Ist ultraschall und sonographie das gleiche

Berlin, 30.10.2018 – Die Bezeichnung Ultraschall entstammt eigentlich der Physik. Gemeint ist damit ein Schall, den das menschliche Gehör nicht mehr wahrnehmen kann, weil seine Frequenzen oberhalb des Hörbereichs des Menschen liegen. In der Medizin hat man daraus ein bildgebendes Verfahren entwickelt, das umgangssprachlich häufig „Ultraschall“ genannt wird. Die korrekte Bezeichnung wäre aber „Sonographie“. Es macht das Körperinnere sichtbar – mithilfe von Schallwellen. Ärzte nutzen es vielseitig, beispielsweise für die Schwangerschaftsvorsorge, für Früherkennungsuntersuchungen bestimmter Krebsarten oder zum Erkennen von Erkrankungen am Herzen oder der Schilddrüse. Wie aber funktioniert das Verfahren? 

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Wie funktioniert Ultraschall?

Bei einer Untersuchung mit Ultraschall kann mit Hilfe von Schallwellen das Körperinnere sichtbar gemacht werden. Man kann sich das vereinfacht so vorstellen:
Die Schallwellen dringen in den Körper ein bis sie auf ein Hindernis stoßen, von dem sie aufgenommen oder zurückgeworfen werden. Der Unterschied zwischen gesendeten und empfangenen Wellen wird vom Computer in ein Bild umgerechnet. Wie hell oder dunkel das Bild ist, hängt von der Beschaffenheit des jeweiligen Gewebes ab.

Flüssigkeiten stellen für Ultraschall kein Hindernis dar. Er geht einfach hindurch. In diesen Bereichen bleibt das Bild schwarz.

An Luft und Knochen wird Ultraschall zurückgeworfen. Das Bild ist an dieser Stelle heller als die Umgebung.

Unsere Organe bestehen aus Wasser und unterschiedlich weichem Gewebe. An ihnen wird Ultraschall nur teilweise zurückgeworfen. Diese Areale bleiben grau.

Mit einer Ultraschall-Untersuchung können verschiedene Organe betrachtet und Hinweise auf mögliche Erkrankungen erkannt werden. Die Ultraschallwellen sind in der Untersuchung weder spürbar noch hörbar. Das Verfahren ist schmerzlos. Die Schallwellen selbst sind unschädlich.

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Ultraschallfrequenzen in der Sonographie

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Menschen nehmen Schallwellen mit einer Frequenz von 20 bis 20.000 Hertz (Hz) als Töne oder Geräusche wahr. Schallwellen mit einer höheren Frequenz werden als Ultraschall bezeichnet und sind für unsere Ohren nicht mehr hörbar. Schallwellen dieser Art nutzen Ärzte für unterschiedliche Anwendungen im medizinischen Bereich. Bei der Sonografie wird Ultraschall im Frequenzbereich zwischen zwei und 18 Millionen Hertz (Megahertz) eingesetzt. 

Wie aus Schallwellen Bilder werden In den Infokorb legen

Ultraschall wird heute in vielen Bereichen auch außerhalb der Medizin genutzt. Man kennt vielleicht das Echolot bei Schiffen oder Bewegungsmelder an Häusern. In der Medizin nutzt man es als Bildgebungsverfahren, um Einblick in den Körper zu bekommen.

Und so läuft das Verfahren ab: Zunächst sendet ein Schallkopf Ultraschallwellen in den Körper und empfängt das von Muskeln, Knochen und Organen erzeugte Echo. Je nachdem, in welcher Zeit das Echo zurückgeworfen wird, berechnet das Gerät, wie weit ein bestimmtes Organ oder eine Gewebeschicht von der Körperoberfläche entfernt ist. Die Stärke des zurückgeworfenen Echos gibt Aufschluss über die Art des Gewebes.

Reflexion und Absorption als Grundlage der Bildgebung In den Infokorb legen

Das heißt konkret, die Sonde des Ultraschallgerätes sendet kurze, gerichtete Schallwellenimpulse aus. Diese werden von den unterschiedlichen Geweben im Körper, beispielsweise Organen, Knochen oder Flüssigkeiten auch unterschiedlich stark durchgelassen oder zurückgeworfen. Man spricht dabei auch von absorbieren und reflektieren. Knochen beispielsweise setzen den Schallwellen einen größeren Widerstand entgegen. Sie reflektieren Schallwellen stark, werfen diese also stark zurück. Flüssigkeiten dagegen, wie der Inhalt der Harnblase oder das Blut, lassen die Schallwellen nahezu ungehindert hindurch. Sie reflektieren Schallwellen also nicht oder nur sehr schwach. Diese Eigenschaften nutzt die Sonografie für die Bildgebung. 

Eine Vielzahl an Grautönen ergibt ein Gesamtbild In den Infokorb legen

Die vielen Echos, die auf dem Weg durch den Körper an unterschiedlichen Geweben und Körperstrukturen entstehen, lassen ein Schnittbild durch den Körper an der mittels Ultraschall untersuchten Stelle entstehen. Die Stärke der Reflexion kann im Computer in ein Farbsignal umgewandelt werden. Wenn viel zurückgeworfen wird, das Echo also stärker ist, wird das Bild an dieser Stelle heller. Je schwächer das Echo in einem Bereich ist, desto dunkler stellt es sich dar. Moderne Ultraschallgeräte können 256 verschiedene Graubereiche zwischen schwarz und weiß darstellen. Mittels des Ultraschalles lassen sich so beispielsweise Organe detailliert in ihrer Struktur abbilden, unterschiedliche Gewebe erkennen und Hinweise auf Tumorgewebe oder andere Gewebeveränderungen finden. Von den Monitorbildern werden zur Dokumentation häufig Ausdrucke, sogenannte Sonogramme gemacht. Man kennt das von Schwangeren, denen teilweise ein Bild ihres ungeborenen Kindes überlassen wird.

In den Infokorb legen

Ultraschall-Untersuchungen (Sonografie) bergen bei vorschriftsmäßiger Anwendung kaum Risiken. Daher wird die Ultraschalldiagnostik heute von fast allen medizinischen Fachdisziplinen genutzt. Sie gilt als risikoarme, nichtinvasive Anwendung, die schmerzlos und strahlenexpositionsfrei durchgeführt werden kann. Die Schallwellen, die bei der Sonografie genutzt werden, üben – anders als zum Beispiel Röntgenstrahlen – keine schädigende Wirkung auf Zellen oder Zellbestandteile des Körpers aus. 

Wo kommt das Verfahren zum Einsatz? In den Infokorb legen

Wegen der geringen Risiken werden Sonographien beispielsweise standardmäßig im Rahmen der Schwangerschaftsuntersuchungen eingesetzt, um Wachstum und Entwicklung eines ungeborenen Kindes zu begutachten. Ultraschall eignet sich aber auch zur Darstellung und Untersuchung vieler Organe: etwa des Herzens, der Leber, Gallenblase, Harnblase oder der Nieren. Aber auch die Blutgefäße, Augen oder das Gehirn lassen sich mittels der Sonografie untersuchen. Ärzte verwenden das Verfahren, um Hinweise auf Krankheiten, wie Krebs, und andere Gewebeveränderungen, wie Ablagerungen oder Entzündungen, zu bekommen. Auch Durchblutungsstörungen und bestimmte Fehler in der Funktionsweise des Herzens lassen sich damit finden. Frauen bekommen Ultraschall-Untersuchungen teilweise auch als Individuelle Gesundheitsleistung – kurz IGeL – als Früherkennungsmaßnahme für Eierstockkrebs angeboten. Der Nutzen dieser Angebote ist jedoch umstritten. 

Häufige Ultraschall-Verfahren im Überblick: In den Infokorb legen

Auch wenn die Ultraschall-Untersuchung grundsätzlich einer Funktionsweise folgt: Es gibt viele Varianten, das Verfahren einzusetzen. Häufig angewendet werden zum Beispiel folgende Verfahren:

Ultraschall im 2D-Echtzeitmodus

Es ist die wohl bekannteste Methode. Ärzte verwenden den 2D-Echtzeitmodus besonders häufig für Untersuchungen während der Schwangerschaft. 2D steht für zweidimensionale Bilder. 2D-Bilder setzen sich aus einzelnen Linien zusammen, wobei für jede Linie ein Ultraschallimpuls ausgesendet und empfangen wird. Eine Linie bildet die Zusammensetzung des Körpers an dieser Stelle von oben nach unten ab. Im Ultraschallkopf sind viele Sender und Empfänger nebeneinander angeordnet. So können gleichzeitig mehrere Impulse ausgesendet und im Anschluss wieder empfangen werden. Aus den so erzeugten einzelnen Linien wird ein 2D-Bild zusammengesetzt. Je nachdem, wo das Gerät angesetzt wird, lässt sich so ein Quer- oder Längsschnitt durch den Körper an der untersuchten Stelle abbilden. Mittels 2D-Ultraschall können Mediziner beispielsweise die Lage und Größe eines Kindes im Mutterleib oder auch die Zusammensetzung eines Organs ermitteln. Zeichnet das Gerät 2D-Standbilder fortlaufend auf, ermöglicht dies einen Blick in den Körper in Echtzeit. So werden beispielsweise auch Bewegungen sichtbar gemacht. 

3D-Ultraschall erzeugt ein dreidimensionales Bild des untersuchten Gewebes. Dafür wird der Schallkopf zusätzlich geschwenkt. Die Ultraschallwellen werden im unterschiedlichen Winkel durch den Körper gesendet. Dadurch entsteht ein räumlicher Eindruck. Sofern das Gerät die 3D-Standbilder des Körperinneren fortlaufend – in Echtzeit – sichtbar macht, spricht man auch von 4D-Ultraschall. 

Nach dem sogenannten Doppler-Effekt – benannt nach dem Physiker Christian Doppler – werden Schallwellen gebündelt und erreichen den Empfänger mit höherer Frequenz, wenn sich der Schallwellen-Sender und das reflektierende Objekt aufeinander zu bewegen. Umgekehrt nimmt die Schallwellenfrequenz ab, wenn sich der Abstand zwischen beiden vergrößert. Deshalb kann man auch hören, ob sich der Krankenwagen mit Sirene auf einen zu oder weg bewegt. Bei der Sonographie nutzen Ärzte das Doppler-Verfahren zum Beispiel, um die Bewegung von Blutkörperchen zu verfolgen. Mit den kontinuierlich aufgezeichneten Echos lassen sich die Fließgeschwindigkeit und die Fließrichtung von Blut ermitteln. Ärzte können damit zum Beispiel Verengungen in Blutgefäßen oder auch Herzfehler entdecken. 

Ultraschall als Selbstzahler-Leistung

In bestimmten Fällen werden Ultraschall-Untersuchungen auch als sogenannte Individuelle GesundheitsLeistungen – kurz IGeL –angeboten. IGeL sind Leistungen, die man selbst zahlen muss. Nicht immer liegen Hinweise auf einen Nutzen solcher Angebote vor. Im Gegenteil, manche Verfahren werden tendenziell als „negativ“ eingestuft. Dies bedeutet, sie schaden möglicherweise mehr als sie nutzen. Erfahren Sie mehr zu:

• wichtigen Hintergründen und Fakten zu IGeL
• der Nutzenbewertung einer als IGeL angebotenen Eierstockkrebs-Früherkennung 
• dem IGeL-Monitor, einer Plattform mit Informationen zu gängigen Selbstzahler-Leistungen

Quellen

[1] National Center for Biotechnology Information (NCBI). Application of Ultrasound in Medicine [online]. 2011. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3564184/ [21.09.2018]. 

[2] Michels G, Jaspers N . Sonographie organ- und leitsymptomorientiert. Grundlagen, Diagnostik, Differentialdiagnostik, Befundung, Dokumentation. Berlin/Heidelberg: Springer Verlag; 2012. 

[3] National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering (NIBIB).  2016. Ultrasound [online]. 2016. https://www.nibib.nih.gov/science-education/science-topics/ultrasound [21.09.2018].

[4] Hofer M. Sono Grundkurs: Ein Arbeitsbuch für den Einstieg. 9. erweiterte und aktualisierte Auflage; Stuttgart: Thieme Verlag, 2017.

[5] Bundesamt für Strahlenschutz Ultraschalldiagnostik. Ultraschalldiagnostik [online]. 24.11.2017. http://www.bfs.de/DE/themen/ion/anwendung-medizin/diagnostik/alternativ/ultraschall.html [08.10.2018].

[6] M. Kahl-Scholz, C. Vockelmann (Hrsg.) Sonographie. In: Basiswissen Radiologie. Heidelberg: Springer Verlag, 2017. 

[7] Medizinischer Dienst des Spitzenverbandes Bund der Krankenkassen e.V. (MDS). Alle bewerteten IGeL. https://www.igel-monitor.de/igel-a-z.html [21.09.2018].

[8] Medizinischer Dienst des Spitzenverbandes Bund der Krankenkassen e.V. (MDS). IGeL-Report 2018: Häufig angebotene IGeL widersprechen medizinischen Empfehlungen und können schaden. https://www.igel-monitor.de/presse/pressemitteilungen/igel-report-2018.html [21.09.2018].

[9] Deutsche Physikalische Gesellschaft e.V. Welt der Physik [online]. Vom unhörbaren Ton zum sichtbaren Bild – wie funktioniert Ultraschall? 20.12.2012. https://www.weltderphysik.de/uploads/tx_wdpmedia/Illu_007_01.pdf [15.10.2018]. 

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