Zu den bildgebenden Diagnoseverfahren bei Tieren gehören Ultraschall und Röntgen. Ultraschall ist eine der am häufigsten angewandten Bildgebungsformen in der Praxis.
Prinzip der veterinärmedizinischen Ultraschallbildgebung
Ultraschall ist eine für das menschliche Ohr unhörbare Schallwelle. Schallwellen oberhalb von 20 kHz werden als Ultraschall, solche unterhalb von 20 Hz als Infraschall bezeichnet. Die in der medizinischen Bildgebung verwendeten Ultraschallfrequenzen liegen üblicherweise oberhalb des Hörbereichs des menschlichen Ohrs: etwa zwischen 2 MHz und 20 MHz.
Um Ultraschall anwenden zu können, benötigen wir zunächst eine Möglichkeit, ihn zu erzeugen. Wir brauchen etwas, das Schwingungen erzeugt, die sich durch das Gewebe des Tieres ausbreiten. Hier kommt ein spezielles Material ins Spiel: der piezoelektrische Kristall. Dieses Material besitzt eine besondere Eigenschaft: Wird an den piezoelektrischen Kristall (grün dargestellt in der Abbildung unten) eine Spannung angelegt, dehnt er sich aus. Wird die Spannung entfernt, zieht er sich wieder auf seine ursprüngliche Dicke zusammen. Wird die Spannung wiederholt und schnell angelegt und entfernt, dehnt sich der piezoelektrische Kristall rasch aus und entspannt sich wieder, wodurch Ultraschall entsteht.
Der piezoelektrische Kristall besitzt eine weitere sehr nützliche Eigenschaft, die ihn auch für den Ultraschallempfang prädestiniert. Wird ein piezoelektrischer Kristall komprimiert, erzeugt er eine Spannung. Diese Eigenschaft wird genutzt, um den Ultraschall zu „hören“, der nach dem Auftreffen auf ein Objekt zurückkehrt. Trifft der zurückkehrende Ultraschall auf den piezoelektrischen Kristall, wird dieser komprimiert. Der Kristall erzeugt dann eine Spannung, deren Intensität der auftreffenden Ultraschallwellen entspricht.
Ultraschallgeräte können denselben piezoelektrischen Kristall zum Senden und Empfangen von Ultraschallwellen nutzen. Zunächst legt das Ultraschallgerät eine Spannung an den Kristall an, wodurch dieser sich ausdehnt und Ultraschallwellen aussendet. Anschließend schaltet das Gerät durch Überwachung der Spannung am piezoelektrischen Kristall schnell in den Empfangsmodus. Dieser Sende- und Empfangszyklus wiederholt sich sehr schnell.
Zur Veranschaulichung zeigt das obige Beispiel nur einen Kristall. Tatsächlich besteht die Ultraschallsonde aus einer Vielzahl einzelner piezoelektrischer Kristalle. Die von den Kristallen erfassten Daten werden von einem Computer verarbeitet und auf dem Bildschirm angezeigt.
So funktioniert die Ultraschallbildgebung.
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Veröffentlichungsdatum: 29. November 2022