Sonographie und Ultraschalldiagnostik

Schlafstörungen gehören zu den häufigsten Krankheiten. Schlafdiagnostik umfasst Verfahren und Methoden, um den gestörten und normalen Schlaf zu beurteilen und Therapien zu kontrollieren.

Die erste Stufe der Schlafdiagnostik beinhaltet die Erhebung der Krankengeschichte (Anamnese) und einen standardisierten Kurzfragebogen.

Die zweite Stufe beinhaltet klinische Untersuchungen, Labortests und eine detaillierte Analyse des Schlaf-Wach-Rhythmus.

Die dritte Stufe umfasst ambulante Langzeitmessungen, bei denen Atmung, Sauerstoffgehalt im Blut, Herzfrequenz und Körperlage kontinuierlich erfasst werden.

Die vierte Stufe beinhaltet stationäre Ableitungen im Schlaflabor, die detaillierte Informationen über den Schlaf liefern.

Die im Schlaflabor durchgeführte Diagnostik wird als Polysomnographie bezeichnet.

Bei einer Polysomnographie werden standardmäßig verschiedene Körperfunktionen überwacht, wie z.

Indirektes Verfahren zur Registrierung der Lungenventilation mithilfe von Spirometern.

Die Geschwindigkeit, mit der sich die Frequenz einer Welle ändert, wenn sich die Quelle und der Beobachter relativ zueinander bewegen.

Ein Verfahren, das den Dopplereffekt nutzt, um Bewegungen zu messen. Zum Beispiel für die Messung des Blutflusses oder der Atmung.

Ein Messgerät, das zur Untersuchung des Atemvolumens und des Gasaustauschs bei Belastung eingesetzt wird.

Eine geschlossene Kammer, in der sich der Patient befindet, um das Atemvolumen und Druckveränderungen zu messen.

Eine weitergehende Lungenfunktionsdiagnostik, die komplexere Methoden und Geräte benötigt als die einfache Spirometrie.

Die Messung der Körpertemperatur mit Infrarot-Thermometern basiert auf der Reflektion von Infrarotstrahlung durch die Haut. Der interne Prozessor berechnet daraus einen Temperaturwert.

Die Firma Diamontech entwickelt ein Gerät, das mittels Infrarotspektroskopie den Blutzuckergehalt durch die Haut hindurch messen kann. Diese Methode ist nicht-invasiv und vermeidet schmerzhafte Einstiche.

Bildgebende Verfahren, bei denen Schallwellen oberhalb der für Menschen hörbaren Frequenz (20 kHz) zur Erzeugung von Bildern verwendet werden.

Ein Piezo-Aktor erzeugt die Ultraschallwellen, die für die Sonografie verwendet werden. Er wandelt elektrische Energie in mechanische Schwingungen um, die Schallwellen erzeugen.

Ein Piezo-Sensor wandelt die von den Geweben reflektierten Ultraschallwellen in elektrische Signale um. Diese Signale werden anschließend zur Erzeugung von Bildern verarbeitet.

Ein Sonografie-Schallkopf vereint die Funktionen eines Piezo-Aktor und Piezo-Sensors. Er kann abwechselnd Schallwellen erzeugen und empfangen, um den Schall innerhalb des Körpers zu reflektieren und Bilder zu erzeugen.

Das Impuls-Echo-Verfahren ist ein Verfahren, bei dem ein Ultraschall-Impuls emittiert und die Reflexionen von den Geweben aufgefangen werden, um ein Bild zu erzeugen. Dieser Prozess wird ständig wiederholt um ein dynamischen Bild zu erstellen.

Die Sonografie ist ein vielseitiges Verfahren, das in vielen Bereichen eingesetzt wird, z. B. in der Medizin, Veterinärmedizin und Materialprüfung.

Der Wellenwiderstand eines Materials hängt von seiner Dichte (ρ) und der Schallgeschwindigkeit (c) ab. Er beschreibt, wie gut Schall durch das Material geleitet wird.

An Grenzflächen zwischen Materialien mit unterschiedlichem Wellenwiderstand wird ein Teil des Schalls reflektiert und ein Teil absorbiert. Der Anteil der Reflexion und Absorption hängt vom Wellenwiderstand der Materialien ab.

Bei Sonografie-Untersuchungen wird ein Kontaktgel verwendet, weil es einen ähnlichen Wellenwiderstand wie Gewebe hat. Dies minimiert Reflexionen und ermöglicht eine bessere Sicht auf die inneren Strukturen.

Die Schallgeschwindigkeit in verschiedenen Körpergeweben ist unterschiedlich, aber die Unterschiede sind relativ gering. Daher wird in der Sonografie oft eine mittlere Schallgeschwindigkeit angenommen.

Je höher die Frequenz des Schalls, desto geringer ist die Eindringtiefe, aber desto besser ist die räumliche Auflösung. Je niedriger die Frequenz, desto geringer ist die Auflösung, aber desto tiefer dringt der Schall ins Gewebe ein.

Beim Pulsreflexionsverfahren wird ein kurzer Schallpuls in das Gewebe geschickt und die reflektierten Signale gemessen. Die Zeitverzögerung zwischen ausgesandtem und reflektiertem Puls gibt Auskunft über die Tiefe der reflektierenden Struktur.

Der A-Mode ist die älteste Form der Sonografie-Darstellung. Die Amplituden der reflektierten Signale werden gegen die Zeitverzögerung aufgetragen. Dadurch werden Grenzflächen in unterschiedlichen Tiefen dargestellt, aber keine Bilder von anatomischen Strukturen.

Bei der Sonografie werden verschiedene Modi verwendet, um verschiedene Informationen zu erfassen. Der B-Mode erzeugt beispielsweise ein zweidimensionales Bild der untersuchten Struktur.

Es werden mehrere Piezoelemente parallel angesteuert, wodurch ein fokussierbarer Bereich in definierter Tiefe entsteht.

Die Piezoelemente sind auf einem Kreisbogen angeordnet, wodurch ein breiterer Blickwinkel und ein größerer Tiefenbereich abgedeckt werden können.

Benutzt wenige Piezoelemente und erzeugt einen schwenkbaren Impuls durch elektronische Phasenmodulation.

Sie ermöglicht eine dynamische Steuerung des Schallstrahls und ist geeignet für die Umgehung von Verschattungen, z.B. durch Rippen.

Die Auflösung des Schallstrahls nimmt mit zunehmender Tiefe ab.

Das Pulswellen-Doppler-Verfahren ist eine Technik, die die Frequenzverschiebung von Schallwellen misst, die von bewegten Objekten reflektiert werden. So kann man beispielsweise den Blutfluss in Blutgefäßen messen.

Der Pulswellen-Doppler zeichnet die Frequenzverschiebungen an einer bestimmten Position auf, um die Geschwindigkeit des Blutflusses darzustellen. Es wird ein Geschwindigkeitsspektrum über den Messbereich erstellt.

Die Duplex-Darstellung kombiniert ein B-Mode-Bild, das die Anatomie zeigt, mit dem Doppler-Spektrum, das den Blutfluss darstellt.

Der Farbdoppler ist eine Technik, die den Blutfluss in einem zweidimensionalen Bereich farblich darstellt. Die Farbtöne entsprechen der Geschwindigkeit und Richtung des Blutflusses.

TDI (Tissue Doppler Imaging) ist ein Verfahren, das die Bewegung von Gewebestrukturen mit Hilfe des Dopplereffekts misst. Es wird oft zur Beurteilung der Herzwand- und Herzklappenbewegungen verwendet.

Die 3D-Sonografie erstellt ein dreidimensionales Bild eines Organs.

Die 4D-Sonografie erweitert die 3D-Sonografie um die Zeitdimension. Es können dreidimensionale Aufnahmen in schneller Folge erzeugt und als „Ultraschallfilm“ zusammengesetzt werden.

Die 4D-Sonografie ermöglicht die Darstellung von Organen in Bewegung. Dazu werden in kurzer Zeit viele 3D-Bilder aufgenommen und zu einem „Ultraschallfilm“ zusammengefügt.