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2  Dreidimensionaler Ultraschall zur Darstellung von Läsionen der Rotatorenmanschette


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2.1 Einführung

Läsionen der Rotatorenmanschette sind häufige Erkrankungen und erfordern eine differenzierte Therapie. Sie richtet sich nach dem Alter der Patienten, dem funktionellen Anspruch und der Lokalisation und Größe der Ruptur. Zur Planung der Therapie ist eine frühzeitige und genaue Diagnostik erforderlich [57]. Dabei sollte die Untersuchung schnell, sicher und kostengünstig sein.

Die klinische Untersuchung ist mit einer Treffsicherheit von 79% bis 90% von großer Bedeutung [76], jedoch lassen sich hier keine Aussagen über die Größe einer Läsion machen. Die bildgebende Diagnostik erfolgt mit MRT (Magnet-Resonanz-Tomografie) und zweidimensionalem Ultraschall. In der Literatur wird für beide Verfahren eine Sensitivität von 75-100 % angegeben (Tabelle 2.1, Tabelle 2.2). Da die MRT zwar eine hohe Treffsicherheit aufweist, jedoch mit vergleichsweise hohen Kosten verbunden ist, wird von manchen Autoren die MRT bei diagnostischer Unsicherheit nach vorausgegangener Sonografie empfohlen [165].

Die konventionelle Sonografie ist ein etabliertes diagnostisches Verfahren bei Läsionen der Rotatorenmanschette [50]. Erstmals wurde die Sonografie der Rotatorenmanschette von Crass 1984 beschrieben [39]. Im Durchschnitt wird eine Sensitivität von 90% angegeben (Tabelle 2.1) [42,73,97,194,200,206,231,235], z.T. werden auch hohe Sensitivitäten von bis zu 100% beschrieben [231]. Jedoch gibt es auch Studien mit vergleichsweise niedriger Sensitivität (bis 36%) [127,147]. Daraus ergibt sich ein etwas uneinheitliches Bild für die Treffsicherheit der Sonografie. Die Ursache ist in dem zum Teil unterschiedlichen Patientenkollektiv, der variablen Größe der Rupturen, der Erfahrung und Anzahl der Untersucher und der Verwendung verschiedener Ultraschallkriterien der Studien zu finden.

Von vielen Autoren werden auch Limitationen der Sonografie angegeben, welche die unterschiedlich hohe Treffsicherheit der verschiedenen Studien erklären können. Als Nachteile der Sonografie werden aufgeführt: 1) die Untersucherabhängigkeit verbunden mit der notwendigen Erfahrung des [Seite 10↓]Untersuchers, 2) die Ebenenabhängigkeit mit z.T. erschwerter Orientierung, 3) das Problem der Standardisierung und von Messungen und 4) die erschwerte Darstellung von Partialrupturen [66,75,209]. Insbesondere bezüglich der Diagnostik von Partialrupturen ist die Literatur uneinheitlich. So wird in der Literatur zum Teil eine geringere Sensitivität für die Diagnostik von Partialrupturen im Vergleich zu Totalrupturen beschrieben [7,50,209,235]. Für die Planung der Therapie wäre jedoch eine höhere Sensitivität zur Diagnostik von Partialrupturen wünschenswert [135].

Eine Möglichkeit der verbesserten sonografischen Darstellung von Weichteilen ist der Einsatz dreidimensionaler (3D) bildgebender Verfahren. Die bildliche Umsetzung dreidimensionaler Organe ist in konkurrierenden Verfahren (CT und MRT) bereits etabliert. Jedoch ist dies aufwendig und zum Teil mit erhöhter Strahlung und höheren Kosten verbunden. Auch in der Sonografie gibt es Ansätze zur 3D-Darstellung. In der Gynäkologie [137,95] ist der 3D-Ultraschall (3D-US) ein etabliertes Verfahren. In der Orthopädie wurde der 3D-Ultraschall zur Darstellung der Säuglingshüfte [192] und des übrigen Bewegungsapparates beschrieben [84]. Auch wurde er zur Diagnostik von Menikusläsionen eingesetzt [172]. Zur Diagnostik von Läsionen der Rotatorenmanschette wurde der 3D-US experimentell untersucht [219,220]. In dieser Studie von Wallny et al. zeigte der 3D-Ultraschall eine höhere Sensitivität als der 2D-Ultraschall (100% versus 91,7%).

Ziel dieser Studie war, die Sensitivität von 3D- im Vergleich zu 2D-Ultraschall zur Diagnostik von Rotatorenmanschettenläsionen insbesondere von Partialrupturen zu untersuchen und die Möglichkeit anderer erweiterter Darstellungsformen von Läsionen der Rotatorenmanschette mit dem 3D-US zu prüfen.


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Tabelle 2.1: Übersicht Studien 2D-Ultraschall zur Diagnostik von Komplett- und Teilrupturen der Rotatorenmanschette [%]

 

Pat.-Anzahl

Sensitivität

Spezifität

PPW*

NPW**

Treff-sicherheit

Vorliegende Studie 2D-US

114

93

76

87

86

86

Vorliegende Studie 3D-US

114

97

75

88

93

89

Chang 2002[33]

43

87

100

100

75

90

Hedtmann 2002[73]

1227

95

95

87

92

95

Zehetgruber 2002[235]

91

87

83

79

90

85

Martín-Hervás 2001[127]

61

58

100

100

76

-

Drumm 2001[42]

54

78

91

56

29

78

Teefey 2000[209]

98

100

85

86

100

96

Kenn 2000[97]

40

69

93

82

86

85

Swen 1998[206]

48

86

88

86

88

88

Sonnabend 1997[194]

110

84

92

88

90

89

Sperner 1993[200]

375

91

89

96

75

90

Wiener 1993[231]

225

92

99

99

96

97

*PPW= positiv prädiktiver Wert, **NPW= negativ prädiktiver Wert

Tabelle 2.2: Übersicht Studien MRT zur Diagnostik von Komplettrupturen der Rotatorenmanschette [%]

 

Pat.-Anzahl

Sensitivität

Spezifität

PPW*

NPW**

Treffsicher-

heit

Martín-Hervás 2001 [129]

61

81

97

96

87

-

Kenn 2000 [97]

40

92

93

86

96

93

Swen 1999 [205]

21

81

88

91

74

83

Balich 1997 [7]

222

90

95

84

98

94

Quinn 1995 [164]

100

85

99

94

96

96

Farley 1992 [49]

112

70

96

86

89

89

*PPW=positiv prädiktiver Wert, **NPW= negativ prädiktiver Wert


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2.2  Material und Methode

2.2.1 Patientenkollektiv und Studiendesign

Insgesamt 114 Patienten mit klinischem Verdacht auf eine Läsion der Rotatorenmanschette wurden in die Studie eingeschlossen. Das Patientenkollektiv umfasste 39 Frauen (34,2 %) und 75 Männer (65,8 %) mit einem Durchschnittsalter von 48,9 +/- 15,2 Jahren. Bei 61 Patienten (53,5 %) war der dominante Arm betroffen, 61 Patienten erlitten vor Beschwerdebeginn ein Trauma.

Zwei Untersucher führten innerhalb von zwei Wochen vor der Operation eine 2D- und 3D-Ultraschalluntersuchung durch. Die Untersucher haben dabei voneinander unabhängig sonografiert, die Ergebnisse nicht ausgetauscht und sich bei der Untersuchung auf ein Ergebnis festgelegt. Die Untersucher waren für die Diagnose, die Vorgeschichte, die klinischen Untersuchungsergebnisse oder etwaige MRT-Befunde geblindet und führten randomisiert die 2D- oder 3D-Ultraschalluntersuchung durch. Sie waren erfahren in der Ultraschalluntersuchung und hatten vor Beginn der Studie mehr als 200 Schultersonografien selbstständig durchgeführt und einen Kurs über die Sonografie des Bewegungsapparates abgelegt.

Die Untersuchung wurde am sitzenden Patienten durchgeführt. Der Arm des zu Untersuchenden hing frei herab oder war im Ellenbogengelenk um 90° gebeugt. Die Sonografie wurde im Seitenvergleich durchgeführt. Eine Bewertung der Befunde wurde während der Untersuchung durchgeführt und mit Papierausdrucken der Bilder auf einem Studienbogen dokumentiert.

Der intraoperative Befund war der goldene Standard. Bei allen Patienten wurde eine Arthroskopie durchgeführt, wobei über einen anterioren Arbeitszugang mit einem Tasthaken der Zustand der Rotatorenmanschette überprüft wurde. Bei [Seite 13↓]42 Patienten wurden offene Rekonstruktionen durchgeführt. Eine Dokumentation der Defektgröße erfolgte dann mit arthroskopischen Bildern bzw. Bildern der offenen Rekonstruktion. Die Operateure (zwei Fachärzte) kannten die sonografischen Ergebnisse, hatten die Sonografie aber nicht selbst durchgeführt.

Die Rupturen wurden nach Snyder [190] jeweils mit Angabe der Ausdehnung des Defekts (Grad 1-4) klassifiziert (Tabelle 2.3). Eine quantitative Messung der Grösse des Defektes erfolgte nicht. Es wurden nur Läsionen von Supra- und Infraspinatussehne in die Studienauswertung einbezogen.

Tabelle 2.3: Arthroskopische Klassifikation von Rotatorenmanschetten-rupturen nach Snyder [190]

A

Partialläsion artikulärseitig

B

Partialläsion bursaseitig

C

Komplette Ruptur

Grad 0

Normalbefund

Grad 1

punktförmig, < 1 cm

Grad 2

1- 2 cm

Grad 3

2- 3 cm

Grad 4

< 3 cm, massive, komplexe Ruptur

2.2.2 Ultraschallkriterien

Sowohl für 2D- als auch für 3D-Ultraschall galten die sonomorphologischen Kriterien für eine Ruptur (Tabelle 2.4). Nach dem 2-Kriterien-Modell wurden formale Veränderungen (Kaliberschwankung, Stufenbildung, Konturumkehr der Grenzschicht der Rotatorenmanschette und fehlende Darstellung der Rotatorenmanschette) und Strukturveränderungen bzw. Abweichungen der Echogenität (hyper- und hypoechogene Zonen) in zwei Ebenen beurteilt [72,75,100]. Der auffälligste Befund wurde als Diagnosekriterium und, ein zweiter Befund als Bestätigungskriterium bezeichnet. Diagnose- und Bestätigungskriterium konnten identisch sein, mussten aber in zwei verschiedenen Gelenk- oder Schallkopfpositionen darstellbar sein.


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Für eine Partialruptur war ausschlaggebend: fokale hypoechogene Zone innerhalb der Sehne, hypoechogene Diskontinuitäten in zwei Ebenen und ein nicht die Kontinuität unterbrechender Defekt von ca. 20-50% der Gesamtdicke der Rotatorenmanschette.

Für eine Komplettruptur mussten folgende Kriterien erfüllt sein: Hypoechogene Zone über die gesamte Höhe der Sehne und der Rissränder oder Annäherung des Deltoideus-Muskels an den Humeruskopf.

Tabelle 2.4: Kriterien zur Beurteilung der Rotatorenmanschette (RM)

Formale Kriterien

Kaliberschwankung

Stufenbildung

Konturumkehr Bursagrenzschicht

fehlende Darstellung RM

Strukturveränderungen

(Echogenitätsveränderungen)

hypoechogene Zone

hyperechogene Zone

Inhomogenität

zonale Veränderung

2.2.3 2D-Ultraschall

Es wurde ein 7,5-10-MHz-Schallkopf verwendet. Die standardisierte 2D-Ultraschalluntersuchung erfasste drei Regionen (ventral, lateral-superior und dorsal). In jeder Region wurden Longitudinal- und Transversalschnitte mit innen- und außenrotiertem Arm statisch und dynamisch angefertigt [177,178]. Im ventralen Bereich entsprach dies den von Hedtmann beschriebenen Standardschnitten (Hedtmann I = parallel zur coracoakromialen Linie, Hedtmann II = annähernd senkrecht zur Position I) [157,181]. Die Kriterien für eine Läsion mussten in zwei aufeinander senkrecht stehenden Ebenen darstellbar sein.

2.2.4 3D-Ultraschall

Für den 3D-Ultraschall wurde ein Kretz Voluson 530D (Firma Kretztechnik, Zipf, Österreich) mit einem 8,5 MHz Volumenschallkopf verwendet (Abb. 2.1). Die [Seite 15↓]Einstellung einer „region of interest“ (ROI) erfolgte über ein Bild zentriert auf den läsionsverdächtigen Bereich, der dann das mittige Bild des zu erfassenden Volumenkörpers bildete. Konnte kein läsionsverdächtiger Bereich dargestellt werden, wurde der Volumenschallkopf zunächst in einer standardisierten anterolateralen Ebene bei leicht innenrotiertem Arm positioniert (Hedtmann II- Stellung, anterolateral), um den größten Einblick auf die Rotatorenmanschette zu gewinnen. Im Weiteren wurde eine Position etwas weiter dorsal im Übergang zur Infraspinatussehne gescannt.

Zur Erhebung der Ultraschalldaten tastete eine elektronische Breitbandsonde mit integrierter Schwenkmechanik die ROI ab und nahm dabei eine Vielzahl von Scanebenen auf (Abb. 2.2). Die Aufnahme startete vom Rand der Sonde bei einer Scanbreite von 40mm. Der Schallwinkel betrug 25°. Um eine hohe Auflösung zu erreichen, wurde eine langsame Aufnahmegeschwindigkeit (3 bis 5 Sekunden) gewählt. In dieser Zeit mussten Sonde und Objekt möglichst unbewegt bleiben, um Artefakte zu vermeiden. Eine Real-Zeit-Darstellung des Scanvorgangs ermöglichte eine direkte Qualitätskontrolle der Aufnahme. Nur bei guter Qualität dieser Bilder wurde auch ein verwertbarer Volumenkörper aufgezeichnet. Die Volumendaten wurden digital gespeichert.

Die Software des Systems ermöglichte eine Darstellung und Beurteilung der gespeicherten Ultraschalldaten. Die Auswertung erfolgte unmittelbar am Bildschirm des Ultraschallgerätes oder später an einem PC. Die Auswertung der Bilder erfolgte insbesondere in der 3-Ebenen-Ansicht (Abb. 2.3).

Im Weiteren wurde untersucht, ob Darstellungsmöglichkeiten wie Nischenmodusansicht, Volumen- bzw. Vocalmode und eine plastische Oberflächendarstellung (Rendering) (Abb. 2.4, Abb. 2.5) geeignet waren.

2.2.5 Statistische Analyse

Die 2D- und 3D-Ultraschallergebnisse wurden mit den operativen Befunden in Bezug auf Vorhandensein oder nicht Vorhandensein einer Komplett- oder Partialruptur verglichen. Sensitivität, Spezifität, positiv prädiktiver Wert (PPW), [Seite 16↓]negativ prädiktiver Wert (NPW) und Treffsicherheit wurden analysiert. Der Vergleich von 2D- und 3D-US wurde mit dem Chi-Quadrat-Test (gewichtete Signifikanz) getestet. Es wurden die Durchschnittwerte von 2D- und 3D-US dargestellt und die Zuverlässigkeit mit Kappa-Statistik untersucht.


[Seite 17↓]

Abb. 2.1
3D-Ultraschallkopf 530 MD Voluson

Abb. 2.2
3D-Scanebene


[Seite 18↓]

Abb. 2.3
Drei-Ebenen-Ansicht:
Es werden die Daten in drei zueinander orthogonalen Ebenen abgebildet: longitudinal, transversal und in der C-Ebene (parallel zum Schallkopf). Durch die Referenzbildwahl kann die Box in jeder Ebene, d.h. in jedem der drei B-Bilder, durchfahren werden, wobei die korrespondierenden Ebenen in den anderen zwei Bildern erscheinen. Die Ebenen können desweiteren um die drei Achsen (x ,y und z) rotiert und entlang dieser verschoben werden (Translation).

[Seite 19↓]
Abb. 2.4
Im Nischenmodus werden die drei Teilbilder A, B und C zu einer 3D-Schnittansicht zusammengefügt. Das Durchfahren der Ebenen ist möglich. Die räumliche Orientierung fällt leichter, da die Bilder einander direkt ergänzen.

Abb. 2.5
Im Vocalmodus ist das Ausmessen von Defekten der Rotatorenmanschette möglich.


[Seite 20↓]

2.3  Ergebnisse

Bei den 114 Patienten wurden 52 komplette Rupturen, 21 Partialrupturen und in 41 Fällen kein Defekt der Rotatorenmanschette diagnostiziert. Das Durchschnittsalter der Patienten mit Totalruptur betrug 57,3 (+/- 10,4) Jahre, derjenigen mit Partialruptur 48,8(+/- 12,4) Jahre und das der Patienten ohne Ruptur 38,2(+/- 15,4) Jahre.

2.3.1 2D-Ultraschall

Der 2D-Ultraschall zeigte bei 31 von 41 Patienten keine Anzeichen für eine Ruptur. Eine Totalruptur wurde bei 49 der 52 Patienten mit kompletter Ruptur diagnostiziert, bei 16 von 21 Patienten wurde eine Teilruptur festgestellt. Die fünf nicht erkannten Partialrupturen wurden in 20% der Fälle als komplette Ruptur und in 80% der Fälle als keine Ruptur diagnostiziert. Zwei der nicht erkannten Totalrupturen wurden als Teilrisse gewertet und eine als keine Läsion. Daraus ergab sich eine Sensitivität für komplette Rupturen von 94,2%, für Teilrupturen von 76,2% bei einer Spezifität von 93,4% bzw. 90,3% (Tabelle 2.5). Die Treffsicherheit für Totalrupturen betrug 94%, für Partialrupturen 88%. Die prädiktiven Werte waren bis auf eine Ausnahme hoch (86-95%). Eine Ausnahme bildete der positive Vorhersagewert für Partialrupturen. Dieser zeigte mit 64%, dass bei 36% der Patienten eine Teilruptur diagnostiziert wurde, wo keine bestand. Sieben dieser Patienten hatten keine Ruptur, zwei Patienten zeigten eine Totalruptur.


[Seite 21↓]

Tabelle 2.5: 2D- und 3D-Ultraschall

 

Sensitivität

2D/3D

Spezifität

2D/3D

PPW

2D/3D

NPW

2D/3D

Treffsicherheit

2D/3D

Gesamt

93/97

76/75

87/88

86/93

86/89

Totalrupturen

94/96

93/94

92/93

95/97

93/95

Partialrupturen

76/90

90/91

64/70

94/98

87/91

PPW=positiver prädiktiver Wert, NPW=negativer prädiktiver Wert

2.3.2 3D-Ultraschall

Im 3D-Ultraschall wurde in 31 von 41 Fällen keine Ruptur diagnostiziert. In den zehn abweichenden Fällen wurde bei acht Fällen für eine Teilruptur, bei zwei für eine Komplettruptur entschieden. Die Partialrupturen und die kompletten Rupturen wurden bei 19 von 21 bzw. 50 von 52 Patienten richtig erkannt. Zwei Partialrupturen wurden als Totalrupturen gewertet, zwei Totalrupturen als keine Läsion. Bei zwei degenerativ veränderten Rotatorenmanschetten, die als Totalrupturen gewertet wurden, konnte keine Ruptur nachgewiesen werden. Zwei arthroskopisch gesicherte kleine Totalrupturen wurden im Ultraschall als degenerative Ausdünnungen gewertet. Im Vergleich zur 2D-Sonografie wurde im dreidimensionalen Verfahren kaum unterschätzt, d.h. Partialrupturen wurden nicht als keine Rupturen gewertet, sondern als komplette Rupturen und die Mehrzahl der falsch diagnostizierten Patienten ohne Läsion als Partialläsion eingestuft. Lediglich die Totalrupturen wurden in zwei Fällen unterschätzt.

Es ergab sich eine Sensitivität von 90,5% für Partial- und 96,2% für Totalrupturen, bei einer Spezifität von 91,4% bzw. 93,5%. Der positive Vorhersagewert von 70,4% für Teilrupturen zeigte, dass fast 30% der diagnostizierten Teilrupturen keine oder komplette Rupturen waren. Der negative Vorhersagewert (97,7% vs. 96,7%) zeigte, dass mit hoher Genauigkeit festgestellt wurde, welche Patienten keine Total- oder Partialrupturen hatten. Die Treffsicherheit betrug 91,3% für Partial- und 94,8% für Totalrupturen. Ein Beispiel ist in Abb. 2.6 dargestellt.


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2.3.3 Vergleich 2D-/3D-Ultraschall

Der Vergleich zwischen dem 2D- und 3D-Ultraschall ergab keinen statistisch signifikanten Unterschied für die Diagnostik von Komplett- und Partialrupturen der Rotatorenmanschette (p=0.515, Chi-Quadrat-Test). Auffällig war, dass das 2D-Verfahren bei den korrigierten Residuen im richtig positiven Bereich überwiegend negative Werte, im falsch negativen Bereich mehr positive aufwies als der 3D-US. Das bedeutete, dass der 2D-US im Vergleich zum 3D-US zu wenig richtige und zu viele falsche Ergebnisse beinhaltete. Der Unterschied war jedoch gering und nicht signifikant. Die Diagnostik von Partialrupturen zeigte ebenfalls keine signifikanten Unterschiede zwischen 2D- und 3D-Ultraschall (p=0,658) und ebenso nicht für die Totalrupturen (p=0,976).

Der Kappa-Index (das Maß der Übereinstimmung zweier Tests bezüglich einer Alternative an denselben Objekten) war sehr hoch. Das Maß der Übereinstimmung der beiden Verfahren (Kappa) war mit 0,806 bei den Komplettrupturen am größten. Für alle Läsionen betrug es 0,647 und für Partialrupturen war es mit 0,507 am kleinsten. Letzteres bedeutet eine deutliche Übereinstimmung der beiden Ultraschallmethoden bei der Diagnostik von Partialrupturen und eine starke Übereinstimmung für Totalrupturen (Tabelle 2.6).


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Tabelle 2.6: Kappa Index

 

p-Wert

Kappa (Konfidenzintervall)

Gewichtetes Kappa (Konfidenzintervall)

2D-US

0,581

0,835

0,752-0,918

0,9

0,834-0,966

3D-US

0,125

0,929

0,861-0,996

0,971

0,943-0,999

Kappa

Übereinstimmung

<0,10

keine

0,10-0,40

schwache

0,41-0,60

deutliche

0,61-0,80

starke

0,81-1

fast vollständige

2.3.4 Erweiterte Darstellungsmöglichkeiten 3D-Ultraschall

In den meisten Fällen war eine gleich gute technische Darstellung der Defekte mit dem 3D-Ultraschall im Vergleich zum 2D-US möglich. Bei der Beurteilung der Rotatorenmanschette war besonders die 3-Ebenen-Ansicht durch die C-Ebene hilfreich (Abb. 2.3, Abb. 2.4).

Der Oberflächenmodus Rendering erforderte eine zeitaufwendige Nachbearbeitung der Daten, eine verbesserte Darstellung der Läsionen der Rotatorenmanschette konnte damit jedoch nicht erreicht werden. Volumenmessungen wurden nur in einzelnen Fällen durchgeführt. Es zeigte sich hier eine weitgehende Übereinstimmung mit der intraoperativ gemessenen Defektgröße. Eine vergleichende Analyse wurde hier nicht durchgeführt (siehe Diskussion).


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Abb. 2.6
Darstellung einer kompletten Rotatorenmanschettenruptur (Supraspinatus-sehnen C2-Läsion):


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[Seite 26↓]


[Seite 27↓]


[Seite 28↓]

Tabelle 2.7: Vor- und Nachteile 2D- und 3D-Ultraschall

 

2D-Ultraschall

3D-Ultraschall

Vorteile

dynamische Untersuchung

geringere Kosten des Gerätes

etablierte Methode

Datenauswertung zu späterem Zeitpunkt auch durch anderen Untersucher möglich

schnelle automatisierte Datenerfassung

3- Ebenen-Ansicht simultan

digitale Datenbearbeitung

Zusatzfunktionen (z.B. Volumenbestimmung von Defekten)

Nachteile

zweite Ebene erforderlich

keine direkte Kontrolle möglich / an Bild gebunden

keine dynamische Untersuchung

höhere Kosten des Gerätes

Bewegungsartefakte bei Datenerhebung


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2.4  Diskussion

Die Ultraschalluntersuchung der Rotatorenmanschette hat verschiedene Vorteile gegenüber dem MRT wie z.B. eine schnellere Verfügbarkeit, die kurze Untersuchungszeit und niedrigere Kosten. Dennoch wird vielfach das MRT bevorzugt bei der Routinediagnostik von Läsionen der Rotatorenmanschette eingesetzt. Die zum Teil mangelnde Akzeptanz der Sonografie ist vor allem begründet in der Tatsache, dass es zum Teil schwierig ist, identische und standardisierte statische Bilder zu gewinnen [196]. Dies macht die Interpretation der Bilder problematisch und verringert die reproduzierbare, untersucherunabhängige diagnostische Information von Ultraschall-Bildern.

Ziel dieser Arbeit war es, zu analysieren, ob mit dem 3D-Ultraschall diese Probleme verringert werden könnten. Desweiteren sollte die Sensitivität mit dem 2D-Ultraschall zur Diagnostik von Komplett- und Partialrupturen verglichen werden.

Die Studie ist mit verschiedenen methodischen Schwächen und Stärken verbunden. Eine Schwäche der Studie war, dass 2D- und 3D-US von jeweils nur einem Untersucher durchgeführt wurde. Beide Untersucher waren gleich erfahren (mindestens 200 Sonografien), auch mit dem 3D-US. Zwei Untersucher für jedes Verfahren würden zu einer höheren Validität führen. Dies würde jedoch auch einen höheren Aufwand und Belastung für den Patienten bedeuten, da die Sonografie (vor allem die 2D-US) mit einem gewissen Zeitaufwand verbunden ist. Die Ultraschalluntersuchung wurde in unserer Studie von unabhängigen Untersuchern durchgeführt. Eine Beeinflussung der Sensitivität für die eine oder andere Ultraschall-Methode sollte in unserer Studie vermieden werden durch randomisiertes Sonografieren (beide Untersucher führten 2D- und 3D-US durch) und Unkenntnis der Vorbefunde. In einer anderen Studie wurde 2D- und 3D-Ultraschall hintereinander von einem Untersucher ungeblindet durchgeführt [219]. Nachteil hier ist eine mögliche Beeinflussung der Ergebnisse.


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Messungen der Defektgröße erfolgten hier nicht. Diese Messungen sind erschwert durch die kritische Beurteilung von Rissen und unregelmässig begrenzten Sehnenrändern und deren Abgrenzung von defektem und intaktem Sehnengewebe und von intralaminaren Rupturen [209]. Darüber hinaus kann die Vernachlässigung der Krümmung des Humeruskopfes bei der linearen Messung der abgerissenen Enden der Rotatorenmanschette beim Ultraschall im Gegensatz zum MRT zu einer Verfälschung führen [99]. Auch kann eine Differenzierung von degenerativ verändertem und von intaktem Sehnengewebe problematisch sein. Die intraoperative Tasthakenuntersuchung ermöglicht dabei auch keine exakte Grössenbestimmung.

Alle Ultraschalluntersuchungen wurden kontrolliert durch den operativen Befund. Das heißt, Operation und damit Kontrolle der Sonografie waren nicht abhängig vom Sonografiebefund, da die Indikation zur Operation meist schon vor der Sonografie aufgrund von Anamnese, Beschwerdepersistenz und MRT-Befund bereits gestellt wurde. Bei einer geringen Anzahl chirurgisch überprüfter Fälle kann es zu einer Verfälschung der Resultate kommen, auch wenn dadurch eine höhere Fallzahl erreicht wird [33].

In unserer Studie betrug der Zeitraum zwischen Sonografie und Operation maximal drei Wochen, meist jedoch nur sieben Tage. In anderen Studien wurde hierfür auch ein Zeitraum von drei Monaten bis zu einem Jahr angegeben [209]. Dieser lange Zeitraum zwischen Sonografie und Kontrolle des Befundes könnte durch eine zwischenzeitliche Veränderung des Defektes zu einer Verfälschung der Ergebnisse führen.

Es wurden nur Läsionen von Supraspinatus- und Infraspinatussehne beurteilt, da diese in 95% der Fälle betroffen sind [75]. Die Operateure waren nicht geblindet für die sonografischen Resultate. Dies könnte die operativen Ergebnisse durch Verringerung der Zahl falsch positiver und falsch negativer Resultate beeinflussen und damit die sonografischen Resultate verbessern. Ein Studiendesign, das dem Operateur präoperative Informationen vorenthält, wäre jedoch nicht zu rechtfertigen, insbesondere bei einer Diskrepanz von Ultraschall-Befund und klinischem Befund bzw. MRT-Befund der Rotatorenmanschette mit möglicher therapeutischer Konsequenz.


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Ein Nachteil des 3D-US bestand darin, dass teilweise das gescannte 3D-Volumen zu klein war, um den gesamten Defekt zu erfassen. Daher wurden zumeist zwei Volumenblöcke aufgezeichnet. Ferner zeigte sich, dass Bewegung des Patienten oder des Untersuchers während der Datengewinnung zu Artefakten und einem nicht verwertbaren Datensatz führte. Dadurch mussten in ca. 20% der Untersuchungen neue Volumenblöcke aufgezeichnet werden.

Vorteile des 3D-US waren die problemlose und schnelle Datengewinnung (15 sec. Aufzeichnungsdauer), Speicherung der Daten und problemlose Darstellung und Analyse im klinischen Alltag. Das gescannte Volumen konnte auch ohne Anwesenheit des Patienten zu einem späteren Zeitpunkt ausgewertet werden. Die statische Bildqualität beim 3D-US war geringfügig schlechter als bei einem 2D-Schallkopf. Dies hatte jedoch keinen Einfluss auf die Sensitivität. Besonders vorteilhaft war die 3-Ebenen-Ansicht, da die gleichzeitige Ansicht aller drei Ebenen eine gute Übersicht lieferte.

Ein weiter Vorteil war der Verzicht auf die Einstellung von Standardschnittebenen. Der Schallkopf musste nur im zu untersuchenden Bereich der Rotatorenmenmanschette platziert werden. Beim Einstellen bewährte es sich, den Schallkopf auf die ROI zu zentrieren. Im Gegensatz zu anderen 3D-US-Studien [219] und dem 2D-Ultraschall war es jedoch nicht erforderlich, die ROI genau zu definieren.

Andere Funktionen der 3D-US wie Rendering hatten einen geringen Nutzen für die Defektdarstellung, wie bereits andere Autoren berichteten [108].

Die Sonomorphologie der Rotatorenmanschette ist variabel und von der Position des Schallkopfes abhängig. Um bei der Untersuchung Artefakte zu vermeiden, sollte dieser senkrecht zur Schallebene stehen, was nicht immer exakt möglich ist. So ist bekannt, dass ab einer Neigung von mehr als 3° des Schallstrahles eine Veränderung der Echogenität erzeugt wird [66,75,154]. Diese Echogenitätsveränderungen sind eine häufige Fehlerquelle, da ihre Interpretation untersucherabhängig ist. Jenes Problem ist durch die Aufzeichnung eines Volumenschallblockes beim 3D-US nicht beseitigt, jedoch limitiert. Echogenitätsveränderungen können im 3D-US durch die simultane Beurteilung von drei Ebenen besser analysiert werden und könnten die geringfügig höhere Sensitivität im Vergleich zum 2D-US erklären.


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In der Hand des erfahrenen Untersuchers lässt sich mit dem Ultraschall eine hohe Treffsicherheit erzielen. So beschreibt Hedtmann bei 1227 Sonografien eine Sensitivität von 95% [74]. Die relativ hohe Sensitivität von 2D-US und 3D-US in unserer Studie ist in Übereinstimmmung mit der Literatur (Tabelle 2.1). Eine hohe Sensitivität gaben auch Wiener et al. an [231]. Eine Einschränkung dieser Studie war jedoch, dass von insgesamt 800 Patienten mit Sonografie 575 chirurgisch nicht überprüft wurden und damit die richtig negativen und falsch negativen Werte nicht ermittelt werden konnten.

In anderen Studien zeigte sich eine hohe Sensitivität von 100% für 2D-US bei Totalrupturen und eine geringere Sensitivität (67%) für Partialrupturen [209]. Eine mögliche Erklärung dafür ist, dass die Untersuchung von sehr erfahrenen Untersuchern durchgeführt wurde. In der eigenen Studie war die Zahl der als Partialdefekt interpretierten Fälle (also der falsch positiven Befunde) im 2D- und 3D-US ähnlich hoch, was ein bekanntes Problem darstellt [209].

Bereits in anderen Studien zeigte sich, dass die 3D-Darstellung der Rotatorenmaschette eine hohe Übereinstimmung mit der 2D-Darstellung hat [110]. Wallny et al. dagegen zeigten eine deutliche Diskrepanz der Sensititivität zwischen 2D- und 3D-US für Komplett- und Partialrupturen (74 vs 91%) [219,220]. Auffallend war in dieser Studie die niedrige Sensitivität des 2D-US im Vergleich zu unserer Studie und zur Literatur.

Es zeigte sich, dass mit dem 3D-Ultraschall Rupturen der Rotatorenmanschette in verschiedenen Modi gut dargestellt werden können. Der Vergleich zwischen 2D- und 3D-Ultraschall für die Diagnostik von Komplett- und Partialrupturen ergab keinen statistisch signifikanten Unterschied. Ein Vorteil war die untersucherunabhängige simultane Auswertung von drei standardisierten Schnittebenen zu einem späteren Zeitpunkt. Damit ist die 3D- Ultraschalluntersuchung ein zuverlässiges alternatives Verfahren zur Diagnostik von Läsionen der Rotatorenmanschette.


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11.03.2005