A Fõvárosi Szent János Kórház Ortopéd-Traumatológiai Osztály közleménye A vállízület ultrahangvizsgálata háromdimenziós technikával DR. BABAY MIKLÓS, DR. VÁRADI ÉVA ÖSSZEFOGLALÁS A szerzõk beszámolnak a háromdimenziós ultrahang vizsgálati technikával szerzett tapasztalataikról az 1994 szeptembere és 1999 márciusa között eltelt idõszakban. Ezen idõ alatt 239 háromdimenziós vállízületi ultrahang vizsgálatot végeztek.a vizsgálatok során a hagyományos, lineáris fejjel végzett vizsgálatot egészítették ki a háromdimenziós módszerrel, majd összehasonlították a két vizsgálati módszert. Tapasztalatuk szerint a háromdimenziós vizsgálati technika új lehetõségeket teremthet a rotatorköpeny patológiai elváltozásainak pontosabb diagnosztizálásához és az esetleges mûtéti terv felállításához. M. Babay, Éva Váradi: Shoulder ultrasonography using three-dimensional technique Authors introduce their experience between September 1994 und March 1999 with their threedimensional ultrasound technique. 239 three-dimensional shoulder ultrasound examination were performed within this period. During their investigation the original technique (linear bead) was compared to the three dimensional method. According to their experience the three-dimensional technique is a new possibility to diagnose the pathology of the rotator cuff and good for planning the surgical intervention. Kulcsszavak: 3D vizsgálófej, speciális gélpárna, scannelési és képfeldolgozási technika, cut mode, real time 3D technika, supraspinatus ín, koronális sík. BEVEZETÉS A korszerû, nagy felbontású ultrahang gépek elterjedésével a mozgásszervi betegségek diagnosztikájában is egyre nagyobb teret kapott az ultrahangvizsgálat. Az ortopédiai betegségek esetében a csecsemõ csípõ,az Achilles ín, lágyrésztumorok, bursitisek diagnosztikája mellett kiemelt jelentõségû a vállízület ultrahangvizsgálata..a vállízület ultrahangvizsgálata közel 20 éves múltra tekint vissza. Seltzer(9) tollából jelent meg az elsõ jelentõsebb közlemény 1979-ben, majd Craig és Crass(6,7) a nyolvanas években közölt fontosabb cikkeket. Az elsõ hazai közlemény Kaposi és Bálványossy(1) révén született 1990-ben, majd Esztergályos, Bohár(2), Morvai és Csókási munkáit olvashattuk a témával kapcsolatban. A háromdimenziós vizsgálati technika az ultrahang diagnosztikában 1974-ben tûnt fel a Kretztechnik újdonságaként. Akkoriban még kezdetleges képfeldolgozást tett lehetõvé az a speciális fej, amely 25 darab párhuzamos szeletet hozott létre(1. ábra). A fejlesztõk célja az volt, hogy háromdimenziós képi megjelenítést érjenek el ultahang segítségével. 1989 óta beszélhetünk ténylegesen háromdimenziós ultrahang technikáról, amelyet a Kretztechnik a VOLUme SONography szavak egyesítésébõl, 3Doluson technikának nevezett el. Ez a vizsgálati technika nem csupán a mozgásszervi ultrahang vizsgálatok terén számít újdonságnak, hanem a hasi, valamint a szülészeti- és nõgyógyászati diagnosztika terén is(3). Krakovits professzor úr tiszteletére, 65. születésnapjára Magyar Traumatológia, Ortopédia, Kézsebészet, Plasztikai Sebészet 1999. 42. 3. 227
ANYAG ÉS MÓDSZER Ahhoz, hogy az általunk kidolgozott vizsgálati módszer ismertetése érthetõbb legyen - röviden, néhány mondatban a háromdimenziós ultrahang technika általános jellemzõirõl szólnánk. A vizsgálathoz szükséges eszközök:ultrahanggép:olyan ultrahanggép szükséges,amely érzékeli és feldolgozza a speciális háromdimenziós vizsgálófej által továbbított információkat. Vizsgálófej: Speciális vizsgálófej,speciális gélpárnával,amely a háromdimenziós scannelési tecnikával a képpontokat nem csak egy síkban, hanem a gyorsan, egymásutáni síkban történõ leképezések révén térben is meg tudja jeleníteni (2. ábra). A 3D fejek kezdetben mechanikusan scanneltek, az újabbak digitális rendszerûek.az eddig megjelent, 3D fejek konvex fejek voltak, ezen cikk megírásakor kerül piacra az elsõ digitális,lineáris háromdimenziós vizsgálófej. A 3D vizsgálati módszerrõl általában:a vizsgáló, miután a kívánt alapsíkot a 3D vizsgálófejjel, megjelenítet- 1. ábra. Az elsõ kísérleti háromdimenziós ultrahang vizsgálófej(1974,kretztechnik) 2. ábra.a vizsgálatokat Combison 530 géppel kezdtük el.a képen látható a tömegesebb 3D vizsgálófej, a speciális gélpárna,valamint a 3D megjelenítéshez szükséges kurzorok és screenball. te, az adott területrõl scannelést végez (3. ábra). A scannelési idõ változtatható, attól függõen, hogy milyen megjelenítési pontosság szükséges. A scannelési idõ alatt a fej lehetõség szerinti mozdulatlansága szükséges a reális eredményhez. A gép speciális memóriájában tárolódnak a scannelt képpontok, mintegy geometriai térfogat pontjai. Amennyiben a térfogatscannelés megtörtént, a kõvetkezõ orthogonalis síkokat figyelhetjük meg a képernyõn: longitudinalis-, transversalis-, és coronalis sík (4.a-b ábra). Bármelyik fenti síkot cursorokkal és speciális screenball-al mozgathatjuk, így egy adott elváltozás, vagy anatómiai képlet vágási síkjai is megfigyelhetõk. Új fogalommal kell megismerkednünk: ez a voxel, amely a háromdimenziós térfogat leképezésénél a legkisebb, még önálló információval bíró egységet jelenti (két dimenzióban ugyanez a pixel ). A leképezett térfogatot, volument három különbözõ módon jeleníthetjük meg: felületi, ún. fotorealisztikus megjelenítési mód (pl. magzati arc, vállízület vizsgálatánál jól 228 Magyar Traumatológia, Ortopédia, Kézsebészet, Plasztikai Sebészet 1999. 42. 3.
3. ábra. A vizsgálófej által végzett scannelési síkok vázlati képe. 4. a-b. ábra: A képen a vizsgálófej(a)a fõbb síkok helyzete,valamint a monitor mezõkben megjelenõ síkok láthatók(b).:1.longitudinális2.transversalis3. coronalis(frontalis) a.) b.) c.) 5. a-c. ábra: Áttekintõ 3D vállizületi vizsgálat. a: sulcus bicipitalisra merõleges sík. b: supraspinatus ín hosszmetszetével párhuzamos sík. c: infraspinatus ín hosszmetszetével párhuzamos sík. használható), transparent, vagy rtg mód (pl. magzati fejlõdési rendellenességek kimutatására) color mode - szervekben lévõ erek plasztikus megjelenítése (pl. májkeringés vizsgálata). Vizsgálati anyagunk: Az említett idõszakban, 1994. szeptembere-1999. márciusa között 239 háromdimenziós vállízületi vizsgálatot végeztünk osztályunkon. A három dimenziós vizsgálatokat minden esetben megelõzte lineáris 7,5 MHz-es fejjel végzett vizsgálat. Ezen idõszak elsõ 36 hónapjában a Kretztechnik Combison 530-as ultrahang gépe állt rendelkezésünkre, 7-10 MHz-es változtatható frekvenciájú, ún. small parts háromdimenziós konvex vizsgálófejjel, valamint a tömegesebb vizsgálófejet befogadó speciális gélpárnával. Vizsgálati módszerünk: Osztályunk mozgásszervi ultrahangrendelésén a vállízület vizsgálata során,a vizsgált személy a vizsgálóval szemben, ülõpozicióban helyezkedik el. Magyar Traumatológia, Ortopédia, Kézsebészet, Plasztikai Sebészet 1999. 42. 3. 229
6. ábra. Kiterjedt supraspinatus ín szakadás scannelési képe: A coronális síkban(bal alsó képmezõ) jól mérhetõ az elváltozás nagysága: 1,5 cm 2. 7. a-b. ábra: Részleges supraspinatusín szakadás,tub.majus törés.a:linearis 7,5 MHz-es fejjel készült összehasonlító felvétel. b: 7-1OMhz-es 3D fejjel készült felvétel:coronalis metszetben (bal alsó képmezõ)ínállomány nem vehetõ ki. Lineáris fejet használva a következõ vizsgálati síkokat jelenítjük meg (6. 7. ábra): l. lig.- coracoacromiale-val párhuzamos sík, 2. m. supraspinatus ín hosszanti síkja,3.m. supraspinatus ín keresztmetszeti síkja,4.sulcus bicipitalis hosszanti síkja, 5. sulcus bicipitalis keresztmetszeti síkja, 6. m. infraspinatus hosszanti síkja, 7. m. infraspinatus keresztmetszeti síkja. A supraspinatus ín vizsgálatához. szükséges 2. és 3.vizsgálati sík vizsgálatakor a kar berotált, nyújtott helyzetben van, ugyanezt a síkot a kar nyugalmi helyzetében is megjelenítjük (10. 11. ábra), ugyanis a tapadásközeli szakadásokat bizonyos esetekben jobban diagnosztizálhatjuk íly módon (2. 4. 6. 8. ábra). A 3D ultrahang vizsgálat során a következõ három alapsíkot vizsgálva,majd scannelve áttekinthetjük az izületet: l. a m. supraspinatus ínának longitudinalis síkja, 2. a m.infraspinatus ínának longitudinalis síkja, 3. a sulcus bicipitalis transversalis metszetének síkja. A scannelések pontos indítását a vizsgálófejen lévõ freezegomb is segíti (5a-c ábra). A scannelt hasábokból tetszõleges síkokat tudtunk a késõbbiekben kiválasztani. A scannelés utáni képen látható, hogy egyidõben jelenik meg a longitudinális (bal felsõ képmezõ), transversalis (jobb felsõ képmezõ), valamint a scannelt hasáb coronalis síkja (bal alsó képmezõ). A jobb alsó képmezõ a scannelt hasáb vonalrajzos ábrája látható (6, 7 a-b ábra). A cursorokkal, valamint a screenball-al is mozgathatunk egy síkot a leképezett hasábban, valamint ezen a síkon is (pl.coronalis 230 Magyar Traumatológia, Ortopédia, Kézsebészet, Plasztikai Sebészet 1999. 42. 3.
8. ábra. 3D scannelési kép a supraspinatus ínról:kisterületû intratendineális szakadás képe, a coronális metszetben(bal alsó képmezõ) látható az in szétválás területe: 0,4cm 2. 9. ábra. 3D scannelési kép a supraspinatus ínról:intratendineális laesio 3D képe: a szakadás területe a coronális síkban (bal alsó képmezõ) jól mérhetõ: 0,7cm 2. sík), mintegy síklapon,,mozoghatunk a kurzorral, így a vizsgált elváltozást optimális metszetben ábrá-zolhatjuk. A különbözõ síkokat tetszõleges irányban forgat-hatjuk is,így még pontosabb megjelenítésre nyílik módunk. A 3D vizsgálati technikát a supraspinatus ín vizsgálatánál kiemelt jelentõségûnek tartjuk, ugyanis az ún.coronális síkot hagyományos linearis fejjel történõ vizsgálattal nem lehet megjeleníteni(3) és ezen sík vizsgálata teszi lehetõvé, hogy a rotátorköpenyen található szakadások területét pontosan mérni tudjuk. Az intratendinealis szakadások is jól megjeleníthetõk (8, 9. ábra), részleges szakadások esetén az esetleges rétegi elhelyezkedés (bursalis vagy articularis parti szakadása)(10. ábra) figyelhetõ meg. A kezelések eredményessége akár konzervatív, akár mûtéti módszerrel történt jól követhetõ. 1998 májusától áll rendelkezésünkre az új, nagyobb felbontású, gyorsabb térfogatmegjelenítést lehetõvé tevõ Voluson 530 Digitalis készülék. Ehhez a géphez jelenleg 2,2-8,2 MHz-es, változtatható frekvenciájú háromdimenziós konvex fejet, valamint nagy felbontású, 4 cm szélességû 4,0-l0MHz-es lineáris fejet használunk. A digitális képi adatfeldolgozó program lehetõvé teszi, hogy kézi scannelési technikával is végezzünk háromdimenziós vizsgálatokat. A vizsgálat során elõször a fent leírt módon,lineáris fejjel végzünk összehasonlító vizsgálatot. Ezután scannelést végzünk vagy a három dimenziós vizsgálófejjel, vagy a lineáris vizsgálófejjel kézi úton, a fent már részletezett áttekintõ vállízületi síkoknak meg-felelõen. A scannelést követõen speciális képfel-dolgozási módokra nyílik lehetõségünk. Az egyik ilyen az úgynevezett real time 3D mód amelynek segítségével a program, a fent említett alapsíkok mellett, a negyedik képernyõkockában a scannelt hasáb ránézeti képét mutatja (11. a, b ábra). Ezután a screenball és a kurzorok segítségével tetszõleges irányban forgathatjuk a scannelt hasábot. A másik a cut, azaz vágás mód, amelynek segítségével szinte sebészi preparálással különíthetjük el az egyes rétegeket. Ennek különösen a bursalis, vagy articularis felszín sérüléseinél látjuk jelentõségét, valamint az ún.intratendinealis szakadások kimutatásánál is lehet fontos. Magyar Traumatológia, Ortopédia, Kézsebészet, Plasztikai Sebészet 1999. 42. 3. 231
10. ábra. 3D scannelési kép a supraspinatus ínról: bursális felszínen 1,0 cm 2 -es szakadás. A képek egy panasz-mentes, klinikailag negatív váll 3D vizsgálata során mutatják be a real time 3D, valamint, a cut módban rejlõ lehetõségeket(11c-g ábra). A speciális képfeldolgozás minõségét javítják a digitális jelátvitel,az optikai discen történõ képtárolási lehetõség, valamint a PC kompatibilis, úgynevezett tiff fájlon való rögzítési.mód. A felsorolt módszerek segítségével mind a tapadásközeli (12a-c ábra),mind az intratendi-neális, articularis(l3. ábra)részleges szakadások jól megjeleníthetõk.a nagyobb kiterjedésû részleges laesiók is plasztikusan ábrázolhatók (14. ábra). 11. ábra: Klinikailag negatív váll supraspinatus ínáról készült képsorozat: lineáris 7,5 Mh-es fejjel, kézi scanneléssel készült. a: a scannelési kép: jobb alsó mezõben a real time 3D módban megjelenõ ránézeti kép, amelyet forgathatunk, mozgathatunk. EREDMÉNYEK Beteganyagunk: Az elmúlt idõszakban, 1994. szeptember - 1999. március között 239 háromdimenziós vállízületi vizsgálatot végeztünk osztályunkon (17. ábra). A 239 vizsgálat során 14 esetben teljes, 43 esetben részleges supraspinatus ín szakadást találtunk. 5 biceps-ín rupturát, 11 biceps-ín tendinitist, 25 esetben bursitis subacromiale-t, valamint 3 alkalommal tuberculum maius törést diagnosztizáltunk. A supraspinatus ínban elhelyezkedõ meszesedések száma 13 volt. MEGBESZÉLÉS A háromdimenziós ultrahang diagnosztika ma még kevéssé elterjedt vizsgálati módszer. A mozgásszervi ultrahang diagnosztikában - ezen belül is a vállízületi ultrahang diagnosztikában - betöltött szerepe, jelentõsége még nem tisztázott. Osztályunkon - összehasonlítva a hagyományos váll izületi ultrahang diagnosztikával - vizsgáltuk a módszerben rejlõ lehetõségeket. A fent említett elsõ idõszakban (1994. szeptember-1998. május) a vizsgálat a mechanikus 3D fejjel is könnyen,gyorsan elvégezhetõ volt. Mérhetõk voltak a rotator köpeny szakadásainak területei annak ellenére, hogy a fej felbontása kisebb volt a lineáris fejénél. A fent említett második idõszakban használt digitalis Voluson géppel történt vizsgálatok során a linearis fejjel történõ kézi scannelésre is módunk nyílt. A 232 Magyar Traumatológia, Ortopédia, Kézsebészet, Plasztikai Sebészet 1999. 42. 3.
b. c. ábra d. e. ábra 11. b: A scannelt hasáb ránézeti képe: jól láthatók az egyes anatómiai rétegek (bõr,subcutis,izom, bursa, ínállomány, humerus) c: Cut mode segítségével a bursa subdeltoidea felszíne láthatóvá válik, miután a felsõbb rétegeket,,lepreparáltuk. d: Cut mode tovább: a suprapinatus ín felszíne válik láthatóvá az ín felszíne homogen, szakadásra utaló echoszegény (sötét) terület nem látható. e: A cut mode lehetõséget nyújt az ín alól is,,eltávolítani a képleteket. f: A ínat hosszában megfelezhetjük,így az esetleges intratendineális szakadások is láthatóvá tehetõk. g: a screenballal, valamint a kurzorokkal a képletetez esetben a suprspinatus ín részletét elfordíthatjuk,így az ín articularis felszínének szakadásai is láthatóvá válnak (a kép felbontóképességét jól mutatja,hogy az ín két rétegét vékony echoszegény réteg választja el.) f., g. ábra Magyar Traumatológia, Ortopédia, Kézsebészet, Plasztikai Sebészet 1999. 42. 3. 233
12. a-c. ábra: Tapadásközeli supraspinatus ínlaesio képe: a: lineáris vizsgálófejjel készült felvétel (longitudinális-transversalis metszet) b: a supraspinatus ínról készült 3D scannelési ábra:bal oldalon cut mode az in felett, jobb oldalon intratendineális metszet. A nyíl mutatja az echoszegény területet, amely a részleges laesiót jelenti. c: ugyanezen eset intraoperativ fotója: az ín felszíne egyenetlen,tapadásközeli kisfokú szakadás. Acromionplastica (Neer-Rockwood) történt, ínvarrat 234 Magyar Traumatológia, Ortopédia, Kézsebészet, Plasztikai Sebészet 1999. 42. 3.
l3.ábra: Intratendinealis laesio 3D scannelt-ránézeti képe: A laesio a supraspinatus ín articularis felszínén található,az ín állománya inhomogen(rotált,kép a glenoid felõl nézve intratendineális cut mode után). l4. ábra: Fiatal nõbeteg kiterjedt supraspinatus ínszakadása (3D scannelt-ránézeti kép, rotált, cut mode 15. ábra: Tapadásközeli rotatorköpenyszakadás (3Dscannelt-ránézeti kép: az ín felszíne egyenetlen, inhomogen Magyar Traumatológia, Ortopédia, Kézsebészet, Plasztikai Sebészet 1999. 42. 3. 235
16. a-c. ábra: Tapadásközeli szakadás a: 3D scannelt kép, b: ránézeti kép: bursa subdeltoidea feletti metszet; c: ránézeti kép: supraspinatus ín feletti metszet (a nyilak a szakadást jelzik). 236 Magyar Traumatológia, Ortopédia, Kézsebészet, Plasztikai Sebészet 1999. 42. 3.
17. ábra: Osztályunkon történt összes mozgásszervi,vállizületi és 3D vállizületi ultrahangvizsgálatok számát mutatja.(1994szeptember-1999.március) képlemezen történõ scannelés rögzítés, és az újabb képfeldolgozási módszerek(real time 3D, cut mode) alkalmazása új lehetõségeket teremtett, fõleg a rotatorköpeny pathológiai elváltozásainak megjelenítésekor. Akár a paciens jelenléte nélkül is létrehozhattuk a kívánt síkot, valamint a rekonstukciós ránézeti, szükség esetén metszeti képet is.a 239 vizsgálat alapján úgy találjuk, hogy kiemelt jelentõségû lehet a rotatorköpeny részleges sérüléseinek megítélésében, a sérülések, patológiai elváltozások kezelését követõ értékelésben, valamint a supraspinatus ín degeneratív elváltozásai is jobban megítélhetõek, így a mûtéti indikációk felállításában nyújhat segítséget. IRODALOM 1. Kaposi, N.P., Bálványossy P.: Magy. Radiol. 64, 23 (1990) 2. Esztergályos J., Bohár L.: Magy.Traumatológia 35, 27-30 (1992) 3. Hamper, U.M., Trappanotto, V., Shet, S. és mtsai: Radiology, 191, 397-401 (1994) 4. Balogh B., Fruhwald F., Neuhold et al: Acta Anatomica (Basel) 126: 132-135 (1986) 5. Collins R A, Gristina A G, Carter R E et al: Orthopedic Clinics of North America 18: 351-360 (1987) 6. Crass J R, Craig E V: Orthopedics 2: 57-64. (1988) 7. Crass J R, Craig E V, Bretzke C, Feinberg S B: Radiographics 5: 941-953 (1985) 8. Middleton W D, Edelstein G, Reinus W R et al: Journal of Ultrasound Medicine 3: 549-551 (1984) 9. Seltzer S E, Feinberg H J, Weissman B N et al: Radiology 132: 467-468 (1979) 10. Doi M, Koyama S: Medical Review No.53: 23-27 (1995) 11. Hirano T.: Medical Review No.5l: 26-32 (1995). Dr. Babay Miklós Fõvárosi Szent János Kórház Ortopéd-Traumatológiai Osztály 1125 Budapest, Diósárok u. 1. Magyar Traumatológia, Ortopédia, Kézsebészet, Plasztikai Sebészet 1999. 42. 3. 237