Artifacts in Sonography – Part 3

Abstract

As a continuation of parts 1 [1] and 2 [2], this article discusses artifacts as caused by insufficient temporal resolution, artifacts in color and spectral Doppler sonography, and information regarding artifacts in sonography with contrast agents. There are artifacts that occur in B-mode sonography as well as in Doppler imaging methods and sonography with contrast agents, such as slice thickness artifacts and bow artifacts, shadows, mirroring, and artifacts due to refraction that appear, for example, as double images, because they are based on the same formation mechanisms. In addition, there are artifacts specific to Doppler sonography, such as the twinkling artifact, and method-based motion artifacts, such as aliasing, the ureteric jet, and due to tissue vibration. The artifacts specific to contrast mode include echoes from usually highly reflective structures that are not contrast bubbles (“leakage”). Contrast agent can also change the transmitting signal so that even structures not containing contrast agent are echogenic (“pseudoenhancement”). While artifacts can cause problems regarding differential diagnosis, they can also be useful for determining the diagnosis. Therefore, effective use of sonography requires both profound knowledge and skilled interpretation of artifacts.

Zusammenfassung

Nach den im Teil 1 [1] und 2 [2] vorgestellten Artefakten werden hier im Teil 3 weitere Artefakte behandelt, wie solche durch zu geringe zeitliche Auflösung, Artefakte bei der Farb- und Spektral-Doppler-Sonografie, ergänzt durch Hinweise auf Artefakte bei der Kontrastmittel-Sonografie.

Es gibt Artefakte, die – homolog, da sie auf den gleichen Entstehungsmechanismen beruhen – sowohl beim B-Mode als auch bei Doppler-Verfahren und der Kontrastmittel-Sonografie vorkommen wie Schichtdicken- und Bogenartefakte, Schatten, Spiegelungen sowie Artefakte durch Brechung, die z. B. als Doppelbilder auffallen.

Zusätzlich gibt es bei der Doppler-Sonografie spezielle Artefakte wie das Twinkling-Artefakt sowie methodentypische Bewegungsartefakte wie Aliasing, der ureterale Jet und Gewebeschwirren.

Der Kontrastmittel-Sonografie eigene Artefakte sind zum einen Echos von meist stark reflektierenden Strukturen, die keine Kontrastmittelbläschen sind („leakage“).

Zum andern kann Kontrastmittel das transmittierte Signal verändern, sodass auch nicht kontrastmittelhaltige Strukturen echogen werden („pseudoenhancement“).

Artefakte können differenzialdiagnostische Probleme bereiten, aber auch zur Diagnosefindung nützlich sein.

Profundes Wissen über Artefakte und der gekonnte Umgang damit sind essenziell für gute Sonografie.

• Literatur

• 1 Bönhof JA. Artefakte bei der Sonographie – Teil 1. Ultrasound Artifacts – Part 1. Ultraschall in Med 2016; 37: 140-156
• 2 Bönhof JA. Artefakte bei der Sonographie – Teil 2. Ultrasound Artifacts – Part 2. Ultraschall in Med 2017; 38: 130-148
• 3 Bönhof JA, Bönhof D. Bewegungsartefakte in der B-Bild-Sonographie. In: Otto RC, Schnaars P. Hrsg Ultraschalldiagnostik. Stuttgart: Thieme; 1986: 763-764
• 4 Kamaya A, Abate S, Nan B. et al. Characterization of a linear streak artifact with pulse inversion tissue harmonics in musculoskeletal sonography. J Ultrasound Med 2004; 23: 1597-1605
• 5 Arning C. Fehlermöglichkeiten durch Artefakte im Farb-Doppler-Bild. Pitfalls of Colour-Coded Duplex-Sonography caused by Colour Doppler Artifacts. Ultraschall in Med 1997; 18: 105-109
• 6 Campbell SC, Cullinan JA, Rubens DJ. Slow flow or now flow? Color and power Doppler US pitfalls in the abdomen and pelvis. Radiographics 2004; 24: 497-506
• 7 Mitchell DG. Color Doppler imaging: principles, limitations, and artifacts. Radiology 1990; 177: 1-10
• 8 Taylor KJW, Holland S. Doppler US. Part I. Basic principles, instrumentation, and pitfalls. Radiology 1990; 174: 297-307
• 9 Pozniak MA, Zagzebski JA, Scanlan KA. Spectral and Color Doppler Artifacts. RadioGraphics 1992; 12: 35-44
• 10 Meuwly JY, Knopfli AS, Gullo G. Verdopplung der Bauchaorta: eine sehr seltene angeborene Anomalie, aber ein häufiger Ultraschall-Artefakt. Duplication of abdominal aorta: a very rare congenital anomaly but a common ultrasound artifact. Ultraschall in Med 2011; 32: 233-236
• 11 Arning C. Mirror image artifacts of color Doppler images causing misinterpretation in carotid artery stenoses. J Ultrasound Med 1998; 17: 683-686
• 12 Middleton WD, Melson GL. The carotid ghost. A color Doppler ultrasound duplication artifact. J Ultrasound Med 1990; 9: 487-493
• 13 Reading CC, Charboneau JW, Allison JW. et al. Color and spektral Doppler mirror-image artifact of the subclavian artery. Radiology 1990; 174: 41-42
• 14 Mitchell DG, Burns P, Needleman L. Color Doppler artifact in anechoic regions. J Ultrasound Med 1990; 9: 255-260
• 15 Cunningham J, Kirkpatrick AW, Nicolaou S. et al. Enhanced recognition of “lung sliding” with power color Doppler imaging in the diagnosis of pneumothorax. J Trauma 2002; 52: 769-771
• 16 Arning C. Perivaskuläre Gewebsvibrationen: ein Kriterium hochgradiger Stenosen der A. carotis interna. Ultraschall in Med 2001; 22: 62-65
• 17 Middleton WD, Erikson S, Melson GL. Perivascular color artifact: pathologic significance and appearance on color Doppler US images. Radiology 1989; 172: 647-652
• 18 Dubbins PA, Kurtz AB, Darby J. et al. Ureteric jet effect: the echographic appearance of urine entering the bladder. A means of identifying the bladder trigone and assessing ureteral function. Radiology 1981; 140: 513-515
• 19 Kremer H, Dobrinski W, Mikyska M. et al. Ultrasonic in vivo and in vitro studies on the nature of the ureteral jet phenomenon. Radiology 1982; 142: 175-177
• 20 Burge HJ, Middleton WD, McClennan BL. et al. Ureteral jets in healthy subjects and in patients with unilateral ureteral calculi: comparison with color Doppler US. Radiology 1991; 180: 437-442
• 21 Jequier S, Paltiel H, Lafortune M. Ureterovesical jets in infants and children: duplex and color Doppler US studies. Radiology 1990; 175: 349-353
• 22 Rahmouni A, Bargoin R, Herment A. et al. Color Doppler twinkling artifact in hyperechoic regions. Radiology 1996; 199: 269-271
• 23 Kamaya A, Tuthill TA, Rubin JM. Twinkling artifact on color Doppler sonography: dependence on machine parameters and underlying cause. Am J Roentgenol 2003; 180: 215-222
• 24 Lu W, Sapozhnikov OA, Bailey MR. et al. Evidence for trapped surface bubbles as the cause for the twinkling artifact in ultrasound imaging. Ultrasound Med Biol 2013; 39: 1026-1038
• 25 Wang M, Li J, Xiao J. et al. Systematic analysis of factors related to display of the twinkling artifact by a phantom. J Ultrasound Med 2011; 30: 1449-1457
• 26 Chelfouh N, Grenier N, Higueret D. et al. Characterization of urinary calculi: in vitro study of “twinkling artifact” revealed by color-flow sonography. Am J Roentgenol 2001; 176: 1055
• 27 Shang M, Sun X, Liu Q. et al. Quantitative evaluation of the effects of urinary stone composition and size on color Doppler twinkling artifact. A phantom study. J Ultrasound Med 2016; 36: 733-740
• 28 Tchelepi H, Ralls PW. Color comet-tail artifact: clinical applications. Am J Roentgenol 2009; 192: 11-18
• 29 Weskott HP, Wang Z. Kontrastmittelassoziierte Artefakte in der sonographischen Diagnostik. Ultraschall in Med 2006; 27 DOI: 10.1055/s-2006–953 909.
• 30 Dietrich CF, Ignee A, Greis C. et al. Pitfalls and Artifacts in Contrast-Enhanced Ultrasound. Z Gastroenterol 2011; 49: 350-356
• 31 Dietrich CF, Ignee A, Greis C. et al. Artifacts and pitfalls in Contrast-Enhanced Ultrasound of the liver. Ultraschall in Med 2014; 35: 108-128
• 32 Forsberg F, Liu JB, Burns PN. et al. Artifacts in ultrasonic contrast agent studies. J Ultrasound Med 1994; 13: 357-365
• 33 Li SY, Huang P, Cosgrove D. et al. Pseudoenhancement of Gallbladder Sludge: A Confusing Artifact Caused by Nonlinear Propagation of Ultrasound Through Microbubbles Pseudoenhancement von Gallengries: Ein irritierendes Artefakt verursacht durch nichtlineare Ausbreitung des Ultraschalls durch Mikrobläschen. Ultraschall in Med 2016; 37: 307-309