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Shear Wave Measurement (SWM)

Technologie

Bei der Shear Wave Measurement (SWM)-Technologie kommt zur Untersuchung der Lebersteifheit das ARFI-Prinzip in Verbindung mit einer Konvexsonde zum Einsatz. Sie ermöglicht die quantitative Bestimmung der Scherwellengeschwindigkeit und liefert für jede Messung einen Zuverlässigkeitsindikator, der Auskunft über die Angemessenheit der Messung gibt

Bei der Scherwellenmessung werden mithilfe eines ARFI (Push Pulse) in einem kleinen Interessenbereich (ROI) in der Leber Scherwellen generiert, gefolgt von longitudinalen Ultraschall-Tracking-Impulsen, die die Geschwindigkeit der Ausbreitung dieser Scherwellen messen. Die SWM-Sende-/Empfangssequenz ist in Abb. 1 dargestellt. 

Generation of the shear wave
Abb 1. Generierung der Scherwelle
  • Die Schallstrahlungskraft „Push Pulse“ veranlasst die Gewebeverdrängung am Fokuspunkt.
  • Das Senden wird gestoppt.
  • Am ARF-Rand wird eine Scherwelle generiert, die sich von der Achse versetzt ausbreitet.
  • Die Ausbreitungsgeschwindigkeit wird anhand von Tracking-Impulsen aus der detektierten Ankunftszeit errechnet.

Für jede „Push-Track“-Sequenz wird die Scherwellengeschwindigkeit (Vs) im Interessenbereich in mehreren Tiefen gemessen. Die Sequenz wird automatisch wiederholt, sodass die Ausbreitungsgeschwindigkeit innerhalb eines kurzen Zeitraums mehrmals gemessen wird. Daraufhin folgt eine Sonden-Abkühlphase, während derer alle Wellen-Sendevorgänge gestoppt werden. SWM entspricht den Bestimmungen, die hinsichtlich Ausgangsleistungsmessungen und Erwärmung der Sondenoberfläche normalerweise für diagnostische Ultraschallsysteme gelten. 

Zuverlässigkeitsindikator, VsN
Bei Methoden zur Messung der Punktscherwellengeschwindigkeit wird für die im ROI gemessenen Daten häufig nur ein Medianwert angezeigt. Anhand von Vs allein kann es jedoch schwierig sein, zu entscheiden, ob die Messung angemessen ist. Störungen können beispielsweise durch Körper- oder Atembewegungen des Patienten oder durch eine unstete Sondenführung des Untersuchenden entstehen. Außerdem können die Echosignale im Parenchym der Leber im Zeitverlauf schwanken, da Herzbewegung bzw. Gefäßfluss zur Bewegung der Mikrovaskulatur führen. Selbst wenn die Standardabweichung angezeigt wird, kann es schwierig sein, zu unterscheiden, ob die Abweichung durch die Gewebestruktur oder durch einen Messfehler verursacht wird. Die SWM-Technik erkennt durch den Blutfluss und durch Mikrovibrationen hervorgerufene Phasenfluktuationen, sodass die Scherwellengeschwindigkeit Vs mit hoher Genauigkeit berechnet werden kann.

Der Zuverlässigkeitsindikator wird für alle Vs-Wert-Sets berechnet, die aus den Push-Track-Sequenzen und Vs-Messungen hervorgehen, die für die einzelnen Messsequenzen in unterschiedlichen Tiefen im ROI vorgenommen werden. Werte werden anhand dreier definierter Kriterien vom Vs-Set abgelehnt, und das Verhältnis der verbleibenden Vs-Werte (Vs nach Ablehnung/Gesamtzahl Vs) wird als Vs-Effizienzrate definiert und als Prozentwert (VsN-Wert) angezeigt. Die mediane Vs und der Interquartilsabstand (IQR) werden aus dem Histogramm der einzelnen Vs-Sets nach der Ablehnung berechnet (Abb. 2). 

The region of interest and the histogram are displayed. Chart of displayed values.
Abb. 2 Der interessierende Bereich und das Histogramm werden angezeigt. Diagramm der angezeigten Werte.
Die drei Ablehnungsbedingungen sind in Abb. 3 dargestellt:
  • Vs kleiner oder gleich null (1). Vs wird negativ, wenn die Spitze von Track 2 früher erkannt wird als die Spitze von Track 1, beispielsweise aufgrund von gestörten Schwerwellen. In diesem Fall werden Scherwellen nicht korrekt erkannt, und der Wert wird abgelehnt.
  • Außerhalb eines bestimmten definierten Bereichs von Vs (2). Je nach den untersuchten Organen und Gewebearten wird ein bestimmter Bereich von Vs-Werten definiert. Wenn die Vs-Werte außerhalb dieses Bereichs liegen, wird der Wert als Detektionsfehler der Scherwellengeschwindigkeit angesehen und abgelehnt.
  • Bei Beobachtung von Phasenfluktuationen in einer bestimmten Tiefe (3). Phasenfluktuationen aufgrund der Blutgefäße und des Blutflusses unterscheiden sich von Scherwellen und werden als Detektionsfehler abgelehnt.
Illustration of the three rejection conditions
Abb 3. Veranschaulichung der drei Ablehnungsbedingungen.

SWM ist auf HI VISION Ascendus und ARIETTA V70 verfügbar.