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beam steering

Durch die zeitlich geringgradig versetzte Ansteuerung der Elemente entstehen Interferenzen (Überlagerungen) der einzelnen Ultraschallwellen.

Die folgende Abbildung stellt schematisch die zeitlich synchrone oder versetzte Aussendung von Ultraschallstrahlen einzelner Elementegruppen dar, wodurch die Auslenkung der resultierenden Wellenfronten erreicht wird.

Die Überlagerungen werden für das Ausrichten von Wellenfronten bei verschiedene Techniken gezielt genutzt. Beispiele: PW-Doppler, CFM, compound-imaging, verändern der field-of-view.

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PW-Doppler: Messfenster und Schallstrahl

Der Pulse-Wave (PW) Doppler misst die Dopplersignale in einer definierten Tiefe innerhalb des einstellbaren Messfensters (range ambiguity) und zeigt diese in der Spektralkurve an. Die Kombination von B-mode und PW-Doppler nennt man Duplex-Sonografie (s. Abbildung).

Das Messfenster im PW-Doppler ist der Bereich, indem die refeflektierten Signale ausgewertet werden und kann in seiner Position (Tiefe) und Grösse eingestellt werden.

Der Schallstrahl (Schallachse) kann durch steering in die gewünschte (notwendige) Position gebracht werden.

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Ansteuerung der Elemente

Warum ist dieser Beitrag hilfreich? Die elektronische Steuerung der Piezoelemente erklärt zum Beispiel compound-imaging, steering und beam forming, die Funktion von Sektor-Schallköpfen, die Trapezoid-Ansicht von Linearsonden oder die FokussierungEinzelne Piezoelemente können gezielt in kleinen Gruppen zusammen angesteuert werden (elektrischer Impuls). Ein Dämpfungskörper bewirkt, dass sich die gebündelten Ultraschallwellen einer Gruppe, ein Ultraschallstrahl, nur in Richung von der Schallsonde weg ausbreiten kann.

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Räumliche Auflösungen

Das Auflösungsvermögen im Kontext von Ultraschallwellen beschreibt den kleinsten Abstand zweier benachbarter Strukturen, die gerade noch als getrennt wahrgenommen werden können. Die Auflösung eines bildgebenden Verfahrens ist somit ein wichtiger Parameter für die Qualität der Technik.

Welche Auflösungen gibt es? Es gibt drei wichtige räumliche Auflösungen. In Bezug zum Verlauf des  Schallstrahles (Summe aller einzelnen Schallwellen) wird zwischen einer axialen, lateralen und elevationalen Auflösung unterschieden.

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Abschwächungskoeffizient

Tabelle 1 Ultraschallphysik führt die Abschwächungskoeffizienten verschiedener Gewebe auf. Die Tabelle soll Ihnen für das Verständnis der Entstehung und die Interpretation von Ultraschallbildern helfen. Durch das Wissen der unterschiedlich starken Dämpfung, lässt sich z. B. der Artefakt (link zu den Artefakten) Dorsale Schallvestärkung (link zum diesem Artefakt) erklären.

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