Achtung durchgeblickt! Der Blick in den menschlichen Körper: Ultraschall

Achtung…Durchgeblickt!!

Der Blick in den menschlichen Körper: Ultraschall

In dieser Ausgabe stellen wir dir ein weiteres bildgebendes Verfahren vor: den Ultraschall, den man auch Sonografie nennt. Wie die MRT kommt auch der Ultraschall ohne Röntgenstrahlung aus und ist damit sowohl schmerz- als auch risikolos.

Mit freundlicher Unterstützung der Klinik für Radiologie und Neuroradiologie unter Chefarzt PD Dr. med. Dominik Morhard.

Der Blick in den Körper wird bei der Sonografie mit Hilfe von Schallwellen ermöglicht. Ja, richtig: Schallwellen. Das sind Wellen, die ein schwingender Körper erzeugt. In der Luft kann man sie nicht sehen. Du kannst sie dir ähnlich vorstellen wie die Welle auf einer Wasseroberfläche, wenn du einen Stein hineinwirfst. Unser Gehirn übersetzt diese Welle dann als Ton. Schallwellen sind also Wellen, die man hören kann. Aber wieso kann man dann bei der Ultraschalluntersuchung so gar nichts hören? Das liegt daran, dass die Ultraschallwellen so hoch sind, dass das menschliche Gehör sie nicht mehr erfassen kann. Bei einem Hund oder einer Fledermaus ist das anders: Sie können deutlich höhere Töne hören. Wenn Schall für uns Menschen hörbar sein soll, so muss die Lautstärke zwischen der Hörschwelle und der Schmerzschwelle liegen und die Frequenz muss zwischen 16 Hz und 20.000 Hz (20 kHz) betragen. Schall mit einer Frequenz von über 20 kHz bezeichnet man als Ultraschall. In der Box findest du noch mehr Informationen zur Frequenz und der Maßeinheit Hertz (Hz).

3D Ultraschallbild des Babys im Mutterleib

Eine Eigenschaft von Schallwellen ist, dass sie an Flächen reflektiert werden, dass sie also zurückgeworfen werden. Manchmal kannst auch du so eine reflektierte Schallwelle hören: Es ist das Echo, das in den Bergen nach einem lauten Ruf von den Felswänden zurückkommt. Genau diese Reflexion des Schalles wird auch beim Ultraschall eingesetzt.

Und so funktioniert das Ultraschallgerät

Der Ultraschallkopf erzeugt – meist durch winzige Kristalle, die mit Strom in Schwingung versetzt werden – eine Ultraschallwelle und fängt das Echo dieser Welle wieder auf. Das Interessante dabei ist, dass der Ultraschallimpuls an verschiedenen Gewebeschichten (Knochen, Muskeln, innere Organe) unterschiedlich reflekvtiert wird. Aus diesen unterschiedlichen Werten errechnet der Computer dann ein Bild. Körperteile, die mehr oder fast alle Wellen reflektieren, werden dann am Bildschirm hell dargestellt. Das sind zum Beispiel Knochen. Gewebeteile, die wenig reflektieren und durch die der Schall hindurchgeht – wie die Leber – sind dagegen dunkel. Der Arzt beurteilt die Bilder gleich während der Untersuchung. Dabei kann er auch Größenmessungen durchführen und so beispielsweise das Wachstum eines Babys im Mutterleib prüfen. Das erste Bild, das von einem Menschen gemacht wird, ist also meist ein Ultraschallbild. Ziemlich wahrscheinlich haben deine Eltern noch ein solches Bild von dir.

Bei einer Ultraschalluntersuchung muss der Schallkopf direkt auf deiner Haut aufsitzen. Das heißt, dass du Kleidung vorher ausziehen musst. Damit möglichst wenig Luft zwischen Körper und Schallkopf bleibt und das Ergebnis nicht verfälscht, wird etwas Gel auf die zu untersuchende Stelle gegeben. Dann kann es losgehen.

Wusstest du schon …

Was ist eine Frequenz? Die Frequenz ist ein Maß dafür, wie schnell Wiederholungen stattfinden. Sie bezeichnet also die Anzahl von Schwingungen pro Sekunde. Schwingungen mit einer großen Frequenz klingen für uns hoch und solche mit einer kleinen tief.

Die Maßeinheit, in der man die Frequenz misst, heißt „Hertz“, oder abgekürzt Hz und ist nach dem deutschen Physiker Heinrich Hertz benannt.

1.000 Schwingungen pro Sekunde werden als Kilohertz (kHz) bezeichnet, so wie man 1.000 Gramm auch Kilogramm nennt.

Wusstest du schon …

Es gibt noch ganz viele andere Bereiche, in denen Ultraschall zum Einsatz kommt.

Wo bitte geht’s lang? Tiere wie Fledermäuse, Wale oder Delfine nutzen Ultraschall zur Orientierung. Sie stoßen Ultraschall-Laute aus, die an Hindernissen oder an Beutetieren reflektiert werden. Aus der Laufzeit und der Art des reflektierten Schalls ist für die Tiere erkennbar, in welcher Entfernung sich Hindernisse oder Beutetiere befinden. Der Mensch hat das Prinzip kopiert und nutzt es auch beim sogenannten Echolot in der Schifffahrt.

Zeig, was in dir steckt. In der Technik wird Ultraschall zur Materialprüfung genutzt. Dabei werden Ultraschallimpulse in ein Werkstück geleitet, die reflektiert werden. Aus den Laufzeiten kann man ermitteln, ob sich im Material Einschlüsse oder Risse befinden.

Blitz und blank! Ultraschall wird auch verwendet, um Brillen oder Zahnspangen zu reinigen. Dabei werden die Gegenstände zusammen mit einem Ultraschallsender in eine Flüssigkeit gelegt. Durch die schnellen Druckschwankungen erfolgt eine intensive Reinigung der Gegenstände. Im Menschen wird dieses Verfahren unter anderem auch genutzt, um kleine Steine in verstopften Harnleitern zu zertrümmern. So kann eine operative Entfernung überflüssig gemacht werden.