ModalitätUS
Ultraschall (Sonographie)
Bildgebung in Echtzeit mit hochfrequenten Schallwellen, ohne Strahlung. Eine Untersuchung enthält Einzelbilder und Videoclips (Cine-Loops), die als Multi-Frame-DICOM-Dateien gespeichert sind.
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Die Ultraschalluntersuchung, auch Sonographie genannt, zeigt mit hochfrequenten Schallwellen das Körperinnere in Echtzeit. Sie kann bewegte Strukturen darstellen, etwa das schlagende Herz und fließendes Blut, und arbeitet ohne ionisierende Strahlung. Die Ultraschalluntersuchung des Herzens heißt Echokardiographie. Eine Untersuchung umfasst meist Einzelbilder und kurze Videoclips, sogenannte Cine-Loops.
Auf einen Blick
| Merkmal | Details |
|---|---|
| DICOM-Modalitätscode | US |
| Typische Bildanzahl | Etwa 10 bis mehr als 100 Einzelbilder und Clips |
| Typische Datenmenge | Einige MB bei Einzelbildern; mehrere Hundert MB oder mehr bei Untersuchungen mit vielen Clips |
| Dauer der Untersuchung | Meist 15 bis 60 Minuten |
| Strahlung | Keine |
| Kontrastmittel | Meist keines; bei manchen Untersuchungen werden Mikrobläschen-Kontrastmittel eingesetzt |
So funktioniert es
Eine Ärztin, ein Arzt oder eine Fachkraft für Sonographie führt einen Schallkopf (Transducer) mit der Hand über die Haut. Ein Gel zwischen Schallkopf und Haut verdrängt die Luft, die den Schall blockiert. Der Schallkopf sendet kurze Schallimpulse im Megahertzbereich aus, weit oberhalb des menschlichen Hörbereichs. Der Schall wird an Gewebegrenzen zurückgeworfen, und der Schallkopf empfängt die Echos. Aus der Zeit, die ein Echo bis zur Rückkehr braucht, berechnet das Gerät die Tiefe der jeweiligen Grenzfläche und aktualisiert das Bild viele Male pro Sekunde.
Das grundlegende Graustufenbild heißt B-Mode. Der Doppler-Ultraschall misst den Blutfluss: Der Farbdoppler zeigt Richtung und Geschwindigkeit als Farben über dem Bild, der Spektraldoppler zeigt die Geschwindigkeit als Kurve. Manche Schallköpfe werden in den Körper eingeführt, zum Beispiel in die Scheide, in den Enddarm oder in die Speiseröhre, um näher an ein Organ heranzukommen. Knochen und Luft stoppen den Schall, deshalb kann der Ultraschall weder in Knochen hineinblicken noch durch die luftgefüllte Lunge oder den luftgefüllten Darm hindurchblicken.
Einsatzgebiete
Häufige Einsatzgebiete sind:
- Schwangerschaft, um Wachstum und Lage des Fötus zu beurteilen
- Leber, Gallenblase, Nieren, Harnblase und andere Bauchorgane
- die Beckenorgane, Schilddrüse, Brust und Hoden
- das Herz (Echokardiographie) und die Blutgefäße, zum Beispiel um Blutgerinnsel in den Beinvenen zu suchen
- Muskeln, Sehnen und Gelenke
- die Steuerung von Nadeln bei Biopsien und Injektionen
Ultraschallgeräte lassen sich ans Krankenbett bringen und werden häufig in Notfällen eingesetzt. Die Qualität einer Untersuchung hängt stark vom Können der Person ab, die sie durchführt.
Vorbereitung und Ablauf
Die Vorbereitung hängt von der Untersuchung ab. Vor einer Untersuchung der Gallenblase und des Oberbauchs werden Sie möglicherweise gebeten, mehrere Stunden nichts zu essen. Bei manchen Untersuchungen des Beckens brauchen Sie eine volle Blase, deshalb trinken Sie vorher Wasser. Viele Untersuchungen erfordern keine Vorbereitung.
Sie liegen auf einer Liege, die untersuchende Person verteilt Gel auf der Haut und setzt den Schallkopf mit etwas Druck auf. Das Gel kann sich kalt anfühlen, und der Druck kann an einer schmerzenden Stelle unangenehm sein. Möglicherweise werden Sie gebeten, den Atem anzuhalten oder sich zu drehen. Bei einer inneren Untersuchung wird ein mit einer Schutzhülle überzogener Schallkopf verwendet. Nach der Untersuchung wischen Sie das Gel ab und können Ihren normalen Tätigkeiten nachgehen. In manchen Einrichtungen bespricht die untersuchende Person die Ergebnisse nicht, und eine Ärztin oder ein Arzt erstellt den Befund später.
Sicherheit
Ultraschall arbeitet ohne ionisierende Strahlung, und für den üblichen diagnostischen Ultraschall sind keine schädlichen Auswirkungen auf den Menschen bekannt. Schallwellen übertragen jedoch Energie. Sie können Gewebe geringfügig erwärmen und in manchen Fällen winzige Gasbläschen erzeugen (Kavitation). Das Gerät zeigt auf dem Bildschirm meist zwei Sicherheitswerte an: den thermischen Index (TI) und den mechanischen Index (MI). Die Untersuchenden folgen dem ALARA-Prinzip und arbeiten mit der geringsten nötigen Leistung und so kurz wie möglich, besonders in der Schwangerschaft. Aus diesem Grund rät die FDA von Ultraschalluntersuchungen ab, die nur für Erinnerungsbilder oder -videos eines Fötus durchgeführt werden. Mikrobläschen-Kontrastmittel lösen selten allergische Reaktionen aus.
So sieht eine Ultraschalluntersuchung in DICOM aus
Ultraschallbilder haben die Modalität US. Ein Einzelbild verwendet die SOP-Klasse Ultrasound Image Storage (1.2.840.10008.5.1.4.1.1.6.1). Ein Cine-Loop ist eine einzelne Datei vom Typ Ultrasound Multi-frame Image Storage (1.2.840.10008.5.1.4.1.1.3.1). Darin gibt Number of Frames (0028,0008) die Anzahl der Einzelbilder (Frames) an und Frame Time (0018,1063) die Zeit zwischen den Bildern in Millisekunden. 3D-Daten können Enhanced US Volume Storage (1.2.840.10008.5.1.4.1.1.6.2) verwenden, doch viele Geräte speichern 3D-Daten in herstellerspezifischen Formaten oder nur als fertig berechnete Ansichten.
Ein Ultraschallbild ist meist eine Kopie dessen, was das Gerät auf seinem Bildschirm zeigt, oft 640x480 bis 1024x768 Pixel oder mehr, mit 8 Bit pro Farbkanal. Selbst Graustufenbilder werden oft in Farbe gespeichert. Die Farbe wird als RGB abgelegt oder als YBR_FULL_422, wenn die Bilder JPEG-komprimiert sind. Verlustbehaftete JPEG-Kompression ist üblich, und lange Clips können als komprimiertes Video, etwa H.264, in der DICOM-Datei gespeichert werden.
Name der untersuchten Person, Datum, Name der Klinik, Messungen und Beschriftungen sind oft fest in die Pixel eingebrannt. Das Attribut Burned In Annotation (0028,0301) (eingebrannte Beschriftung) sollte darauf hinweisen, ist aber nicht immer zuverlässig. Wenn man Tags löscht, bleibt dieser Text erhalten; deshalb müssen bei der Anonymisierung von Ultraschallbildern die betroffenen Bereiche zusätzlich abgedeckt oder weggeschnitten werden.
Messungen hängen von Sequence of Ultrasound Regions (0018,6011) ab. Dieses Attribut beschreibt jeden kalibrierten Bereich des Bildschirms, etwa das Bild und eine Doppler-Kurve, und gibt die physikalische Größe eines Pixels in Physical Delta X (0018,602C) und Physical Delta Y (0018,602E) an. Manche Geräte erfassen auch Mechanical Index (0018,5022) und Soft Tissue Thermal Index (0018,5027). Messwerte, etwa die Maße eines Fötus, werden oft als eigener strukturierter Bericht mit der Modalität SR übermittelt.
So betrachten Sie die Bilder
Verwenden Sie einen Viewer, der Multi-Frame-Dateien abspielen kann, etwa Weasis (kostenlos, Open Source), Horos (kostenlos, Open Source, macOS), OHIF Viewer (kostenlos, Open Source, Webbrowser) oder MicroDicom (kostenlos für nichtkommerzielle Nutzung, Windows). Die meisten Viewer erlauben es, die Wiedergabegeschwindigkeit zu ändern und Bild für Bild weiterzuschalten. Abstandsmessungen sind nur innerhalb kalibrierter Bereiche korrekt.
Ein Clip lässt sich als Videodatei exportieren, doch dabei gehen die DICOM-Daten verloren, und die Qualität kann leiden (siehe DICOM umwandeln). Siehe auch DICOM-Dateien öffnen.