Ultraschall in der Medizin: Von der Diagnose zur Therapie

In der Medizin wird Ultraschall nicht nur genutzt, um einen Einblick in den Körper zu erhalten und Diagnosen zu stellen, sondern auch, um gezielt damit zu therapieren. Was heute modernste Ultraschallgeräte leisten können, erklärt Dr. med. André Dietschi, Präsident der Schweizerischen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin (SGUM).
Christina Bösiger

Wie funktioniert Ultraschall und wo kommt das Verfahren in der Medizin zum Einsatz?

Dr. med. André Dietschi: Die Geschichte des Ultraschalls in der Schweiz ist mittlerweile mehr als 50 Jahre alt: 1969 gründeten erste Pioniere auf diesem Gebiet eine kleine Gesellschaft zur diagnostischen Anwendung des Ultraschalls in Medizin und Biologie. Ursprünglich stammt die Bezeichnung Ultraschall aus der Physik und beschreibt einen Schall, den das menschliche Gehör nicht mehr wahrnehmen kann, weil seine Frequenzen oberhalb des Hörbereiches liegen. Aufgrund dieses Wissens wurde in der Medizin ein bildgebendes Verfahren entwickelt, das zwar häufig «Ultraschall» genannt wird, jedoch korrekterweise als «Sonografie» bezeichnet werden müsste. Sie macht das Körperinnere mittels Schallwellen sichtbar. Konkret sendet die Sonde des Ultraschallgerätes kurze, gerichtete Schallwellenimpulse aus – ähnlich dem Echolot. Diese Impulse werden von den unterschiedlichen Geweben im Körper, beispielsweise Organen, Knochen oder Flüssigkeiten unterschiedlich stark absorbiert oder reflektiert. Diese Eigenschaften nutzt die Sonografie für die Bildgebung. Der Ultraschall ist ein sehr wichtiges dia­gnostisches Mittel in Ergänzung zum klinischen Untersuch, kann die meisten Fragen abschliessend (ohne weiterführende apparative Diagnostik) beantworten und hilft auch bei invasiven Methoden diagnostischer oder therapeutischer Art (z. B. ultraschallgezielte diagnostische oder therapeutische Punktionen). Der Einsatz des Ultraschalls ist fachlich sehr breit gefächert, reicht vom Internisten über den Rheumatologen zum Gynäkologen oder Herzspezialisten.

Welche Ultraschall-Verfahren werden heute eingesetzt und wozu?

Am häufigsten eingesetzt wird 2-D-Echtzeitmodus mit dem Schnittbild in der Ebene der Sonde und der Doppler. 3-D-/4-D-Ultraschall sind hauptsächlich Dokumentationshilfen zur verständlicheren Visualisierung. Sie kommen deshalb v. a. im Bereich Geburtshilfe zur Anwendung. Sie haben jedoch kaum einen diagnostischen Mehrgewinn, da die 3-D-Bilder aus den 2-D-Schnittbildern mittels Software zusammengesetzt werden. Der Doppler (farbcodiert und Duplex) kommt bei der Gefässdiagnostik zur Anwendung. Er zeigt an, wo in welche Richtung wie viel Fluss vorhanden ist. Beim kontrastmittelverstärkten Ultraschall wird Ultraschallkontrastmittel bei der Sonografie oder Echo­kardiografie eingesetzt. Kontrastmittel sind sehr echogen und werden deshalb unter anderem häufig zur Detektion und Charakterisierung von Tumoren angewendet.

Was lässt sich konkret mittels Ultraschallbildern feststellen und wie werden diese interpretiert?

An den Grenzflächen an und innerhalb der Gewebe werden Schallwellen unterschiedlich vollständig reflektiert: Wasser z. B. praktisch nicht, die das Wasser umgebende Hülle natürlich schon, deshalb sieht man beispielsweise Zysten eindeutig als solche. Knochen und Kalk reflektieren vollständig, deshalb sieht man dahinter nichts, sondern nur einen Schallschatten, denn Wasser leitet schneller. Die vielen Echos, die auf dem Weg durch den Körper an unterschiedlichen Geweben und Körperstrukturen entstehen, lassen ein Schnittbild durch den Körper an der untersuchten Stelle entstehen. Modernste Ultraschallgeräte müssen mindestens 256 verschiedene Graustufen und mehr zwischen Schwarz und Weiss darstellen. Je höher die Frequenz des Schalls (z. B. 15 Megahertz), desto besser und feiner die Auflösung.  So lassen sich beispielsweise Organe detailliert in ihrer Struktur abbilden, unterschiedliche Gewebe erkennen und Hinweise auf Tumorgewebe oder andere Gewebeveränderungen finden. Die Monitorbilder werden meist digital im elektronischen Datenspeicher PACS gespeichert, doch es werden auch Ausdrucke, sogenannte Sonogramme erstellt. Das ­kennen beispielsweise viele Schwangere, die nach der Ultraschalluntersuchung von ihrem ungeborenen Kind ein Bild erhalten.

Welche Risiken gibt es bei der Untersuchung mittels Sonografie?

In den 50 Jahren Erfahrung in der Schweiz erwies sich die Technik frei von Nebenwirkungen – auch für intrauterine Föten und Säuglinge. Das grösste Risiko der Sonografie ist die fehlerhafte Inter­pretation, die Anwendung in ungeübten Händen, also die Erzeugung von Fehldiagnosen, resp. das Nichterkennen von krankhaften Befunden oder die Verunsicherung der Patienten durch falsche Aussagen. Aus diesem Grund bestehen in der Schweiz klare Regeln betreffend Weiterbildung: ­Ultraschall machen darf nur, wer die entsprechende Befähigung inkl. Fähigkeitsausweis im Rahmen der Weiterbildung der SGUM, oder in wenigen Fällen im Rahmen der Facharztweiterbildung, erworben hat (bei Angiologen oder Rheumatologen ebenfalls mit SGUM-Weiterbildung). Den Fähigkeitsausweis erhält jeder Schweizer und Ausländer nur durch das Bestehen der entsprechenden Prüfung.

Ultraschall wird nicht nur zur Diagnose, sondern auch zur Therapie eingesetzt. Wo und wie funktioniert das konkret?

Therapeutischer Ultraschall wird v. a. in der Physiotherapie eingesetzt zur Beeinflussung von entzündlichen Prozessen, zur Förderung der Resorption von Flüssigkeiten oder im Extremfall zur Zertrümmerung von kalkartigen Ablagerungen. Dabei werden jedoch ganz andere, viel höhere Energien verwendet als im diagnostischen Ultraschall.

Was sind die Vorteile gegenüber anderen Methoden?

Der Ultraschall ist mobil und schnell einsetzbar. Dynamische Untersuchungen sind z. B. im Vergleich zur Magnetresonanz­therapie (MRT) möglich und sehr sinnvoll, denn es entstehen keine Röntgenstrahlen wie im Röntgen. Ultraschall kann auch bei Patienten mit Herzschrittmacher gemacht werden, MRT nicht oder kaum. Untersucherabhängig ist der Ultraschall sicher (siehe oben), MRT und Computertomografie (CT) jedoch ebenfalls. Ultraschall hat keine Nebenwirkungen, CT und Röntgen arbeiten mit Röntgenstrahlen, die MRT ist hochenergetisch – Nebenwirkungen sind nicht ausgeschlossen.

Wie wird sich die Ultraschalltechnik zukünftig entwickeln? 

Die Entwicklungen finden grob gesprochen auf mehreren Ebenen statt: Entsprechend der Entwicklung in der IT-Branche werden auch die Ultraschallgeräte immer leistungsfähiger mit schnellerer Rechnerleistung. Die Sondentechnik wird immer besser, verspricht höhere Auflösungen auch in tiefer liegenden Geweben. Geräte werden kleiner, handlicher und ermöglichen den mobilen Einsatz.

Bezüglich Aus-, Weiter- und Fortbildung der Ärzte ist die SGUM (Schweizerische Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin) zuständig für die Qualitätskontrolle. Dies betrifft Prüfungen zum Fachausweis Sonografie und Rezertifizierungen (alle 5 Jahre). Daran wird sich grundsätzlich nichts ändern, die Verbesserungen in der Technik ermöglichen jedoch auch die bessere Erkennung von Krankheitsbildern, die vorher nicht erkannt wurden. Dies erhöht natürlich auch die Ansprüche an die ­Anwender.