Die Fraktursonografie ist ein spezielles Anwendungsgebiet der medizinischen Ultraschalldiagnostik (Sonografie) zum Nachweis von Knochenbrüchen (Frakturen). Daneben existieren noch weitere Anwendungen der Knochensonografie, so zur Kallusdarstellung (siehe Kallus (Medizin)) und in der Osteoporosediagnostik. Die Sonografie selbst ist ein weit verbreitetes und nahezu nebenwirkungsfreies Diagnoseverfahren, das von einem Großteil der Ärzte und Kliniken angewendet wird. Das Einsatzgebiet reicht von der Vorsorge über die Akutdiagnostik bis zur Nachbehandlung. Seit der Einführung des medizinischen Ultraschalls in den 1950er Jahren wurde die Technik zur Beurteilung von Weichteilen wie Haut, Organen und Gefäßen genutzt. Die intensive Forschung seit 2005 erlaubte ab 2009 auch den sicheren Einsatz der Fraktursonografie zur Darstellung von bestimmten Knochenbrüchen (unter anderem Handgelenk, Ellenbogen, Oberarm) bei Kindern im Alter bis zu zwölf Jahren und zur Verlaufsbeurteilung. Dadurch kann im Wachstumsalter die Strahlenbelastung durch die sonst übliche Röntgendiagnostik reduziert werden.
Anwendung Physikalische Grundlagen Die Fraktursonografie erfolgt im regulären B-Mode-Verfahren mit einer linearen Ultraschallsonde (Linearschallkopf) Christian Tesch, Benedikt Friemert: Fraktursonografie. In: Konermann et al.: Ultraschalldiagnostik der Bewegungsorgane. Georg Thieme Verlag, Stuttgart/New York 2012, ISBN 978-3-131-14973-2, S. 344–347. und standardisierten Ultraschallgeräten bei vier bis zwölf Megahertz und unterliegt damit den technischen und physikalischen Grundlagen der Sonografie. Der hohe Impedanzunterschied (akustische Impedanz) zwischen Knochen und Weichteilen hat eine vollständige Reflexion der Schallwellen an der Kortikalis (Knochenoberfläche) zur Folge,Harald Lutz: Physikalische Grundlagen. In: Ultraschallfibel Innere Medizin. Springer, Berlin/Heidelberg 2007, ISBN 978-3-540-29320-0, S. 1–8. so dass mit dieser Methode die Knochenoberfläche, nicht aber die darunter liegenden Strukturen beurteilt werden können.
Darstellung und Limitationen Mit der Ultraschallbildgebung kann die Oberfläche fast aller Extremitätenknochen beurteilt werden.Dieter Weitzel et al.: Bewegungsapparat. In: Pädiatrische Ultraschalldiagnostik. Springer, Berlin/Heidelberg 1984, ISBN 978-3-642-69336-6, S. 226–230. Hierbei ist eine Darstellung aller Flächen möglich, die nicht von anderen Knochen überlagert werden. Aus diesem Grunde können die knöchernen Gelenkflächen nicht mit ausreichender Genauigkeit abgebildet werden.K. Wolf et al.: Bildgebende Verfahren und Strahlenschutz in der Unfallchirurgie 2. Teil. In: Der Unfallchirurg. Vol. 99, Nr. 12, 1996, S. 975–985, . Während die Röntgendiagnostik als Erstdiagnostik bei fast allen akuten und chronischen Schäden am Knochen angewendet wird, ist die Fraktursonografie bis auf wenige Ausnahmen auf die bisher erforschte Diagnostik frischer Knochenbrüche im Kindesalter beschränkt.Kolja Eckert, Ole Ackermann: Fraktursonographie im Kindesalter. CME Fortbildung. In: Der Unfallchirurg. Vol. 117, 2014, S. 355–368, . Bei den unten genannten Einsatzgebieten ist die sonografische Diagnostik dem Röntgenbild gleichwertig; weitere Einsatzmöglichkeiten sind in der Entwicklung, jedoch noch nicht abschließend beurteilbar. An der Wirbelsäule wird die Fraktursonografie nicht eingesetzt.
Ein Vorteil der Fraktursonografie ist die zusätzliche Darstellung von WeichteilstrukturenGünter Schmidt, Christian Görg: Kursbuch Ultraschall - nach den Richtlinien der DEGUM und der KBV. Georg Thieme Verlag, 2008, ISBN 978-3-131-19105-2, S. 22–28. wie einem Hämatom (=Bluterguss), Gelenkerguss (=Flüssigkeit im Gelenk) oder einem Blutgefäß.
Aufgrund der begrenzten Größe der Ultraschallsonde wird nur ein kurzer Ausschnitt des Knochens dargestellt. Sind längere Ausschnitte nötig, werden diese Bereiche schrittweise nacheinanderA. Brunner, W. Lang: Sonographische Diagnostik. In: Thomas Noppeney, Helmut Nüllen (Hrsg.): Diagnostik und Therapie der Varikose. Springer, 2010, ISBN 978-3-642-05366-5, S. 93–100. dargestellt.
Ziel der Maßnahme mini|Vergleich Röntgen/Sonografie; subcapitale Humerusfraktur (körpernaher Bruch des Oberarmknochens) Mit der Fraktursonografie können Knochenbrüche des Schaftes und der Metaphyse (=gelenknaher Anteil) von Knochen dargestellt werden.Ole Ackermann et al.: In: Der Unfallchirurg. Vol. 112, Nr. 8, 2009, S. 706–711, . Da nur die Knochenoberfläche abgebildet wird, sind nur bestimmte Knochenbruchformen für die Ultraschalldiagnostik geeignet. Gelenkfrakturen können nicht sicher dargestellt werden. Daher ist die Anwendung für die Erstdiagnostik nur bei Kindern sinnvoll, da Gelenkfrakturen im Wachstumsalter selten sind; bei Erwachsenen ist stets eine zusätzliche Röntgendiagnostik notwendig. Beim erwachsenen Skelett kann die Sonografie zur Diagnostik von Rippen- und Brustbeinbrüchen sowie zur Stellungskontrolle eingesetzt werden, um Verschiebungen und Abkippungen bei Knochenbrüchen auszuschließen.Hennecke et al.: Sonografische und röntgenologische Quantifizierung der Palmarabkippung von subkapitalen Frakturen der Metakarpalia IV und V. In: Handchirurgie· Mikrochirurgie· Plastische Chirurgie. Vol. 43, Nr. 1, 2011, S. 39–45, .
Geschichte und Entwicklung der Fraktursonografie Die Grundlagen der Ultraschalldiagnostik wurden mit der Entdeckung der Piezoelektrizität 1880 von Pierre Curie gelegt. Nach der ersten Anwendung als Echolot 1913 folgten medizinisch-therapeutische Anwendungen in der Tumortherapie in den 1930er Jahren, Vorlesung Medizinphysik, Uni Dortmund. Abgerufen am 27. Februar 2015. jedoch ohne dauerhaften Erfolg. 1942 veröffentlichte der Neurologe Karl Dussik einen Artikel zur von ihm so bezeichneten „Hypersonografie“ zur Diagnostik der Hirnventrikel.K. Eckel: Die Entdeckung des ersten bildgebenden Verfahrens der Ultraschalldiagnostik durch K.-Th. Dussik vor 50 Jahren. In: Ultraschall in Klinik und Praxis. Vol. 7, Nr. 4, 1992, S. 299–305, . Es folgten 1950 das erste sogenannte B-Bild-Gerät als Wasserbadscanner und 1957 die ersten Geräte in der modernen Bauform mit einem Handstück ohne Wasserbad.
Die sonografische Primärdiagnostik von Frakturen wurde erstmals 1986 von LeitgebN. Leitgeb: A new noninvasive quantitative method for fracture diagnosis. In: Medical progress through technology. Vol. 11, Nr. 4, 1986, S. 185–190, . untersucht, seitdem sind etliche Untersuchungen zu verschiedenen Lokalisationen erschienen. Da mit der Röntgendiagnostik jedoch eine überall verfügbare Alternative zur Verfügung stand, konnte sich die Sonografie zur Knochenbruchdarstellung im klinischen Alltag nicht durchsetzen. Erst mit der systematischen Untersuchung der Sensitivität und Spezifität im direkten Vergleich zur radiologischen Bildgebung wurden in den Jahren 2009 (Handgelenk), 2010 (Oberarm)Ole Ackermann et al.: Sonographische Diagnostik der subkapitalen Humerusfraktur im Wachstumsalter. In: Der Unfallchirurg. Vol. 113, Nr. 10, 2010, S. 839–844, . und 2013 (Ellenbogen)Kolja Eckert et al.: Ultrasound Evaluation of elbow fractures in Children. In: Journal of medical ultrasonics. Vol. 40, Nr. 4, 2013, S. 443–451, . wegweisende Arbeiten publiziert. Diese ermöglichten mit dem Nachweis einer vergleichbaren Sicherheit von Ultraschall und Röntgendiagnostik eine weitere Verbreitung der Fraktursonografie.
Die Anwendung der Methode wird in den SAFE-Algorithmen (Sonographic Algorithm for Fracture Evaluation) standardisiert.
Aktuelle Anwendungsbereiche Allgemeines Es erfolgt zunächst eine Befragung zum Unfallhergang (Anamnese) und eine körperliche Untersuchung. Danach erfolgt die Fraktursonografie in entspannter Position, sitzend oder liegend. Bei Kindern kann die Untersuchung meist auch auf dem Schoss der Eltern sitzend erfolgen. Nach Auftragen des Ultraschallgels wird der Linearschallkopf vorsichtig in der Knochen-Längsachse (=parallel zum Knochenschaft) aufgesetzt und um den verletzten Knochen herumgeführt. Da das Gel meist als angenehm kühlend empfunden und kein großer Druck ausgeübt wird, sind die Schmerzen der Untersuchung im Mittel geringer als bei der Röntgendiagnostik.Chaar-Alvarez et al.: Bedside ultrasound diagnosis of nonangulated distal forearm fractures in the pediatric emergency department. In: Pediatric Emergency Care. Vol. 27, Nr. 11, 2011, S. 1027–1032, . Bei handgelenksnahen Unterarmbrüchen, ellenbogennahen Brüchen, schultergelenksnahen Oberarmbrüchen und Schlüsselbeinbrüchen wird die Fraktursonografie bei Patienten im Alter bis zu zwölf Jahren angewandt, bei Brustbeinbrüchen in jedem Alter.
Handgelenksnahe Unterarmbrüche Diese Knochenbrüche stellen sich regelhaft mit Veränderungen an der Knochenoberfläche dar (Wulst, Knick, Versatz) und können daher ohne Röntgenbild diagnostiziert und behandelt werden.Ole Ackermann, Kolja Eckert: Sonographische Frakturdiagnostik im Kindesalter. In: Thomas Rupprecht (Hrsg.): Pädiatrische Ultraschalldiagnostik. 31. Ergänzungslieferung, Ecomed-Verlag, Landsberg 2014, ISBN 978-3-609-71602-2, S. 33–58. Gelenkfrakturen sind selten. Ein Röntgenbild ist nur in Ausnahmefällen notwendig. Die Sicherheit der Anwendung wurde 2016 in einer Auswertung (Metaanalyse) von wissenschaftlichen Arbeiten zu diesem Thema bestätigt.D Douma-den Hamer et al.: Ultrasound for Distal Forearm Fracture: A Systematic Review and Diagnostic Meta-Analysis. In: PLoS ONE Vol. 11, Nr. 5, 2016
Die Sensitivität der Methode im Vergleich zur Röntgendiagnostik beträgt 96 %, die Spezifität 100 %, der positive Vorhersagewert 1, der negative Vorhersagewert 0,88Ole Ackermann et al.: Ist die Sonographie geeignet zur Primärdiagnostik kindlicher Vorderarmfrakturen? In: Deutsche Zeitschrift für Sportmedizin. Vol. 60, Nr. 11, 2009, S. 355–358, ., damit ist die Erkennungsrate nahezu so hoch wie bei der Röntgendiagnostik.Kolja Eckert et al.: Sonograohic diagnosis of metaphyseal foreamr fractures in children: a safe and applicable alternative to standard X-rays. In: Pediatric emergency care. Vol 28, S. 851–854, .
Das Vorgehen wird im Wrist-SAFE-Algorithmus (SAFE steht für Sonographic Algorithm for Fracture Evaluation, Sonografischer Algorithmus für die Beurteilung von Brüchen) zusammengefasst: Nach einer körperlichen Untersuchung werden die handgelenksnahen Unterarmknochen aus sechs Richtungen sonografisch beurteilt. Wenn sich hier ein Bruch zeigt, wird die Verschiebung (Achsabweichung) gemessen und die entsprechende Therapie (Gipsbehandlung oder Operation) eingeleitet. Im Falle einer Operation erfolgt ein zusätzliches Röntgenbild. Wenn kein Knochenbruch nachgewiesen wird, erfolgt die Therapie abhängig von den bestehenden Schmerzen mit einem Gips oder einem elastischen Verband und einer ärztlichen Kontrolle nach fünf Tagen. Wenn nach diesem Zeitraum immer noch Schmerzen auftreten, wird zur Sicherheit eine Röntgenkontrolle durchgeführt; bei Schmerzfreiheit kann die Behandlung beendet werden.
Ellenbogennahe Brüche Bei den ellenbogennahen Brüchen (im Wesentlichen sogenannte suprakondyläre Frakturen, siehe Distale Humerusfraktur) kann mittels Ultraschall ein Knochenbruch weitgehend ausgeschlossen werden, indem ein Gelenkerguss (Fettkörperzeichen, fat pad sign) ausgeschlossen wird.Rabiner et al.: Accuracy of point-of-care ultrasonography for diagnosis of elbow fractures in children. In: Annals of Emergency Medicine. Vol. 61, Nr. 1, 2013, S. 9–17, . Wenn ein Gelenkerguss nachgewiesen wird, muss ein Röntgenbild angefertigt werden, um den Bruch exakt zu beurteilen. Die Sensitivität der Methode im Vergleich zur Röntgendiagnostik beträgt 97,9 %, die Spezifität 95 %, der positive Vorhersagewert 0,95 der negative Vorhersagewert 0,98.