Computergestütztes Analysesystem zur Quantifizierung der Dicke und Morphologie der Achillessehne im B-mode Ultraschallbild

Abstract

B-mode Ultraschall ist ein etabliertes diagnostisches Verfahren zur qualitativen Analyse der Echotextur der Achillessehne. Dieses qualitative Verfahren scheint zwischen normalen und chronisch degenerierten Sehnen unterscheiden zu können, ist aber teilweise untersucherabhängig. Ziel: Ziel dieser Arbeit ist es ein quantitatives diagnostisches sonographisches Kriterium zu etablieren, welches durch automatische Analyse der Dicke und Sonomorphologie der Achillessehne zwischen gesunden und chronisch degenerierten Achillessehnen unterscheiden kann. Material und Methode: Eine Gesamtzahl von 59 Probanden wurden in die Studie eingeschlossen. Bei 24 Probanden bestand eine manifeste nicht-insertionale Tendinose. 35 Probanden zeigten keine sonographischen oder klinischen Zeichen einer Tendinopathie. Jedes US Bild wurde mit dem automatischen Analysesystem ausgewertet. Als Parameter wurden die maximale und die minimale Dicke sowie die maximale Krümmung der Kontur und zwei charakteristische Spektralmerkmale der Echotextur der Achillessehne in die Analyse integriert. Ergebnisse: Die automatische Bildauswertung zeigte für diese Querschnittsstudie signifikante Unterschiede im Bezug auf die Dicke und Sonomorphologie für degenerierte Sehnen im Vergleich zum Normalkollektiv. Mit Hilfe des automatischen Analysesystems wurde eine deutliche Reduktion der untersucherabhängigen Variabilität der Dickenmessung der Achillessehne erreicht. Schlussfolgerungen: Die automatische Auswertung von Dicke und Sonomorphologie der Achillessehne ist ein nützliches diagnostisches Verfahren zur Quantifizierung der Sehnendegeneration. In der weiteren Entwicklung könnte das hier vorgestellte Verfahren auch auf die Ultraschalluntersuchung andere sehnigen Strukturen (Patellasehne, Ultraschall der Schulter) sowie auf andere bildgebende Verfahren (Kernspin-, Computertomografie) angewendet werden.

B-mode ultrasound (US) is an established diagnostic tool for qualitative analysis of Achilles tendon (AT) echo texture. This qualitative procedure might differentiate between normal and chronic degenerated tendons but is partly dependent on subjectivity of the reader. Purpose: The aim of this study is to establish a quantitative diagnostic sonographic criterion to differentiate between healthy and chronic degenerated AT by using an automatic analysing system of the AT echo texture in B- mode US images. Materials and Methods: A total of 59 subjects were included in the study. 24 subjects were affected by a manifest Achilles mid portion tendinosis. 35 subjects showed no sonographic or clinical signs of tendinopathia. Each US image was processed by an automatic analysing system. The maximum and the mean Achilles tendon thickness as well as the maximum flexion and two characteristic spectral features of the tendon echo texture were evaluated. Results: Automatic computational image processing showed for this cross-sectional study significant differences concerning thickness and sonomorphologic pattern of degenerated tendons compared to healthy tendons. By the aid of automatic image processing a reduction of observer dependent variability concerning thickness measurement was reached. Conclusion: Automatic detection of the Achilles tendon thickness and echo texture is a useful diagnostic tool to quantify tendon degeneration. In further studies this automatic process could be established for other orthopaedic ultrasound investigations (Patella tendon, ultrasound investigation of the shoulder) as well as other diagnostic imaging processes (MRI, CT).