Ultraschallmethoden

Ultraschallmethoden umfassen Verfahren, die hochfrequente Schallwellen nutzen, um Objekte zu visualisieren, Messwerte zu gewinnen oder Gewebe zu beeinflussen. In der Medizin ermöglichen sie bildgebende Verfahren sowie funktionale Messungen; außerhalb des Körpers finden sie Anwendung in der zerstörungsfreien Prüfung von Bauteilen und Werkstoffen. Die Frequenzen liegen typischerweise im Bereich von 2 bis 18 Megahertz, abhängig von benötigter Auflösung und Eindringtiefe. Ultraschall ist nicht ionisierend und wird daher bevorzugt eingesetzt, wenn schonende Diagnostik gefragt ist.

Zu den diagnostischen Methoden gehören der B-Modus zur 2D-Gewebedarstellung, der M-Modus zum Zeitverlauf von Strukturen wie dem Herz und der A-Modus zur Distanzmessung. Die Doppler-Sonographie, einschließlich farbiger und spektraler Doppler, dient der Messung von Blutflussgeschwindigkeiten. Die Elastographie erfasst Gewebeelastizität; der Kontrastverstärkte Ultraschall (CEUS) setzt Mikrobläschen ein, um die Bildgebung zu verbessern. 3D- und 4D-Ultraschall liefern dreidimensionale bzw. zeitlich veränderliche Volumeninformationen.

Zu therapeutischen Ultraschallmethoden gehört fokussierter Ultraschall (HIFU), der Gewebe gezielt erhitzen oder zerstören kann und in der Tumortherapie sowie bei bestimmten gutartigen Erkrankungen eingesetzt wird. In der Industrie dienen Ultraschallmethoden der zerstörungsfreien Prüfung (ZfP): z. B. Dicken- und Wanddickenmessungen, Flaw- und Rissprüfungen, sowie Phased-Array-Technik zur flächenhaften Inspektion. In der Forschung werden Ultraschallmethoden auch zur Materialcharakterisierung genutzt.

Sicherheit und Einschränkungen: Die Anwendung erfolgt nach Richtlinien; Indizes wie Thermal Index (TI) und Mechanical Index (MI) geben Risiken an. Typische Artefakte, operatorische Abhängigkeit sowie eingeschränkte Bildqualität bei Luft, Knochen oder stark adipösem Gewebe können auftreten. Die Entwicklung orientiert sich an fortschrittlicher Bildgebung, Elastographie und KI-gestützter Auswertung.