Schallkopf
Synonym: Ultraschallsonde
Englisch: transducer
1. Definition
Unter einem Schallkopf, oft auch als Ultraschallsonde bezeichnet, versteht man den Teil eines Ultraschallgeräts, der auf der Grundlage des piezoelektrischen Effektes den Ultraschall erzeugt und seine Reflexionen empfängt.
2. Prinzip
Das Grundelement des Schallkopfes ist ein kristalliner Stoff, der in der Lage ist, mechanischen Druck in elektrische Spannung und umgekehrt umzuwandeln. Diese Fähigkeit ist unter dem Begriff Piezoelektrizität bekannt.
Ein Ultraschallwandler ist aus einer Scheibe von piezoelektrischem Material aufgebaut, dessen Stirnflächen mit einer elektrisch leitfähigen Schicht überzogen sind. Das Anlegen einer Spannung an den Stirnflächen resultiert in einem elektrischen Feld, welches eine Kraft auf die Gitterbausteine ausübt.
Der Piezokristall im Schallkopf ist ein Oszillator, der durch erzeugte Wechselspannung zu erzwungenen Schwingungen angeregt wird. Aufgrund der Umkehrbarkeit des Piezoeffektes fungiert der Schallkopf sowohl als Sender, als auch als Empfänger.
Nach kurzem Aussenden von Schallimpulsen, wird der Sender abgeschaltet und arbeitet bis zum nächsten Impuls als Empfänger. Der auf ein Objekt bzw. auf die Grenzfläche des Objektes treffende Impuls wird reflektiert und gelangt nach doppeltem Laufweg (Hin- und Rückweg) auf die Stirnfläche des Schallkopfes, was zur Erzeugung eines elektrischen Signales führt. Dieses wird durch Rechenvorgänge in ein Bild umgewandelt, das am Monitor betrachtet werden kann.
3. Sondentypen
In der diagnostischen Medizin sind unterschiedliche Sondentypen vertreten. Je nach Einsatzgebiet (z.B. Gynäkologie, Phlebologie, usw.) werden verschiedene Ultraschallköpfe verwendet:
- Linearer Schallkopf
- Konvexschallkopf
- Sektorschallkopf
- Spezialsonden
- Vaginalsonde
- Rektalsonde
- IVUS-Sonde
- T-Sonde beim IOUS
4. Schallkopffrequenz
Für die medizinische Diagnostik werden Schallköpfe mit Ultraschallfrequenzen zwischen 2 und 10 MHz verwendet. Die Frequenz bestimmt über Eindringtiefe der Schallwellen und die Auflösung des Ultraschallbildes.
5. Schallkopfposition
Die richtige Positionierung und Ausrichtung des Schallkopfs in Bezug auf die zu untersuchende Region ist essentiell für die Aussagekraft des Ultraschallbildes. Diesen Vorgang bezeichnet man auch als Anlotung. Für viele Untersuchungsgänge gibt es Standardanlotungen, die der Untersucher systematisch ausführt. Um die Ausrichtung des Schallkopfs zu erleichtern, sind an ihm Markierungen angebracht.