Ultraschall ist eine diagnostische Technik, die Ultraschall verwendet. Letztere können bei der Durchführung eines einfachen Ultraschalls verwendet oder mit einem CT-Scan kombiniert werden, um Bilder von Körperteilen zu erhalten (Tc-Ecotomografia) oder sogar um Informationen und Bilder des Blutflusses zu erfassen (Ecocolordoppler).
Vertiefung der Artikel
Funktionsprinzip Ausführungsmethoden Anwendungsgebiete Vorbereitung Ultraschall der Prostata Ultraschall der Schilddrüse Leber-Sonographie Bauch-Sonographie Brust-Ultraschall Transvaginaler Ultraschall Morphologische Sonographie in der SchwangerschaftFunktionsprinzip
Ultraschall ist in der Physik eine mechanische longitudinale elastische Welle, die sich durch kleine Wellenlängen und hohe Frequenzen auszeichnet. Die Wellen haben typische Eigenschaften:
- Sie transportieren kein Material
- Sie gehen um Hindernisse herum
- Sie kombinieren ihre Effekte, ohne sich gegenseitig zu verändern.
Ton und Licht bestehen aus Wellen.
Die Wellen zeichnen sich durch eine oszillierende Bewegung aus, bei der die Aufforderung eines Elements auf die benachbarten Elemente und von diesen auf die anderen übertragen wird, bis es sich auf das gesamte System ausbreitet. Diese Bewegung, die aus der Kopplung einzelner Bewegungen resultiert, ist eine Art kollektive Bewegung, da elastische Bindungen zwischen den Komponenten des Systems vorhanden sind. Es verursacht die Ausbreitung einer Störung ohne jeglichen Transport von Materie in irgendeine Richtung innerhalb des Systems selbst. Diese kollektive Bewegung wird Welle genannt. Die Ausbreitung von Ultraschall erfolgt in Materie in Form von Wellenbewegungen, die alternierende Kompressions- und Verdünnungsbänder der Moleküle erzeugen, aus denen das Medium besteht.
Denken Sie nur daran, wenn ein Stein in einen Teich geworfen wird und das Konzept der Welle klar ist.
Die Wellenlänge ist als Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Punkten in der Phase gedacht, dh mit der gleichen Amplitude und dem gleichen Bewegungssinn zur gleichen Zeit. Seine Maßeinheit ist der Zähler einschließlich seiner Untermultiplikatoren. Der im Ultraschall verwendete Wellenlängenbereich liegt zwischen 1, 5 und 0, 1 Nanometer (nm, dh ein Milliardstel Meter).
Die Frequenz ist definiert als die Anzahl der vollständigen Schwingungen oder Zyklen, die die Partikel in der Zeiteinheit ausführen und wird in Hertz (Hz) gemessen. Der im Ultraschall verwendete Frequenzbereich liegt zwischen 1 und 10-20 Megahertz (MHz oder eine Million Hertz) und ist manchmal sogar größer als 20 MHz. Diese Frequenzen sind für das menschliche Ohr nicht hörbar.
Die Wellen breiten sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit aus, die von der Elastizität und Dichte des Mediums abhängt, das sie durchlaufen. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Welle ergibt sich aus dem Produkt ihrer Frequenz und ihrer Wellenlänge (vel = Freq x Wellenlänge).
Zur Ausbreitung benötigt der Ultraschall ein Substrat (zum Beispiel den menschlichen Körper), dessen elastische Kohäsionskräfte die Partikel vorübergehend verändern. Je nach Substrat, also abhängig von seiner Dichte und den Kohäsionskräften seiner Moleküle, breitet sich die Welle in ihrem Inneren unterschiedlich schnell aus.
Die Impedanzakustik ist definiert als der innere Widerstand der Materie, die mit Ultraschall durchquert werden soll. Sie bestimmt ihre Ausbreitungsgeschwindigkeit in der Materie und ist direkt proportional zur Dichte des Mediums multipliziert mit der Ausbreitungsgeschwindigkeit des Ultraschalls im Medium selbst (IA = vel x density). Die verschiedenen Gewebe des menschlichen Körpers haben alle eine unterschiedliche Impedanz, und dies ist das Prinzip, auf dem die Ultraschalltechnik basiert.
Zum Beispiel haben Luft und Wasser eine niedrige akustische Impedanz, Fettleber und Muskel haben eine mittlere Impedanz und Knochen und Stahl haben eine sehr hohe Impedanz. Darüber hinaus kann der Ultraschall dank dieser Eigenschaft des Gewebes manchmal Dinge sehen, die die CT (Computerized Tomography) nicht sieht, wie zum Beispiel Lebersteatose, dh die Ansammlung von Fett in Hepatozyten (Leberzellen), Hämatomen durch Quetschung (Extravasation von Blut) und andere Arten von flüssigen oder festen isolierten Ansammlungen.
Im Ultraschall werden Ultraschall durch hochfrequenten piezoelektrischen Effekt erzeugt . Piezoelektrischer Effekt bezeichnet die Eigenschaft einiger Quarze oder Keramiken, bei Anlegen einer elektrischen Spannung mit hoher Frequenz zu schwingen, also bei Überschreitung durch einen elektrischen Wechselstrom. Diese Kristalle sind in der Ultraschallsonde enthalten, die in Kontakt mit der Haut oder den Geweben des Probanden gebracht wird. Diese Sonde wird als Wandler bezeichnet und sendet Ultraschallstrahlen aus, die die zu untersuchenden Körper durchdringen und eine Dämpfung erfahren, die in direktem Zusammenhang mit der Sonde steht Ausgangsfrequenz des Wandlers. Je höher die Frequenz des Ultraschalls ist, desto stärker dringen sie in das Gewebe ein und haben eine höhere Auflösung der Bilder. Für die Untersuchung der Bauchorgane werden üblicherweise Arbeitsfrequenzen zwischen 3 und 5 Megahertz verwendet, während für die Beurteilung von oberflächlichen Geweben (Schilddrüse, Brust, Hodensack usw.).
Die Übergangspunkte zwischen Geweben mit unterschiedlicher akustischer Impedanz werden als Schnittstellen bezeichnet . Immer wenn der Ultraschall auf eine Grenzfläche trifft, wird der Strahl teilweise reflektiert (zurück) und teilweise gebrochen (dh vom darunterliegenden Gewebe absorbiert). Der reflektierte Strahl wird auch als Echo bezeichnet. es kehrt zum Wandler zurück, wo es zurückkehrt, um den Sondenkristall mit Strom zu versorgen und einen elektrischen Strom zu erzeugen. Mit anderen Worten, der piezoelektrische Effekt wandelt Ultraschall in elektrische Signale um, die dann von einem Computer verarbeitet und in Echtzeit in ein Bild auf Video umgewandelt werden.
Es ist daher möglich, durch Analyse der Eigenschaften der reflektierten Ultraschallwelle nützliche Informationen zu erhalten, um Strukturen mit unterschiedlichen Dichten zu unterscheiden. Die Reflexionsenergie ist direkt proportional zur Änderung der akustischen Impedanz zwischen zwei Oberflächen. Bei signifikanten Abweichungen, wie z. B. dem Durchgang zwischen Luft und Haut, kann der Ultraschallstrahl eine Totalreflexion erfahren. Aus diesem Grund müssen zwischen Sonde und Haut gallertartige Substanzen verwendet werden. Sie sollen Luft beseitigen.
Ausführungsmethoden
Ultraschall kann auf drei verschiedene Arten durchgeführt werden:
A-Mode (Amplitude Mode = Amplitudenmodulationen): Wird derzeit vom B-Mode überschritten. Im A-Modus wird jedes Echo als Ablenkung der Grundlinie dargestellt (die die Zeit angibt, die die reflektierte Welle benötigt, um zum Empfangssystem zurückzukehren, dh die Entfernung zwischen der Grenzfläche, die die Reflexion verursacht hat, und der Sonde). als "Spitze", deren Amplitude der Intensität des Signals entspricht, das sie erzeugt hat. Dies ist die einfachste Art, das Ultraschallsignal darzustellen, und sie ist eindimensional (dh sie bietet eine Analyse in einer einzigen Dimension). Sie gibt Auskunft über die Art der betreffenden Struktur (flüssig oder fest). A-Mode wird immer noch verwendet, aber nur in der Augenheilkunde und in der Neurologie.
TM-Mode (Time Motion Mode): In diesem Modus werden die A-Mode-Daten durch die dynamischen Daten angereichert. Man erhält ein zweidimensionales Bild, in dem jedes Echo durch einen Leuchtpunkt dargestellt wird. Die Punkte bewegen sich horizontal in Bezug auf die Bewegungen der Strukturen. Wenn die Schnittstellen stillstehen, bleiben die Leuchtpunkte still. Es ähnelt dem A-Modus, mit dem Unterschied, dass auch die Echobewegung aufgezeichnet wird. Diese Methode wird nach wie vor in der Kardiologie eingesetzt, insbesondere zur Demonstration der Ventilkinetik.
B-Modus (Helligkeitsmodus): Dies ist ein klassisches ökotomografisches Bild (dh eines Körperteils) der Darstellung der Echos der untersuchten Strukturen auf einem Fernsehbildschirm. Das Bild wird konstruiert, indem die reflektierten Wellen in Signale umgewandelt werden, deren Helligkeit (Graustufen) proportional zur Intensität des Echos ist; Die räumlichen Beziehungen zwischen den verschiedenen Echos "bauen" auf dem Bildschirm das Bild des Abschnitts des zu untersuchenden Organs auf. Es bietet auch zweidimensionale Bilder.
Die Einführung der Grauskala (verschiedene Graustufen zur Darstellung von Echos unterschiedlicher Amplitude) hat die Qualität des Ultraschallbildes verbessert. So werden alle Körperstrukturen in Tönen von Schwarz bis Weiß dargestellt. Die weißen Punkte kennzeichnen das Vorhandensein eines Bildes, das als hyperechoisch bezeichnet wird (z. B. eine Berechnung), während die schwarzen Punkte eines hyperechoischen Bildes (z. B. Flüssigkeiten) angezeigt werden .
Je nach Scan-Technik kann der B-Mode-Ultraschall statisch (oder manuell) oder dynamisch (in Echtzeit) sein. Mit Echtzeit-Ultraschallscannern wird das Bild in der dynamischen Phase ständig rekonstruiert (mindestens 16 vollständige Scans pro Sekunde), um eine kontinuierliche Darstellung in Echtzeit zu gewährleisten.
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