Aufbau eines Schallkopfes mit einem einzelnen Piezokristall :
- aus piezoelektrischem Material, meistens Keramik, hergestellt dabei sind an Vor- und Rückseite elektrische Kontakte angebracht
- an der Vorderseite, die zum Patienten hin gerichtet ist, befindet sich die Anpassungsschicht => für bestmögliche Leitung des Ultraschall ins Gewebe zuständig
- die Rückseite ist mit einem dämpfenden Material versehen, welches dafür sorgt , dass keine Ultraschallwellen im Sender hin –und her reflektiert werden
- Transducer, welche für die B-Mode-Diagnostik verwendet werden, sind im Normalfall aus einer hohen Anzahl von nebeneinanderliegenden Keramiken aufgebaut. Dabei werden je nach Bauart einzelne Keramiken oder sogar ganze Gruppen angesteuert.
Schallköpfe
Schallköpfe, auch Transducer oder Schallsonden genannt, sind gleichzeitig Sender und Empfänger. Dabei gibt es verschiedene Arten von Schallköpfen, welche sich in ihrer Form, einer unterschiedlichen Anordnung der Piezo-Elemente, einem unterschiedlichen Schallfeld, in ihrem Hertz-Bereich und dementsprechend auch in ihrem Anwendungsbereich unterscheiden. Für gewöhnlich unterscheidet man in Linear-, Konvex- und Sektorsonden, jedoch gibt es auch noch Spezialsonden. Sie sind speziell für bestimmte Körperregionen vorgesehen und erreichen diese besonderen Körperstellen besser.
Die am häufigsten verbreiteten Spezialsonden sind die Rektal- und Vaginalsonden.
Tiefe Schallfrequenzen haben die Eigenschaft besser ins tiefere Gewebe einzudringen, bieten aber eine schlechtere Auflösung als hochfrequente Schallköpfe. Hochfrequente Schallköpfe bieten nämlich eine bessere Auflösung, jedoch können diese nur in geringe Tiefen des Gewebes eindringen. Somit lässt sich sagen, dass niedrige Frequenzen für tiefe Gewebsschichten vorteilhaft sind, sowie hohe Frequenzen für oberflächliche Strukturen
Schema TEE
upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/8e/Transesophageal_Echocardiogram.png
Schallkopfarten
Abhängig von der Anordnung der piezoelektrischen Elemente (Sender) und der Form des Ultraschallkopfes klassifiziert man die Schallköpfe in 3 Typen:
Linearschallkopf:
Beim Linearschallkopf sind die piezoelektrischen Kristalle auf einer geraden Ebene angeordnet. Diese können einzeln oder in Gruppen angesteuert werden. Dabei werden die Schallwellen parallel ins Gewebe gestrahlt. Bis zu 20 Bilder können pro Sekunde gemacht werden und ergeben sich beim Linearschallkopf zu einem rechteckigen Bild.
Vorteil dieses Schallkopf ist es, eine hohe Auflösung in Schallkopfnähe zu erlangen (gutes Nahfeld).
Nachteilig bei der Benutzung des Linearschalkopfes ist die schlechte Auflösung in der Tiefe, da dort die Schallbündel nicht divergieren.
Sektorschallkopf (Phased-Array-Scanner):
Das Funktionsprinzip dieses Schallkopf ähnelt dem des Linearschallkopf. Er ist jedoch viel kleiner. Auch hier können die piezoelektrischen Elemente elektrisch, zeitlich verzögert (phased) angeregt werden, sodass der Schallbündel schräg abgestrahlt wird. Es entsteht das Bild eines Sektorschallkopfes. Der Fokus kann zudem in einen anderen Bildausschnitt verschoben werden (elektr. Fokussierung).
Der Sektorschallkopf eignet sich sehr gut um tiefere Kompartimente zu beurteilen, während die Auflösung im Nahfeldbereich eher schlecht ist.
Konvexschallkopf:
Beim Konvexschallkopf handelt es sich um eine Mischform von Linear- und Sektorschallkopf. Die piezoelektrischen Elemente sind nebeneinander bogenförmig („Curved Array“) angeordnet.
Er ermöglicht eine relativ hohe Nahauflösung und ein weites Blickfeld in die Tiefe.
Linearschallkopf | Sektorenschallkopf | Konvexschallkopf | |
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Eindringtiefe | 1-5 cm | 10-20cm | 10-20 cm |
Ankopplungs-fläche |
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Piezoelemente |
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| Nominalfrequenz |
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Anwendungs-bereich |
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Stärken |
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Schwächen |
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Quellen:
https://m.thieme.de/viamedici/klinik-faecher-radiologie-1545/a/ultraschall-24984.htm
https://www.medizintechnikzentrum.de/utraschallsonden/
https://next.amboss.com/de/article/4n03tg
https://medizinio.de/medizintechnik/ultraschall/zubehoer/sonde
