Physikalische Grundlagen

Zusammenfassung

Die Erzeugung von Ultraschallwellen gelingt mit Hilfe des piezoelektrischen Effektes: Wird an einen Kristall eine elektrische Spannung angelegt, so gerät dieser in Schwingungen, welche in das Gewebe abgestrahlt werden können. Die aus dem Gewebe zurückkommenden Schallwellen führen umgekehrt zu einer Druckänderung (Schwingung) im Kristallgitter, die als elektrische Spannungsänderung ableitbar wird.

Die vom Schallkopf ausgesendeten Druckimpulse (Schallwellen) unterliegen im biologischen Gewebe den physikalischen Phänomenen der Brechung, Beugung, Reflexion und Absorption. Je nach Gewebsdichte breiten sich die Schallwellen mit unterschiedlicher Geschwindigkeit aus. Im Knochen liegt die Ausbreitungsgeschwindigkeit bei etwa 3.600 m/s, in Luft bei etwa 340 m/s und in Weichteilgewebe bei etwa 1.540 m/s. Um die daraus resultierenden unterschiedlichen Laufzeiten der Schallwellen je nach Gewebetextur zu berücksichtigen, wird bei der Bilddarstellung von einer gleichmäßigen Schallgeschwindigkeit im Gewebe von 1.540 m/s ausgegangen.