Prinzip der veterinärmedizinischen Ultraschallbildgebung

Bildologische Diagnosen, die am Tier durchgeführt werden können, sind Ultraschall und Röntgen.

Eine der in der Praxis am häufigsten eingesetzten bildgebenden Verfahren ist der Ultraschall.

Prinzip der veterinärmedizinischen Ultraschallbildgebung

Ultraschall ist eine Schallwelle, die für das menschliche Ohr nicht hörbar ist. Schallwellen über 20 kHz werden als Ultraschall bezeichnet, solche unter 20 Hz als Infraschall. Die für die medizinische Bildgebung verwendeten Ultraschallfrequenzen liegen normalerweise höher als die des menschlichen Ohrs: etwa 2 MHz bis 20 MHz.

Um Ultraschall nutzen zu können, müssen wir zunächst eine Möglichkeit haben, ihn zu erzeugen. Wir brauchen etwas, um Schwingungen zu erzeugen, die sich durch das Gewebe des Tieres ausbreiten. Hier handelt es sich um ein spezielles Material namens „piezoelektrischer Kristall“. Dieses Material hat eine ganz besondere Eigenschaft. Wenn eine Spannung an den piezoelektrischen Kristall angelegt wird (in der Abbildung unten grün dargestellt), dehnt er sich aus. Wenn die Spannung entfernt wird, schrumpft es wieder auf seine ursprüngliche Dicke. Wenn die Spannung wiederholt und schnell angelegt und entfernt wird, dehnt sich der piezoelektrische Kristall schnell aus und entspannt sich, wodurch Ultraschall erzeugt wird.

Der piezoelektrische Kristall verfügt über eine weitere sehr nützliche Eigenschaft, die ihn auch für den Empfang von Ultraschall geeignet macht. Wenn ein piezoelektrischer Kristall zusammengedrückt wird, erzeugt er eine Spannung. Diese Eigenschaft wird verwendet, um den Ultraschall zu „hören“, der nach dem Auftreffen auf ein Objekt zurückkehrt. Wenn der zurückgesandte Ultraschall auf den piezoelektrischen Kristall trifft, wird dieser komprimiert. Der Kristall erzeugt dann eine Spannung, die der Intensität des auftreffenden Ultraschalls entspricht.

Ultraschallgeräte können bequem denselben piezoelektrischen Kristall zum Senden und Abhören von Ultraschall verwenden. Zunächst legt das Ultraschallgerät eine Spannung an den Kristall an, wodurch dieser sich ausdehnt und sendet. Anschließend schaltet das Ultraschallgerät schnell in den Hörmodus, indem es die Spannung am piezoelektrischen Kristall überwacht. Dieser Sende- und Empfangszyklus wiederholt sich sehr schnell.

Aus Gründen der Klarheit der Darstellung zeigt das obige Beispiel nur einen Kristall. In Wirklichkeit besteht die Ultraschallsonde aus einer Vielzahl einzelner piezoelektrischer Kristalle. Die von den Kristallen gesammelten Informationen werden von einem Computer verarbeitet und auf dem Bildschirm angezeigt.

So funktioniert die Ultraschallbildgebung.

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