UltraSound: a general presentation Seminarvortrag von Lydia Pintscher gehalten am IPR Betreuer: Matteo Ciucci.

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1 UltraSound: a general presentation Seminarvortrag von Lydia Pintscher gehalten am IPR Betreuer: Matteo Ciucci

2 UltraSound Lydia Pintscher 2 “There is always music amongst the trees in the garden, but our hearts must be very quiet to hear it.“ - Minnie Aumonier http://en.wikipedia.org/wiki/Image:3dultrasound.png

3 UltraSound Lydia Pintscher 3 Ultraschall in der Natur Fledermäuse, Delfine, Wale,... Orientierung und Ortung http://de.wikipedia.org/wiki/Bild:Big-eared-townsend-fledermaus.jpg

4 UltraSound Lydia Pintscher 4 Historisches 17 Jhd.: Isaac Newton entdeckt Zusammenhang zwischen Ausbreitung und Eigenschaften des Mediums 1794: Spallanzani und die Fledermäuse 1880: Brüder Curie entdecken den piezoelektrischen Effekt Sonar und Radar zwischen 1. und 2. WK: Ultraschall zur Materialprüfung (Sokolof und Firestone) http://de.wikipedia.org/wiki/Bild:Echolot.png

5 UltraSound Lydia Pintscher 5 Historisches 2 medizinische Nutzung 1957: B-Mode-Scanner (Brown und Donald) 1959: Dopplerverfahren (Satomura) 1972: erste Abtreibung nach Ultraschall

6 UltraSound Lydia Pintscher 6 physikalische Grundlagen Frequenz > 20 kHz Ausbreitung in Longitudinalwellen Impedanz -> Reflektion

7 UltraSound Lydia Pintscher 7 physikalische Grundlagen 2 Dopplereffekt

8 UltraSound Lydia Pintscher 8 Ultraschallgeräte Scanner, Monitor, Prozessor, Drucker, Speicher Sektorscanner Linearscanner Konvexscanner Spezialscanner http://de.wikipedia.org/wiki/Bild:Sonden.jpg http://en.wikipedia.org/wiki/Image:AlokaP hoto2006a.jpg

9 UltraSound Lydia Pintscher 9 Erzeugung in der Luft durch Piezolautsprecher in Flüssigkeiten und Festkörpern durch Kristalle Dauer- und Impulsechoverfahren

10 UltraSound Lydia Pintscher 10 Darstellung A-Bild B-Bild und 2D-Realtime http://phil.cdc.gov/phil/ nach: Zoller - Einführung in die Ultraschalldiagnostik

11 UltraSound Lydia Pintscher 11 Darstellung 2 M-Bild Doppler und Farbdoppler http://de.wikipedia.org/wiki/Bild:B_m-mode1.jpg http://en.wikipedia.org/wiki/Image:SpectralDopplerA.jpg

12 UltraSound Lydia Pintscher 12 Anwendung in der Technik zerstörungsfreie Werkstoffprüfung und Qualitätssicherung Schweißen durch Kavitation Ultraschallmikroskop

13 UltraSound Lydia Pintscher 13 Anwendung in der Medizin Geburtstermin bestimmen Überwachung des ungeborenen Kindes Messung des Blutflusses im Herzen Erkennen und Zertrümmern von Nierensteinen Tumorerkennung u.v.m

14 UltraSound Lydia Pintscher 14 Softmarker

15 UltraSound Lydia Pintscher 15 Zugänglichkeit von Organen zur Diagnose: Frequenzen zwischen 2 und 15 Mhz abwägen zwischen Tiefe und Auflösung je tiefer desto niedrigere Frequenz -> schlechtere Auflösung flüssigkeitsgefüllte Bereiche lassen sich gut darstellen; luftgefüllte nicht neu: Microbubbles als Kontrastmittel

16 UltraSound Lydia Pintscher 16 Artefakte notwendige Annahmen: Ausbreitung erfolgt homogen und konstant mit einer Geschwindigkeit von 1540 m/s Echo geht immer von letzter Schallwelle aus Ausbreitung erfolgt geradlinig Ultraschallstrahl ist unendlich dünn Echo hat kürzesten Weg zurückgelegt Amplitude nimmt mit zunehmender Tiefe in gleichem Gewebe ab Verschiebung beim Dopplereffekt überschreitet nicht das Nyquist Limit (= die Hälfte der Impuls-Wiederhol- Frequenz)

17 UltraSound Lydia Pintscher 17 Artefakte 2 Wiederholungsecho durch Reflektion und unterschiedliche Laufzeiten Spiegelartefakte durch Ablenkung der Schallwellen http://de.wikipedia.org/wiki/Bild:Sono_Artefakte_4.jpg

18 UltraSound Lydia Pintscher 18 Artefakte 3 Schallauslöschung hinter echostarkem Bereich Rauschen durch Verstärkung im schallkopfnahen Bereich http://de.wikipedia.org/wiki/Bild:Sono_Artefakte1.jpg

19 UltraSound Lydia Pintscher 19 Artefakte 4 Resonanzartefakte durch Schwingungen Laufzeitartefakte durch verschiedene Laufzeiten der Schallwellen Doppelbilder durch Linsenwirkung von Strukturen im Körper

20 UltraSound Lydia Pintscher 20 Sicherheit gilt allgemein als sicher Kavitation Entstehen von Gasbläschen in der Unterdruckphase und Zusammenfallen in der Überdruckphase je höher die Frequenz desto höhere Drücke sind möglich gezielte Nutzung bei der Ultraschallreinigung Wärme Absorbtion Regulation durch Blutfluss Nutzung bei Wärmetherapie Experimente mit Mäusen zeigten Auffälligkeiten im Gehirn des Ungeborenen bei längerer Bestrahlung

21 UltraSound Lydia Pintscher 21 Zusammenfassung Vorteile ausreichend gute Bilder in Echtzeit keine Schäden zu erwarten meist schmerzfrei relativ kleines Gerät billig!!! Nachteile Knochen und Luft behindern Darstellung Übergewicht umfangreiches Wissen nötig

22 UltraSound Lydia Pintscher 22 Fragen?