Schallfenster

Die Sonographie basiert auf der Aussendung von Ultraschallwellen, die vom Gewebe unterschiedlich reflektiert werden. Mithilfe von Detektoren kann aus der Streuung beziehungsweise Reflexion der Ultraschallwellen ein 2- oder 3-dimensionales Bild erzeugt werden.

An Grenzflächen mit großem Unterschied der akustischen Impedanz – etwa zwischen Weichteilen und Knochen – wird der Großteil der Ultraschallwellen reflektiert, sodass nur wenige beziehungsweise keine Ultraschallwellen zu dahinterliegenden Strukturen gelangen. Diese können entsprechend nicht dargestellt werden. Gleiches gilt für Strukturen, die von Luft überlagert sind, beispielsweise im Abdomen. Durch Anpassung der Schallkopfstellung oder spezielle Manöver wie eine tiefe Inspiration kann oft ein geeignetes Schallfenster gefunden werden, das die Darstellung der Strukturen erlaubt.

Schallfenster sind insbesondere in der Neurosonographie zur Darstellung von intrakraniellen Gefäßen relevant. Der Schädelknochen ist nur an einigen Stellen dünn genug, um Ultraschallwellen passieren zu lassen:

• Temporales Schallfenster: oberhalb des Jochbogens und vor dem äußeren Gehörgang (rechte und linke Schläfenregion). Es kann weiter in eine vordere, mittlere und hintere Zone unterteilt werden.
• Nuchales Schallfenster: im Nacken (Zugang zum Foramen magnum)
• Orbitales Schallfenster: an der Augenhöhle (Orbita)

1. Schematische Darstellung der transkraniellen Sonografie mit Schallfenstern 2. Menschlicher Schädel (illumiert)

Das temporale Schallfenster wird am häufigsten verwendet. Je nach Fragestellung werden zusätzlich das nuchale oder das orbitale Fenster eingesetzt. Die Abbildungsqualität hängt von den Knochenverhältnissen in diesen Bereichen ab. Die Häufigkeit eines unzureichenden temporalen Schallfensters variiert stark je nach Population, Untersuchungsmethode und Definition. Frühe Studien mit 2-MHz-Sonden berichteten Werte von etwa 3–5 %,^[1] während Untersuchungen an älteren Schlaganfallpatienten sowie in nicht-kaukasischen Populationen Raten von über 40 % zeigen. Im klinischen Alltag wird häufig eine mittlere Rate von 5–20 % angegeben.^[1] Höheres Alter und weibliches Geschlecht sind mit einer verminderten Schallfensterqualität assoziiert.^[1] Bei unzureichendem Knochenfenster kann eine kontrastverstärkte transkranielle farbkodierte Duplexsonographie die Darstellung intrakranieller Gefäße verbessern.^[2]

Bei der Sonographie des Lungengewebes beziehungsweise in der Diagnostik eines Pleuraergusses finden sich geeignete Schallfenster jeweils in den Interkostalräumen.

Im Bereich des Abdomens wird zum Beispiel bei der Untersuchung der rechten Niere die Leber als Schallfenster genutzt, da auf diese Weise keine luftgefüllten Darmschlingen die Darstellung behindern können.

Schallfenster werden in verschiedenen klinischen Situationen genutzt:

• Transkranielle Dopplersonographie (TCD) und transkranielle farbkodierte Duplexsonographie (TCCD) zur Beurteilung intrakranieller Gefäße bei Verdacht auf Vasospasmus, Stenosen oder zur Überwachung bei Schlaganfall^[3]
• Diagnostik und Verlaufskontrolle von Pleuraergüssen über die Interkostalräume
• Beurteilung der Nieren und Harnwege unter Nutzung der Leber als Schallfenster
• Echokardiographie über verschiedene Schallfenster, beispielsweise parasternal, apikal oder subkostal
• Neurosonographie bei Neugeborenen über die offene Fontanelle
• Transorbitale Sonographie zur Messung des Optikusnervenscheidendurchmessers bei Verdacht auf erhöhten Hirndruck^[4]

Die Nutzung von Schallfenstern bietet mehrere Vorteile:

• Nichtinvasive Darstellung sonst schwer zugänglicher Strukturen
• Keine Strahlenbelastung im Gegensatz zu Röntgen oder CT
• Echtzeitbildgebung ermöglicht dynamische Untersuchungen
• Kostengünstige und weit verfügbare Untersuchungsmethode
• Bettseitige Durchführung, insbesondere in der Intensivmedizin

Die Schallfenstertechnik unterliegt verschiedenen Limitationen:

• Altersabhängige Verschlechterung der Schallfensterqualität, insbesondere des temporalen Fensters
• Anatomische Variabilität zwischen Patienten
• Hohe Untersucherabhängigkeit beim Auffinden und bei der optimalen Nutzung der Schallfenster

• Insuffiziente Schallfenster bei einem relevanten Anteil der Patienten, abhängig von Population und Untersuchungsmethode^[1]
• Eingeschränkte Eindringtiefe der Ultraschallwellen
• Artefakte durch Knochen oder Luft können die Bildqualität beeinträchtigen
• Orbitales Schallfenster: sollte bei Augenverletzungen, Glaukom oder nach Augenoperationen nicht oder nur mit Vorsicht genutzt werden – in diesen Fällen ist ggf. ein alternatives Fenster zu wählen.
• Temporales Schallfenster: eingeschränkt nutzbar bei frischen, noch nicht konsolidierten Schädelfrakturen im entsprechenden Bereich.
• Grundsätzlich eingeschränkte Anwendung bei offenen Wunden oder Infektionen im Bereich des geplanten Schallfensters

Bei längerer Beschallung treten mögliche thermische Effekte auf, insbesondere beim orbitalen Schallfenster. Deshalb sollten Untersuchungszeit und Schallleistung nach dem ALARA-Prinzip (As Low As Reasonably Achievable) begrenzt werden.

• Kaps et al., Referenz-Reihe Neurologie: Methoden – Sonografie in der Neurologie, Thieme, 2017