Ultraschall-Bildgebungssysteme beruhen auf präzisen Berechnungen zur Bestimmung der Tiefe der Strukturen und der Auflösung von Bildern, die für eine genaue Diagnose und eine effektive Bildgebungsleistung unerlässlich sind.

Abschätzen der Tiefe in Ultraschallbildgebung

Die Tiefe eines Objekts in der Ultraschallbildgebung wird in erster Linie durch die Zeit bestimmt, die die Schallwellen benötigen, um zum Objekt und zurück zu gelangen.

Tiefe = (Geschwindigkeit des Schalls im Gewebe × Zeitverzögerung) / 2

Im Weichgewebe beträgt die Schallgeschwindigkeit ca. 1540 Meter pro Sekunde. Durch Messung der Zeitverzögerung zwischen dem emittierten Impuls und dem empfangenen Echo berechnet das System die Tiefe der Zielstruktur.

Berechnung der axialen Auflösung

Die axiale Auflösung bezieht sich auf die Fähigkeit, zwei Strukturen entlang des Wegs des Ultraschallstrahls zu unterscheiden, und hängt von der räumlichen Pulslänge (SPL) ab, die sich auf die Wellenlänge und die Anzahl der Zyklen im Puls bezieht.

Die Formel für die axiale Auflösung lautet:

Axial Resolution = SPL / 2

Kürzere Pulslängen führen zu einer besseren axialen Auflösung, wodurch eine klarere Unterscheidung zwischen eng beabstandeten Strukturen möglich ist.

Abschätzung der lateralen Auflösung

Die laterale Auflösung beschreibt die Fähigkeit des Systems, zwei nebeneinander liegende Objekte zu unterscheiden, die durch die Breite des Ultraschallstrahls in einer bestimmten Tiefe beeinflusst werden.

Die Breite des Strahls wird typischerweise im Brennpunkt gemessen, wo die laterale Auflösung optimal ist, und schmalere Strahlen sorgen für eine höhere laterale Auflösung, wodurch die Bildklarheit verbessert wird.

Zusammenfassung der wichtigsten Berechnungen

  • Tiefe: (1540 m/s × Zeitverzögerung) / 2
  • Axial resolution: Shorter SPL / 2
  • Laterale Auflösung: Basierend auf der Strahlbreite in der Brennweite