Ultraääntä

Ultraääni tarkoittaa ääniaaltoja, joiden taajuus ylittää ihmisen kuuloalueen rajan, noin 20 kHz. Käytännössä lääketieteessä ja teollisuudessa käytetään taajuuksia useista kymmenistä kilohertseistä useisiin megahertseihin (MHz).

Ultraääniä tuotetaan piezoelektrisilla transduktoreilla. Sähköinen pulssi saa aikaan mekaanisen värähtelyn, joka lähettää ääniaaltoja kudoksiin. Aalto heijastuu kudosten rajapinnoilta ja palaa vastaanottimeen. Näiden heijastusten perusteella muodostetaan kuvia tai mittauksia; prosessi on pääasiassa ei-ionisoiva ja soveltuu reaaliaikaiseen kuvantamiseen.

Usein tunnetuin sovellus on lääketieteellinen kuvantaminen: kudosten, elinten ja verenkierron kuvien muodostaminen reaaliajassa. Sikiöseuranta sekä vatsan- ja rintakehän kuvaukset sekä sydämen toiminnan havainnointi ovat yleisiä käyttötapoja. Ultraääniä käytetään myös hoitoihin, kuten kohdennettuun lämpöhoitoon (HIFU). Teollisuudessa sitä sovelletaan ei-vaurioittavaan testaukseen, puhdistukseen ja osien laadunvalvontaan.

Ultraääni on pääasiassa turvallinen ja ei-ionisoiva teknologia, mutta korkea intensiteetti tai pitkäaltistus voi aiheuttaa lämpövaikutuksia sekä cavitaatiota. Käyttö noudattaa annostus- ja aikarajoituksia. Keskeisiä rajoitteita ovat syvyys ja kudosten läpäisy: korkeammat taajuudet parantavat tarkkuutta mutta pienentävät syvyyttä, matalammat taajuudet puolestaan mahdollistavat suuremman syvyyden mutta heikomman resoluution. Laitteesta ja ammattilaisen osaamisesta riippuvat kuvaus- ja hoitotarkkuudet.

Historia: Ultraäänen kehitys sai alkunsa 1900-luvulla. Varhaisia kokeita tehtiin ääniaaltojen piirteiden tutkimuksessa ja piezoelektrisen vaikutuksen hyödyntämisessä, ja lääketieteellinen kuvantaminen kehittyi 1950-luvulla. Nykyisin käytetään 2D-, 3D- ja 4D-kuvauksia sekä terapeuttisessa että teollisessa käytössä.