Wie funktioniert Ultraschall?

Berlin, aktualisiert am 16.01.2023 – Die Ultraschalluntersuchung, kurz Ultraschall, macht mit Hilfe von Schallwellen das Körperinnere sichtbar. Ärzte und Ärztinnen nutzen die Methode häufig und vielseitig, beispielsweise, um Organe wie Leber, Herz und Nieren oder die Schilddrüse zu untersuchen. Auch bei der Schwangerschaftsvorsorge spielt der Ultraschall eine Rolle. Wie aber funktioniert das Verfahren?

Mit einer Ultraschall-Untersuchung können verschiedene Organe im Körper betrachtet und Hinweise auf mögliche Erkrankungen erkannt werden. Die Bezeichnung Ultraschall entstammt eigentlich der Physik. Gemeint sind Schallwellen, die oberhalb des menschlichen Hörbereichs liegen und die das menschliche Ohr nicht mehr wahrnehmen kann. In der Medizin hat man daraus ein bildgebendes Verfahren entwickelt, das umgangssprachlich häufig „Ultraschall“ genannt wird. Andere Begriffe für die Untersuchung sind Sonographie oder Echographie.

Jedes Ultraschallgerät hat eine Ultraschallsonde, auch Ultraschallkopf genannt. Sie ist das Handstück vom Ultraschallgerät, das auf den Patienten, die Patientin gelegt wird, um einen bestimmten Bereich des Körpers zu untersuchen. Die Ultraschallsonde sendet Ultraschallwellen aus, die durch den Körper wandern und auf verschiedene Gewebe wie Muskeln, Knochen und Organe treffen.

Je nach Zusammensetzung der Organe können die Schallwellen diese ungehindert durchqueren oder werden teilweise oder ganz zurückgeworfen. Die Sonde sendet dabei nicht nur Schallwellen aus, sondern empfängt auch die zurückkommenden Signale wieder. In einem weiteren Schritt leitet sie alle Informationen an den Computer des Ultraschallgerätes weiter. Aus dem Unterschied zwischen gesendeten und empfangenen Wellen berechnet der Computer dann ein Bild.

Wie hell oder dunkel die einzelnen Organe auf dem Bild erscheinen, hängt von ihrer Zusammensetzung ab. Flüssigkeiten zum Beispiel erscheinen im Ultraschallbild schwarz, die Schallwellen können sie ganz einfach durchdringen. Luft und Knochen hingegen sind im Ultraschallbild hell, sie werfen die Ultraschallwellen zurück.

Moderne Ultraschallgeräte können 256 verschiedene Graubereiche zwischen Schwarz und Weiß darstellen. Das entstandene Bild können sich Arzt und Ärztin gemeinsam mit dem Patienten, der Patientin auf einem Bildschirm anschauen. Die Monitorbilder können zur Dokumentation ausgedruckt werden. Die Ultraschallwellen sind in der Untersuchung weder spürbar noch hörbar. Das Verfahren ist schmerzlos, die Schallwellen selbst nicht schädlich. 

Mit dem Ultraschall können Ärzte und Ärztinnen Gewebeveränderungen, Entzündungen oder andere Hinweise auf Krankheiten in dem jeweiligen Organ finden. Durchblutungsstörungen der Gefäße können mit diesem Verfahren ebenso festgestellt werden. Grundsätzlich kann eine Ultraschalluntersuchung von außen oder aus dem Körperinneren erfolgen. 
Oft reicht zunächst die Untersuchung von außen. Viele Organe im Körper lassen sich bildlich so darstellen. Zu ihnen zählen beispielsweise:

• Im Bauchraum: Leber, Gallenblase, Bauchspeicheldrüse, Nieren, Harnleiter, Harnblase und die großen Gefäße einschließlich der Hauptschlagader im Bauch, Darm bei bestimmten Erkrankungen.
• Im Brustkorb: das Herz mit seinen vier Herzkammern und vier Herzklappen sowie der obere Abschnitt der Hauptschlagader, die hier vom Herzen abgeht und durch den Brustkorb Richtung Bauchraum zieht.
• Am Hals: die Schilddrüse und die großen Blutgefäße.

Und auch Gelenke und Muskeln können mit dem Ultraschall begutachtet werden.

Ultraschall aus dem Körperinneren

Manchmal müssen Ärzte und Ärztinnen möglichst nah an das zu untersuchende Organ heran. Das ist zum Beispiel der Fall, wenn bei besonderen Fragestellungen eine Herzklappe oder Herzkammer genau untersucht werden soll. In solchen Fällen können Mediziner und Medizinerinnen mit einer Sonde den Ultraschallkopf durch den Mund und die Speiseröhre ins Körperinnere nah ans Herz führen. Herz und Speiseröhre liegen nämlich dicht neben- bzw. hintereinander.

Andere Organe, wie zum Beispiel die Bauchspeicheldrüse oder die Magenschleimhaut, können mit einer ähnlichen Technik ebenfalls von Innen betrachtet werden.

In der Frauenheilkunde (Gynäkologie) wird der Ultraschall seit vielen Jahrzehnten bereits eingesetzt. Er spielt eine wichtige Rolle bei der Schwangerenvorsorge, um Wachstum und Entwicklung des ungeborenen Kindes zu beobachten. Auch die Brust lässt sich bei bestimmten Fragestellungen mit dem Ultraschall begutachten.

Gebärmutter und Eierstöcke können zudem mit einem Ultraschall durch die Scheide (transvaginaler Ultraschall) beurteilt werden. Dabei wird eine stabförmige Ultraschallsonde in die Scheide eingeführt. So können die Organe und das umliegende Gewebe genauer zum Beispiel auf Zysten oder andere Veränderungen untersucht werden.

Frauen bekommen eine solche Ultraschalluntersuchung auch als Individuelle Gesundheitsleistung – kurz IGeL – zur Früherkennung von Eierstockkrebs angeboten. Für die Früherkennung von Eierstockkrebs hat diese Untersuchung jedoch bis heute keinen nachgewiesenen Nutzen.

Gut zu wissen: 

Normalerweise stellen Ärztinnen und Ärzte mit dem Ultraschall zweidimensionale (2D-)Bilder eines Körperorgans dar. Heutzutage können aber auch drei- und vierdimensionale Bilder von Organen gemacht werden. Im Folgenden erklären wir die einzelnen Verfahren:

Ultraschall-Untersuchungen bergen bei vorschriftsmäßiger Anwendung kaum Risiken. Daher wird die Ultraschalldiagnostik von vielen medizinischen Fachrichtungen genutzt. Schallwellen sind schmerzlos und nichtinvasiv, sie greifen also nicht direkt in den Körper ein. Im Gegensatz zu Röntgenstrahlen schädigen sie Zellen oder Zellbestandteile des Körpers nicht. Auch ein ärztlich durchgeführter, kurzer 3D- bzw. 4D-Ultraschall beim Ungeborenen geht, soweit bekannt, nicht mit einem Risiko für das Kind einher.

Wird ein 4D-Ultraschall hingegen über eine längere Zeit gemacht, kann sich theoretisch das umliegende Gewebe erwärmen. Deswegen ist das sogenannte „Baby-Fernsehen“ - ein 4D-Ultraschall vom ungeborenen Kind, der aus Interesse jedoch ohne wichtigen medizinischen Grund über mehrere Minuten durchgeführt wird, verboten.