Ultraschalltechnik in der Medizin

Prof. Dr. S. Heger

Kurzinhalt der Vorlesung

Die Vorlesung umfasst Physik, Gerätetechnik, Signalverarbeitung, Bildrekonstruktion, Bildverarbeitung und Anwendung von Ultraschall in der Medizin.

Physikalische Grundlagen: Impuls-Echo Technik, Signaldarstellung, Schallfeld und Schallleistungsgrößen, Schallgeschwindigkeit, linearisierte Wellengleichung, Kugelwelle, ebene Welle, Wellenmoden, akustische Feldimpedanz, nicht-lineare Effekte, Verhalten an Grenzflächen, Schalldurchgang durch geschichtete Medien, Brechung, Beugung, Streuung, frequenzabhängige Verluste

Ultraschallerzeugung und Abstrahlung: Piezoeffekt, elektromechanische Analogien, elektrische Ersatzschaltbilder, akustische Übertragungsfunktion, Nah- und Fernfeld, Richtungsfaktor, Fokussierung, Mikromechanische Schallwandler, Prinzip der Gruppenantenne, Beamforming, Gitterbeugung, Übersicht über Wandlergeometrien, Matrix und 2D-Arrays, Simulation

Bildgebung mit Ultraschall:  B-Mode Ultraschall, Codierte Signale, Filtertechniken für codierte Signale, Speckleunterdrückung, Plane Wave Imaging, Synthetic Aperture Imaging, Quantitative Blutflussmessung und Darstellung, Aufbau von Ultraschallgeräten, Harmonic Imaging, Acoustic Radiation Forces, Acoustic Streaming, Ultraschallkontrastmittel, Tomographie, Elastographie

Therapeutischer Ultraschall und Stoßwellen: Mechanischer und Thermischer Index, Sicherheitsgrenzen von Ultraschall, Diathermie und Hyperthermie, High Intensity Focused Ultrasound, Stoßwellen, Lithotripsie, Gerätetechnik

Modulbeschreibung