ArchivDÄ-TitelSupplement: PRAXiSSUPPLEMENT: PRAXiS 3/2009Ultraschall, Teil 1: Diagnostik – Präzise, sicher, kostengünstig und äußerst vielseitig

SUPPLEMENT: PRAXiS

Ultraschall, Teil 1: Diagnostik – Präzise, sicher, kostengünstig und äußerst vielseitig

Kempe, Lisa

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Bildgeführte Prostatabiopsie per MRT und Ultraschall. Foto: Philips
Bildgeführte Prostatabiopsie per MRT und Ultraschall. Foto: Philips
Innovative Sonografietechniken erschließen neue Bereiche.

Zur Zeit des Ersten Weltkrieges startete die Entwicklung der Ultraschalltechnik – zunächst für militärische Anwendungen als Echolot zur Ortung von Unterseebooten. Verfeinerte Möglichkeiten, Strukturen durch Schallwellen sichtbar zu machen, fanden danach schnell Einzug in die Medizin. Schon in den 1940er-Jahren wurden verschiedene Methoden entwickelt, um Herz, Hirn, Hals und Abdomen abzubilden.

Knapp 70 Jahre später ist die Sonografie als Diagnose-Instrument in fast allen medizinischen Fachbereichen unverzichtbar. Im Zeitalter der Digitalisierung entwickelt sie sich rasanter denn je und eröffnet vielfältige neue Möglichkeiten, die die kostengünstige und sichere Technik für Ärzte wie Patienten gleichermaßen attraktiv macht (Tabelle).

Deutsche Kliniken und niedergelassene Ärzte investieren jährlich rund 250 Millionen Euro in Ultraschallgeräte, Tendenz steigend. Im ersten Halbjahr 2009 konnte der wachsende Markt erneut um etwa sechs Prozent zulegen. Die wichtigsten Anwendungsfelder sind die Gynäkologie sowie die Innere Medizin. Zum einen geht der Trend zu mobilen Sonografiegeräten, zum anderen entwickeln die Hersteller Lösungen für spezielle Situationen wie die Untersuchung von übergewichtigen Patienten.

Seit etwa zehn Jahren erweitert die Kontrastmittelsonografie die Diagnostik. Als einziges bildgebendes Verfahren ermöglicht kontrastmittelverstärkter Ultraschall eine kontinuierliche Analyse des An- und Abflutens eines Kontrastmittels unter Echtzeitbedingungen. Die Echosignalverstärker bestehen dabei aus Luft- oder Gasbläschen, die den Ultraschall stark reflektieren. Abhängig von zu untersuchendem Gewebe, Ultraschallgerät und Untersuchungssituation werden Mikrobläschen mit verschiedenen Hüllsubstanzen eingesetzt.

Der Patient erhält wenige Milliliter des Kontrastmittels intravenös. Nur halb so groß wie rote Blutkörperchen, gelangen die Mikrobläschen selbst in kleinste Gefäße. Das Verfahren der Kontrastmittelsonografie wird vorrangig bei Untersuchungen des Bauchraums sowie zur Gefäßdiagnostik – von der Infarktdiagnose über die Schlaganfallvorhersage bis hin zur Parkinsonfrüherkennung – angewandt. Der Kontrastmittelultraschall eignet sich besonders zur Erkennung und Differenzierung von Tumoren, wobei deren gesteigerte Durchblutung ausgenutzt wird.

Überlagerung von MRT- und Ultraschallbild für eine Prostatabiopsie.Foto: Philips
Überlagerung von MRT- und Ultraschallbild für eine Prostatabiopsie.
Foto: Philips
Kontrastmittelverstärkter Ultraschall
Wird das Verfahren sowohl bei der Diagnosestellung als auch bei Nachuntersuchungen eingesetzt, können den Patienten oftmals belastungs- und strahlenintensive Untersuchungen mittels Computertomografie (CT) und Magnetresonanztomografie (MRT) sowie Biopsien erspart werden. Ein weiterer Vorteil: Während CT- und MRT-Kontrastmittel schwere Nebenwirkungen haben können, sind die Sonografiekontrastmittel gut verträglich, sodass sie auch bei Patienten mit Niereninsuffizienz eingesetzt werden können. Die Anschaffungskosten für ein geeignetes hochauflösendes Gerät betragen etwa 50 000 bis 100 000 Euro, ein Bruchteil der Kosten für CT- oder MRT-Technik.

„Kontrastmittel verzeichnen beim Ultraschall den größten diagnostischen Fortschritt der letzten Jahre“, erklärt Dr. Hans-Peter Weskott, Vorstandsmitglied der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin (DEGUM). Das große Interesse der Ärzte an den entsprechenden Leitlinien bestätigt diese Einschätzung.

Die Leber ist prädestiniert für die kontrastmittelverstärkte Sonografie, weil sie das einzige Organ ist, dessen Blutversorgung neben Arterien und Venen über die Pfortader erfolgt. Die aufgrund der Darmpassage verzögert eintretende portalvenöse Perfusionsphase ermöglicht die genaue Differenzierung von Tumoren.

Aufnahme der Leber, links mit Kontrastmittel, rechts ohne.Foto: Siemens
Aufnahme der Leber, links mit Kontrastmittel, rechts ohne.
Foto: Siemens
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Bereits wenige Sekunden nach Injektion des Kontrastmittels erreichen die Mikrobläschen die Leberarterien, nach spätestens 30 Sekunden die Pfortader. In der frühen arteriellen und kapillären Perfusionsphase lassen sich Tumoren wie das hepatozelluläre Karzinom oder die fokale noduläre Hyperplasie erkennen. In der später eintretenden portalvenösen Perfusionsphase enthält nur noch lebereigenes Gewebe Kontrastmittel. Leberfremde Tumoren, zum Beispiel Metastasen bronchogener Karzinome, sind dagegen kontrastmittelfrei und werden als Negativkontrast abgebildet.

Anhand der typischen Durchblutungsmuster kann der Arzt mit einer Treffsicherheit von 90 Prozent differenzieren, ob ein benigner oder maligner Tumor vorliegt. Die präzise Diagnostik trägt so zur Verringerung unnötiger operativer Eingriffe bei.

Sinnvoll bei dichtem Brustgewebe
Auch beim Aufspüren des Mammakarzinoms ist der Ultraschall nach Meinung einiger Experten herkömmlichen Methoden überlegen. Studien belegen, dass die Sonografie bei Frauen mit dichtem Brustgewebe gegenüber der röntgenologischen Mammografie Vorteile hat. Dabei können per Ultraschall sogar nicht tastbare Tumoren erkannt werden. In der Nachsorge lassen sich Narbengewebe, Lymphknoten oder auch das Gewebe um Brustimplantate differenziert betrachten.

Die Elastografie ist ein neues Ultraschallverfahren, das auf der Analyse der Gewebesteifigkeit basiert. Es soll künftig helfen, die Anzahl der Brustbiopsien zu verringern und durch verstärkten Einsatz bei Nachuntersuchungen und beim Brustscreening vor allem jüngeren Patientinnen die erhöhte Strahlenbelastung zu ersparen. Noch ist die Elastografie auf dem Prüfstand, und es wird sich zeigen müssen, ob sie den Ärzten ausreichende Sicherheit bei der Diagnosenstellung bietet.

Fotorealistische Bilder – Reisen durch den Körper
Heute bieten alle großen Medizintechnikunternehmen 3-D- beziehungsweise 4-D-Ultraschallgeräte an. Die fotorealistischen Bilder, die diese Technik ermöglicht, sind bei Schwangeren beliebt. Darüber hinaus tragen die exakten Abbildungen zur Sicherheit von Diagnosen, Biopsien, Eingriffen und Therapien bei. Sie ermöglichen regelrechte Reisen durch den Körper und werden vor allem in der Echokardiografie eingesetzt. 4-D-Ultraschallsonden in Katheterform können zudem direkt in das Herz eingeführt werden.

Patienten profitieren von den strahlen- und nebenwirkungsfreien Ultraschalluntersuchungen besonders, wenn sie sich wiederholt bildgebenden Untersuchungsverfahren unterziehen müssen und die zu untersuchenden Gewebe empfindlich sind. Für die etwa 70 000 Kinder beispielsweise, die jedes Jahr in Deutschland mit einem Herzfehler auf die Welt kommen, ist die Ultraschalluntersuchung daher die Methode der Wahl. Mithilfe des 3-D-Ultraschalls gelingt es, die Funktion der kleinen Herzen in jeder Phase der Bewegung abzubilden und eine sichere Diagnose zu stellen.

Eine 3-D-Schlucksonde ermöglicht es, das Herz direkt vor Ort, von der Speiseröhre aus, als räumliches Gebilde zu betrachten. Herzkammern und Gefäße sind deutlich sichtbar. Mittels Farbcodierung lassen sich Blutfluss und -verwirbelungen exakt analysieren. Während und nach der Untersuchung können die Bilder bearbeitet werden, sodass auch tiefe Herzstrukturen sichtbar sind.

Trend zur Kombination: MRT-Ultraschall-Bildfusion
Das Prostatakarzinom ist mit 58 000 Diagnosen jährlich der häufigste Tumor bei Männern. Wird der Tumor frühzeitig entdeckt, ist er gut zu behandeln.

Zurzeit stellt die Biopsie unter 2-D-Ultraschallbildführung jedoch die sicherste Diagnosemöglichkeit dar. Der Nachteil: Beim Prostata-Ultraschall sind nur Umrisse, jedoch keine verdächtigen Bereiche zu erkennen. Auch die Entnahme von zahlreichen Gewebeproben aus verschiedenen Regionen gewährleistet keine absolut sichere Diagnose. Bei bis zu 25 Prozent der Patienten wird fälschlicherweise entwarnt, und auch positive Befunde können irreführend sein, wenn die Gewebeprobe nicht aus dem aggressivsten Teil des Tumors entnommen wurde.

Die Kombination aus Ultraschall und MRT könnte die Präzision der Prostatadiagnostik künftig wesentlich erhöhen. Derzeit befindet sich eine Technik in der klinischen Evaluation, welche die in der Biopsievorbereitung angefertigten MRT-Bilder der Prostata mit den Echtzeit-Ultraschallbildern abgleicht.

Der Arzt sieht während der Untersuchung dann die Biopsienadel, die dreidimensionale Darstellung der gesamten Prostata sowie den Tumor in ihr. Die MRT-Ultraschall-Bildfusion beruht auf der Electromagnetic-Tracking-Technologie, die ähnlich wie das GPS-Navigationssystem funktioniert. Sensoren in der Biopsienadel, deren Führungsvorrichtung oder dem Ultraschallkopf nehmen vom System erzeugte Signale auf und bestimmen so die exakte Nadelposition. Der Arzt kann sich im dreidimensionalen Abbildungsbereich räumlich orientieren und weiß genau, wo er die Gewebeprobe entnehmen muss. Bewegungen des Patienten während der Untersuchung werden ausgeglichen, sodass die präzise Gewebeentnahme gewährleistet ist.

In den USA wird die MRT-Ultraschall-Bildfusion noch in diesem Herbst eingeführt. Die Zulassung in Deutschland wird beantragt. Die innovative Technologie kann in allen sonografiegeeigneten Indikationen eingesetzt werden.

Weniger Strahlenbelastung
Potenzielle Komplikationen, wie zum Beispiel Kavitation oder thermische Effekte, sind bei fachgemäßer Anwendung der Ultraschalldiagnostik auszuschließen. Je mehr Bereiche sich diesem Verfahren erschließen, umso bedeutender wird ihr herausragender Vorteil: die Strahlenfreiheit. US-Experten schätzen, dass CT-Untersuchungen in einigen Jahren für bis zu zwei Prozent der Krebserkrankungen verantwortlich sind. Vor dem Hintergrund der starken Zunahme der besonders strahlenintensiven CT-Untersuchungen und der Tatsache, dass Deutschland mit 135 Millionen Röntgenuntersuchungen im Jahr weltweit Spitzenreiter ist, fordert die DEGUM eine Diskussion über die Strahlenrisiken bestimmter medizinischer Untersuchungen.

In immer mehr Fällen steht inzwischen mit der Sonografie eine schonende Alternative zu den risikoreicheren Verfahren Computertomografie und Röntgen zur Verfügung. Vor allem der empfindliche Organismus von Kindern kann geschont werden, wenn die Diagnosestellung von Knochenbrüchen oder Blinddarmentzündung mittels Ultraschall erfolgt.

Für sämtliche Ultraschallanwendungen gilt: Sichere Ergebnisse setzen einen gut ausgebildeten, erfahrenen Arzt und eine gute – der diagnostischen Situation angemessene – technische Ausstattung sowie die professionelle Wartung der Geräte voraus. Dr. rer. nat. Lisa Kempe

Der zweite Teil des Beitrags, der in der Novemberausgabe von PRAXiS erscheinen wird, behandelt die therapeutischen Möglichkeiten des Ultraschalls.

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