kontrastmittelgabe keine signifikanten Ergebnisse. Bei orbitalen Karzinomen und Lymphomen zeigte sich mittels Echokontrastmittel eine deutliche bis moderate Erhöhung der Blutflussgeschwindigkeit und die Erkennung neuer Gefäße. Die Differenzierung zwischen Aderhauttumor und subretinaler Blutung hat sich verbessert. Es wird angenommen, dass die Farbduplex-Szintigraphie von Gefäßen mit Echokontrastmitteln zu einer besseren Untersuchung der Tumorblutversorgung beitragen und die Röntgenkontrastangiographie wahrscheinlich weitgehend ersetzen wird. Diese Medikamente sind jedoch noch teuer und haben sich nicht weit verbreitet.

Die weitere Verbesserung der diagnostischen Möglichkeiten des Ultraschalls ist teilweise mit dreidimensionalen Bildern (D-Modus) der visuellen Organstrukturen verbunden. Es ist derzeit anerkannt, dass insbesondere in der Ophthalmo-Onkologie Bedarf an volumetrischer Rekonstruktion besteht, um das Volumen und die „Geometrie“ von Aderhautmelanomen für eine spätere Untersuchung zu bestimmen, beispielsweise um die Wirksamkeit organerhaltender Behandlungen zu beurteilen.

Der D-Modus ist für die Abbildung der Augengefäße wenig geeignet. Zur Lösung dieses Problems wird die Farb- und Energiekodierung der Blutflüsse verwendet, gefolgt von einer Auswertung der Farbkarte und des Spektrums der Dopplerfrequenzverschiebung (DSF), die im Puls-Doppler-Modus erhalten werden.

Bei der Abbildung der visuellen Organflüsse wird das arterielle Blutbett meist rot kodiert, da der Blutfluss in ihm zum Sensor gerichtet ist, während das venöse Blutbett aufgrund des Abflusses von venösem Blut in die Augenhöhle und weiter in die Schädelhöhle (Sinus cavernosus) blau kodiert wird. Eine Ausnahme bilden die Venen der Augenhöhle, die mit den Gesichtsvenen anastomosieren.

Zur Ultraschalluntersuchung ophthalmologischer Patienten werden Sensoren mit einer Betriebsfrequenz von 7,5–13 MHz verwendet. Dabei handelt es sich um elektronische Linear- und Mikrokonvexsensoren, bei früheren Geräten auch um mechanische Sektorabtastung (mit einer Wasserdüse). Diese ermöglichen ein relativ klares Bild oberflächlicher Strukturen. Der Patient wird so positioniert, dass sich der Arzt am Kopf des Patienten befindet (ähnlich wie bei der Ultraschalluntersuchung der Schilddrüse und der Speicheldrüsen). Die Untersuchung erfolgt durch das untere oder geschlossene obere Augenlid (transkutane, transpalpebrale Scanmethode).

Methodik zur Durchführung von Ultraschall des Auges

Normale hämodynamische Parameter werden zum Vergleich mit ähnlichen Parametern bei Patienten mit verschiedenen vaskulären, entzündlichen, neoplastischen und anderen Erkrankungen des Sehorgans verwendet, sowohl im bestehenden als auch im neu gebildeten Gefäßbett.

Der größte Informationsgehalt der Doppler-Methoden zeigte sich bei folgenden pathologischen Prozessen:

• anteriore ischämische Optikusneuropathie;
• hämodynamisch signifikante Stenose oder Okklusion der inneren Halsschlagader, die eine Änderung der Blutflussrichtung im Becken der Augenarterie verursacht;
• Krampf oder Verschluss der zentralen Netzhautarterie;
• Thrombose der zentralen Netzhautvene, der oberen Augenvene und des Sinus cavernosus;

Ultraschallzeichen von Augenkrankheiten