Berlin: So funktioniert Ultraschall

Ultraschallgeräte werden für viele verschiedene Aufgaben eingesetzt. Eisenbahner können kontrollieren, ob eine neue Schiene sicher ist. Ärzte können sehen, ob die Herzklappen richtig arbeiten. Aber nirgendwo ist die Technik so wichtig, wie bei der Untersuchung von Schwangeren. Röntgenstrahlen könnten dem Baby schaden, Ultraschallwellen gelten dagegen als ungefährlich.

„Erste Versuche mit Ultraschallgeräten fanden schon nach dem Zweiten Weltkrieg statt“, sagt Heiko Dudwiesus von der Firma GE, dem Marktführer bei Ultraschallgeräten in Deutschland. Heute tragen die Geräte die neueste Computertechnik in sich und wiegen manchmal mehrere hundert Kilo.

Das wichtigste Teil eines Ultraschallgeräts befindet sich allerdings außerhalb des schweren Rechners: Der Applikator, mit dem der Arzt über den Bauch fährt, sendet die Ultraschallwellen aus, die dann später in der eigentlichen Maschine verarbeitet werden. Unter der Silikonhaut des Applikators befinden sich, nebeneinander aufgereiht, viele winzige Kristalle aus Keramik. Wenn sie durch einen elektrischen Impuls, der über ein Kabel aus dem Ultraschallgerät kommt, in Bewegung gebracht werden, können sie besonders schnell schwingen – bis zu zehn Millionen Mal in der Sekunde. Die Frequenz der Kristalle beträgt also zehn Megahertz.

Wenn die Wellen in den Körper der Schwangeren eindringen, treffen sie dort auf unterschiedliche Widerstände: Mal werden sie geschluckt, mal reflektiert. Je stärker ein Gewebe durchblutet und je weicher es ist, desto leichter kann es der Schall durchdringen und desto schwächer wird er wieder zurück zum Applikator geschickt. Umgedreht prallt der Schall an festem Gewebe, etwa an Muskeln, fast vollständig ab und wird sehr schnell zurückgeworfen. Das entstehende Echo registrieren wieder die Kristalle im Applikator und leiten die Information an das Ultraschallgerät weiter. Dort errechnet der Computer aus den unterschiedlich starken Rücksignalen ein Bild: Das Gewebe des Babys hat den Schall zurückgeworfen und erscheint hellgrau, das Fruchtwasser um den Fötus herum leitet den Schall dagegen wie alle Flüssigkeiten gut weiter, ist also echofrei und erscheint schwarz.

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