Die Ultraschalltechnik ist aus der modernen Anästhesie nicht mehr wegzudenken. Sie erleichtert die Punktion von Gefäßen und erhöht die Erfolgsquote bei der peripheren Regionalanästhesie. Kenntnisse von Technik und ultraschallgestützten Prozeduren sind für das anästhesiologische Fachpersonal unumgänglich.
Seitdem der zweidimensionale Ultraschall 1994 von Kapral et al. erstmals in der Regionalanästhesie eingesetzt wurde, hat die Methode eine zunehmende Verbreitung gefunden. Sie ermöglicht, mit hochfrequenten linearen Sonden kleinste Strukturen, z. B. periphere Nerven, in oberflächlichen Bereichen darzustellen. Ultraschall wird in der Anästhesie auch zum Auffinden zentraler und peripherer Blutgefäße eingesetzt. Für eine adäquate Vorbereitung und Assistenz muss sich das Pflegepersonal mit der Technik und dem Einsatz des Ultraschalls auseinandersetzen.
Die Technik des Ultraschalls
Von der Schallwelle zum Bild. Im Schallkopf des Ultraschallgeräts sind sog. Piezokristalle eingebaut. Diese haben die Eigenschaft, sich bei Einwirken einer elektrischen Spannung zu verformen und dadurch eine Schallwelle zu erzeugen. Wirkt Schallenergie nach Reflexion im Gewebe auf Piezokristalle ein, führt die Verformung der Kristalle zu einer elektrischen Spannung. Diese kann gemessen und in Bildpunkte umgerechnet werden.
Eindringtiefe der Schallwellen. Die Frequenz der aufeinanderfolgenden Schalldruckwellen wird in Schwingungen pro Sekunde angegeben und hat die Einheit Hertz (Hz). Für das menschliche Ohr sind Schwingungen im Bereich von 16–20.000 Hz hörbar. Der Frequenzbereich des diagnostischen Ultraschalls liegt zwischen 1 und 20 Megahertz (MHz).
Wie tief die Schallwellen in den menschlichen Körper eindringen, hängt von der Frequenz und der Schallausbreitungsgeschwindigkeit ab. Schallwellen breiten sich im menschlichen Gewebe mit einer Geschwindigkeit von 1.540 Meter pro Sekunde (m/s) aus. Da die Schallausbreitungsgeschwindigkeit konstant ist, wird die Eindringtiefe der Schallwellen maßgeblich von der Frequenz bestimmt: je höher die Frequenz, desto geringer die Eindringtiefe der Schallwellen.
Da die anästhesiologisch interessanten Strukturen – periphere Nerven, Jugularvenen – eher oberflächlich liegen, werden in der Anästhesie Ultraschallgeräte verwendet, die Frequenzen von 15–18 MHz erzeugen können.
Echogenität. Die von den Piezokristallen empfangenen Signale werden der Laufzeit entsprechend in Bildpunkte entsprechender Tiefe umgerechnet. Starke Echosignale werden als weiße Punkte dargestellt und als hyperechogen oder echoreich bezeichnet. Hyperechogen sind feste Strukturen wie Faszien, Sehnen und Periost.
Schwache Echosignale werden dunkel dargestellt und als hypoechogen oder echoarm bezeichnet, z. B. Flüssigkeiten. Kann nach einer bestimmten Laufzeit kein Echo empfangen werden, bleibt das Bild an dieser Stelle schwarz.
Schallebenen und Achsen. Ultraschallgeräte erzeugen ein zweidimensionales Bild, dessen Schichtdicke 1–5 Millimeter (mm) dünn ist. Wird eine längliche Struktur quer geschnitten, spricht man von einer Darstellung in kurzer Achse. Wird dieselbe Struktur längs geschnitten, heißt die Darstellungsart lange Achse.
Punktionsebenen. Eine Punktion parallel zum Schallkopf wird „in plane“ (Abb. 1) genannt. Die komplette Nadel stellt sich als hyperechogener Reflex im Ultraschallbild dar. Punktiert man quer zum Schallkopf, wird dies „out of plane“ (Abb. 2) genannt. Schaft und Nadelspitze sind nur als hyperechogener heller Punkt im Ultraschallbild zu sehen.
Schallankopplung. Um ein optimales Bild zu erhalten, benötigt der Ultraschall ein gutes Ankopplungsmedium. Schon geringe Mengen Luft beeinträchtigen die Bildqualität erheblich. Daher ist es wichtig, dass sich genügend Ultraschallgel oder Flüssigkeit auf dem Schallkopf befindet. Bei Verfahren unter sterilen Kautelen muss ausreichend Ankopplungsmedium sowohl in der Schallkopfhülle (Ultraschallgel) als auch auf der Haut des Patienten (Hautdesinfektionsmittel) vorhanden sein. Ebenfalls wichtig ist, dass die Spritzen, in denen das Lokalanästhetikum aufgezogen wird, absolut frei von Luftblasen sind.
Ultraschallgesteuerte periphere Regionalanästhesie
Im Jahr 1911 wurden erstmals perkutane Blockaden peripherer Nerven beschrieben. Die Lokalisation der entsprechenden Nerven erfolgte durch das Auslösen von Parästhesien. Ein halbes Jahrhundert später wurden periphere Nerven mithilfe elektrischer Stimulation lokalisiert. Perlas et al. konnten in einer Studie zeigen, dass bei einer axillären Plexusblockade und ultraschallkontrolliertem Nadel-Nerv-Kontakt nur 38,2 % der Patienten Parästhesien verspürten und gleichzeitig lediglich 74,5 % mit einer motorischen Antwort auf eine elektrische Stimulation ≤ 0,5 Milliampere (mA) reagierten. Beide Verfahren haben daher ein großes Potenzial, sowohl Nervenschäden als auch ein Versagen der Regionalanästhesie zu verursachen.
Vorteilhaft bei der ultraschallgesteuerten Regionalanästhesie sind die Darstellbarkeit der Zielstrukturen, die Visualisierung der Nadelspitze und die Visualisierung der Ausbreitung des Lokalanästhetikums. Die ultraschallgesteuerte Blockade peripherer Nerven führt zu einer höheren Erfolgsrate als ältere Verfahren. Zudem werden geringere Mengen Lokalanästhetika benötigt, um eine ausreichende Anästhesie zu erzielen.
Ein gutes Beispiel für die sonografisch gesteuerte Regionalanästhesie ist die Blockade des Nervus femoralis. Er enerviert die Oberschenkelvorderseite, den medialen Unterschenkel sowie den medialen Fußrand. Seine Blockade ist für viele Eingriffe an der unteren Extremität sinnvoll. Insbesondere bei Injektion lang wirksamer Lokalanästhetika reduziert die Blockade des Nervus femoralis die benötigte postoperative Menge an Opiaten zur Schmerztherapie, deren Gabe mit dem Risiko einer Atemdepression verbunden ist.
Position von Untersucher, Ultraschallgerät und Schallkopf. Der Untersucher steht auf der Punktionsseite auf Höhe des Oberschenkels. Das Ultraschallgerät ist entweder auf der gleichen Seite in Höhe des angelagerten Arms des Patienten oder auf Beckenhöhe auf der Gegenseite zu positionieren. Der Monitor ist auf eine Bildtiefe von 3–4 Zentimeter (cm) einzustellen. Der Schallkopf wird auf Höhe der Leistenfalte in kurzer Achse transversal aufgesetzt, also quer zur Längsrichtung des Patienten.
Identifikation des Nervus femoralis. Die großen Femoralgefäße sind als hypoechogene Strukturen leicht zu identifizieren. Die Arteria femoralis zeigt sich durch sichtbares Pulsieren im Ultraschallbild. Die Vena femoralis lässt sich durch verstärkten Andruck des Schallkopfes leicht komprimieren. Der Nervus femoralis befindet sich in der Leiste unterhalb der Fascia iliaca knapp lateral der Arteria femoralis und ist in der überwiegenden Zahl der Fälle leicht im Ultraschall zu identifizieren. Von medial nach lateral stellen sich die Strukturen wie folgt dar: Vene, Arterie, Nerv (Merkhilfe IVAN: Innen, Vene Arterie, Nerv; Abb. 3). Nach Identifikation des Nervus femoralis wird der Schallkopf so weit nach lateral verschoben, bis sich der Querschnitt des Nervs in der Mitte des Bildes befindet (Abb. 4). Die Fascia iliaca ist nicht immer eindeutig darstellbar; sie kann sowohl als hyperechogene als auch als hypoechogene Struktur erscheinen.
Nadelführung „in plane“. Die Nadel wird nun „in plane“, also parallel zum Schallkopf, am Schallkopfrand eingeführt. Um Nerven- und andere Verletzungen zu vermeiden, muss die Nadelspitze jederzeit sichtbar sein (Abb. 5). Wie beschrieben, sind Flüssigkeiten stark hypoechogen. Durch die Injektion kleiner Flüssigkeitsmengen, z. B. Lokalanästhetikum, während des Aufsuchens des Nervens lässt sich die Nadelspitze sehr gut identifizieren. Unmittelbar nach Passage der Fascia iliaca ist der Nerv erreicht und das Lokalanästhetikum, das sich als dunkle, hypoechogene Struktur darstellt, wird unter Sicht injiziert (Abb. 6, 7).
Ultraschallgestützte ZVK-Anlage
Zentrale Venenkatheter (ZVK) gelten als Standardzugang bei größeren Operationen und in der Intensivtherapie. Die ultraschallgestützte ZVK-Anlage erhöht die Trefferquote und reduziert Risiken und Komplikationen deutlich. Der Zugang über die Vena jugularis interna ist ultraschallgesteuert schnell und sicher durchführbar. Bei Katheteranlagen muss sich der Schallkopf in einer sterilen Hülle befinden.
Position von Untersucher, Ultraschallgerät und Schallkopf. Der Untersucher steht am Kopfende; das Ultraschallgerät befindet sich auf der zu punktierenden Seite etwa auf Höhe des Oberarms des Patienten. Der Schallkopf wird am lateralen Hals des Patienten in kurzer Achse, also quer zu den Halsstrukturen, aufgesetzt.
Identifikation von Arteria carotis und Vena jugularis interna. Durch Längsgleiten und Querverschieben werden die großen Halsgefäße aufgesucht und in der Bildmitte eingestellt (Abb. 8). Der Querschnitt der Arteria carotis stellt sich als dunkle, hypoechogene, pulsierende Struktur dar. Die Vena jugularis interna ist ebenfalls hypoechogen, pulsiert jedoch nicht und lässt sich durch verstärkten Andruck des Schallkopfs komprimieren (Abb. 9).
Nadelführung „out of plane“. Die Punktionskanüle wird nun etwa im 45-Grad-Winkel quer auf den Schallkopf zubewegt. Erreicht die Kanüle die Venenwand, wird diese leicht eingedrückt (Abb. 10). In der Vene angekommen, zeigt sich die Kanülenspitze als heller, hyperechogener Fleck inmitten des dunklen, hypoechogenen venösen Bluts (Abb. 11). In Seldinger-Technik wird nun ein Führungsdraht durch die Punktionskanüle geschoben und die Punktionskanüle entfernt. Auch der nun in der Vene liegende Führungsdraht, über den der eigentliche Katheter eingeführt wird, ist als heller, hyperechogener Fleck in der Vene im Ultraschallbild sichtbar (Abb. 12).
[1] Armbruster W, Eichholz R, Notheisen T. Ultraschall in der Anästhesiologie. Filderstadt: AEN-Verlag; 2015
[2] Kapral S, Marhofer P. Ultraschall in der Regionalanästhesie. Der Anaesthesist 2012; 12: 1006–1014
[3] Gorsewski G, Dinse-Lambracht A, Tugtekin I et al. Ultraschallgesteuerte periphere Regionalanästhesie. Der Anaesthesist 2012; 8: 711–721
