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Seminar 2: Ultraschall - von der Welle zum Bild

Lernziele

  1. darlegen können, was Ultraschallwellen sind und wie sie erzeugt und detektiert werden (Piezoeffekt). (MC)
  2. erläutern können, wie Ultraschallwellen in den Körper gelangen und wie sie sich in den verschiedenen Geweben ausbreiten (Reflexion, Streuung, Absorption, Impedanz). (MC) (SMPP)
  3. den Zusammenhang zwischen Frequenz, Eindringtiefe und örtlicher Auflösung eines Sonogramms erläutern können. (MC)


Lernziel 1


Ultraschallwellen

akustischer Schall im Frequenzbereich 20k bis 1G Hz. Der diagnostische Bereich beschränkt sich jedoch auf 1-10 MHz. Schall ist immer eine Longtitudinalwelle (Schwingung in Ausbreitungsrichtung)
Erzeugung - indirekter Piezoeffekt
Anlegen einer Wechselspannung an Piezoelektrischen Kristall ruft Schwingungen in diesem hervor → Erzeugung Ultraschall

Detektion - direkter Piezoeffekt
Absorption Ultraschall durch Piezokristall und bringt diesen zum schwingen → Erzeugung Wechselspannung, welche gemessen und in Bild übersetzt werden kann

Impuls-Echo-Verfahren
Sender und Empfänger in einem Bauteil

Lernziel 2


Ausbreitung Ultraschall im Körper und den verschiedenen Geweben

Ausbreitungsgeschwindigkeit Luft 330m/s, Wasser/Blut/Fett/Muskel 1500m/s, Knochen 3500m/s
Impedanz
Widerstand einer Substanz bei Durchdringung

Reflexion
Absorption

weitere Wechselwirkungen (genauer im Zusammenhang mit Sinnesorganen)
Streuung
rauhe, nicht senkrechte Oberflächen streuen → Reflexionsverluste
Brechung
schräg auftreffende Wellen nach Brechungsgesetz gebrochen/reflektiert
Beugung
im homogenen Medium geradlinige Ausbreitung, bei Hinternissen (zB Gewebsinhomogenitäten) Beugung der Schallwellen

Lernziel 3


Sonogramm - Zusammenhang zwischen Frequenz, Eindringtiefe, örtliche Auflösung

örtliche Auflösung - kleinstmöglicher Abstand zweier Punkte, die unterschieden werden können

Eindringtiefe - Tiefe bis der ein Bild gemacht werden kann
Frequenz - je höher, desto energiereicher der Ultraschall

⇒ Kompromiss aus Auflösung und Eindringtiefe



weitere Notizen