《Medizinische Physik》 Das Funktionsprinzip von B-Ultraschall

Wenn die meisten Menschen an „B-Ultraschall“ denken, denken sie wahrscheinlich an Bilder eines Fötus im Mutterleib oder während einer Routineuntersuchung.

1. Was ist B-Ultraschall?

B-Ultraschall ist eine Art der Ultraschalluntersuchung.

Ultraschallwellen sind mechanische Schwingungswellen. Im Gegensatz zu elektromagnetischen Wellen benötigen sie für ihre Ausbreitung ein Medium. Das menschliche Ohr kann Schallwellen nur zwischen 20 und 20 kHz wahrnehmen. Wenn die Frequenz größer als 20 KHz ist, ist sie für Menschen nicht hörbar. Diese Art von Schallwelle, die der Mensch nicht wahrnehmen kann, ist eine Ultraschallwelle.

Der Ultraschallwandler beim B-Ultraschall wandelt elektrische Energie in hochfrequente oszillierende mechanische Energie um und erzeugt so hochfrequente, für den Menschen unhörbare Schallwellen. Allerdings arbeiten die meisten der derzeit verwendeten Wandler mit höheren Frequenzen (im Megahertz-Bereich). Ultraschallwellen können auch in elektrische Signale umgewandelt werden. Bei einer Ultraschalluntersuchung trägt der Techniker ein Gel auf die Haut auf, das die Bildung von Lufteinschlüssen zwischen dem Schallkopf und der Haut verhindert, die das Eindringen der Ultraschallwellen in den Körper blockieren können. Die Technologie ähnelt der Echoortung von Fledermäusen, Walen oder Delfinen sowie dem Sonar von U-Booten.

Verschiedene Arten von Ultraschallbildern

(1) 3D-Ultraschallbildgebung

Durch Bewegen der Sonde über die Körperoberfläche oder Drehen der eingeführten Sonde werden mehrere 2D-Bilder aufgenommen. Anschließend werden die 2D-Scans mithilfe einer speziellen Computersoftware zu einem 3D-Bild kombiniert.

(2) Doppler-Ultraschall

Doppler-Ultraschall basiert auf dem Doppler-Effekt. Wenn sich das den Ultraschall reflektierende Objekt bewegt, ändert sich die Frequenz des Echos. Es entsteht eine höhere Frequenz, wenn es sich auf die Sonde zubewegt, und eine niedrigere Frequenz, wenn es sich von der Sonde wegbewegt. Wie stark sich die Frequenz ändert, hängt davon ab, wie schnell sich das Objekt bewegt. Mithilfe von Doppler-Ultraschall werden Änderungen in der Echofrequenz gemessen, um die Geschwindigkeit der Bewegung eines Objekts zu berechnen, beispielsweise zur Messung von Herz- und Blutfluss.

3. Was ist der Farbultraschall, von dem wir oft sprechen?

Einfach ausgedrückt ist Farbultraschall ein hochauflösender Schwarzweiß-B-Ultraschall plus Farbdoppler, der umfassendere medizinische Informationen liefert.

4. Gibt es Risiken?

Ultraschalluntersuchungen sind nicht-invasiv, sicher und schmerzlos für den Patienten und erzeugen keine ionisierende Strahlung wie Röntgenstrahlen, CT-Scans und Magnetfelder bei der Magnetresonanztomographie (MRT). Dennoch kann Ultraschall unter bestimmten Umständen und Bedingungen einige biologische Wirkungen im Körper hervorrufen:

(1) Thermischer Effekt: Gewebe oder Wasser absorbieren Ultraschallenergie, wodurch die lokale Temperatur steigt.

(2) Blasenbildung: Blasen können entstehen, wenn gelöste Gase aufgrund der durch Ultraschall verursachten lokalen Hitze aus der Lösung entweichen.

Allerdings konnten in Studien an Menschen oder Tieren keine negativen Auswirkungen von Ultraschall nachgewiesen werden. Dennoch sollte Ultraschall nur eingesetzt werden, wenn es unbedingt notwendig ist.