Ultraschallbasierte

Ultraschallbasierte Verfahren und Systeme verwenden Schallwellen mit Frequenzen jenseits des menschlichen Hörbereichs, um Informationen zu gewinnen, Strukturen abzubilden oder therapeutische Wirkungen zu erzeugen. Typischerweise liegt die Frequenz im medizinischen Bereich zwischen etwa 2 und 15 Megahertz, während in der Industrie niedrigere Frequenzen zur Tiefenprüfung genutzt werden. Die grundlegende Funktionsweise beruht auf der Erzeugung von Ultraschallimpulsen, deren Reflektionen an Grenzflächen oder Unregelmäßigkeiten gemessen werden. Aus Laufzeit, Amplitude und Frequenzverschiebung lassen sich Lage, Beschaffenheit, Bewegung oder Materialeigenschaften ableiten.

In der Medizin spielen ultraschallbasierte Verfahren eine zentrale Rolle. Die diagnostische Ultraschallbildgebung (B-Modus) visualisiert Gewebe und Organe in Echtzeit und wird durch Doppler-Techniken ergänzt, um Blutfluss und Herztätigkeit darzustellen. Elastographie liefert Hinweise auf Gewebeelastizität. Zusätzlich finden ultraschallbasierte Techniken in der interventionellen Medizin Anwendung, etwa bei der feinen Führung von Eingriffen oder in der therapeutischen Nutzung, zum Beispiel bei der Hochintensitätsfokussierten Ultraschallbehandlung (HIFU) zur Gewebeablation. Ultraschall gilt als nicht ionisierend, was eine wiederholte Bildgebung ohne Strahlenbelastung ermöglicht, ist aber abhängig von Gewebe- und Orientierungseinflüssen.

Außerhalb der Medizin kommen ultraschallbasierte Methoden in der industriellen Nichtzerstörungsprüfung (NDT) zum Einsatz. Hier dienen Ultraschallwellen der Flawenerkennung, von Dickenmessungen bis hin zur Charakterisierung von Materialfehlern oder Schichtaufbauten. Die Sicherheit, Kalibrierung und Normung folgen entsprechenden Standards, die Bildgebung und Prüfergebnisse zuverlässig interpretierbar machen. Die Vielfalt der Anwendungsgebiete macht ultraschallbasierte Technologien zu einer vielseitigen Gruppe von Verfahren in Wissenschaft, Medizin und Technik.