Ultraschallgewebecharakterisierung der menschlichen Achillessehne durch Stabilitätsquantifizierung von Echomustern
5. September 2025
Ultraschall ist der im klinischen Umfeld am häufigsten angewandte Ansatz zur Beurteilung der Größe und Struktur der Achillessehne. Um die Beurteilung der Achillessehne umfassender zu gestalten, wurde kürzlich der Ansatz der Ultraschallgewebecharakterisierung (UTC) vorgeschlagen und in klinischen Studien validiert.
Unser Ziel ist es, ein standardisiertes Protokoll mit Ultraschall-Gewebecharakterisierung zu beschreiben, um die Struktur der Achillessehne zu bewerten und dessen Anwendung sowohl in der Forschung als auch in der klinischen Praxis zur Diagnose von Verletzungen und zur Überwachung der Behandlungsreaktion zu unterstützen. Viele Methoden zur Beurteilung von Sehnenerkrankungen wurden vorgeschlagen, wobei der jüngste Fortschritt im Bereich der Ultraschallbildgebung liegt, die eine zugängliche Methode zur Bewertung von Sehnengröße und -struktur bietet. Wir gehen auf die Notwendigkeit einer standardisierten, operatorunabhängigen Methode zur quantitativen Bewertung der Sehnenstruktur ein und überwinden damit die wesentlichen Einschränkungen der traditionellen Ultraschallbildgebung.
Zu den vielen neuen Fragen der beschriebenen Methode gehören die Frage, welche Echotypen mit verschiedenen Krankheitszuständen assoziiert sind. Gehen Veränderungen des Echotyps dem Auftreten klinischer Symptome voraus und sagen sie sie voraus? Zu Beginn schrauben Sie die beiden Metallschrauben unter dem Tracker ab, um den Abstand zu lösen.
Bedecken Sie die obere Oberfläche des Abstands mit einer dicken Schicht Akustikgel. Dann befestigt man den Abstandspunkt wieder am Tracker. Schrauben Sie die beiden schwarzen Schrauben des Wandlergurts und die Verriegelungsschraube der Basis des Halters ab.
Setzen Sie den Wandler in die Basis des Halters des Wandlers ein und befestigen Sie die Verriegelungsschraube sowie die beiden Gurtschrauben. Als Nächstes schrauben Sie die beiden schwarzen Schrauben ab, die den Halter des Wandlers befestigen. Stellen Sie die Halterhöhe so ein, dass der Wandler einen halben bis einen Millimeter über dem Abstand verläuft und dabei weiterhin Kontakt mit dem akustischen Gel hält.
Verbinde den Tracker mit dem USB-Kabel und schließe den Wandler an das smarte System an. Stecke den Netzteil an, um Strom zu liefern. Drücken Sie den Power-Knopf am oberen linken Rand des Smart-Systems, bis die blaue Anzeige aufleuchtet.
Ein paar Pieptöne werden zu hören sein. Doppelklicke auf das Ultraschall-Software-Symbol auf dem Desktop, um es zu starten. Dann minimiere den Ultraschallbildschirm aus der Smart-System-Symbolleiste.
Drücke den Ein-/Ausschaltknopf, um den Tracker einzuschalten. Positioniere das Subjekt in einer bequemen Bauchlage, mit dem baren Fuß entspannt und baumelnd über das Tischende. Tragen Sie eine dicke Schicht Akustikgel auf die Haut am distalen hinteren Teil des Beins auf, um einen guten Kontakt mit dem Wandler sicherzustellen.
Dann wird das Knie gegen die Mittelfußknochenköpfe des Subjekts gedrückt, um den Knöchel bis zur maximalen Dorsalflexion zu dorsalflexieren. Als Nächstes doppelklicken Sie auf das Analyse-Software-Symbol auf dem Smart-System. Klicken Sie dann auf die rote Erfassungstaste in der oberen Symbolleiste.
Wenn die Nachricht "Tracker initialization ok" erscheint, klicke auf OK. Wenn sich das Fenster Acquisition Control öffnet, klicken Sie auf Start US, um das Ultraschallbild aus der Ultraschallsoftware anzuzeigen. Im Fenster Acquisition Control klicken Sie auf Acquisition. Wenn du mit "Drücke den Startknopf" auf dem Tracker aufgefordert wird, um die Erfassung zu starten, klicke OK. Setzen Sie den Tracker auf den Kalksteinbereich so, dass er senkrecht zur Längsachse der Achillessehne steht.
Drücke dann die Starttaste am Tracker, um mit der Erfassung zu beginnen. Der Transducer beginnt, sich automatisch entlang des Trackers entlang der Sehnenlänge zu bewegen. Überwachen Sie den vollständigen Scan-Vorgang auf dem Ultraschallscanner-Bildschirm des Smart-Systems.
Am Ende der Datenerhebung klicken Sie im Fenster Acquisition Control auf OK. Klicken Sie dann auf Beenden, um das Fenster zu schließen. Klicken Sie auf den Querschnitt oben links auf dem Analyse-Softwarebildschirm, um die aufgenommenen Bilder zu aktualisieren und anzuzeigen.
Wähle im Datei-Dropdown-Menü Save Scan aus und speichere Bilder in den zugewiesenen Ordner. Klicken Sie auf den entsprechenden Button in der oberen Werkzeugleiste der Analysesoftware, um vom qualitativen zum quantitativen Parametersatz zu wechseln. Dann drücken Sie den Einstellungsbutton UTC Quantitative Analysis Properties in der Symbolleiste, um das Fenster zu öffnen.
Markiere jetzt Customize Set 1 im Einstellungsfenster. Stelle das Musterfenster auf 25. Klicken Sie auf Alle Einstellungen speichern, um Änderungen zu speichern, und klicken Sie dann auf OK, um das Fenster zu schließen.
Als Nächstes drücken Sie die Schaltfläche "Kontur anzeigen" oder "Kontur bearbeiten" in der oberen Symbolleiste, um das Kontur-Modus-Fenster zu öffnen und Kontur zu markieren. Klicken Sie auf die Schaltfläche Analyse 1 in der Symbolleiste, um mit dem Konturieren zu beginnen. Durchlaufen Sie sagittale Scans und klicken Sie in Abständen, um eine Kontur um die Sehne im Querquerschnitt zu zeichnen, beginnend am Rand des Calcaneus-Knochens, wechseln Sie von der Analyse zum Ultraschallmodus, um die Sehnenränder korrekt zu identifizieren.
Zeichne weiterhin alle 25 Bilder eine Kontur, während du durch den sagittalen Abschnitt gehst. Sobald alle Konturen fertiggestellt sind, wählen Sie im Datei-Dropdown-Menü "UTC-Kontur speichern", um alle gezeichneten Konturen zu speichern. Klicken Sie auf den speziellen Button Analysis Launch, der dem Beispielfenster entspricht, das ideal für eine allgemeine Analyse von Statistiken auf der Werkzeugleiste ist, um eine neue Analyse zu starten.
Drücken Sie dann den Statistik-Button in der Symbolleiste, um das Fenster mit dem statistischen Diagramm zu öffnen. Klicken Sie auf Kontur, um Diagramme für alle gezeichneten und interpolierten Konturen anzuzeigen. Für die Berichterstattung navigieren Sie zum sagittalen Querschnitt der Sehne und klicken Sie auf die Stern-Schaltfläche in der Symbolleiste, um das Referenzbild an wichtigen Stellen auszuwählen.
Drücken Sie die Schaltfläche PDF exportieren in der Symbolleiste, um Bilder und Statistiken in den PDF-Editor zu importieren. Die normale Achillessehne zeigte homogene Echogenität sowohl in longitudinalen als auch in transversalen Scans, wobei der dickste Bereich bei 4 Millimetern gemessen wurde. an Position Nummer 2.
Die UTC-Analyse der normalen Sehne ergab einen hohen Anteil an Echo Typ 1, was auf intakte und ausgerichtete Sehnenbündel an allen drei Positionen hinweist. Die pathologische Achillessehne zeigte proximal moderate hypoechogene Regionen sowie ausgedehnte hypoechogene Bereiche sowohl im mittleren als auch in der distalen Position. Die UTC-Analyse der pathologischen Sehne zeigte einen reduzierten Anteil an Echo Typ 1 und ein hohes Auftreten von Echo Typ 3 und 4, insbesondere im zentralen und distalen Bereich.
Der Prozentsatz des Echos Typ 1 in der normalen Sehne war konstant hoch, mit 86,9 % bis 90,3 % an allen Positionen und blieb im Gesamtsehnenvolumen mit 83,8 % erhöht. Im Gegensatz dazu zeigte die pathologische Sehne an allen Positionen einen deutlich niedrigeren Echo-Typ-1-Prozentsatz, während die Echo-Typen 3 und 4 signifikant erhöht waren und 50,7 % des Gesamtvolumens ausmachten.
Sehen Sie sich das vollständige Transkript an und erhalten Sie Zugang zu Tausenden wissenschaftlicher Videos
Übersicht
Dieser Artikel beschreibt ein standardisiertes Protokoll unter Verwendung der Ultraschall-Gewebecharakterisierung (UTC) zur Beurteilung der Struktur der Achillessehne. Die Methode zielt darauf ab, die Evaluierung von Sehnenstörungen sowohl in der Forschung als auch im klinischen Umfeld zu verbessern.
Wesentliche Studienkomponenten
Bereich der Wissenschaft
- Neurowissenschaften
- Medizinische Bildgebung
- Rehabilitation
Hintergrund
- Mittels Ultraschall wird die Achillessehne häufig beurteilt.
- UTC wurde in klinischen Studien zur Sehnenbeurteilung validiert.
- Herkömmliche Ultraschallverfahren weisen Einschränkungen bei der quantitativen Beurteilung auf.
- Es besteht ein Bedarf an standardisierten, unabhängigen von der Bedienungsperson abhängigen Techniken.
Zweck der Studie
- Eine Protokollbeschreibung zur Anwendung der UTC bei der Beurteilung der Achillessehnenstruktur.
- Unterstützung der Anwendung der UTC bei der Diagnose von Verletzungen.
- Effektive Überwachung von Behandlungsreaktionen.
Verwendete Methoden
- Standardisierter Protokollablauf für die Ultraschallbildgebung der Achillessehne.
- Verwendung von Schallleitgel für optimalen Kontakt während der Bildgebung.
- Quantitative Analyse der Sehnenstruktur mittels UTC.
- Statistische Analyse der mit der Sehnenintegrität assoziierten Echotypen.
Hauptergebnisse
- Gesunde Sehnen wiesen hohe Anteile an Echotyp 1 auf, was auf eine gesunde Struktur hinweist.
- Pathologische Sehnen zeigten verminderte Anteile an Echotyp 1 und erhöhte Anteile an Echotyp 3 und 4.
- Die UTC stellte eine zuverlässige Methode zur Unterscheidung zwischen gesunden und pathologischen Sehnen dar.
- Die Ergebnisse unterstützen die Anwendung der UTC bei klinischen Beurteilungen von Sehnenerkrankungen.
Schlussfolgerungen
- UTC ist ein vielversprechendes Verfahren zur Beurteilung der Struktur der Achillessehne.
- Die Methode kann die Diagnosestellung und die Überwachung der Behandlung verbessern.
- Die Standardisierung des Protokolls erhöht die Anwendbarkeit in der klinischen Praxis.
Häufig gestellte Fragen
Exemplarische Branchenrelevanz
Die quantitative Ultraschall-Gewebecharakterisierung (UTC) der Achillessehne ermöglicht eine standardisierte, unabhängige Beurteilung der Gewebeintegrität durch den Untersucher und unterstützt so die frühe Erkennung sowie translationsmedizinische Forschung bei muskuloskelettalen Erkrankungen. Die Reproduzierbarkeit der Methode und die schnelle Datenerfassung erleichtern fundierte Hypothesenprüfungen und die mechanistische Risikominimierung an entscheidenden Wendepunkten der Entdeckungsphase. Aufgrund ihres nichtinvasiven und skalierbaren Charakters eignet sich die Methode als wiederverwendbare Plattform zur bewertenden Untersuchung der Sehnenstruktur und -pathologie über das gesamte Forschungsportfolio hinweg.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung und -Entwicklung
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Ermöglicht die quantitative Untersuchung der Sehnenstruktur zur Überprüfung mechanistischer Hypothesen.
- Ermöglicht die funktionelle Zielvalidierung, indem gesundes von pathologischem Gewebe anhand der Echomusterstabilität unterschieden wird.
- Erleichtert die Vorhersagbarkeit bei der Auswahl von Krankheitsmodellen und die biologische Risikominimierung.
Screening und Assay-Entwicklung
- Liefert validierte, reproduzierbare Bildgebungsdaten für die Entwicklung nachgeschalteter Assays.
- Standardisiert die Gewebecharakterisierung, reduziert die Variabilität zwischen Bedienern und erhöht die Zuverlässigkeit des Assays.
- Erzeugt quantitative Messgrößen (Prozentanteile der Echotypen), die für Screening- und Vergleichsstudien geeignet sind.
Translationale und präklinische Forschung
- Korreliert bildgebende Biomarker mit krankheitsrelevanten strukturellen Veränderungen im Sehnengewebe.
- Ermöglicht Kontinuität von der Entdeckung bis zur präklinischen Validierung, indem eine longitudinale Überwachung der Gewebeintegrität unterstützt wird.
- Verringert das Risiko bei der translationellen Weiterentwicklung, indem objektive, quantitative Endpunkte bereitgestellt werden.
Pipeline- und Workflow-Integration
UTC ist in den Prozess von der Entdeckung bis zur präklinischen Phase integriert, indem sie eine quantitative, reproduzierbare Beurteilung der Sehnenstruktur sowohl für die Hypothesenprüfung in frühen Stadien als auch für die Entwicklung translationaler Biomarker ermöglicht.
- Entdeckungsbiologie: Ermöglicht die Überprüfung der Nullhypothese bezüglich Sehnenintegrität und Krankheitsassoziation durch Quantifizierung des Echomusters.
- Screening: Liefert standardisierte, quantitative Bildgebungsdaten für die Bereitschaft und Reproduzierbarkeit von Assays.
- Analytik: Bietet statistische Analysen der Echotypen und unterstützt damit den Vergleich von Zuständen und die Entscheidungsfindung.
- Translationale Forschung: Verbindet Entdeckungs- und präklinische Phase, indem sie eine objektive Überwachung von Gewebeveränderungen ermöglicht.
- Unternehmensweite Wiederverwendung: Bietet eine portable, skalierbare Plattform für wiederholte, über verschiedene Studien hinweg vergleichbare Sehnenbeurteilungen.
Operative und unternehmerische Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Erhöht die Vorhersagesicherheit und verringert mechanistische Mehrdeutigkeiten in der Sehnenforschung.
- Operationaler Wert: Verbessert die Standardisierung, Reproduzierbarkeit und Skalierbarkeit von Gewebecharakterisierungs-Workflows.
- Strategischer Wert: Verbessert Go/No-Go-Entscheidungen und die Kapitalnutzungseffizienz, indem robuste, quantitative Endpunkte bereitgestellt werden.
- Portfolio-Wirkung: Unterstützt die risikoadjustierte Priorisierung und Weiterentwicklung von muskuloskelettalen Programmen.
Durchführungsüberlegungen
- Erfordert Fachkenntnisse in der Ultraschallbildgebung und in der Nutzung quantitativer Analyse-Software.
- Benötigt Zugang zu standardisierten Ultraschallsonden, automatischen Trackern und kompatiblen Analyseplattformen.
- Setzt eine Übereinstimmung zwischen verschiedenen Teams hinsichtlich der Bildgebungsprotokolle und der Standards zur Dateninterpretation voraus.
- Eine Anpassung kann je nach Sehnentyp oder anatomischer Region erforderlich sein.
- Zu den praktischen Einschränkungen zählen die Abhängigkeit von der Bildqualität sowie die Notwendigkeit einer sorgfältigen Schulung des Bedieners für die Konturierungsschritte.
