Technische Kenngrößen von Ultraschalldiagnosegeräten und ihre Bestimmung

Zusammenfassung

Nach dem Echoimpulsverfahren arbeitende Ultraschallgeräte umfassen Sendeschaltung, elektroakustischen Wandler, Echoverstärker und Signalverarbeitung zur Bilddarstellung. Sender, Wandler und seine elektrische Anpassung sind als ein System zu betrachten, das die Leistungsfähigkeit des Gerätes bestimmt, die in der erreichbaren Qualität des Ultraschallbildes ihren Niederschlag findet. Der folgende Beitrag beschränkt sich auf die Eigenschaften dieses Wandlersystems.

Die Kenngrößen des Wandlersystems können nur in Verbindung mit dem Medium, an das der Wandler akustisch angekoppelt ist, definiert und gemessen werden. Da das eigentliche Zielmedium, nämlich das Gewebe des menschlichen Körpers, zu Meßzwecken nicht einsetzbar ist, wird als Ersatz Wasser verwendet, das zwar nicht in allen akustischen Eigenschaften dem Gewebe entspricht, dafür aber die reproduzierbare Durchführung von Messungen erlaubt.

Die Meßgrößen, auf deren Definition und Bestimmung detailliert eingegangen wird, sind das Frequenzspektrum des Wandlers, die axiale und laterale Auflösung im Schallstrahlungsfeld, die Ultraschallleistung des Wandlers und die Ultraschallintensität im Schallstrahlungsfeld.

Schließlich wird auch auf Aspekte einer möglichen Patientengefährdung durch Ultraschall eingegangen.

Abstract

Pulse echo ultrasound equipment consist of transmitting electronics, electro-acoustic transducer, echo amplifier and processing electronics for image display. Transmitter and transducer including its electrical matching can be regarded as a System which determines the Performance of the equipment resulting in ultrasound image quality. The following paper is restricted to the characteristics of this transducer System.

The data characterising this system can only be defined and measured in combination with the medium to which the transducer is coupled. As the real target of ultrasound equipment, i.e. human tissue, cannot be used as medium for calibration water is taken as substitute. Water does not correspond to tissue with respect to any acoustical parameter but allows to perform measurements in a reproducible manner.

The definition and determination of the following characteristic data will be discussed in detail: Frequency spectrum of the transducer, axial and lateral resolution, ultrasonic power of the transducer and ultrasonic intensity in the radiation field.

Last but not least aspects of potential patient hazards by ultrasound exposure will be discussed.