Mit meiner neuen Software will ich die Schärfe der Ultraschall-Aufnahmen verdoppeln

24/03/2013 - 17:46 von D Orbital | Report spam
Und somit sogar die Hilferufe der 2 cm kleinen Babies sichtbarmachen.

Sonografie als bildgebendes Verfahren in der medizinischen Diagnostik beruht darauf, dass sich Schallwellen in unterschiedlichen Medien verschieden schnell ausbreiten. Sie werden an Grenzflàchen unterschiedlicher Wellenimpedanz teilweise reflektiert, ein anderer Teil breitet sich – oft bei geànderter Richtung – weiter aus. Vereinfachend kann die Untersuchung beispielsweise eines Menschen mit der einer Flüssigkeit beschrieben werden, in der sich wichtige materialabhàngige Größen in menschlichen Geweben und Wasser sprunghaft àndern (s. Tabelle 1). Mit steigender Differenz der Wellenimpedanz vergrößert sich auch der reflektierte Anteil. In weichen Materialien können sich aufgrund der geringen Scherviskositàt nur unpolarisierbare longitudinale Wellen ausbreiten.

Tabelle 1: Materialgrößen (circa-Werte)
Medium Schallgeschwindigkeit
in m/s Wellenimpedanz
in kg/m2s Dichte
in kg/m3
Luft 340 410 1,2
Fett/Wasser/Hirn/Muskeln 1500 1,5·106 1000
Knochen (kompakt) 3600 6·106 1700
Bei einer diagnostischen sonografischen Untersuchung sind folgende Werte für Schallparameter üblich:

Ultraschallfrequenz:
mittlere Schallintensitàt:
mittlere Druckànderung (gegenüber Normaldruck): .



Mit der Schallausbreitung gehen wie in der Wellenoptik die Phànomene Reflexion, Brechung, Beugung, Streuung und Absorption einher. Reflektierte und gestreute Schallwellen werden als Echos von der Ultraschallsonde registriert, und durch die Auswertung derer Stàrken und Laufzeiten ist eine Abbildung des durchstrahlten Objektes möglich.

Reflexion


Für die Reflexion unter senkrechtem Einfall des Schalls an glatten Grenzflàchen zwischen Gebieten mit unterschiedlicher Impedanz berechnet sich der Reflexionsfaktor (also das Verhàltnis von reflektierter zur einfallender Schallamplitude) gemàß:


Für das Verhàltnis der Schallintensitàten gilt:
Je größer der Impedanzunterschied, desto stàrker die Reflexion. Im Vergleich zur Optik verhàlt sich hier die Impedanz analog zur Brechzahl. Um beim Übergang von schallerzeugender Sonde zum Untersuchungsobjekt möglichst wenig Intensitàt durch Reflexion zu verlieren, soll klein und damit die Impedanzen von Sonde und Körper angepasst sein. Luft führt zu einer schlechten Einkopplung von Schall in den Körper (vgl. Tabelle 1: die Werte ergeben ), man verwendet daher ein auf Wasser basierendes Gel als Übergangsmedium. Aus demselben Grund sind auch luftgefüllte Organe wie Lunge und Magen-Darm-Trakt oder von Knochen umschlossene Gebiete schlecht oder gar nicht für Ultraschalluntersuchungen zugànglich: von außen in den Körper gebrachte Schallwellen werden an den Grenzflàchen dieser Organe reflektiert.

Streuung


Bei rauen und nicht senkrecht zum Ultraschallstrahl angeordneten Grenzflàchen kann trotzdem ein Echo registriert werden, da ein diffuser Strahlungskegel zurückgestreut wird. Die Streuung an Inhomogenitàten erzeugt für eine Gewebestruktur charakteristische Signale aus Gebieten zwischen Grenzflàchen, wodurch Gewebetypen unterscheidbar sind. Je nach Durchmesser des Streuzentrums àndert sich die Stàrke der Streuung. Im „geometrischen“ Bereich (für , mit : Schallwellenlànge) ist die Streuung stark, z. B. in Gefàßen. Sie sind in B-Mode-Bildern heller. Im „stochastischen“ Bereich () wie in der Leber ist die Streuung mittelstark und macht hier etwa 20 % der Gesamtabsorption aus. Im „Rayleighbereich“ () ist die Streuung schwach, beispielsweise im Blut.

Absorption


Eine Absorption von Schallfeldern erfolgt aufgrund Streuung, innerer Reibung, isentroper Kompression sowie Anregung innerer Freiheitsgrade (Molekülrotation, -schwingung) des schalltragenden Mediums. Die Energie wird dabei in Wàrme umgesetzt. Die Schwàchung erfolgt exponentiell mit zunehmender Entfernung vom Schallkopf: . Der Absorptionskoeffizient ist gewebe- und stark frequenzabhàngig. Bei 1 MHz liegt er bei 1 dB/cm. Absorption führt zu einer begrenzten Reichweite der Schallwellen, weshalb eine der Eindringtiefe (s. Tabelle 2) angepasste Frequenz gewàhlt werden muss, um ein bestimmtes Objekt zu untersuchen. Mit zunehmender Schallfrequenz nimmt also die Reichweite ab. Da jedoch die Auflösung bei höheren Frequenzen besser ist, wird immer die größtmögliche Frequenz gewàhlt; Signale aus größerer Tiefe müssen in der Auswerteelektronik mehr verstàrkt werden.

Tabelle 2: Frequenzabhàngigkeit der Schallreichweite
Frequenz in MHz Eindringtiefe
in cm Untersuchungsgebiet
1 50
2–3,5 25–15 Fötus, Leber, Herz, Veterinàrmedizin (Großtiere)
3,5 15 Niere, Veterinàrmedizin (große Hunde)
5 10 Gehirn, Veterinàrmedizin (mittelgroße Hunde)
7,5 7 Schilddrüse, Brustdrüse, oberflàchliche Gefàße, Veterinàrmedizin (kleine Hunde, Katzen)
8–9 6 Prostata (endoskopisch)
10 5
11–12 4–3 Pankreas (intraoperativ)
7,5–15 7–2 Brustdiagnostik
20 1,2
21–24 1,1–0,9 Auge, Haut
40 0,6 Haut, Gefàße
 

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#1 AGUIRRE
24/03/2013 - 17:59 | Warnen spam
On Sunday, March 24, 2013 5:46:29 PM UTC+1, D Orbital wrote:
Und somit sogar die Hilferufe der 2 cm kleinen Babies sichtbarmachen.



Sonografie als bildgebendes Verfahren in der medizinischen Diagnostik beruht darauf, dass sich Schallwellen in unterschiedlichen Medien verschieden schnell ausbreiten. Sie werden an Grenzflàchen unterschiedlicher Wellenimpedanz teilweise reflektiert, ein anderer Teil breitet sich – oft bei geànderter Richtung – weiter aus. Vereinfachend kann die Untersuchung beispielsweise eines Menschen mit der einer Flüssigkeit beschrieben werden, in der sich wichtige materialabhàngige Größen in menschlichen Geweben und Wasser sprunghaft àndern (s. Tabelle 1). Mit steigender Differenz der Wellenimpedanz vergrößert sich auch der reflektierte Anteil. In weichen Materialien können sich aufgrund der geringen Scherviskositàt nur unpolarisierbare longitudinale Wellen ausbreiten.



Tabelle 1: Materialgrößen (circa-Werte)

Medium Schallgeschwindigkeit

in m/s Wellenimpedanz

in kg/m2s Dichte

in kg/m3

Luft 340 410 1,2

Fett/Wasser/Hirn/Muskeln 1500 1,5·106 1000

Knochen (kompakt) 3600 6·106 1700

Bei einer diagnostischen sonografischen Untersuchung sind folgende Werte für Schallparameter üblich:



Ultraschallfrequenz:

mittlere Schallintensitàt:

mittlere Druckànderung (gegenüber Normaldruck): .







Mit der Schallausbreitung gehen wie in der Wellenoptik die Phànomene Reflexion, Brechung, Beugung, Streuung und Absorption einher. Reflektierte und gestreute Schallwellen werden als Echos von der Ultraschallsonde registriert, und durch die Auswertung derer Stàrken und Laufzeiten ist eine Abbildung des durchstrahlten Objektes möglich.



Reflexion





Für die Reflexion unter senkrechtem Einfall des Schalls an glatten Grenzflàchen zwischen Gebieten mit unterschiedlicher Impedanz berechnet sich der Reflexionsfaktor (also das Verhàltnis von reflektierter zur einfallender Schallamplitude) gemàß:





Für das Verhàltnis der Schallintensitàten gilt:

Je größer der Impedanzunterschied, desto stàrker die Reflexion. Im Vergleich zur Optik verhàlt sich hier die Impedanz analog zur Brechzahl. Um beim Übergang von schallerzeugender Sonde zum Untersuchungsobjekt möglichst wenig Intensitàt durch Reflexion zu verlieren, soll klein und damit die Impedanzen von Sonde und Körper angepasst sein. Luft führt zu einer schlechten Einkopplung von Schall in den Körper (vgl. Tabelle 1: die Werte ergeben ), man verwendet daher ein auf Wasser basierendes Gel als Übergangsmedium. Aus demselben Grund sind auch luftgefüllte Organe wie Lunge und Magen-Darm-Trakt oder von Knochen umschlossene Gebiete schlecht oder gar nicht für Ultraschalluntersuchungen zugànglich: von außen in den Körper gebrachte Schallwellen werden an den Grenzflàchen dieser Organe reflektiert.



Streuung





Bei rauen und nicht senkrecht zum Ultraschallstrahl angeordneten Grenzflàchen kann trotzdem ein Echo registriert werden, da ein diffuser Strahlungskegel zurückgestreut wird. Die Streuung an Inhomogenitàten erzeugt für eine Gewebestruktur charakteristische Signale aus Gebieten zwischen Grenzflàchen, wodurch Gewebetypen unterscheidbar sind. Je nach Durchmesser des Streuzentrums àndert sich die Stàrke der Streuung. Im „geometrischen“ Bereich (für , mit : Schallwellenlànge) ist die Streuung stark, z. B. in Gefàßen. Sie sind in B-Mode-Bildern heller. Im „stochastischen“ Bereich () wie in der Leber ist die Streuung mittelstark und macht hier etwa 20 % der Gesamtabsorption aus. Im „Rayleighbereich“ () ist die Streuung schwach, beispielsweise im Blut.



Absorption





Eine Absorption von Schallfeldern erfolgt aufgrund Streuung, innerer Reibung, isentroper Kompression sowie Anregung innerer Freiheitsgrade (Molekülrotation, -schwingung) des schalltragenden Mediums. Die Energie wird dabei in Wàrme umgesetzt. Die Schwàchung erfolgt exponentiell mit zunehmender Entfernung vom Schallkopf: . Der Absorptionskoeffizient ist gewebe- und stark frequenzabhàngig. Bei 1 MHz liegt er bei 1 dB/cm. Absorption führt zu einer begrenzten Reichweite der Schallwellen, weshalb eine der Eindringtiefe (s. Tabelle 2) angepasste Frequenz gewàhlt werden muss, um ein bestimmtes Objekt zu untersuchen. Mit zunehmender Schallfrequenz nimmt also die Reichweite ab. Da jedoch die Auflösung bei höheren Frequenzen besser ist, wird immer die größtmögliche Frequenz gewàhlt; Signale aus größerer Tiefe müssen in der Auswerteelektronik mehr verstàrkt werden.



Tabelle 2: Frequenzabhàngigkeit der Schallreichweite

Frequenz in MHz Eindringtiefe

in cm Untersuchungsgebiet

1 50

2–3,5 25–15 Fötus, Leber, Herz, Veterinàrmedizin (Großtiere)

3,5 15 Niere, Veterinàrmedizin (große Hunde)

5 10 Gehirn, Veterinàrmedizin (mittelgroße Hunde)

7,5 7 Schilddrüse, Brustdrüse, oberflàchliche Gefàße, Veterinàrmedizin (kleine Hunde, Katzen)

8–9 6 Prostata (endoskopisch)

10 5

11–12 4–3 Pankreas (intraoperativ)

7,5–15 7–2 Brustdiagnostik

20 1,2

21–24 1,1–0,9 Auge, Haut

40 0,6 Haut, Gefàße



REQUIEM für wen, PUSSY CAT.
Für ein Stück ASS
http://www.youtube.com/watch?v=fYjjPGeFkl4

Aguirre
Futurologe
Kammerjàger 8nd
TOTENGRÄBER

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