So funktioniert Ultraschall Es gibt viele Situationen, in denen eine Ultraschalluntersuchung durchgeführt wird. Vielleicht sind Sie schwanger und Ihr Frauenarzt möchte, dass Sie sich einer Ultraschalluntersuchung unterziehen, um das heranwachsende Baby zu überprüfen oder den voraussichtlichen Entbindungstermin zu bestimmen. Vielleicht haben Sie eine pro
Wie Ultraschall funktioniert
Es gibt viele Situationen, in denen Ultraschall durchgeführt wird. Vielleicht sind Sie schwanger und Ihr Frauenarzt möchte, dass Sie sich einer Ultraschalluntersuchung unterziehen, um das heranwachsende Baby zu kontrollieren oder den Geburtstermin zu bestimmen. Vielleicht haben Sie Probleme mit der Blutzirkulation in einem Gliedmaß oder Ihrem Herzen, und Ihr Arzt hat einen Doppler-Ultraschall angefordert, um den Blutfluss zu untersuchen. Ultraschall ist seit vielen Jahren eine beliebte medizinische Bildgebungstechnik.
Was ist Ultraschall?
Ultraschall oder Sonographie ist eine medizinische Bildgebungstechnik, die hochfrequente Schallwellen und deren Echos nutzt. Die Technik ähnelt der Echoortung, die von Fledermäusen, Walen und Delfinen verwendet wird, sowie dem SONAR, das von U-Booten eingesetzt wird. Beim Ultraschall passieren folgende Veranstaltungen:
Das Ultraschallgerät sendet hochfrequente (1 bis 5 Megahertz) Schallimpulse mithilfe einer Sonde in Ihren Körper.
Die Schallwellen dringen in Ihren Körper ein und treffen auf eine Grenze zwischen Geweben (z. B. zwischen Flüssigkeit und Weichteilgewebe, Weichteilgewebe und Knochen).
Einige der Schallwellen werden zur Sonde zurückreflektiert, während andere weiterwandern, bis sie eine weitere Grenze erreichen und reflektiert werden.
Die reflektierten Wellen werden von der Sonde aufgenommen und an das Gerät weitergeleitet.
Das Gerät berechnet die Entfernung von der Sonde zum Gewebe oder Organ (Grenzen) mithilfe der Schallgeschwindigkeit im Gewebe (5.005 ft/s oder 1.540 m/s) und der Zeit bis zur Rückkehr jedes Echos (normalerweise in der Größenordnung von Millionstelsekunden).
Das Gerät zeigt an die Entfernungen und Intensitäten der Echos auf dem Bildschirm, wodurch ein zweidimensionales Bild entsteht, wie das unten gezeigte.
Ultraschallbild eines heranwachsenden Fötus (ca. 12 Wochen alt) in der Gebärmutter der Mutter. Dies ist eine Seitenansicht des Babys, die (von rechts nach links) Kopf, Hals, Rumpf und Beine zeigt.
Bei einem typischen Ultraschall werden jede Sekunde Millionen von Impulsen und Echos gesendet und empfangen. Die Sonde kann entlang der Körperoberfläche bewegt und in verschiedenen Winkeln positioniert werden, um unterschiedliche Ansichten zu erhalten.
Das Ultraschallgerät
Ein grundlegendes Ultraschallgerät besteht aus folgenden Teilen:
Schallkopf Sonde – Sonde, die die Schallwellen sendet und empfängt
Zentraleinheit (CPU) – Computer, der alle Berechnungen durchführt und die elektrischen Stromversorgungen für sich selbst und die Schallkopf Sonde enthält.
Schallkopf-Impulssteuerung – ändert die Amplitude, Frequenz und Dauer der vom Schallkopf Sonde ausgesendeten Impulse
Anzeige – zeigt an das Bild aus den Ultraschalldaten, die von der CPU verarbeitet wurden
Tastatur/Cursor – gibt Daten ein und nimmt Messungen von der Anzeige vor
Datenträgerspeicher (Festplatte, Diskette, CD) – speichert die erfassten Bilder
Drucker – druckt das Bild aus den angezeigten Daten
Schallkopf Sonde
Die Schallkopf Sonde ist der Hauptteil des Ultraschallgeräts. Die Schallkopf Sonde erzeugt die Schallwellen und empfängt die Echos. Sie ist sozusagen der Mund und die Ohren des Ultraschallgeräts. Die Schallkopf Sonde erzeugt und empfängt Schallwellen mithilfe eines Prinzips, das als piezoelektrischer (Druck-Elektrizitäts-) Effekt bezeichnet wird und 1880 von Pierre und Jacques Curie entdeckt wurde. In der Sonde befinden sich ein oder mehrere Quarzkristalle, die als piezoelektrische Kristalle bezeichnet werden. Wenn ein elektrischer Strom an diese Kristalle angelegt wird, ändern sie schnell ihre Form. Die schnellen Formänderungen oder Vibrationen der Kristalle erzeugen Schallwellen, die nach außen wandern. Umgekehrt erzeugen die Kristalle elektrische Ströme, wenn Schall- oder Druckwellen auf sie treffen. Daher können dieselben Kristalle verwendet werden, um Schallwellen zu Senden und zu empfangen. Die Sonde enthält außerdem eine schallabsorbierende Substanz, um Rückreflexionen von der Sonde selbst zu eliminieren, sowie eine akustische Linse, um die ausgesendeten Schallwellen zu fokussieren.
Schallkopf Sonden gibt es in vielen Formen und Größen, wie auf dem Foto oben zu sehen. Die Form der Sonde bestimmt ihr Sichtfeld, und die Frequenz der ausgesendeten Schallwellen bestimmt, wie tief die Schallwellen eindringen und die Auflösung des Bildes. Schallkopf Sonden können ein oder mehrere Kristallelemente enthalten; bei Sonden mit mehreren Elementen hat jedes Kristall seine eigene Schaltung. Sonden mit mehreren Elementen haben den Vorteil, dass der Ultraschallstrahl durch Änderung des Timings, mit dem jedes Element gepulst wird, „gesteuert“ werden kann; die Steuerung des Strahls ist besonders wichtig für kardial Ultraschall (siehe Grundprinzipien des Ultraschalls für Details zu Schallköpfen). Zusätzlich zu Sonden, die über die Körperoberfläche bewegt werden können, sind einige Sonden konzipiert, um durch verschiedene Körperöffnungen (Vagina, Rektum, Speiseröhre) eingeführt zu werden, damit sie näher an das zu untersuchende Organ (Gebärmutter, Prostata, Magen) gelangen können; eine größere Nähe zum Organ kann detailliertere Ansichten ermöglichen.
Die Teile eines Ultraschallgeräts
Zentraleinheit (CPU)
Die CPU ist das Gehirn des Ultraschallgeräts. Die CPU ist im Grunde ein Computer, der den Mikroprozessor, den Speicher, Verstärker und die Stromversorgungen für den Mikroprozessor und die Schallkopf Sonde enthält. Die CPU sendet elektrische Ströme an die Schallkopf Sonde, um Schallwellen auszusenden, und empfängt auch die elektrischen Impulse von den Sonden, die aus den zurückkehrenden Echos erzeugt wurden. Die CPU führt alle Berechnungen durch, die bei der Verarbeitung der Daten anfallen. Sobald die Rohdaten verarbeitet sind, erzeugt die CPU das Bild auf dem Monitor. Die CPU kann die verarbeiteten Daten und/oder das Bild auch auf der Festplatte speichern.
Schallkopf-Impulssteuerung
Die Schallkopf-Impulssteuerung ermöglicht es dem Bediener, dem sogenannten Ultrasonographen, die Frequenz und Dauer der Ultraschallimpulse sowie den Scanmodus des Geräts einzustellen und zu ändern. Die Befehle des Bedieners werden in sich ändernde elektrische Ströme umgesetzt, die an die piezoelektrischen Kristalle in der Schallkopf Sonde angelegt werden.
Anzeige
Die Anzeige ist ein Computermonitor, der die von der CPU verarbeiteten Daten anzeigt. zeigt an können je nach Modell des Ultraschallgeräts schwarz-weiß oder farbig sein.
Tastatur/Cursor
Ultraschallgeräte verfügen über eine eingebaute Tastatur und einen Cursor, wie z. B. ein Trackball. Diese Geräte ermöglichen es dem Bediener, Notizen zu den Daten hinzuzufügen und Messungen vorzunehmen.
Datenträgerspeicher
Die verarbeiteten Daten und/oder Bilder können auf einem Datenträger gespeichert werden. Die Datenträger können Festplatten, Disketten, kompakt Discs (CDs) oder digitale Video-Discs (DVDs) sein. Typischerweise werden die Ultraschalluntersuchungen eines Patienten auf einer Diskette gespeichert und mit den medizinischen Unterlagen des Patienten archiviert.
Drucker
Viele Ultraschallgeräte verfügen über Thermodrucker, mit denen eine Papierkopie des Bildes von der Anzeige erstellt werden kann.
