swirling

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Mit den Standardeinstellung eines Ultraschallgerätes lassen sich nur selten optimale Bilder gewinnen. In der konventionellen Echokardiographie kann z.B. durch eine Anpassung der Sendefrequenz des Schallkopfes eine Verbesserung erreicht werden.

In der Kontrastsonographie ist der Schlüssel zu aussagekräftigen Bildern der mechanische Index, der MI. Er ist ein – theoretisches – Maß für die Schallenergie, die im Bereich des Ultraschallfokus einwirkt.

Werden Ultraschallbläschen nur von einer geringen Schallenergie getroffen, so kommt es zur Reflexion. Die kugelige Oberfläche führt zu starker Streuung, das reflektierte Signal ist schwach, das Bild bleibt dunkel.

Steigt die einwirkende Schallenergie, so kommt es zur Resonanz. Die Resonanzfrequenz hängt von der Bläschengröße ab: je kleiner die Bläschen, je höher die Resonanzfrequenz. Bläschen mit einem Durchmesser von 5 µm weisen eine Resonanzfrequenz von etwa 1,8 MHz auf, solche mit einem Durchmesser von 2 µm eine Frequenz von etwa 5 MHz. Das Resonanzphänomen führt dazu, dass nur Signale der durch Resonaz schwingenden Bläschen die Ultraschallsonde wieder erreichen. Die übrigen kardialen Strukturenerzeugen aufgrund der niedrigen Sendeleistung nur ein "Echo", wenn sie sehr starke Reflektoren darstellen, wie zum Beispiel Kalkstrukturen.

Steigt die Schallenergie weiter, so werden zunehmend höhere harmonische Frequenzen emittiert. Schließlich wird das Bläschen zerstört. Hierbei wird ein sehr intensives Ultraschallsignal abgegeben, wie bei einem platzenden Luftballon.

Die Zerstörung der Bläschen beginnt im Nahfeld der Ultraschallsonde bereits oberhalb eines MI von 0,2. Bei einer konventionellen Ultraschalluntersuchung werden MIs von 0,8 bis 1,3 (je Hersteller) eingesetzt. Bei diesen hohen Schallenergien werden viele Bläschen bis in eine Tiefe von etwa 6-8 cm zerstört. Eine Kontrastmitteluntersuchung erfordert somit die Reduktion des mechanischen Index. Für die Darstellung des linken Ventrikels sind MI-Werte zwischen 0,16 und 0,22 üblich, zur Darstellung der Myokardperfusion noch niedrigere Werte (0,08 – 0,12). Die Werte gelten für GE-Geräte (Vivid 7). Mit der IE 33 von Philips läßt sich mit einem mechanischen Index von 0,1 ein Perfusionssignal darstellen.

Swirling bezeichet das Auftreten von Verwirbelungen des Kontrastmittels anstelle einer homogenen Kontrastierung. Dieses Phänomen kann nicht nur durch eine Kontrastmittelzerstörung infolge zu hohem mechanischem Index ausgelöst werden, sondern auch durch eine zu niedrige Kontrastmittelkonzentration, insbesondere in Kombination mit langsamen Flußgeschwindigkeiten im Ventrikel, zum Beispiel im Bereich eines Vorderwandaneurysmas.

Zur Abhilfe ist im ersten Schritt die Reduktion des mechanischen Index empfehlenswert (z.B. auf Werte von 0,08 – 0,2), bei fehlender Besserung eine Nachinjektion von Kontrastmittel.

 
Das Video zeigt ein apikales "swirling" infolge zu hohem mechanischem Index mit Zerstörung von Kontrastmittelbläschen bis in eine Tiefe von 6 bis 8 Zentimeter. Die Signale aus dem Myokard stammen vom Myokard selbst und stellen kein "Perfusionssignal" dar. Das Standbild zeigt während der isovolumetrischen Kontraktionszeit eine fehlende Kontrastierung apikal. In der Endsystole zum Zeitpunkt der T-Welle ist der Ventrikel weitestgehend homogen kontrastiert.

 

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