Prospektiver Vergleich verschiedener Ultraschallverfahren zur Dickenmessung im Grenzbereich von Dicken unter 1 Millimeter

Zusammenfassung

Ziel: Neue Ultraschallverfahren mit verbesserten Abbildungstechniken und verbesserten Schallköpfen ermöglichen immer exaktere Messungen kleiner Abstände. Im Grenzbereich bei Dickenmessungen unter 1 Millimeter, z. B. bei Messungen der Intima-Media-Dicke, bleibt dabei unklar, ob wir die verbesserte Darstellbarkeit mit Messfehlern erkaufen. Wir überprüften verschiedene Verfahren auf ihre Genauigkeit und auf ihre Abbildungsqualität. Material und Methode: Hierzu wurde in einer prospektiven Studie zunächst die Intima-Media-Dicke (IMT) bei übergewichtigen Kindern mit verschiedenen Verfahren untersucht und die Abbildungsqualität von zwei unabhängigen Untersuchern bewertet. Anschließend wurde von Feinmechanikern ein Phantom mit einer Dicke von exakt 0,3 Millimetern (entspricht dem dünnsten gemessenen IMT-Messwert) entwickelt. Messungen wurden unter Verwendung von fundamentalem Ultraschall, Tissue Harmonic Imaging, Speckle Reduction Imaging und Real Compound/Cross Beam Imaging durchgeführt. Ergebnisse: Die beste Abbildungsqualität der Gefäßwand wurde bei Verwendung von Speckle Reduction Imaging erreicht. Dieses Verfahren ergab zusammen mit dem fundamentalen Schall auch die exaktesten Messwerte. Die Abbildbarkeit war bei Verwendung von fundamentalem Schall jedoch deutlich schlechter als beim Einsatz von Speckle Reduction Imaging. Schlussfolgerung: Speckle Reduction Imaging erscheint uns als das Verfahren, welches am besten für Messungen von Dicken unter 1 mm geeignet ist.

Abstract

Purpose: New ultrasound techniques with improved visualization and better transducers constantly expand the methods of measurement. In the border area in the case of thickness measurements of less than 1 millimeter, e. g. the measurement of the “Intima-Media Thickness” (IMT), it is not clear if better visualization comes at the price of incorrect measurement values. We checked different modalities for accuracy and visualization quality. Materials and Methods: We prospectively examined the IMT of obese children using different ultrasound modalities. The image quality was evaluated by two independent pediatric radiologists. A phantom with an exact thickness of 0.3 mm (value of the thinnest measured IMT thickness) was subsequently created by precision engineers. Measurements were carried out and analyzed using fundamental ultrasound, tissue harmonic imaging, speckle reduction imaging and cross beam (real-time compound) imaging. Results: The best image quality was reached using speckle reduction imaging. This technique and fundamental ultrasound produced the most exact data. However, the recognizability was worse in fundamental ultrasound than in speckle reduction imaging. Conclusion: Speckle reduction imaging appears to be the best technique for measuring thicknesses less than 1 mm.

arteriosclerosis - carotid arteries - ultrasound - technical aspects

Literatur

• 1 Stabouli S, Kotsis V, Papamichael C. et al . Adolescent obesity is associated with high ambularory blood pressure and increased carotid intimal-medial thickness.  J Pediatr. 2005;  147 651-656
• 2 Zhu W, Huang X, He J. et al . Arterial intima-media thickening and endothelial dysfunction in obese chinese children.  Eur J Pediatr. 2005;  164 337-344
• 3 Paul T K, Srinivasan S R, Wei C. et al . Cardiovascular risk profile of asymptomatic healthy young adults with increased femoral artery intima-Media thickness: The Bogalusa Heart Study.  Am J Med Sci. 2005;  330 105-110
• 4 Kawamoto R, Oka Y, Tomita H. et al . Association between abdominal fat index on ultrasonography and carotid atherosclerosis in non-obese men.  J Atheroscler Thromb. 2005;  12 85-91
• 5 Mackinnon A D, Jerrad-Dunne P, Sitzer M. et al . Rates and determinants of site-specific progression of carotid artery intima-media thickness: the carotid atherosclerosis progression study.  Stroke. 2004;  35 2150-2154
• 6 Freedman D S, Dietz W H, Tang R. et al . The relation of obesity throughout life of carotid intima-media thickness in adulthood: the Bogulosa Heart Study.  Int J Obes Metab Disord. 2004;  28 159-166
• 7 Tonstad S, Joakimsen O, Stensland-Bugge E. et al . Risk factors related to carotid intima-media thickness and plaque in children with familial hypercholesterolemia and control subjects.  Arterioscler Thromb Vasc Biol. 1996;  16 984-991
• 8 Sorof J M, Andrei V A, Cardwell G. et al . Carotid artery intimal-medial thickness and left ventricular hypertrophy in children with elevated blood pressure.  Pediatrics. 2003;  111 61-66
• 9 Rissanen T, Voutilainen S, Nyyssönen K. et al . Low plasma lycopene concentration is associated with increased intima-media thickness of the carotid artery wall.  Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2000;  20 2677-2681
• 10 Pignoli P, Tremoli E, Poli A. et al . Intimal plus medial thickness of the arterial wall: a direct measurement with ultrasound imaging.  Circulation. 1986;  74 1399-1406
• 11 Bots M L, Hoes A W, Koudstaal P J. et al . Common carotid intima-media thickness and risk of stroke and myocardial infarction.  Circulation. 1997;  96 1432-1437
• 12 Kamarck T W, Everson S A, Kaplan G A. et al . Exaggerated blood pressure responses during mental stress are associated with enhanced carotid atherosclerosis in middle-aged finnish men.  Circulation. 1997;  96 3842-3848
• 13 Wendelhag I, Liang Q, Gustavsson T. et al . A new automated computerized analyzing system simplifies readings and reduces the variability in ultrasound measurement of intima-media thickness.  Stroke. 1997;  28 2195-2200
• 14 Agewall S, Fagerberg B, Attwall S. et al . Carotid artery wall intima-media thickness is associated with insulin-mediated glucose disposal in men at high and low coronary risk.  Stroke. 1995;  26 956-960
• 15 Salonen R, Nyyssönen K, Porkkala E. et al . Kuopio Atherosclerosis Prevention Study (KAPS): A population-based primary preventive trial of the effect of LDL lowering on atherosclerotic progression in carotid and femoral arteries.  Circulation. 1995;  92 1758-1176
• 16 Oh J, Wunsch R, Turzer M. et al . Advanced coronary and carotid arteriopathy in young adults with childhood-onset chronic renal failure.  Circulation. 2002;  106 100-105
• 17 Wunsch R, Souza G de, Reinehr T. Intima-media thickness in obesity: relation to hypertension and dyslipidaemia.  Arch Dis Child. 2005;  90 1097
• 18 Reinehr T, Kiess W, deSousa G. et al . Intima media thickness in childhood obesity: relations to inflammatory marker, glucose metabolism, and blood pressure.  Metabolism. 2006;  55 113-118
• 19 Desser T S, Jeffrey R B. Tissue Harmonic Imaging techniques: physical principles and clinical applications.  Semin Ultrasound CT MR. 2001;  22 1-10
• 20 Delorme S, Krix M, Albrecht T. Ultraschallkontrastmittel - Grundlagen und klinische Anwendung.  Fortschr Röntgenstr. 2006;  178 155-164
• 21 Crawford D C, Cosgrove D O, Tohno E. et al . Visual impact of speckle reduction on US B-mode images.  Radiology. 1992;  183 555-561
• 22 Milkowski A, Yadong L, Becker D. et al . Speckle reduction Imaging. 2003 GE medical systems - Ultrasound.  http://www.gehealthcare.com/euen/ultrasound/docs/education/whitepapers/whitepaper_SRI.pdf.
• 23 Shapiro R S, Simpson W L, Rausch D L. et al . Compound Spatial Sonography of the thyroid gland.  AJR. 2001;  177 1195-1198
• 24 Lakka T A, Salonen R, Kaplan G A. et al . Blood pressure and the progression of carotid atherosclerosis in middle-aged men.  Hypertension. 1999;  34 51-56
• 25 Willinek W A, Falkenhausen M von, Strunk H. et al . Tissue Harmonic Imaging im Vergleich zum konventionellen Ultraschall: Einfluss auf Bildqualität und Untersuchervariabilität bei der Messung der Intima-Media-Dicke in der Arteria carotis communis.  Fortsch Röntgenstr. 2000;  172 641-645