Die medizinische Ultraschallsonde ist ein wichtiger Bestandteil des medizinischen Ultraschallgeräts. Sein Hauptprinzip besteht darin, die Ausbreitungs- und Reflexionseigenschaften von Ultraschallwellen im menschlichen Gewebe zu nutzen, um durch die Sende- und Empfangsfunktionen der Sonde Bilder zu erhalten und so eine medizinische Diagnose und Behandlung zu ermöglichen.
Die Prinzipien medizinischer Ultraschallsonden lassen sich in folgende Aspekte unterteilen:
1. Piezoelektrischer Effekt: Medizinische Ultraschallsonden verwenden üblicherweise piezoelektrische Materialien wie Quarzkristalle, Keramik usw. Bei Anregung durch ein elektrisches Feld erfahren diese Materialien einen piezoelektrischen Effekt, also eine mechanische Verformung. Mithilfe dieses Effekts kann das piezoelektrische Material durch Anregung eines elektrischen Feldes in Schwingungen versetzt werden, wodurch Ultraschallwellen erzeugt werden.
2. Pulswellenemission: Medizinische Ultraschallsonde sendet Ultraschallwellen durch Pulswellen aus. Wenn ein Material durch ein elektrisches Feld angeregt wird, schwingt es mechanisch und erzeugt Ultraschallimpulse. Die Form des Impulses und die Schwingungsfrequenz hängen vom Sondendesign und der Antriebsspannung ab.
3. Pulswellenempfang: Medizinische Ultraschallsonden dienen neben der Aussendung von Ultraschallwellen auch dem Empfang reflektierter Ultraschallsignale. Wenn Ultraschallwellen Gewebe durchdringen, werden sie reflektiert und zurück zum Empfangselement der Sonde gestreut. Das Empfangselement wandelt die mechanische Schwingung in ein Ladungssignal um, das dann über eine Signalverarbeitungsschaltung in ein Bild umgewandelt wird.
4. Eigenschaften des Schallstrahls: Die Geometrie und Anordnung der Sende- und Empfangselemente der medizinischen Ultraschallsonde hat direkten Einfluss auf die Eigenschaften des Schallstrahls. Unter Schallstrahl versteht man die Energiedichteverteilung von Ultraschallwellen, die sich im Medium ausbreiten. Medizinische Ultraschallsonden verwenden häufig eine Fokussierungstechnologie, um die Fokussierungsfähigkeit des Schallstrahls zu verbessern und so klarere Bilder zu erhalten.
5. Doppler-Effekt: Auch medizinische Ultraschallsonden können den Doppler-Effekt nutzen, um Geschwindigkeit und Richtung von Flüssigkeiten zu messen. Wenn Ultraschallwellen auf eine Flüssigkeitsbewegung treffen, kommt es zu einer Frequenzverschiebung, die proportional zur Flüssigkeitsgeschwindigkeit ist. Durch die Messung der Größe und Richtung von Frequenzverschiebungen können Informationen über die Flüssigkeitsbewegung gewonnen werden.
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 18.01.2024
