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Veröffentlicht am 02.12.2019

1. Allgemeines

Sonographie (kurz «Sono») ist die medizinische Bezeichnung für eine Untersuchung mit Ultraschall. Die Sonographie von der Körperoberfläche aus ist eine schmerzlose und risikoarme Methode. Mithilfe von Ultraschallwellen kann der Arzt zum Beispiel Organe wie die Nieren oder die Leber untersuchen – zudem lässt sich mit Ultraschall während der Schwangerschaft das Kind in der Gebärmutter darstellen.

Die Sonographie kommt oftmals zur Diagnose, aber auch zur Verlaufskontrolle einer Erkrankung zum Einsatz, etwa um zu überprüfen, ob eine Therapie wirkt. Der Vorteil von Ultraschall: Das Verfahren ist risikolos, leicht und schnell anwendbar, in vielen Fällen aussagekräftig und zudem kostengünstig.

Der Arzt setzt Ultraschall häufig in folgenden Körperregionen ein:

  • Brustkorb: z.B. Echokardiographie = Ultraschalluntersuchung des Herzens; Sonographie in der Brustkrebs-Vorsorge
  • Halsweichteile: Schilddrüse
  • Gliedmassen: z.B. bei Knie- oder Schulterschmerzen
  • Bauch und Becken: Nieren, Gallenblase, Milz, Leber, Bauchspeicheldrüse, Harnblase Bauchgefässe
  • Gebärmutter: z.B. Ultraschall bei Vorsorgeuntersuchungen in der Schwangerschaft

 

Ultraschall beziehungsweise die Sonographie ist eine häufige Methode der Routinediagnostik. Bei bestimmten Fragestellungen kommen ausserdem spezielle Ultraschall-Methoden zum Einsatz. So kann der Arzt beispielsweise mit der Doppler-Sonographie den Blutfluss nachweisen oder mit Ultraschallsonden bestimmte Körperbereiche von innen näher untersuchen (Endosonographie).

Mithilfe der normalen Sonographie lassen sich die Gewebsstrukturen und Organe des Körpers zweidimensional abbilden. Beim 3D-Ultraschall (3D-Sonographie) ist die Darstellung dreidimensional, ebenso beim 4D-Ultraschall (4D-Sonographie, auch: Live-3D-Ultraschall). Im Gegensatz zum 3D-Ultraschall kann der Arzt mit 4D-Ultraschall Körpervorgänge vergleichbar einer Videoaufnahme sichtbar machen. Damit lassen sich Bewegungen nachweisen, wie etwa der Herzschlag oder – in der Schwangerschaftsvorsorge – Bewegungen des ungeborenen Kindes im Mutterleib.

Bei einer Ultraschalluntersuchung erzeugt ein Ultraschallgerät hochfrequenten Schall, sogenannten Ultraschall. UItraschallwellen sind für den Menschen nicht hörbar, denn die Frequenz liegt oberhalb der Hörgrenze des menschlichen Ohrs.

 

Ein Ultraschallgerät (Sonographiegerät) besteht aus einem

  • sogenannten Schallkopf,
  • einem kleinen Rechner und
  • einem Bildschirm (Monitor).

 

Der Schallkopf des Ultraschallgeräts enthält Kristalle, die bei einer elektrischen Wechselspannung im Rhythmus dieser Spannung schwingen. Der Schallkopf sendet diese Schwingungen – die Ultraschallwellen – während der Ultraschalluntersuchung aus.

Der Schallkopf ist aber nicht nur «Sender», sondern auch «Empfänger» von Schallwellen:

  • Setzt der Arzt den Schallkopf zum Beispiel auf die Bauchhaut einer Person, sendet er damit Ultraschallwellen in den Bauchraum.
  • Treffen die Wellen dort auf die verschiedenen Organen und Gewebe (z.B. Leber, Gallenblase oder Blutgefässe), werden sie jeweils unterschiedlich zum Schallkopf zurückgeworfen (reflektiert).
  • Der Schallkopf registriert die zurückgeworfenen Schallwellen und leitet die Daten an eine Recheneinheit weiter.
  • Diese wandelt alle Informationen in Bilder um, die sich der Arzt während der Sonographie auf einem Bildschirm anschauen kann.

Eine Ultraschalluntersuchung kommt sowohl zur Diagnose von organischen Veränderungen bzw. Erkrankungen als auch in der Schwangerschaftsvorsorge zum Einsatz.

2. Wie funktioniert Ultraschall?

Der Ultraschall ermöglicht dem Arzt, ins Innere des Körpers zu blicken. Ultraschallgeräte erzeugen den Ultraschall mithilfe elektrischer Kristalle, die bei einer elektrischen Wechselspannung im Rhythmus dieser Spannung schwingen. Der Fachausdruck für diese Kristalle lautet «piezoelektrische Kristalle». Wenn die Kristalle schwingen, entstehen Ultraschallwellen, die der Schallkopf des Ultraschallgeräts auf das zu untersuchende Gewebe überträgt.

Das Bild entsteht dadurch, dass der in den Körper eingestrahlte Ultraschall an den verschiedenen Geweben unterschiedlich zurückgeworfen (reflektiert) wird. Ein kleiner Computer, der sich im Ultraschallgerät befindet, wertet die ankommenden Schallwellen aus – ein Ultraschallbild entsteht.

Um die Sonographie zu verstehen, hilft ein Blick auf die Physik von Schallwellen: Schall ist eine sogenannte longitudinale Materiewelle – das heisst, die Moleküle oder Atome der Materie (z.B. der Materie des Lebergewebes) schwingen in der Richtung, in die sich der Schall ausbreitet.

Treffen die Schallwellen auf einen Übergang von Materie zu Materie mit unterschiedlicher Dichte (z.B. Übergang von Leber zu Gallenblase), ändert sich die Geschwindigkeit, mit der sich der Schall ausbreitet. Ausserdem werden an diesen Übergängen die Schallwellen als sogenannte Reflektion zurückgeworfen und vom Schallkopf registriert – die Ultraschalluntersuchung nutzt diese Effekte, um verschiedene innere Gewebe des Körpers als Bild darzustellen.

Der Mensch kann Ultraschall nicht hören.

  • Das menschliche Ohr nimmt Schallwellen in einem Frequenzbereich von 20 Hertz (Hz) bis zirka 16.000 Hertz (= 16 Kiloherz, KHz) wahr.
  • Diese Obergrenze von 16.000 Hertz sinkt mit zunehmendem Alter erheblich.
  • Infraschall bezeichnet Schallwellen mit niedriger Frequenz, beim Ultraschall ist die Frequenz höher.

 

In der medizinischen Diagnostik verwendet man bei einer Sonographie Ultraschall mit einer Frequenz von 2 bis 30 Megahertz (MHz) (1 MHz = eine Million Hz).

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3. Anwendungsgebiete

Mittels Ultraschall lassen sich zahlreiche Organe und Körperregionen auf einem Bildschirm sichtbar machen. Vor allem die Oberflächen-Ultraschalluntersuchung wird häufig eingesetzt. Eine Sonographie der folgenden Körperregionen ist hilfreich, um bei Beschwerden Hinweise auf eine mögliche Ursache zu bekommen:

  • Brustkorb: z.B. Echokardiographie = Ultraschalluntersuchung des Herzens; Sonographie in der Brustkrebs-Vorsorge
  • Halsweichteile: Schilddrüse
  • Gliedmassen: z.B. das Knie
  • Bauchraum mit Nieren, Bauchspeicheldrüse, Harnblase, Milz, Leber, Bauchgefässen sowie Gebärmutter, z.B. Ultraschall bei Vorsorgeuntersuchungen in der Schwangerschaft

 

Ultraschall dringt umso weiter ins Gewebe ein, je geringer seine Frequenz ist. Aber mit abnehmender Frequenz sinkt auch das räumliche Auflösungsvermögen.

Schlecht zugänglich für eine Ultraschalluntersuchung sind beispielsweise luftgefüllte Organe wie die Lunge oder der Magen-Darm-Trakt, denn Luft reflektiert den Ultraschall stark. Aus diesem Grund gibt der Arzt bei der Sonographie vor der Durchführung auch Kontaktgel auf Schallkopf und Haut der untersuchten Person. Das Gel verhindert, dass sich während der Ultraschalluntersuchung Luft zwischen Schallkopf und Körpergewebe befindet und die Untersuchung stört.

Neben den Oberflächenschallköpfen ist auch die Sonographie im Inneren des Körpers – auch Endosonographie genannt – wichtig in der Medizin. Hierbei lassen sich unterschiedliche Formen unterscheiden:

  • sogenannte intrakavitäre Untersuchung: Der Untersucher führt einen Schallkopf in Hohlorgane wie Scheide oder Enddarm ein. Innere Organe, die sich mithilfe eines Oberflächenschallkopfs nur schwer darstellen lassen, erscheinen dabei gut erkennbar auf dem Bildschirm. Deshalb ist der intrakavitäre Ultraschall besonders wichtig, um bei der Frau durch die Scheide die Eierstöcke, die Gebärmutter und die Eileiter und beim Mann über den Enddarm die Prostata zu beurteilen.
  • sogenannte intraluminale Untersuchung: Diese Form der Ultraschalluntersuchung ist vor allem Bestandteil klinischer Forschung. Dabei führt der Untersucher spezielle kleine Schallköpfe in schlauchförmige Strukturen des Körpers wie Eileiter oder Blutgefässe ein.

 

Die Sonographie ist nicht nur ein Verfahren, mit dem sich Erkrankungen feststellen lassen – auch in der Therapie kommt Ultraschall zum Einsatz: Insbesondere bei der Behandlung von Nierensteinen setzen Mediziner Ultraschall ein, um diese Steine von aussen zu zertrümmern und so zum Beispiel einen operativen Eingriff zu umgehen. Das entsprechende Verfahren nennt man extrakorporale Stosswellentherapie (ESWL).

Eine besondere Bedeutung hat Ultraschall in der Schwangerschaft: Jede Schwangere hat einen Anspruch auf zwei Ultraschalluntersuchungen (in der 10.-12. Schwangerschaftswoche (SSW) und der 20.-23. SSW) sowie unbeschränkt viele Ultraschalluntersuchungen in einer Risikoschwangerschaft. Risiken birgt Ultraschall in der Schwangerschaft nicht – weder für die Mutter noch für das Ungeborene.

4. Dopplersonographie

Eine spezielle Form der Sonographie ist die sogenannte Dopplersonographie: Mit dieser Ultraschall-Methode kann der untersuchende Arzt die Geschwindigkeit beurteilen, mit der Blut durch die Blutgefässe fliesst. Dabei lassen sich zum Beispiel Verengungen und Verschlüsse der Blutgefässe sowie Durchblutungsstörungen oder Blutgerinnsel (Thrombose oder Embolie) feststellen.

Ein sogenannter Farbdoppler stellt bewegte Flüssigkeit – zum Beispiel Blut in einem Blutgefäss – farblich dar. Je nachdem, in welche Richtung das Blut durch das Gefäss strömt, erscheint es als rotes oder blaues Band auf dem Bildschirm. Die Dopplersonographie kann den Blutstrom aber auch als akustisches Signal wiedergeben.

Eine Variante der Dopplersonographie ist die Duplexsonographie: Hierbei kann der Arzt ein sogenanntes Impulsechoverfahren (auch: «B-Bild») und das Dopplerverfahren kombinieren und so gleichzeitig Weichteilstrukturen (z.B. Gefässbeschaffenheit) und den Blutstrom untersuchen, etwa im Bereich einer Gefässverengung.

Duplex- und Dopplersonographie kommen bei folgenden Blutgefässen zum Einsatz:

  • Halsgefässe
  • Blutgefässe im Schädel
  • Bauch- und Beckengefässe
  • Beingefässe

 

Eine neuere Entwicklung ist der sogenannte «intensitätsmodulierte» Doppler: Diese Ultraschall-Methode hilft dem Arzt, auch Blutströme mit langsamen Flussgeschwindigkeiten zu erkennen, zum Beispiel in Venen.

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5. Risiken

Eine Sonographie von der Körperoberfläche aus birgt keine Risiken. Nebenwirkungen durch die Schallwellen sind bei üblichen Untersuchungen mit Ultraschall nicht zu erwarten, da der zu Diagnose-Zwecken eingesetzte Ultraschall energiearm ist. Lediglich eine leichte Erwärmung könnte auftreten, die jedoch so gering ist, dass sie kaum spürbar ist. Eine äusserliche Sonographie ist nicht schmerzhaft und in der Regel wenig aufwendig. Ausserdem besteht keinerlei Strahlenbelastung.

Im Rahmen von Behandlungen mit Ultraschall kann es zu Nebenwirkungen kommen, etwa bei der extrakorporalen Stosswellentherapie («Nierenstein-Zertrümmerung»): Bei dieser Ultraschallbehandlung können Blutergüsse im Nierenbereich auftreten.

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