1< Fakultät/Bereich/Professur >
Ultraschall
Technische Universität Chemnitz
Datum: 24.06.2013
Modul: Computergestütztes Messen
Dozenten: A.P. Salvan, Dr. Franke
Referent: Constanze Greger
2< Fakultät/Bereich/Professur >
Gliederung
I. Was ist Ultraschall
II. Anwendungsbereiche
I. Sonografie
II. Echokardiografie
III. Ultraschallmikroskopie
IV. Hochintensiver fokussierter Ultraschall
III. Quellen
Naturwissenschaften – Physik
3< Fakultät/Bereich/Professur >
I. Was ist Ultraschall
• Elastische Wellen 15 kHz bis 10 GHz
• Tiere wie Delfine und Fledermäuse nutzen US zur Orientierung
• Mensch nutzt US zur Materialuntersuchung
Naturwissenschaften – Physik
4< Fakultät/Bereich/Professur >
II. Anwendungsbereich
• Echolot, Sonar
• Ultraschallschweißen
• Ultraschalldichtemessung
• Bestimmung der Schallgeschwindigkeit von Flüssigkeiten
• Herstellung extrem glatter Flächen
• Füllstandsmessung bei flüssigen und festen Medien
unterschiedlicher Konsistenz und Oberflächenbeschaffenheit
Naturwissenschaften – Physik
5< Fakultät/Bereich/Professur >
II. Anwendungsbereich
• Utraschallmikroskopie
• Informationsübertragung:
• Werkstoffprüfung
• Industrielle von Material in Ultraschallreininungsgeräten
• Sonografie und Echokardiografie zur Untersuchung von Mensch
und Tier
• Ultraschall-Schneiden biologischer Gewebe
• Geschwürbehandlung: Hochintensiver fokussierter Ultraschall
Naturwissenschaften – Physik
6< Fakultät/Bereich/Professur >
II. Anwendungsbereich
• Zahnsteinentfernung
• Ultraschallsensoren
• Entgasung von Flüssigkeiten
• Geräte zur Abschreckung von Madern
• Hundepfeifen
• Ultraschalldurchflusssensoren für Rohre und Kanäle
• Nierensteinzertrümmerung
Naturwissenschaften – Physik
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Sonografie
• bildgebendes Verfahren zur Untersuchung von organischem Gewebe
• Entstehendes Bild: Sonogramm
Naturwissenschaften – Physik
http://radikale-innovation.com/wp-content/uploads/2007/12/Sonogramm.jpg
8< Fakultät/Bereich/Professur >
Sonografie – Physikalische Grundlagen
• Unterschiedliche Ausbreitungsgeschwindigkeit von Schall in Medien
• Relflexion an Granzflächen
• Piezoelektrischer Effekt
Naturwissenschaften – Physik
9< Fakultät/Bereich/Professur >
Sonografie – Aufbau des Ultraschallgeräts
• Bauteile für Schallerzeugung, Signalverarbeitung und
Signaldarstellung, Schnittstell zu Monitor und Drucker,
Speichermedium und auswechselbare Ultraschallsonde
Naturwissenschaften – Physik
http://www.ultraschallgeraete.de/fileadmin/upload/abavo_sondendatenbank/img/default.jpg
10< Fakultät/Bereich/Professur >
Sonografie – Funktionsweise
Naturwissenschaften – Physik
• Durch piezoelektrischen Effekt erzeugte Ultraschallwellen
• Impedanz = Widerstand, der der Ausbreitung von Wellen
entgegenwirkt
• Kurze gerichtete Schallwellenimpulse von Sonde ausgesendete
• Echogenität
11< Fakultät/Bereich/Professur >
Sonografie – Bildgebung
Naturwissenschaften – Physik
• Impuls-Echo-Verfahren
• Elektrischer Impuls durch pioezoelektrischen Effekt in Schallimpuls
umgewandelt
• Zurücklaufendes Echo wird im Schallkopf in elektronisches Signal
umgewandelt
• Darauffolgender Schallimpuls durch automatisches mechanisches
Schwenken der Sonde ausgestrahlt
• Nächster Impuls erst, wenn alle Echos abgeklungen sind
12< Fakultät/Bereich/Professur >
Sonografie – Untersuchbarkeit
Naturwissenschaften – Physik
• Gut untersuchbar:
• Arterien, Darm, Gallenblase, Gallengang, Halsschlagadern,
Harnleiter, Haut, Herz, Leber, Lymphknoten, Milz, Niere,
Pankreas, Pleura, Schilddrüse, Hoden, Speicheldrüse
• Bedingt untersuchbar:
• Eierstöcke, Enddarm, Harnleiter, Nebenniere, Magen, Prostata
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Sonografie – Vor- und Nachteile
Naturwissenschaften – Physik
• Vorteile:
• Nicht invasiv, risikoarm, schmerzfrei
• Geringe Anschaffungs- und Betriebskosten
• Keine aufwendigen Strahlenschutzmaßnahmen oder -
belehrungen
• Nachteile:
• Geringe Auflösung bei tief gelegenen Gewebestrukturen
• Gas und Knochen verhindern die Ultraschallausbreitung
14< Fakultät/Bereich/Professur >
Echokardiografie
Naturwissenschaften – Physik
• Untersuchung des Herzens mittels Ultraschall
• Innerhalb kürzester Zeit eine nichtinvasive, patientenschonenende
Untersuchung
• Verschiedene Untersuchungsmethoden:
• TTE
• TEE
15< Fakultät/Bereich/Professur >
Echokardiografie – TTE
Naturwissenschaften – Physik
• Transthorakale Echokardiografie
• Erster Ansatzpunkt für Untersuchung ist neben dem Brustbein an Herzspitze
• Weitere Punkte schwer zugänglich (unter den Rippen)
• Weitere Ansatzpunkte:
• Unterhalb des Brustbeins
• Oberhalb des Brustbeins
16< Fakultät/Bereich/Professur >
Echokardiografie – TTE
Naturwissenschaften – Physik
17< Fakultät/Bereich/Professur >
Echokardiografie – TEE
Naturwissenschaften – Physik
• Transösophageale Echokardiografie
• Untersuchung von der Speiseröhre aus
• Bietet bessere Darstellung bestimmter Herzteile und kleiner
Thromben
• Beurteilung von:
• Herzklappenfehler, Blutgerinnsel, Entzündung der
Herzinnenhaut, Beurteilung der Funktion künstlicher Herzklappen
19< Fakultät/Bereich/Professur >
Ultraschallmikroskopie– Belastungsechokardiografie
Naturwissenschaften – Physik
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