Warum ist der Wandel von stationär zu mobil so bedeutend?
Ultraschallgeräte sind medizinische Geräte, die hochfrequente Schallwellen nutzen, um Bilder des Körperinneren zu erzeugen. Sie spielen eine entscheidende Rolle in vielen Fachrichtungen, von der Gynäkologie und Geburtshilfe bis hin zur Kardiologie und Notfallmedizin.
Traditionell wurden Ultraschalluntersuchungen mit stationären Geräten durchgeführt. Diese sind in der Regel groß, teuer und können nur innerhalb einer Arztpraxis oder Klinik genutzt werden. Sie bieten zwar eine hohe Bildqualität und viele spezialisierte Funktionen, ihre Nutzung ist jedoch aufgrund ihrer Größe und ihrem immobilen Gerätedesign eingeschränkt.
Der Übergang von stationären zu mobilen Ultraschallgeräten ist deshalb so bedeutend, weil er den Zugang zur medizinischen Versorgung verändert. Mobile Ultraschallgeräte
ermöglichen es Ärzten, Patienten in entlegenen Gebieten zu erreichen, in denen sonst keine Ultraschalltechnologie zur Verfügung steht. Zudem ermöglichen sie in Notfällen
schnelles Handeln, indem Ärzte sofortige Ultraschalluntersuchungen am Point Of Care durchführen können.

Die Entwicklung der Ultraschalltechnologie
Der Artikel „Evolution of Ultrasound Machines from Conventional to Wireless Pocket Scanners“ von Apurva Muley bietet einen detaillierten Überblick über die Entwicklung von Ultraschallgeräten, von ihren Anfängen bis hin zu modernen, tragbaren Geräten. Die Geschichte des Ultraschalls reicht über 225 Jahre zurück. Der italienische Physiologe
Lazzaro Spallanzani wird oft als Entdecker der Ultraschalltechnik angesehen. Er führte 1794 Experimente mit Fledermäusen durch und stellte fest, dass diese ihre Umgebung durch Echoortung wahrnehmen können. Die Entdeckung der Piezoelektrizität im Jahr 1877 und die Erfindung des Hydrophons/Transducers im Jahr 1915 führten zu weiteren Forschungen. Die medizinische Anwendung von Ultraschall begann zunächst in der Therapie, bevor es in den späten 1940er Jahren von George Ludwig für diagnostische
Zwecke genutzt wurde. In den 1950er Jahren entwickelte Professor Ian Donald aus Schottland die praktische Technologie und Anwendung für Ultraschall, und 1963 wurde diese Technologie schließlich für den allgemeinen medizinischen Gebrauch verfügbar.
Die ersten Ultraschallgeräte waren jedoch zu sperrig und teuer für den regelmäßigen medizinischen Gebrauch. Daher wurde der Fokus auf die Portabilität des Geräts gelegt. Ultraschall hat einen enormen Übergang von konventionellen, wagenbasierten Systemen zu taschengroßen, handgehaltenen Geräten vollzogen. Diese Entwicklung hat zu einer erheblichen Reduzierung von Größe und Kosten geführt, während gleichzeitig die Rechenleistung und Portabilität verbessert wurden. Im Jahr 2007 führte Siemens Medical Solutions das Acuson P10-System ein, das erste tragbare Ultraschallgerät. Im Jahr 2012 stellte Siemens Healthcare das Acuson Freestyle drahtlose Ultraschallgerät vor. Im Jahr 2015 brachte das südkoreanische Unternehmen Healcerion sein erstes von der FDA zugelassenes drahtloses, app-basiertes Ultraschallgerät auf den Markt. Im Jahr 2017 kündigte das Start-up Butterfly Networks das erste handgehaltene Ultraschallgerät mit einem Siliziumchip an und begann die Ära der Ultraschall-auf-Chip-Technologie. Trotz der vielen Vorteile tragbarer Ultraschallgeräte gibt es auch einige Nachteile. Einige Studien haben Bedenken hinsichtlich der schlechten Durchdringung tragbarer
Ultraschallscanner geäußert, die die Beurteilung fester Pathologien und tieferer Strukturen einschränkt. Zudem ist besondere Aufmerksamkeit auf die Vertraulichkeit der Datenübertragung und die Sicherheit der Patientendaten zu legen.
Trotz dieser Herausforderungen ist die tragbare Ultraschalltechnologie ein bedeutender technologischer Sprung mit erheblichen Auswirkungen. Derzeit werden Anstrengungen unternommen, künstliche Intelligenz (KI) in das Ultraschallsystem zu integrieren, um Operateuren bei der Interpretation von Scans zu helfen und möglicherweise korrekte Diagnosen vorherzusagen.

Der Einfluss mobiler Ultraschallgeräte auf die Medizin
Mobile Ultraschallgeräte haben die Medizin erheblich verändert und die Art und Weise, wie Ärzte diagnostizieren und behandeln, revolutioniert. Mobile Handheld-Ultraschallgeräte werden vielerorts bereits als “Stethoskop der Zukunft” bezeichnet.

Zunächst einmal haben mobile Ultraschallgeräte die Grenzen dessen, was in der Point-of-Care-Diagnostik möglich ist, erweitert. Durch die Einführung tragbarer, leichter und benutzerfreundlicher Geräte ist die Ultraschalltechnologie jetzt in fast jedem medizinischen Umfeld verfügbar, von der Notaufnahme bis hin zu ländlichen Kliniken und sogar auf dem Feld in Kriegs- und Katastrophengebieten. Diese breite Verfügbarkeit hat es ermöglicht, Patienten schneller und effektiver zu diagnostizieren und zu behandeln, insbesondere in Notfällen, wo jede Sekunde zählt. Zweitens hat die Mobilität dieser Geräte dazu geführt, dass die Ultraschalltechnologie für eine größere Anzahl von Ärzten zugänglich ist. Früher war die Ultraschallbildgebung in der Regel auf Radiologen oder speziell ausgebildete Ärzte beschränkt. Heute können jedoch Ärzte vieler Fachrichtungen – von Allgemeinmedizinern bis hin zu Intensivmedizinern – von den Vorteilen der Ultraschalltechnologie profitieren.

Mobile Ultraschallgeräte bereichern die Notfall- und Intensivmedizin
Diese Studie untersuchte die zunehmende Bedeutung und Anwendung von Point-of-Care-Ultraschall (POCUS) in der Intensiv- und Notfallmedizin. Die Autoren betonen, dass die technische Entwicklung von Ultraschallgeräten zu einer ständigen Verbesserung der Bildqualität und einer Miniaturisierung der Geräte geführt hat. Mobile Handheld-Ultraschallgeräte sind nun in der Größe eines Smartphones verfügbar und haben ihre diagnostischen Fähigkeiten unter extremen Umweltbedingungen, wie auf Schlachtfeldern, bei Expeditionen und sogar im Weltraum, unter Beweis gestellt. Die Studie hebt hervor, dass die Ausbildung in der Nutzung der Ultraschalltechnik immer früher beginnt und oft ein fester Bestandteil des Studienplans in Reformstudiengängen ist. Es wird erwartet, dass die Studierenden am Ende ihres Studiums mindestens eine FAST-Sonographie (Focused Assessment with Sonography for Trauma) beherrschen. Es wurde nachgewiesen, dass die Ultraschalldiagnostik auch in den Händen von klinisch unerfahrenen Studenten die Diagnostik verbessern kann.

Die Autoren argumentieren, dass POCUS als Ergänzung zur körperlichen Untersuchung in der Klinik unverzichtbar ist und das Stethoskop als technisches Hilfsmittel ergänzen wird. Sie betonen, dass POCUS in allen Bereichen der Akutmedizin ein fester Bestandteil der Patientenversorgung sein wird.

Die Studie betont, dass POCUS die diagnostischen und therapeutischen Algorithmen in der Intensiv- und Notfallmedizin erheblich beschleunigt und den medizinischen Standard darstellt. Die Autoren argumentieren, dass immer ein funktionsfähiges Ultraschallgerät mit der Möglichkeit für eine Echokardiographie, Abdomen- und Gefäßsonographie auf den Intensivstationen und Notaufnahmen zur Verfügung stehen sollte.

Die Autoren betonen auch die Notwendigkeit einer strukturierten Weiterbildung und Supervision in diesen Bereichen. Sie argumentieren, dass die Grundqualifikationen der Sonographie bereits in der Ausbildung der Studierenden fest implementiert werden müssen und dass individuell und freiwillig gebuchte „add-on“ Sonographiekurse zur Vermittlung grundlegender Sonographiekenntnisse der Vergangenheit angehören sollten.

Mobile Ultraschallgeräte können die Gesundheitsversorgung in ländlichen und abgelegenen Gebieten verbessern
In dieser systematischen Übersichtsarbeit (die Mehrheit der Studien stammte aus Entwicklungsländern, wobei nur eine Studie in Australien durchgeführt wurde) wurde der Einsatz von Point-of-Care-Ultraschall in unterversorgten Gesundheitseinrichtungen, insbesondere in ländlichen und abgelegenen Gebieten in Australien und anderen entwickelten Ländern untersucht. POCUS wird immer häufiger für schnelle Auswertungen eingesetzt, jedoch gibt es Herausforderungen in Bezug auf die Schulung der Benutzer, die Aufrechterhaltung von Ultraschallkompetenzen, den Zugang zu Ausrüstung für optimale Bildgebung und die Qualitätskontrolle.

Ein häufiger Anwendungsbereich für POCUS war das echokardiographische Screening in Schulen. Weitere Anwendungsbereiche umfassten Notfallpatienten, Screening der Bauchaorta, Geburtshilfescans und die Intensivpflege. Die Bediener der Ultraschallgeräte waren in der Regel Notärzte, Medizinstudenten, Krankenschwestern, Gemeindegesundheitsarbeiter und Allgemeinmediziner, die eine begrenzte Ausbildung in protokollgesteuertem Scannen erhielten, oft überwacht von Experten.

Die Studie schließt mit der Feststellung, dass es in Australien und anderen entwickelten Ländern einen Bedarf an weiterer Forschung zum Einsatz von POCUS gibt. Die aktuellen Erkenntnisse unterstützen den Einsatz von begrenztem Ultraschall mit tragbaren Geräten an Orten mit eingeschränktem Zugang zu diagnostischem Ultraschall, der von diesen Bedienern durchgeführt wird. Dies hat das Potenzial, die Gesundheitsergebnisse in unterversorgten Gemeinden in Australien und anderswo zu verbessern.

Mobile Ultraschallgeräte in Kombination mit Tele-Ultraschall sind nicht nur nützlich, sondern auch kosteneffizient

Diese Studie konzentriert sich auf die Entwicklung und Anwendung von Ultraschall in der Telemedizin. Die Studie analysiert die Stärken, Schwächen, Chancen und Bedrohungen (SWOT-Analyse) der Tele-Ultraschalltechnologie. Mobile Ultraschallgeräte sind die am häufigsten verwendeten Geräte für Tele-Ultraschall. Die Telemedizin hat sich in den letzten 50 Jahren entwickelt und die Art und Weise, wie Gesundheitsversorgung weltweit bereitgestellt wird, verändert. Sie hat eine hochwertige Versorgung ermöglicht, die Hindernisse wie geografische Entfernung, mangelnden Zugang zu Gesundheitsdienstleistern und Kosten überwindet. Ultraschall ist ein effektives diagnostisches Werkzeug und seine Anwendung innerhalb der Telemedizin hat in den letzten Jahren erheblich zugenommen, insbesondere in Hochlohnländern und Gebieten mit geringen Ressourcen.

Die Autoren betonen praktische Aspekte wie die Nützlichkeit und Kosteneffizienz von Tele-Ultraschall und berücksichtigen auch Aspekte der medizinischen Ausbildung in Tele-Ultraschall. Bei der Betrachtung von Schwächen und Bedrohungen konzentrieren sie sich auf Probleme, die möglicherweise nicht sofort gelöst werden können und eine sorgfältige Überlegung oder weitere Entwicklung erfordern, wie beispielsweise neue Software, die noch nicht kommerziell erhältlich ist.

Die Studie zeigt, dass Tele-Ultraschall weltweit zunehmend eingesetzt wird und insbesondere in der Notfall-, Bauch- und Geburtshilfe von Allgemeinmedizinern in abgelegenen Gebieten eingesetzt wird. Es profitieren nicht nur andere Ärzte davon, sondern im weiteren Sinne auch die Patienten. Darüber hinaus kann Tele- Ultraschall kostensparend wirken, da lange Transportzeiten (in die Arztpraxis) und zusätzliche Arztbesuche vermieden werden können.

Die Studie betont auch die Rolle der künstlichen Intelligenz (KI) in der Tele-Ultraschalltechnologie. KI ermöglicht es, autonom Bilder zu sammeln, auch für Ungeübte. Es gibt jedoch noch einen Mangel an Validierungsdaten für hochwertige Bilder, die mit dieser Methode erfasst wurden.

Mobile Ultraschallgeräte können die Patientenversorgung und den Workflow während einer Pandemie (COVID-19) verbessern
Diese Studie untersuchte die Rolle von Handheld-Ultraschallgeräten (HUDs) im Kontext der COVID-19-Pandemie.

Die Studie beginnt mit einer Einführung in die zunehmende Verwendung von POCUS durch tragbare Ultraschallgeräte, die die zeitnahe medizinische Entscheidungsfindung in verschiedenen akuten Situationen verbessern. Sie hebt hervor, dass seit dem Auftreten von COVID-19 im Jahr 2019 erhebliche Anstrengungen unternommen wurden, um die Patienten zu schützen, insbesondere aufgrund des hohen Sterberisikos bei Komorbiditäten (wie bei älteren Menschen) und bei nicht geschützten Personen.

Die Studie betont, dass HUDs nicht dazu gedacht sind, die hochwertigen (Stand-) Ultraschallsysteme (Goldstandard) zu ersetzen, da die HUDs in der Regel eingeschränkte Funktionen haben. Sie können jedoch bei bestimmten klinischen Fragestellungen bzw. fokussierte Untersuchungen durchführen und sind vielversprechende Werkzeugen für die Diagnose, Prognose und Überwachung der COVID-19-Infektion und ihrer damit verbundenen Erkrankungen.

Die Autoren führen aus, dass die HUDs von Allgemeinmedizinern, Notfallmedizinern, Internisten, Geriatern und Studenten in Lehrschulen weit verbreitet eingesetzt werden können, vorausgesetzt, die Benutzer erhalten eine angemessene Schulung und Ausbildung.

Die Studie hebt auch die Bedeutung der Reinigung der Geräte und des Schutzes der medizinischen Fachkräfte und Patienten als Schlüsselpunkte im Management der COVID-19-Infektion hervor. Die einfache Desinfektion von Handheld-Ultraschallgeräten ist ein unbestreitbarer Vorteil, während die Reinigung von stationären Ultraschallgeräten aufgrund der größeren Oberfläche und der zusätzlichen Komponenten mehr Zeit und Kosten erfordert.

Die Autoren kommen zu dem Schluss, dass die routinemäßige Verwendung von HUDs das Management der COVID-19-Pandemie verbessern kann, wenn die spezifischen Richtlinien für den POCUS-Ansatz und die spezifischen Verfahren zum Schutz der Patienten und Fachleute vor der COVID-19-Infektion angewendet werden.

Handheld-Ultraschallgeräte können dazu beitragen, die Patientenversorgung zu verbessern, indem sie eine schnelle und nicht-invasive Methode zur Beurteilung des Gesundheitszustands der Patienten bieten. Darüber hinaus können sie dazu beitragen, die Ausbreitung von COVID-19 zu begrenzen, indem sie die Notwendigkeit von Patiententransporten zu radiologischen Abteilungen für diagnostische Tests reduzieren.

Zukunftsaussichten und Herausforderungen
Es ist davon auszugehen, dass mobile Handheld-Ultraschallgeräte zunehmend an Stellenwert in der Patientenversorgung gewinnen werden. Die Geräte sind günstig und intuitiv bedienbar (Stichwort “Generation Smartphone”: Touchscreen, wischen/swipen, zoomen und ziehen). Dies kann vor allem bei jungen Medizinstudenten, den Ärzten von morgen, großes Interesse hervorrufen.

Auch in der wissenschaftlichen Literatur gibt es ein zunehmendes Interesse an mobilen Taschen-Ultraschallgeräten. Die Anzahl der Publikationen zum Thema “handheld ultrasound”, “hand carried ultrasound” und “pocked sized ultrasound” pro Jahr ist seit 1991 enorm gestiegen.