Ultraschall und Ultraschalluntersuchung

Wie funktioniert Ultraschall?

Der Ultraschall besteht aus Schallwellen, die für das menschliche Ohr nicht hörbar sind. Die Medizin nutzt diese Schallwellen, um das Innere des Körpers sichtbar zu machen. Dafür werden sie mit einem sogenannten Schallkopf in den Körper hinein gesendet. Sie stoßen auf die dort vorhandenen Muskeln, Organe und Knochen. Je nach Beschaffenheit und Lage dieser „Widerstände“ im Körperinneren werfen diese den Schall unterschiedlich zurück: als Echo. 

Ein Computer, der an den Schallkopf angeschlossen ist, rechnet daraus ein Bild. Schwarze Flächen kennzeichnen Flüssigkeiten, weiße Bildelemente stellen feste Hindernisse, wie etwa Knochen, dar. Organe sind halbfest und werden daher in verschiedenen Grautönen dargestellt.

Die Sonographie kommt an ihre Grenzen, wenn viel Luft oder Gase im Körperinneren sind. Die Ultraschallwellen können nicht durch sie hindurchlaufen wie durch Flüssigkeiten. 

An dieser Stelle bleibt das Bild weiß und verdeckt so den Blick auf dahinterliegendes Gewebe. Diesen Effekt nennt man den „Schallschatten“. Auch Nahrungsbrei im Darm oder Knochen können die Körperbereiche verdecken, die untersucht werden sollen.

Wann wird Ultraschall angewendet?

Die Sonographie wird in der Medizin vielfältig eingesetzt. Oft ist sie nach dem Abtasten das nächste diagnostische Mittel, wenn Beschwerden bestehen.

Ärzte können durch die Ultraschalluntersuchung Hinweise auf mögliche Krankheiten bekommen. Beispielsweise kann man bei einem Verdacht auf Krebs die entsprechende Körperstelle auf Wucherungen oder Metastasen überprüfen. Für einen eindeutigen Krankheitsbefund reicht das aber meist nicht aus: dem Ultraschall folgen in der Regel weitere Untersuchungen.

Auch Ablagerungen, Schwellungen, Entzündungen, vergrößerte Organe, verändertes Gewebe oder Wasseransammlungen stellt ein Ultraschallbild in der Regel gut dar.

Das bekannteste Einsatzgebiet für Ultraschall ist die Schwangerschaftsvorsorge. Frauenärztinnen und Frauenärzte überwachen regelmäßig, wie der Embryo im Mutterleib wächst und sich entwickelt. Ultraschallwellen gelten prinzipiell als harmlos. Da aber der letzte wissenschaftliche Beweis dazu noch fehlt, wurde zuletzt die Anwendung des Ultraschalls in der Schwangerschaft auf drei Untersuchungen beschränkt. Wenn es medizinisch erforderlich ist, dürfen in der Schwangerschaft mehr Ultraschalluntersuchungen gemacht werden.
Außerdem kann der Ultraschall andere Verfahren unterstützen. Bei einer Biopsie kann Ärztin oder Arzt mit dem Ultraschall die richtige Platzierung der Punktionsnadel im Körper überwachen.

Man kann fast den ganzen Körper per Ultraschall betrachten. Von oben nach unten:

• Kopf und Hals: Hier untersucht man meist Schilddrüse und Blutgefäße.
• Brustraum: Bei Herzproblemen ist die Sonographie des Herzens (Echokardiographie) meist nach dem Elektrokardiogramm (EKG) die erste weiterführende Untersuchung. Per Ultraschall kontrollieren Ärzte die Größe, Funktion und Leistung der Herzbestandteile, sowie den Blutfluss. Auch Randbereiche der Lunge sind gut zu sehen. Wenn ein Verdacht auf Brustkrebs besteht, machen Ärzte häufig frühzeitig einen Ultraschall der Brust (Mammasonographie) für eine erste Diagnose.
• Bauchraum (Abdomen-Sonographie): Die meisten Organe in diesem Bereich, wie Leber, Milz, Gallenblase, Bauchspeicheldrüse und Nieren, lassen sich gut mit dem Ultraschall durch die Bauchdecke sehen. Magen, Gallenblase und Darm lassen sich nur eingeschränkt betrachten, wenn noch Speisebrei vorhanden ist.
• Unterleib: Neben der Überwachung eines ungeborenen Kindes lassen sich auch die Harnblase und die Geschlechtsorgane gut „schallen“.
• Gliedmaßen: An Armen und Beinen untersuchen Ärzte überwiegend Blutgefäße, aber auch Muskeln, Sehnen oder Gelenke.

Wie läuft eine Ultraschalluntersuchung ab?

Bei einer Ultraschalluntersuchung legen sich die Patienten meist auf eine Liege. Die entsprechende Körperregion, die „geschallt“ werden soll, muss gut erreichbar sein und von Kleidung befreit werden. Dann geben Ärztin oder Arzt ein transparentes Gel auf das Handstück, den Schallkopf. 

Das Gel sorgt für den bestmöglichen Kontakt zwischen Schallkopf und Haut: So werden die Schallwellen ideal übertragen und störende Luft zwischen Schallkopf und Haut vermieden. Der Schallkopf wird auf die Haut gelegt oder in die Körperöffnung eingeführt und leicht hin und her bewegt. 

In der Regel dauert die Untersuchung nur wenige Minuten und ist schmerzfrei. Wird der Schallkopf in eine enge Körperöffnung eingeführt, kann es etwas drücken. Das Gel fühlt sich kühl an und hinterlässt keine Flecken auf der Kleidung. Kinderärzte wärmen das Gel oft an, um die Ultraschalluntersuchung angenehmer zu gestalten.

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Welche Arten von Ultraschalluntersuchungen gibt es?

Je nachdem, welchen Körperbereich man untersuchen möchte, wendet man verschiedene Arten der Sonographie an.

Endosonographie

Manchmal sind Organe oder Gewebe per Ultraschall durch die Haut nicht gut einsehbar, etwa weil Knochen den Blick verdecken. In diesen Fällen arbeiten Ärzte mit einem Schallkopf, den sie durch eine Körperöffnung einführen. So können spezielle Schallköpfe in die Vagina, durch den Darm oder auch die Speiseröhre in den Körper geführt werden, um so näher an die Organe oder das Gewebe zu kommen, das untersucht werden soll.

Kontrastmittelsonographie bei Krebs

Um die Durchblutung von Organen oder Krebstumoren zu überprüfen, eignet sich ein sogenannter „kontrastmittelverstärkter Ultraschall“. Patienten bekommen vor der Untersuchung ein Kontrastmittel in die Vene gespritzt. Dieses Mittel besteht aus Gas-Mikrobläschen, welche die Ultraschallwellen stark reflektieren und deshalb das Kontrastmittel im Ultraschallbild gut sichtbar machen.

Dopplersonographie

Mittels der Dopplersonographie können Ärzte die Fließgeschwindigkeit des Blutes in Gefäßen bestimmen. Strömendes Blut wirft die Schallwellen auf besondere Weise zurück. Wenn das Blut auf den Schallkopf zufließt, werden die Schallwellen gestaucht und erzeugen ein intensiveres Signal. Fließt das Blut vom Schallkopf weg, ziehen sich die Schallwellen auseinander und das Signal wird schwächer. Das ist der so genannte Doppler-Effekt, den man auch vom Martinshorn eines vorbeifahrenden Einsatzfahrzeugs kennt. Das Ultraschallgerät übersetzt die Schallwellen dann in ein Rauschgeräusch. Durch die Doppleruntersuchungen können Verengungen in Blutgefäßen, beispielsweise durch einen Tumor oder ein Blutgerinnsel, erkannt werden.

Duplex

Das Duplex-Verfahren kombiniert die Dopplersonographie mit einem normalen Ultraschall. Es ermöglicht Bilder des Gewebes und stellt gleichzeitig den Blutfluss in den Gefäßen farbig dar. Dieses Verfahren ist besonders für die Untersuchung von Arterien und Venen und des Herzens geeignet: Ärzte können sowohl die Gefäßwände als auch den Blutfluss darin beurteilen und so mögliche Ablagerungen oder Ähnliches entdecken.

3D- und 4D-Ultraschall

Spezielle Ultraschallgeräte können sogar ein 3D-Bild der untersuchten Körperregion erzeugen. Dafür schwenkt der Schallkopf und sendet Schallwellen aus unterschiedlichen Winkeln. Wenn diese 3D-Bilder in Echtzeit übermittelt werden, spricht man von 4D-Ultraschall.
In der Krebsforschung erweist sich 3D-Ultraschall besonders in der Beurteilung von Brustkrebs als vielversprechend.

Therapeutischer Ultraschall

Die Sonographie ist in der Regel ein reines Diagnoseverfahren, aber es kann auch zur Therapie eingesetzt werden, beispielsweise bei Prostatakrebs. Für dieses neue Therapieverfahren richten Ärzte intensive Ultraschallwellen konzentriert auf den Tumor. Auf diese Weise werden die Zellen erhitzt und schließlich zerstört.

Auch bei Schmerzen in Muskeln und Sehnen, bei Knochenbrüchen oder zur Behandlung von Narbengewebe können Ärzte eine Ultraschalltherapie einsetzen. 

Dabei versetzt der Ultraschall das entsprechende Gewebe in leichte Schwingungen - eine sogenannte Mikromassage. Zusätzlich erwärmt der Ultraschall den behandelten Bereich. Beides regt die Durchblutung und den Stoffwechsel an.

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Was ist bei einer Ultraschalluntersuchung zu beachten?

Normalerweise gibt es bei Ultraschalluntersuchungen nichts zu beachten. Wenn doch, wird die Praxis vor der Untersuchung darauf hinweisen. Beispielsweise kann es bei Ultraschalluntersuchungen der Bauchorgane sinnvoll sein, mehrere Stunden zuvor nichts zu essen, also „nüchtern“ zu erscheinen und auch am Tag zuvor keine blähenden Lebensmittel zu sich zu nehmen, damit Gase und Darminhalt die Bildqualität nicht stören.
Um die Harnblase im Ultraschall besser sehen zu können, ist es hilfreich, wenn sie nicht ganz leer ist. Daher bitten Ärzte manchmal darum, mit dem Toilettengang bis nach der Untersuchung zu warten.

Gibt es Risiken bei der Ultraschalluntersuchung?

Eine Ultraschalluntersuchung gilt allgemein als schmerz- und nebenwirkungsfrei und – im Gegensatz zu etwa Röntgenstrahlen – als völlig unbedenklich. Dennoch ist der genaue Einfluss der Strahlen auf das lebende Gewebe noch nicht vollständig geklärt.

Aus diesem Grund sind ab dem 1. Januar 2021 zusätzliche Ultraschalluntersuchungen in der Schwangerschaft zu einem nicht-medizinischen Zweck, also ohne wichtigen medizinischen Grund, untersagt. Davon betroffen sind Doppler-, Duplex- und 3D/4D-Verfahren. 

Hintergrund ist, dass werdende Eltern manchmal gerne zusätzliche Ultraschallbilder ihrer ungeborenen Kinder haben möchten, die über die gesetzlich empfohlenen Ultraschalluntersuchungen hinaus gehen. Die hohe Schallintensität insbesondere der 3D- und 4D-Sonographie kann jedoch ein potenzielles Risiko für den Embryo bedeuten. 

Dies wird damit begründet, dass die Knochen des Ungeborenen in der Entwicklungsphase besonders viel Energie aus den Ultraschallwellen aufnehmen und so möglicherweise geschädigt werden könnten. Das neue Gesetz ist jedoch umstritten, es fehlen sowohl für die Befürworter wie auch für die Gegner aussagekräftige Studienergebnisse.