Techniklexikon

Sonographie

Medizinische Physik, Medizintechnik, Ultraschalldiagnostik, diagnostisches Verfahren in der Medizin zur Erzeugung von Schnittbildern des Körperinneren mittels Ultraschall. Zugrunde liegt das Prinzip des 1913 von A. Behm erfundenen Echolots. Der Schallkopf (Transducer) sendet kurze Ultraschallimpulse im zeitlichen Abstand von ca. 1 ms aus. Diese pflanzen sich im durchschallten Gewebe mit der Schallgeschwindigkeit c (c » 1 500 ms^-1 für weiche Gewebe) fort. An Grenzflächen, an denen sich das Produkt aus Dichte und Schallgeschwindigkeit im Gewebe, die akustische Impedanz z = rc, ändert, werden einige Promille der einfallenden Intensität von ca. 50 mW cm^-2 teilweise reflektiert. Man erhält längs der Strahlachse eine Vielzahl von Echos, die in einer zeitlichen Reihenfolge, abhängig vom Abstand des Reflexionsortes zum Schallwandler, wieder am Schallkopf ankommen. Dieser nimmt in den Sendepausen die Intensität der reflektierten Echos auf, wandelt sie mit Hilfe eines Piezoquarzes in ein elektrisches Signal um und führt es dem Bildschirm zu. Da die Absorption im Gewebe exponentiell von der durchlaufenen Weglänge abhängt, erreicht man eine Verbesserung der Darstellung durch eine tiefenabhängige Verstärkung der Echoamplituden (Time Compensated Gain). Zusätzlich nimmt die Absorption mit der Frequenz des Signals zu, so dass die Wahl der Ultraschallfrequenz (2-10 MHz) ein Kompromiss zwischen Eindringtiefe und Auflösung ist. Die minimale erreichbare Auflösung liegt bei wenigen Millimetern. Während das A-Bild-Verfahren kaum noch verwendet wird, finden die zweidimensionalen B-Bild-Verfahren (Real-Time-B-Bild, Compound-Scan-B-Bild) in vielen Bereichen der medizinischen Diagnostik Anwendung. Da sie im Gegensatz zu den röntgenbasierten Techniken bisher keine nachweisbaren schädlichen Auswirkungen auf das untersuchte Gewebe haben, werden sie v.a. in der pränatalen Diagnostik eingesetzt. Auch in der Kardiologie werden diese Methoden als Standardmethode in Kombination mit dem Doppler-Verfahren herangezogen (cw-Ultraschall-Messung).

Neuere Geräte sind in der Lage, dreidimensionale Ultraschallbilder zu erzeugen. Hierfür wird gleich ein ganzes Volumen schichtweise mit Ultraschall abgetastet, wobei das Gerät neben der Schallkopfposition innerhalb der Schicht zusätzlich die Position entlang der dritten Raumachse registriert. Die 2D-Einzelbilder werden dann in einen 3D-Bilderstapel einsortiert und im Computer abgespeichert. Nachträglich können die so gewonnenen Daten mit verschiedenen Visualisierungsprogrammen z.B. als Oberflächenrekonstruktion dargestellt werden. Die 3D-Ultraschallmethoden sind jedoch noch Gegenstand aktueller Forschung und keine klinische Routine. Erste Anwendungsbereiche gibt es jedoch bereits in der Gefässdiagnostik und der Kardiologie.