UltraschallVerfahren

Ultraschallverfahren umfassen Mess- und Bildgebungsverfahren, die hochfrequente Schallwellen verwenden, um Informationen über Materie zu gewinnen. Typische Frequenzen liegen im Megahertz-Bereich. Anwendungen finden sich in Medizin, Technik und Forschung.

Prinzip: Ein Wandler wandelt elektrische Signale in mechanische Schwingungen um. Die Schallwellen gelangen durch ein Kopplungsmittel in das Untersuchungsobjekt; von Grenzflächen reflektierte Echos kehren zum Empfänger zurück. Laufzeit, Amplitude und Frequenzveränderungen liefern Aufschluss über Lage, Dichte, Geschwindigkeit und Elastizität des Gewebes oder Materials. Unterschiedliche Modi ermöglichen verschiedene Auswertungen, darunter B‑Mode-Bildgebung, Doppler- und Duplex-Verfahren zur Messung von Blutfluss, sowie elastografische Techniken zur Beurteilung der Gewebeelastizität. In der Therapie wird Ultraschall auch fokussiert eingesetzt, etwa in der hochintensiven fokussierten Ultraschalltherapie (HIFU).

Medizinische Anwendungen: Diagnostische Sonografie zur Abbildung von Organen, Gefäßen und Embryonen; Doppler-Assessments von Strömungen; ggf. elastografische Verfahren.

Technische Anwendungen: Nicht zerstörende Prüfung (NDT) von Bauteilen, Prüfung von Schweißnähten, Dickenmessung, Materialprüfung sowie Bildgebung in der Industrie und Forschung.

Vorteile und Grenzen: Ultraschall bietet Realzeitbildgebung, Nicht-Invasivität und geringe Strahlenbelastung. Grenzen beinhalten begrenzte Eindringtiefe und Auflösung im Verhältnis zur Frequenz, Abhängigkeit von Kopplung und Anwenderfertigkeit, sowie Artefakte. Sicherheit: Bei medizinischer Anwendung gelten Grenzwerte zur Wärmewirkung und Kavitation; bei industrieller Nutzung müssen Materialkoppelung und Oberflächenbeschaffenheit berücksichtigt werden.

Standards: Medizinische Ultraschallgeräte unterliegen internationalen Normen und Richtlinien zur Sicherheit und Qualität; wesentliche Normen umfassen IEC 60601‑2‑37 und verwandte Standards; NDT-Anwendungen folgen entsprechenden Normen in der Industrie.