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Die Ultraschallbildgebung wird in klinischen und Forschungsumgebungen immer zugänglicher, und ein konsistentes Protokoll wird für den Vergleich zwischen Studien und für klinische Interpretationen von Vorteil sein. Dieses Protokoll für die Ultraschalluntersuchung ist eine valide und zuverlässige Methode zur Beurteilung der Achillessehnenmorphologie bei gesunden, tendinopathischen und gerissenen Sehnen.
Achillessehnenverletzungen treten während der gesamten Lebensspanne auf und können sich negativ auf die Lebensqualität und die allgemeine Gesundheit auswirken. Die Achillessehnen-Tendinopathie wird im Allgemeinen als Überlastungsverletzung klassifiziert, die mit fusiformer Sehnenverdickung, Neovaskularisation und interstitieller Sehnendegeneration einhergeht. Die aktuelle Literatur deutet darauf hin, dass diese strukturellen Veränderungen langfristig mit Symptomen und geringerer körperlicher Aktivität sowie mit Symptomen und der Funktion der unteren Extremitäten verbunden sind. Chirurgisch und nicht-operativ behandelte Achillessehnenrupturen führen zu einer Vergrößerung der Sehnenquerschnittsfläche (CSA) und einer verlängerten Achillessehne. Beide strukturellen Ergebnisse haben klinische Implikationen, da eine größere CSA die Funktion positiv vorhersagt, während eine erhöhte Sehnenverlängerung eine verminderte Funktion nach einer Achillessehnenruptur vorhersagt. Angesichts des Zusammenhangs zwischen strukturellen Veränderungen, die mit Achillessehnenverletzungen verbunden sind, sowohl für die Schwere der Verletzung als auch für die Genesung von Verletzungen, ist es von entscheidender Bedeutung, die Achillessehnenstruktur zuverlässig und genau quantifizieren zu können. Die Gruppe um Silbernagel hat eine valide und zuverlässige Methode zur effizienten Bewertung der Muskel- und Sehnenstruktur des Trizeps etabliert. In diesem Protokoll wird die muskuloskelettale Ultraschallbildgebung im B-Modus verwendet, um die Struktur des Trizeps zu messen, einschließlich der Achillessehnendicke und der CSA, der Soleus-Dicke und des Vorhandenseins zusätzlicher Befunde (Verkalkungen und Schleimbeutelentzündung). Das erweiterte Sichtfeld im B-Modus wird zur Messung der Achillessehnenlänge und der anatomischen CSA des Gastrocnemius verwendet. Schließlich wird der Power-Doppler verwendet, um intratendinöse Neovaskularisationen zu identifizieren. Die Quantifizierung der Trizeps-surae-Struktur ermöglicht den Vergleich zwischen den Gliedmaßen sowie longitudinale Veränderungen als Reaktion auf Bewegung und Behandlung bei gesunden Personen und Menschen mit Achillessehnenverletzungen. Dieses Protokoll wurde bisher in vielen Forschungsstudien verwendet und erweist sich als wertvoll für das Verständnis des Zusammenhangs zwischen Sehnenstruktur und Verletzungsentwicklung, -schwere und -genesung. Da Ultraschallgeräte immer erschwinglicher und tragbarer werden, erweist sich dieses Protokoll aufgrund seiner schnellen und effizienten Methoden als vielversprechendes klinisches Werkzeug.
Die Achillessehne entspringt an den myotendinösen Übergängen der Musculus gastrocnemius und des Musculus soleus und setzt am hinteren Fersenbein an. Die Achillessehne besteht hauptsächlich aus dicht gepacktem, organisiertem Kollagengewebe, das hierarchisch angeordnet ist, um die Zugfestigkeit zu maximieren1. Trotz ihrer Fähigkeit, starken Kräften standzuhalten, ist die Achillessehne im Laufe des Lebens anfällig für verschiedene Arten von Verletzungen. Diese Verletzungen, wie die Achillessehnen-Tendinopathie und Achillessehnenrupturen, gehen oft mit Veränderungen in der Struktur des Trizeps und des umliegenden Gewebes einher. Bei der Achillessehnen-Tendinopathie zeigen die Patienten häufig eine fusiforme Sehnenverdickung, Tendinose, Kollagendesorganisation und Neovaskularisation, einen Prozess der Proliferation von Gefäß- und Nervengewebe in die Sehne2. Zu den pathologischen Veränderungen, die mit der Achillessehnen-Tendinopathie assoziiert sind, gehören Paratendinitis, intratendinöse und/oder entheseale Verkalkungen und Schleimbeutelentzündung 2,3. Nach Achillessehnenrupturen sind strukturelle Veränderungen unabhängig von der Behandlung häufige Ereignisse und umfassen eine Achillessehnenverdickung und eine Zunahme der Sehnenlänge 4,5. Darüber hinaus sind muskuläre Veränderungen, wie z. B. Muskuläre Atrophie des Trizeps surae, häufig mit Achillessehnenverletzungen verbunden 5,6.
Die Fähigkeit, den Trizeps surae und die umgebenden Gewebestrukturen zu beurteilen, bietet wertvolle Einblicke in die strukturelle Integrität, Gewebequalität und -größe, von denen bekannt ist, dass sie mit Symptomen, Funktion und Prognose zusammenhängen 4,7,8,9. Die Ultraschallbildgebung ist ein zuverlässiges und valides Instrument zur Beurteilung dieser Strukturen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf die Achillessehnelänge10, die Dicke10,11, die Querschnittsfläche (CSA)12, die anatomische CSA13 des Gastrocnemius und die Neovaskularisation14,15. Die Bewertung dieser Messungen bietet wertvolle Einblicke in das Verständnis von gesundem Trizepsgewebe sowie die Quantifizierung struktureller Veränderungen zur Bewertung des Verletzungsrisikos, der Schwere und der Genesung sowie des Verständnisses gesunder Gewebequalitäten16.
Trotz des klinischen und wissenschaftlichen Nutzens der Ultraschallbildgebung bei der Beurteilung der Trizepsstruktur gibt es häufig Unterschiede in den bildgebenden Verfahren und Messparametern zwischen klinischen und Forschungsstudien17,18. Infolgedessen sind Vergleiche zwischen Studien schwierig. Daher besteht der Zweck dieser Methodenarbeit darin, ein gültiges und zuverlässiges Protokoll für die effiziente Bewertung der Muskel- und Sehnenstruktur des Trizeps mit Hilfe der muskuloskelettalen Ultraschallbildgebung zu beschreiben. Dieses Protokoll zielt darauf ab, die Machbarkeit der Integration dieses Instruments in Forschung und klinische Umgebungen in seiner Gesamtheit oder in Form spezifischer Teile bei gesunden und verletzten Personen zu demonstrieren. Zusätzlich werden repräsentative Werte für gesunde und verletzte Trizepssuren angegeben.
Das folgende Protokoll folgt den Richtlinien des University Institutional Review Board und wurde vom University Institutional Review Board genehmigt, um eine sichere und ethische Forschung am Menschen zu gewährleisten. Alle Probanden gaben ihre Einverständniserklärung zur Teilnahme an den Forschungsstudien und zur Verbreitung der Daten. Das vollständige Protokoll dauert ca. 20 Minuten, um von einem ausgebildeten Sonographen durchgeführt zu werden. Je nach Bewertungsbedarf können jedoch individuelle Messungen durchgeführt werden.
1. Markierung der Haut
Abbildung 1: Markierungen der Hautmessung. Die Tibialänge wird als der Abstand vom medialen Tibiaplateau zum distalsten Aspekt des medialen Malleolus gemessen. Die Dicke des Soleus-Muskels wird bei 30 % der Tibialänge proximal zum distalsten Aspekt des medialen Knöchels gemessen (blaue Markierung). Die CSA des Musculus gastrocnemius wird bei 25% der Tibialänge distal des medialen Tibiaplateaus gemessen (rote Markierung). Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 2: Positionierung der Teilnehmer für die Ultraschallbildgebung. Der Teilnehmer liegt in Bauchlage, die Knie sind vollständig gestreckt und die Füße hängen entspannt in einer ruhenden Knöchelposition von der Kante des Sockels. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
2. Ultraschall-Bildgebung
HINWEIS: Alle Bilder werden an beiden Beinen aufgenommen. Alle Bilder sollten entlang der Mittellinie der Achillessehne aufgenommen werden. Verwenden Sie das Abtasten der medialen und lateralen Grenzen der Achillessehne, um die Lage der Mittellinie zu bestimmen.
Abbildung 3: Achillessehnendicke und CSA-Messorte. Ultraschallbilder mit erweitertem Sichtfeld von (A) einer gesunden und (B) tendinopathischen Achillessehne. Gestrichelte Linien zeigen Sehnengrenzen an. Rote Pfeile zeigen Messorte an. Gelbe Linien zeigen den Abstand proximal zur proximalen Fersenbeinkerbe an (weißer Pfeil). Bei einer Verdickung an der 2 cm Markierung (B) sollte an einer gesunden Stelle in der freien Sehne (blauer Pfeil) eine gesunde Sehnendicke gemessen werden. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 4: Messungen der Achillessehnenlänge. Ultraschallbild der Achillessehne mit erweitertem Sichtfeld. Die Länge der freien Sehne (gelbe Linie) wird von der proximalen Achillessehne an der proximalen Calcanealkerbe bis zum Soleus myotendinus junction (MTJ) gemessen. Die volle Sehnenlänge (rote Linie) wird von der proximalen Achillessehne-Insertion an der proximalen Calcaneal-Kerbe bis zum Gastrocnemius myotendinous junction (MTJ)10 gemessen. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 5: Anisotropie der Sehne. Eine Anisotropie der Achillessehne tritt auf, wenn die Ultraschallwellen nicht senkrecht zur Struktur stehen. Das Kippen der Ultraschallsonde führt dazu, dass die Sehnenstruktur (A) echoarm oder (B) echoarm erscheint, abhängig von der Beziehung der Ultraschallwellen zur Sehne. Gestrichelte Linien zeigen Sehnengrenzen an. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 6: Zusätzliche Befunde der Ultraschallbildgebung. (A) Neovaskularisation, (B) retrocalcaneale Bursitis, (C) entheseale Verkalkungen, (D) intratendinöse Verkalkungen. Rot und gelb gefärbte Bereiche zeigen den Blutfluss innerhalb der interessierenden Sehnenregion an (gelber Kasten). Gestrichelte Linien kennzeichnen die Grenzen der Schleimbeutel. Pfeile zeigen Verkalkungenan 20. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
3. Ultraschall-Messungen
HINWEIS: Ultraschallmessungen können am Gerät auf der Grundlage der Einstellungen und Werkzeuge für das jeweilige Ultraschallgerät durchgeführt werden. Bilder können auch exportiert werden, um Messungen mit Software wie dem Osirix DICOM-Viewer durchzuführen. Für die Analyse wird der Durchschnitt der drei Versuche für jede Maßnahme verwendet.
Abbildung 7: Verdickung der Achillessehne. Die Verdickung der Achillessehne wird berechnet, indem (A) die Dicke des gesunden Teils der Sehne von (B) der Dicke des dicksten Teils der Sehne31 subtrahiert wird. Gestrichelte Linien zeigen Sehnengrenzen an. Rote Linien zeigen die Sehnendicke an. Gelbe Linien zeigten einen Abstand von 2 cm proximal zur proximalen Calcanealkerbe. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 8: Querschnittsfläche und Dicke der Achillessehne. Ultraschallbilder der Achillessehne im (A) Querschnitt und (B) in Längsansicht an der dicksten Stelle. Gestrichelte Linien zeigen Sehnengrenzen an. Die rote Linie zeigt die Sehnendicke an. Ein Querschnitt der Sehne ist zur Verdeutlichung mit und ohne Rand dargestellt. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 9: Dicke des Soleus-Muskels. Ultraschallbild des Musculus soleus. Gestrichelte Linien zeigen Muskelgrenzen an. Die rote Linie zeigt die Muskeldicke an. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 10: Querschnittsfläche des Musculus Gastrocnemius. Ultraschallbild des medialen und lateralen Gastrocnemius-Muskels im Querschnitt mit erweitertem Gesichtsfeld. Gestrichelte Linien zeigen Sehnengrenzen an. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Die in diesem Protokoll enthaltenen Maßnahmen haben sich als zuverlässig und gültig erwiesen 10,20. Eine ausgezeichnete Reliabilität wurde für die verlängerte Achillessehnenlänge bis zum Gastrocnemius (Interklassenkorrelationskoeffizient (ICC): 0,944) und die Länge der Achillessehne bis zum Soleus (ICC: 0,898) berichtet10. Die minimale nachweisbare Veränderung auf Gruppenebene (MDC-Gruppe) für die Achillessehnenlänge ...
Zu den kritischen Schritten im Protokoll, um die Gültigkeit und Zuverlässigkeit der Methoden zu gewährleisten, gehören die Verwendung von Hautmarkierungen bei den Teilnehmern zur Leitung der Ultraschalluntersuchung und die erforderliche Schulung von Personen, die die in Forschungsstudien verwendeten Messungen durchführen. Hautmarkierungen an bestimmten dokumentierten Stellen helfen dabei, interessante Variablen an denselben Stellen bei derselben Person im Laufe der Zeit konsistent und genau zu bewerten. Darüber hin...
Die Autoren haben keine Interessenkonflikte offenzulegen.
Die Autoren danken ehemaligen und aktuellen Mitgliedern der Delaware Tendon Research Group, die bei der Datenerfassung mit diesem Protokoll geholfen haben. Die in dieser Veröffentlichung berichtete Forschung wurde vom National Institute of Arthritis and Musculoskeletal and Skin Diseases der National Institutes of Health unter den Preisnummern R01AR072034, R01AR078898, F31AR081663, R21AR067390 und vom Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development der National Institutes of Health unter der Preisnummer T32HD007490 unterstützt. Der Inhalt liegt in der alleinigen Verantwortung der Autoren und gibt nicht unbedingt die offizielle Meinung der National Institutes of Health wieder. Die in dieser Veröffentlichung berichtete Forschung wurde auch durch Zuschüsse des schwedischen Forschungsrats für Sportwissenschaft, des Stockholmer Bezirksrats (ALF-Projekt) und des schwedischen Forschungsrats unterstützt. Diese Arbeit wurde zum Teil auch durch ein Stipendium zur Förderung des Doktoratsstudiums der Foundation for Physical Therapy Research und durch das Medical and Graduate Student Preceptorship der Rheumatology Research Foundation unterstützt.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Aquaflex Stand Off Pad | Parker Laboratories | E8317C | |
Aquasonic ultrasound Gel | Parker Laboratories | E8365AF | |
Linear Array Ultrasound Probe L4-12t-RS | GE Healthcare | 5495987 | |
LOGIC e Ultrasound | GE Healthcare | E8349PA | |
Osirix Dicom Viewer | Pixmeo SARL | Software for measurements |
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