Untersuchung dermaler Strukturen
Die Dermis
Die Dermis befindet sich zwischen der Epidermis und der Subkutis. Das hochelastische und gleichzeitig äußerst reißfeste Gewebe besteht primär aus Fibrozyten sowie Kollagen- und Elastinfasern, die eingebettet sind in eine gelartige Grundsubstanz. Auch Blut- und Lymphgefäße, die die Haut versorgen, sowie Nerven und Hautan-hangsgebilde sind in dieser Hautschicht verortet. Mit der Epidermis ist die Dermis durch die dermo-epidermale Junktionszone verbunden, die für Teile der mechanischen Widerstandskraft verantwortlich ist und die Haut als Reserve vor Überdehnung schützt.Verantwortlich für die mechanische Stabilität und Zugfestigkeit der Haut sind Kollagenfasern, die ca. ein Viertel des Gesamtproteingewichtes der Dermis ausmachen. Die Fasern haben eine sehr hohe Reißfestigkeit, sind dabei jedoch nicht elastisch.Die zweite wichtige Faserart in der Dermis sind die Elastinfasern, die chemisch ein Gemisch aus Mikrofibrillenbündeln als Gerüstsubstanz und dem Protein Elastin sind. Da Elastin ein gummiartiges Protein ist, können diese Fasern auf ein Vielfaches ihrer Länge gedehnt werden und verkürzen sich bei nachlassender Spannung schnell wieder auf ihre ursprüngliche Länge. Elastinfasern sind häufig in der Umgebung von Kollagenfasern angeordnet und dort primär für die elastische Rückstellung nach einer Dehnung der Haut verantwortlich.Zwischen den dermalen Fasern befindet sich die gelartige Grundsubstanz, die zusammen mit den Bindegewebsfasern als „extrazelluläre Matrix“ bezeichnet wird. Die Grundsubstanz ist von essentieller Bedeutung für die Aufrechterhaltung des Wasser- und Elektrolythaushaltes und die viskolelastischen Eigenschaften der Haut, da die enthaltenen Glykosaminoglykane wie z.B. Hyaluronsäure bis zum 1000fachen ihres Eigenvolumens an Wasser binden können.
Die Sonographie
Das der Sonographie zugrunde liegende Prinzip, ist das sogenannte Echo-Impuls-Verfahren. Im Schallkopf wird dazu durch einen piezoelektrischen Effekt ein elektrischer Impuls in einen Schallimpuls umgewandelt und gezielt ausgesandt. Diese Schallwelle wird an den Strukturübergängen im untersuchten Medium teilweise gestreut und reflektiert. Dadurch verliert die Schallwelle Energie und läuft mit schwächerem Schalldruck weiter bis zur nächsten Gewebegrenzfläche, bis durch Absorptionseffekte die Schallenergie vollständig in Wärmeenergie umgewandelt ist. Die zurücklaufenden Echos werden im Schallkopf durch den umgekehrten Effekt wieder in ein elektrisches Signal gewandelt und können so optisch dargestellt und ausgewertet werden.Zur Untersuchung der Dermis werden primär Sonographie-Geräte mit einer Frequenz von 20-25 MHz eingesetzt, da diese Frequenz mit einer Auflösung von ca. 80x200 µm (axial / lateral) und einer gut beurteilbare Eindringtiefe von 8 mm einen guten Kompromiss zur Abbildung der Haut darstellt. Neuere Geräte, mit einer Frequenz von 50 MHz und einer Eindringtiefe von 4 mm, gewinnen aufgrund ihrer hohen axialen Auflösung von 31 µm für kosmetische Fragestellungen zunehmend an Bedeutung.
Praxisrelevanz
In der Dermatologie wird HF-Ultraschall primär zur Identifizierung und Beschreibung dermaler Läsionen eingesetzt. Typische Einsatzgebiete sind die Therapiekontrolle bei entzündlichen oder chronischen Hauterkrankungen wie Psoriasis oder Sklerodermie und die präoperative Vermessung von Hauttumoren. In der Kosmetikforschung wird HF-Ultraschall zur Evaluierung dermaler Effekte von topischen Wirkstoffen oder minimal-invasiven Behandlungen eingesetzt, um z.B. bei einem Anti-Aging-Wirkstoff den positiven Effekt auf die Dermisdicke und -dichte nachzuweisen.