Das Konzept des Ultraschalls ist schon viel länger bekannt, als Sie vielleicht denken. Bereits im 18. Jahrhundert stellte der italienische Wissenschaftler Lazzaro Spallanzani fest, dass Fledermäuse eher durch Geräusche als durch Sicht navigieren¹. Die Art und Weise, wie Fledermäuse Geräusche interpretieren, um die Form und Richtung von Objekten zu bestimmen, wird als Echoortung bezeichnet und bildet die Grundlage der Ultraschalltechnologie.
Ultraschall verwendet Schallwellen, die für das menschliche Gehör zu hoch sind, aber Echos erzeugen, die an Gegenständen abprallen². So wie das Gehirn einer Fledermaus Echos als Daten verwendet, um die Größe und Form von Objekten in ihrer Umgebung zu bestimmen, kann die Ultraschalltechnologie Echos nutzen, um das Innere des Körpers zu "sehen". Ein Scanner kombiniert die Daten aller Echowellen zu einem Bild, das als Sonogramm bezeichnet wird.
Die Ultraschalltechnologie im Gesundheitswesen ist unglaublich nützlich, weil sie uns Bilder aus dem Inneren des Körpers liefert, ohne dass wir Strahlung einsetzen müssen. Diagnostische Ultraschallgeräte werden seit dem Zweiten Weltkrieg in der Medizin eingesetzt.
Signale in Klang umwandeln
Die Geräte, die die Schallwellen für diagnostische Ultraschalluntersuchungen erzeugen, werden als Sonden oder Schallköpfe bezeichnet. Ultraschallsonden enthalten Kristalle mit piezoelektrischen Eigenschaften, d. h., wenn Strom angelegt wird, wandelt der Kristall diese elektrischen Signale in Schallwellen um, die durch den Körper fließen³.
Entscheidend ist, dass dies auch in umgekehrter Richtung funktioniert. Wenn der Kristall die Schallwellen der Echos empfängt, wandelt er sie in elektrische Signale um. Diese Signale verwendet der Scanner, um das Sonogramm zu erstellen.
Arten von Ultraschallsonden
Lineare Sonden bieten hochauflösende Bilder und eignen sich für kleine oder oberflächennahe Körperregionen (wie die Schilddrüse).
Konvexe Sonden oder gekrümmte Sonden eignen sich für Tiefenuntersuchungen. Die Sonden mit niedrigeren Frequenzen werden für die 2D-Bildgebung verwendet, während die Sonden mit höheren Frequenzen und einem breiten Sichtfeld für 3D-Bildgebungsaufgaben wie Bauchuntersuchungen eingesetzt werden⁴.
Phased-Array-Sonden haben eine geringere Anzahl von Kristallen, die in Phasen feuern (daher der Name)⁵. Sie sind für Herz-Scans optimiert, weil sie gut unter die Haut eindringen und eine hohe "Bildrate" für die Erfassung von sich bewegenden Strukturen haben.
Endokavitätssonden sind so konzipiert, dass sie in Körperöffnungen passen und daher nur eine kleine Stellfläche benötigen. Ihre Frequenz liegt im mittleren Bereich von 3Hhz-10MHz.
Fortschritte in der Ultraschallsondentechnologie
Bei der herkömmlichen Ultraschalluntersuchung handelt es sich um eine 2D-Untersuchung, d. h. die Ultraschallwellen werden in einer Ebene gesendet und empfangen. 3D-Scans sind möglich, weil die Technologie es uns jetzt erlaubt, Schallwellen zu erfassen, die in leicht unterschiedlichen Winkeln zueinander stehen. Der eigentliche Fortschritt liegt hier in der Computersoftware, die diese Informationen in ein dreidimensionales Bild umwandeln kann. Das 4D-Scannen hebt die Technologie auf eine neue Ebene, indem es ein Live-Video des Körpers erzeugt.
Die Bedeutung der Desinfektion
Ultraschallsonden sind in vielen Bereichen der Medizin, von Krebs bis hin zur Gynäkologie, ein lebenswichtiges Diagnoseinstrument. Diese teuren und spezialisierten medizinischen Bildgebungsgeräte werden immer wieder verwendet, was bedeutet, dass eine wirksame Desinfektionslösung unerlässlich ist, um jedes Risiko für die Patienten zu verringern. Außerdem ist es wichtig, dass sie nicht zu lange außer Betrieb sind.
Die UV-C-Desinfektion nutzt die bewährte Technologie des UV-C-Lichts zur Zerstörung von Mikroorganismen wie Viren und Bakterien. Der D45 ist die Speziallösung von UV-Smart für Ultraschallsonden - ein kompaktes Gerät mit schnellen Ergebnissen. Der gesamte Desinfektionsprozess dauert nur 75 Sekunden⁷.
Die Ultraschalltechnologie hat sich in den letzten Jahrzehnten stark weiterentwickelt, von unscharfen Schwarz-Weiß-Bildern zu hochauflösenden Farbvideos. Es ist wichtig, dass sich auch die Desinfektionstechnik weiterentwickelt, damit wir das Beste aus diesen wichtigen Diagnoseinstrumenten herausholen können.
Referenzen
¹ Return to the Magic Well: Echolocation Behavior of Bats and Responses of Insect Prey (American Institute of Biological Sciences, Juli 2001)
² NHS-Website Leitfaden für Ultraschalluntersuchungen (Juli 2021)
Was ist der piezeoelektrische Effekt? Nanomotion.de
⁴ Ultraschall-Schallkopf-Typen und die Auswahl des richtigen Schallkopfes, LBN Medical
⁵ Ultraschallsonden| The Break Down, Probo Medical (März 2019)
⁶ Ultraschall 101 - Teil 1: Schallköpfe 123 Sonographie (Januar 2022)
⁷ UV Smart D45 Protokoll, Video von UV Smart (November 2023)
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