Wie funktionieren Ultraschallgeräte?

Rajat Gupta, ehemaliger Sommer-Praktikant bei National Thermal Power Corporation (2015)

Ultraschallverfahren werden aus einer Reihe von medizinischen Gründen verwendet, meistens um die Entwicklung eines Fötus zu überwachen. Ultraschall sendet hochfrequente Schallwellen durch den Körper und misst deren reflektierte Echos, um ein 2D-Bild von internen Strukturen zu erzeugen. Die Schallkopfsonde, die auf der Haut platziert ist, wurde speziell entwickelt, um diese Wellen zu erzeugen und zu empfangen. Dies geschieht nach einem Prinzip, das als piezoelektrischer Effekt bezeichnet wird. Quarzkristalle - piezoelektrische Kristalle - innerhalb der Wandlersonde ändern schnell die Form und vibrieren, wenn ein elektrischer Strom durch sie fließt. Dadurch entstehen Schallwellen, die sich im Körper durch Flüssigkeit und Weichgewebe frei bewegen. Sobald sie jedoch eine dichtere Struktur erreichen, werden sie als Echo auf den Wandler zurückgeworfen. Dadurch geben die Kristalle im Inneren der Sonde elektrische Ströme ab, die an die Zentraleinheit (CPU) weitergegeben werden. Die gesammelten Informationen bilden dann ein Bild auf dem Bildschirm.

Unternehmen Ultraschall

Ultraschallgerät-Anbieter
Beantwortet 6. April 2016

Ein Ultraschall-Scanner besteht aus einer Reihe von Komponenten, einschließlich einer Wandlersonde, einer Zentraleinheit (CPU), einem Monitor, einer Tastatur mit Steuerknöpfen, Plattenspeichergeräten, einem Drucker und so weiter.

Die wichtigste Komponente ist die Wandlersonde. Diese Sonde erzeugt beide die im Ultraschall verwendeten Schallwellen und empfängt ihre Echos zurück. Dies geschieht durch Nutzung eines wissenschaftlichen Phänomens, das als piezoelektrischer Effekt, auch als Druckelektrizitätseffekt bezeichnet, bezeichnet wird. Erstmals 1880 von Pierre und Jacques Curie entdeckt

Dieser Effekt bewirkt, dass in der Ultraschallsonde enthaltene Quarzkristalle schnell vibrieren und Schallwellen, die mechanische Druckwellen sind, aussenden, wenn ein elektrischer Strom an sie angelegt wird. Derselbe Effekt bewirkt auch, dass die Kristalle elektrische Ströme abgeben, wenn die reflektierten Schallwellen von einem Ultraschalltest zu ihnen zurückreflektieren. So können Quarzkristalle in einer Ultraschallsonde Ultraschallwellen sowohl senden als auch empfangen. Sonden verwenden schallabsorbierendes Material, so dass sie keine Echos reflektieren, und sie verwenden akustische Linsen, um die Schallwellen zu fokussieren und zu lenken.

Robert Fuller

Experte für medizinische Geräte
Beantwortet am 1. September 2017

Ein Ultraschallgerät benötigt zwei Hauptwerkzeuge, um Schall zu senden, zu hören und zu übersetzen. Die Wandlersonde mit Kristallen und die Ultraschall-CPU sind die Werkzeuge, die benötigt werden, um Geräusche in ein Bild zu verwandeln. Der Wandler ist im Allgemeinen ein Handgerät, das dazu verwendet wird, Schallwellen an eine bestimmte Stelle des Körpers zu senden und dann auf die Echos der Töne zu hören, nachdem diese von verschiedenen Arten von Gewebe im Körper reflektiert wurden. Die Frequenz der Schallwelle und die Zeit, die das Echo benötigt, um zum Wandler zurückzukehren, werden an einen Computer gesendet, der eine mathematische Gleichung verwendet, um die Töne in ein zweidimensionales Bild zu übersetzen. Die weiter entfernten Objekte erscheinen dunkler und die näher liegenden Objekte im Körper werden als hellere Bereiche auf dem Bild angezeigt. Niedrigere Frequenzen werden verwendet, um Bilder von tieferen Objekten wie einer Leber oder Niere zu erzeugen, und höhere Frequenzen werden für weiches Gewebe und oberflächliche Strukturen wie Muskeln, Sehnen, Hoden, Brüste und die neonatalen Gehirne verwendet.

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