Sonographie

Die Sonographie oder Ultraschallbildgebung in der Medizin basiert auf dem Prinzip von Schallwellen und deren Reflexion (Echo). Dabei wird ein sogenannter Schallkopf an den Körper gehalten, der mittels elektrisch angeregter Piezokristalle mechanische Wellen mit hoher Frequenz (1 bis 40 Megahertz) und geringer Energie erzeugt. Ein spezielles Gel zwischen Schallkopf und Körper verhindert, dass die Körperoberfläche selbst reflektiert, womit ein großer Teil der Schallwellen nutzlos vernichtet würde.

Die Wellen werden von verschiedenen Gewebearten im Körper unterschiedlich stark zurückgeworfen; außerdem legen sie je nach räumlicher Tiefe unterschiedlich lange Wege zurück. Aus dem (ebenfalls vom Schallkopf, nur in umgekehrter Funktionsweise) aufgenommenen und in elektrische Impulse verwandelten Echo lässt sich so ein Bild des Schallstrahls im Körper berechnen, wobei die Punkte je nach Stärke des Echos unterschiedlich hell gezeichnet werden. Flüssigkeiten wie beispielsweise Blut reflektieren nur wenig (dunkel), Knochen und gasgefüllte Hohlräume dagegen sehr stark (hell). Indem der Strahl während der Aufnahme in seiner Richtung variiert wird, lässt sich so das zweidimensionale Bild eines ganzen Kreissektors gewinnen. Je höher die Frequenz der Wellen, desto besser wird die Auflösung der Bilder, allerdings sinkt damit auch die »Blicktiefe« im Körper.

Beim 3D-Ultraschall schwenkt der Schallkopf die Schall-Ebene zusätzlich in der dritten Raumachse und berechnet aus dem Echo ein dreidimensionales Bild. Der sogenannte 4D-Ultraschall schließlich zeigt die dreidimensionale Ansicht auch noch in Echtzeit. Diese fortgeschrittenen Verfahren liefern faszinierende Bilder, haben aber meines Wissens bislang noch nicht nachweisen können, dass sie - einen geübten Ultraschall-Anwender vorausgesetzt - auch diagnostisch einen Mehrwert gegenüber herkömmlichen 2D-Verfahren bieten. Dass immer mehr Gynäkologen werdenden Eltern solche (medizinisch meist unnötigen) Aufnahmen von Föten in Bild und Film anbieten, wird in Fachkreisen kritisiert.

Neben dem üblichen, in der Hand gehaltenen Schallkopf gibt es für bestimmte Untersuchungen auch Spezialsonden, die als Endoskop in den Körper eingeführt werden können (z. B. über die Speiseröhre im Rahmen einer Echokardiographie, das ist die Ultraschalluntersuchung des Herzens).

Vorteile: Belastungsfrei und praktisch ungefährlich (daher auch für Schwangere und Embryos geeignet), mobil einsetzbar, preiswert, ausgereift, schnell, geeignet für eine große Bandbreite von Fragestellungen.
Nachteile: Schwer reproduzierbare Ergebnisse, fordert vom medizinischen Anwender viel Erfahrung und motorisches Geschick, für eine Reihe von Organen und Gewebetypen nicht geeignet, eingeschränkte Bildauflösung.

Doppler-Sonographie

Hierbei wird der sogenannte Doppler-Effekt genutzt, wonach sich die Frequenz eines Schallsignals ändert, wenn sich die Signalquelle bzw. das reflektierende Objekt auf den Hörer zu oder von ihm weg bewegt, ähnlich der Tonhöhe eines vorbeifahrenden Rettungswagens.

Mittels einer Ultraschallsonde und geschickter Signaltechnik lässt sich mit diesem Prinzip auch berechnen, in welcher Geschwindigkeit Blut (in Form schallreflektierender Blutplättchen) in Gefäßen wie zum Beispiel der Halsschlagader oder dem Herzen fließt. Diese Frequenzverschiebung wird entweder in hörbaren Schall umgesetzt oder als farbliche Überlagerung eines normalen Ultraschallbilds sichtbar gemacht.

Weiterführende Links

Ultraschall: Netdoktor, Wiki
Doppler-Sonographie: Netdoktor, Wiki

Serie: I (Röntgen), II (Magnetresonanz), III (Nuklearmedizin), IV (Ultraschall)