1. Bildentstehung

Grundlage für die Entstehung eines sonografischen Bildes sind Schallwellen. Schallwellen werden ausgesandt und im menschlichen Körper reflektiert. Die Schallausbreitung im menschlichen Körper ist gewebeabhängig. Grundlage für die Reflexion ist der Impedanzunterschied der Gewebe: je größer der Impedanzunterschied zweier Gewebe, desto mehr Reflexion. Das reflektierte Signal wird für die Bildgebung genutzt.

Diagnostisch angewandte Frequenzen: 2-20 MHz (Frequenzen im hörbaren Bereich: 16Hz – 16 kHz)

Schallausbreitung in unterschiedlichen Geweben:
Luft: 331 m/s
Leber: 1549m/s
Milz: 1566 m/s
Muskel: 1568 m/s
Knochen: 3360 m/s

Treffen Schallwellen auf Luft oder Knochen auf, kommt es zu einer Totalreflexion: dahinter kann kein Bild mehr generiert werden, ein schwarzer Schallschatten ist zu sehen.

2. Echogenität

Als Echogenität bezeichnet man die Reflexionseigenschaften eines Gewebes gegenüber Schallwellen. Strukturen, die viele Impedanzsprünge aufweisen, erzeugen viele Echos: sie erscheinen echoreich = hell, Strukturen mit wenig Impedanzsprüngen erscheinen echoarm = dunkel. Strukturen ohne Schallwellenreflexion (z.B. Flüssigkeiten wie Galle, Harn, Pleuraergüsse oder Aszites) erscheinen echofrei=schwarz.
Das Ultraschallbild hängt also NICHT wie Röntgen- oder CT-Bilder von der physikalischen Gewebsdichte ab! Lediglich die Anzahl an Impedanzsprüngen innerhalb eines Organs sind ausschlaggebend für das sonografische Bild.

Bildbeispiele:
Wische/Ziehe das Bild nach links oder rechts, um die die Bildbeispiele zu sehen!

Beispiel Fettleber

Im Ultraschall sieht eine Fettleber heller (echoreich) aus als eine normale Leber: durch die Fetteinlagerungen (vermehrte Grenzflächenreflexion durch Fetttröpfchen) resultieren mehr Impedanzsprüunge.

Beispiel Gallenblase

Strukturen ohne Schallwellenreflexion erscheinen echofrei=schwarz. Da die Galle keine Schallreflexion bewirkt, erscheint das Lumen der Gallenblase echofrei, also schwarz. (Ebenfalls keine Schallreflexion zeigen andere Flüssigkeiten wie Blut, Harn, Pleuraergüsse, Zysten, …)

Beispiel Aszites

Strukturen ohne Schallwellenreflexion erscheinen echofrei=schwarz. Der Schall wird durch Aszites nicht reflektiert, dadurch erscheint er echofrei=schwarz. 
Andere Beispiele für Flüssigkeiten, die ebenfalls echofrei sind: Blut, Harn, Galle, Pleuraergüsse, Zysten, …

echoreich = hell
echoarm = dunkel
echofrei = schwarz: Blut, Harn, Galle, Pleuraerguß, Zysten…

3. Schallkopftypen

Die drei wichtigsten Schallkopftypen – entsprechend der Anordnung der piezoelektrischen Elemente- sind:

  • der Konvexschallkopf / „curved array“ (2.5-5 MHz): Mischtyp von Linear- und Sektorschallkopf. Gebogene Ankopplungsfläche, Anwendung: Abdomensonographie, Frequenzen zwischen 2,5 MHz (adipöse Patienten) und 5 MHz (schlanke Patienten)
  • der Linearschallkopf/“linear array“ (5-10MHz): Schallwellen werden parallel zueinander ins Gewebe gesendet. Gut für oberflächliche Strukturen (hochfrequenter Ultraschall) z.B. Schilddrüse, Weichteile, Gefäße (Arterien, Venenthrombose), Darm, Lunge/Pleura
  • der Sektorschallkopf/ „phased  array“ (1-5 MHz): fächerförmiges Bild, das sich mit zunehmender Eindringtiefe immer mehr verbreitert. Anwendung: Kardiologie (Herzdarstellung trotz schmalem Interkostalfenster), (niedrigfrequenter Schall)