Ultraschall ist ein diagnostisches Verfahren, das Ultraschall verwendet, letzteres kann bei der "Durchführung" eines einfachen Ultraschalls verwendet werden oder mit einem CT kombiniert werden, um Bilder von Körperabschnitten (CT-Echotomographie) oder Informationen und Bilder des Blutflusses zu gewinnen ( Echocolordoppler).
Ausführliche Artikel
Funktionsprinzip
In der Physik sind Ultraschall longitudinale elastische mechanische Wellen, die sich durch kurze Wellenlängen und hohe Frequenzen auszeichnen.Wellen haben typische Eigenschaften:
- Sie tragen egal
- Sie umgehen Hindernisse
- Sie kombinieren ihre Wirkungen, ohne sich gegenseitig zu verändern.
Schall und Licht bestehen aus Wellen.
Die Wellen zeichnen sich durch eine oszillierende Bewegung aus, bei der die Spannung eines Elements auf die benachbarten Elemente und von diesen auf die anderen übertragen wird, bis sie sich auf das gesamte System ausbreitet. Diese Bewegung, die sich aus der "Kopplung einzelner Bewegungen" ergibt, ist eine Art kollektiver Bewegung, da elastische Bindungen zwischen den Komponenten des Systems vorhanden sind. Sie führt zur Ausbreitung einer Störung ohne jeglichen Stofftransport in jede Richtung innerhalb des Systems selbst. Diese kollektive Bewegung wird Welle genannt Die Ausbreitung des Ultraschalls findet in der Materie in Form einer Wellenbewegung statt, die abwechselnde Kompressions- und Verdünnungsbänder der Moleküle erzeugt, aus denen das Medium besteht.
Denken Sie nur daran, wenn ein Stein in einen Teich geworfen wird, und Sie werden das Konzept einer Welle verstehen.
Unter Wellenlänge versteht man den Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Phasenpunkten, dh mit gleicher Amplitude und Bewegungsrichtung zum gleichen Zeitpunkt. Ihre Maßeinheit ist das Meter, einschließlich seiner Teiler. Der Längenbereich d " Welle in Ultraschall liegt zwischen 1,5 und 0,1 Nanometer (nm, also ein Milliardstel Meter).
Die Frequenz ist definiert als die Anzahl vollständiger Schwingungen oder Zyklen, die Teilchen in einer Zeiteinheit machen und wird in Hertz (Hz) gemessen. Der beim Ultraschall verwendete Frequenzbereich liegt zwischen 1 und 10-20 Megahertz (MHz, dh ein Millionen 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 durchqueren.Die Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Welle ergibt sich aus dem Produkt ihrer Frequenz mit ihrer Wellenlänge (vel = freq x Wellenlänge).
Ultraschall braucht zur Ausbreitung ein Substrat (zB den menschlichen Körper), von dem sie die elastischen Kohäsionskräfte der Partikel vorübergehend verändern. Je nach Substrat, also abhängig von seiner Dichte und den Kohäsionskräften seiner Moleküle, gibt es eine unterschiedliche Ausbreitungsgeschwindigkeit der Welle darin.
Die akustische Impedanz ist definiert als der intrinsische Widerstand von Materie, der von Ultraschall durchquert werden muss. Sie beeinflusst ihre Ausbreitungsgeschwindigkeit in Materie und ist direkt proportional zur Dichte des Mediums multipliziert mit der Ausbreitungsgeschwindigkeit des Ultraschalls im Medium selbst (IA = vel x Dichte). Die verschiedenen Gewebe des menschlichen Körpers haben alle eine unterschiedliche Impedanz, und auf diesem Prinzip beruht die Ultraschalltechnik.
Zum Beispiel haben Luft und Wasser eine niedrige akustische Impedanz, Leberfett und Muskel haben mittlere und Knochen und Stahl haben eine sehr hohe. Darüber hinaus kann das Ultraschallgerät dank dieser Eigenschaft des Gewebes manchmal Dinge sehen, die die CT (Computertomographie) nicht sieht, wie z Prellung (Extravasation von Blut) und andere Arten von isolierten Flüssigkeits- oder Feststoffansammlungen.
Im Ultraschall wird der Ultraschall erzeugt für piezoelektrischer Effekt Hochfrequenz. Unter piezoelektrischem Effekt verstehen wir die Eigenschaft, die einige Quarzkristalle oder einige Keramikarten besitzen, mit hoher Frequenz zu schwingen, wenn sie an eine elektrische Spannung angeschlossen werden, also wenn sie von einem elektrischen Wechselstrom durchflossen wird. Diese Kristalle befinden sich in der Ultraschallsonde, die in Kontakt mit der Haut oder dem Gewebe des Subjekts platziert wird, ein sogenannter Wandler, der so Ultraschallstrahlen aussendet, die die zu untersuchenden Körper durchqueren und einer "Dämpfung" unterliegen, die in direktem Zusammenhang mit der Emission steht Frequenz des Wandlers. Je höher die Frequenz des Ultraschalls ist, desto stärker dringt er in das Gewebe ein, mit einer höheren Auflösung der Bilder. Für die Untersuchung der Bauchorgane werden normalerweise Arbeitsfrequenzen zwischen 3 und 5 Megahertz verwendet, während höhere Frequenzen, größer als 7,5 Megahertz, mit größerem Auflösungsvermögen, für die Beurteilung von oberflächlichem Gewebe (Schilddrüse, Brust, Hodensack, etc.).
Die Durchgangspunkte zwischen Geweben mit unterschiedlicher akustischer Impedanz werden als Schnittstellen bezeichnet. Immer wenn der Ultraschall auf eine Grenzfläche trifft, kommt der Strahl teilweise Reflex (zurück) und teilweise gebrochen (d. h. von den darunter liegenden Geweben absorbiert). Der reflektierte Strahl wird auch Echo genannt; es geht in der Rücklaufphase zum Wandler zurück, wo es den Kristall der Sonde erregt und einen elektrischen Strom erzeugt. 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 dem 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 zu der Änderung der akustischen Impedanz zwischen zwei Oberflächen.Bei signifikanten Änderungen, wie zum Beispiel beim Durchgang zwischen der Luft undder Haut, kann der Ultraschallstrahl einer Totalreflexion unterliegen; Dazu ist es notwendig, zwischen Sonde und Haut gallertartige Substanzen zu verwenden, die die Luft eliminieren.
Ausführungsmethoden
Ultraschall kann auf drei verschiedene Arten durchgeführt werden:
A-Mode (Amplitude Mode = Amplitudenmodulationen): wird derzeit vom B-Mode abgelöst. Im A-Modus wird jedes Echo als Auslenkung der Basislinie dargestellt (die die Zeit ausdrückt, die die reflektierte Welle benötigt, um zum Empfangssystem zurückzukehren, dh der Abstand zwischen der Grenzfläche, die die Reflexion verursacht hat, und der Sonde), als ein "Peak", dessen Amplitude der Intensität des Signals entspricht, das es erzeugt hat. Dies ist die einfachste Art, das Ultraschallsignal darzustellen und ist eindimensional (dh es bietet eine Analyse in nur einer Dimension). Sie gibt nur Auskunft über die Art der untersuchten Struktur (flüssig oder fest). Der A-Modus wird weiterhin verwendet, jedoch nur in der Augenheilkunde und Neurologie.
TM-Mode (Time Motion Mode): In ihm werden die A-Mode-Daten durch die dynamischen Daten angereichert. Man erhält ein zweidimensionales Bild, in dem jedes Echo durch einen leuchtenden Punkt dargestellt wird. Die Punkte bewegen sich horizontal in Bezug auf die Bewegungen der Strukturen. Wenn die Grenzflächen stationär sind, bleiben auch die hellen Flecken stationär. er ähnelt dem A-Mode, jedoch mit dem Unterschied, dass auch die Bewegung des Echos aufgezeichnet wird. Diese Methode wird auch heute noch in der Kardiologie verwendet, insbesondere zur Demonstration der Klappenkinetik.
B-Modus (Helligkeitsmodus oder Helligkeitsmodulation): Dies ist ein klassisches echotomographisches Bild (dh ein Körperabschnitt) der Darstellung der Echos der untersuchten Strukturen auf einem Fernsehmonitor. 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 "bilden" auf dem Bildschirm das Bild des Abschnitts der Orgel in Prüfung Es bietet auch zweidimensionale Bilder.
Die Einführung von Graustufen (verschiedene Graustufen zur Darstellung von Echos unterschiedlicher Amplitude) hat die Qualität des Ultraschallbildes weiter verbessert. So werden alle Körperstrukturen mit Farbtönen von Schwarz bis Weiß dargestellt. Die weißen Punkte bedeuten das Vorhandensein eines "gerufenen Bildes". echoreich (zum Beispiel eine Berechnung), während die schwarzen Punkte eines "Bildes echoarm (zum Beispiel Flüssigkeiten).
Je nach Scan-Technik kann der B-Mode-Ultraschall statisch (oder manuell) oder dynamisch (Echtzeit) sein.Bei Echtzeit-Ultraschall wird das Bild ständig (mindestens 16 vollständige Scans pro Sekunde) phasendynamisch rekonstruiert und liefert eine kontinuierliche Darstellung in Echtzeit.
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