Ultraschallbildgebung bei Kleintieren

Prinzipien der Ultraschallbildgebung bei Kleintieren

KleinTier-UltraschallDie Ultraschallsonde durchdringt die mit einem Koppelmittel beschichtete Hautoberfläche des Kleintiers und leitet den Ultraschall in den Körper des Tieres weiter. An der Grenzfläche zweier Medien unterschiedlicher Dichte werden Ultraschallwellen reflektiert. Die reflektierten Ultraschallwellen, die Echos, werden von der Ultraschallsonde empfangen und nach der Digitalisierung zu einem Ultraschallbild verarbeitet (Abbildung 1).

Abbildung 1

Der grundlegende Bildgebungsmodus der Ultraschallbildgebung ist der B-Modus. Dieser Modus bildet die anatomische Struktur kleiner Tiere in einer Schwarz-Weiß-Grau-Farbskala ab, wobei:

Weiß: steht für starke Echos, im Allgemeinen für dichte Gewebestrukturen wie Steine ​​und Luftblasen.

Grau: steht für echoarme, im Allgemeinen mitteldichte Gewebestrukturen wie Leber, Gallenblase, Bauchspeicheldrüse, Milz und andere Organe.

Schwarz: steht für kein Echo, im Allgemeinen für Gewebestrukturen mit geringer Dichte, wie z. B. Flüssigkeiten, Blutgefäße, nekrotisches Gewebe.

Eine weitere häufig verwendete Ultraschallbildgebungsmethode ist der Farbdoppler-Modus, allgemein bekannt als Farbultraschall. Er basiert auf dem B-Bild-Strukturbild, wobei die Blutflusssignale mit verschiedenen Farben markiert werden, was die Beobachtung der Blutflussverteilung in den Geweben und Organen erleichtert.

Rot: stellt den Blutfluss zur Sonde hin dar (Abbildung 2, links).

Blau: stellt den Blutfluss vom Sondeninneren weg dar (Abb. 2 rechts).

Abbildung 2

Merkmale eines Ultraschallbildgebungssystems für Kleintiere

1. Strahlungsfrei, einfach zu bedienen, intuitive Bilder, geeignet für Echtzeit- und Langzeitbeobachtung (Abb. 3).

Abb. 3 Sichere, nicht-invasive Langzeitstudie

2. Beste Leistung in der Weichteilbildgebung.

3. Breites Anwendungsgebiet: Neben den vorübergehenden Schwierigkeiten bei der Lungenbildgebung (die mit Gas gefüllte Lunge erscheint im Ultraschallbild als starkes Echo, die innere Struktur ist nicht sichtbar), können auch andere Gewebe und Organe per Ultraschall dargestellt werden.

Unterschied zwischen klinischem Ultraschall und Kleintier-Ultraschall

Der größte Unterschied zwischen den beiden ist die Frequenz der Ultraschallsonde: Die Frequenz der klinischen Ultraschallsonde liegt bei etwa 3-15 MHz; die Frequenz der Ultraschallsonde für Kleintiere kann im Allgemeinen 20-50 MHz erreichen, die der Ultraschallsonde für Mäuse kann 80 MHz erreichen.

Aufgrund der physikalischen Eigenschaften von Ultraschall gilt: Je niedriger die Ultraschallfrequenz, desto größer die Eindringtiefe, jedoch nimmt die Auflösung ab. Umgekehrt gilt: Je höher die Ultraschallfrequenz, desto geringer die Bildgebungstiefe, aber desto höher die Auflösung. Daher wird in der klinischen Ultraschalldiagnostik meist niederfrequenter Ultraschall eingesetzt, der für den menschlichen Körper geeignet ist und eine ausreichende Bildauflösung für die Untersuchung von Strukturen bietet.

Dies trifft jedoch nicht auf kleine Tiere zu. Mäuse beispielsweise sind nur etwa 3 cm dick, und das Volumen ihrer inneren Organe ist viel kleiner als das des Menschen. Daher werden ultrahochfrequente Sonden eingesetzt, um hochauflösende Bilder zu erhalten und so eine klare Beobachtung zu ermöglichen (Abbildung 4).

Abbildung 4: Unterschied zwischen klinischem Ultraschall und Ultraschallbildgebung bei Kleintieren

Nehmen wir die Ultraschallbildgebung des linken Ventrikels der Maus als Beispiel.

Die in Abbildung 5 dargestellte klinische Ultraschallsonde hat eine niedrige Frequenz und eine große Eindringtiefe (ca. 3 cm), sodass der linke Ventrikel der Maus (weniger als 1 cm tief) nicht in der Mitte des Sichtfelds platziert werden kann und die Bildauflösung nicht ausreicht.

Die linke Herzkammer wird sorgfältig untersucht und genau analysiert. Die in Abbildung 6 dargestellte Ultraschallsonde für Kleintiere arbeitet mit hoher Frequenz. Die linke Herzkammer befindet sich im Zentrum des Sichtfelds und kann in einer Tiefe von 7 mm fokussiert werden. Dank der guten Bildauflösung lassen sich alle wichtigen Strukturen der linken Herzkammer klar darstellen, was eine präzise Quantifizierung im weiteren Verlauf ermöglicht.

Abbildung 5: Klinische Ultraschallbildgebung des linken Ventrikels bei Mäusen

Abbildung 6: Darstellung des linken Ventrikels einer Maus mittels Kleintier-Ultraschall