Медицина /
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Abbildungstiefe gedämpft.
Die Dämpfung ist umso größer
Je größer der von dem Schallimpuls zurückgelegte Weg,
je höher die Frequenz
je größer die Materialkonstante.
Der Absorptionskoeffizient ist das Produkt von Frequenz und Materialkonstante.
Die Dämpfung (D) ist das Verhältnis von Anfangsschalldruck und Schalldruck nachdem der Schallimpuls die zugehörige dämpfende Wegstrecke zurückgelegt hat.
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Für Weichteilgewebe und Frequenzen zwischen 0,2 MHz und 100 MHz gilt die vereinfachte Formel:
Dämpfung (dB) = Frequenz (MHz) * Weg (cm)
Die Frequenz hat einen Einfluß auf die Eindringtiefe. Deshalb sind für bestimmte Untersuchungsgebiete bestimmte Frequenzen vorteilhaft. Hohe Frequenzen eignen sich gut für die Darstellung oberflächennaher Strukturen, tiefe Frequenzen für große Abbildungstiefen.
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Echos tieferliegender Objekte erfahren auf ihrem Weg zur Sonde mehr Dämpfung als sondennahe Echos. Um diese Dämpfung auszugleichen wird eine laufzeitabhängige Verstärkung (TCG, Time Gain Compensation) des reflektierten Signales durchgeführt. Diese Einstellung wird manuell vorgenommen, da die Größen ‚homogener Bildeindruck‘, ‚dicke und dünne Patienten‘, ‚interessierender Bereich‘ etc. nicht vorprogrammierbar sind. Für eine optimale Darstellung ist es deshalb unerläßlich, daß der Anwender eines Ultraschallgerätes die TCG-Einstellung beherrscht.
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Im Beispiel wird der Tiefenausgleich durch 5 Schieberegler auf dem Bedienfeld eingestellt. Jedem Regler ist abhängig vom Abbildungsmaßstab ein Tiefenbereich zugeordnet. Somit kann für jede Tiefe eine individuelle Verstärkung erzielt werden.
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Die Auflösung bezeichnet den kleinstmöglichen Abstand zweier punktförmiger Objekte, die gerade noch voneinander unterschieden werden können. Wir unterscheiden die AXIALE Auflösung (in Richtung der Schallausbreitung) und die LATERALE Auflösung (quer zur Ausbreitungsrichtung).
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Die axiale Auflösung ist überwiegend durch die Pulslänge bestimmt. Die laterale Auflösung ist stark von der Form des Schallfeldes abhängig. Die beste laterale Auflösung liegt im Fokusbereich. Die Auflösung ist axial besser als lateral. Mit zunehmender Frequenz verbessern sich die Auflösungseigenschaften einer Ultraschallsonde.
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Die axiale Auflösung ist der Frequenz direkt proportional.
Die laterale Auflösung läßt sich im Fokusbereich durch höhere Frequenzen verbessern.
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Die Eindringtiefe ist der Frequenz umgekehrt proportional.
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Da die Eindringtiefe mit höheren Frequenzen abnimmt, muß ein Kompromiß zwischen Eindringtiefe und Auflösung gefunden werden.
Die gebräuchlichsten Frequenzen sind heute für Tiefenbereiche 3,5 MHz
Sowie
Für oberflächennahe Bereiche 7,5 MHz.
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Die Apertur (Breite) und die Fokussierung einer Ultraschall-Sonde bestimmt die Lage des Fokusbereiches. Bei Ein-Element-Sonden kann deren fester Fokus konstruktiv festgelegt werden. Bei Multi-Element-Sonden besteht zusätzlich die Möglichkeit über entsprechende Ansteuerung mehrere Einzelelemente zu einer Gruppe zusammenzufassen. Eine solche Gruppe wirkt wie EIN großes Element. Durch die Ansteuerung unterschiedlich breiter Elementgruppen können unterschiedliche Fokuslagen erreicht werden. Der Fokus kann quasi entlang der Ultraschallzeile verschoben werden (Dynamischer Fokus). Die Fokusbreite wird dadurch über die gesamte Meßtiefe nahezu konstant gehalten. Dieses Prinzip ist sowohl beim Senden, als auch beim Empfangen anwendbar. Im Empfangsfall kann kontinuierlich von kleiner nach großer Apertur umgeschaltet werden.
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Diese Aussage gilt für den natürlichen Fokus. Zusätzlich kann die Fokuslage auch durch mechanische oder bei Multi-Element-Sonden durch elektronische Fokussierung beeinflußt werden.
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Diese Aussage gilt für den natürlichen Fokus. Zusätzlich kann der Fokus-Durchmesser auch durch mechanische oder bei Multi-Element-Sonden durch elektronische Fokussierung beeinflußt werden.
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In der Ultraschall-Bildgebung kennen wir physikalische Artefakte. Der SCHALLSCHATTEN ist ein Artefakt, der hinter einem großen Impedanzsprung entsteht. Nachdem der überwiegende Anteil der Schallenergie reflektiert wurde, genügt die verbleibende Energie hinter dem Reflektor nicht mehr, um ausreichend starke (verwertbare) Echos zu erzeugen. Der Bereich wird echoarm dargestellt.
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Im Ergebnisbild ist dieser Effekt als Schlagschatten hinter starken Reflektoren (z.B. Gallenstein) zu erkennen und läßt sich somit diagnostisch auswerten.
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Die ‚Schallverstärkung‘ ist ein Artefakt, der durch stark unterschiedliche Dämpfung im Gewebe entsteht. Nach einem Bereich sehr schwacher Dämpfung wird das dahinter liegende Gebiet zu hell dargestellt. Die im Ultraschallgerät eingebauten Kompensations-Schaltkreise kompensieren in diesem Fall eine Echo-Abschwächung, die in diesem Bildbereich nicht stattgefunden hat.
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Im Ergebnisbild ist dieser Effekt als Aufhellung nach einem schwach dämpfenden Bereich (z.B. Leberzyste) zu erkennen und läßt sich somit diagnostisch auswerten.
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