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WENN ULTRASCHALL ABERRIRENDE SCHICHTEN UMGEHT

Die Ultraschalldiagnostik ähnelt der Arbeit des Sonars. Unter Verwendung des Hochfrequenzgenerators des Ultraschallstrahls erzeugt das diagnostische System die Schallwellen und sendet sie in einen Bereich, der einer Untersuchung unterliegt. Von den inneren Organen, ihrer Gewebe und Blutgefäßen widerspiegelnd, ändern die Wellen ihre Eigenschaften, dass durch das Ultraschallgerät eingefängt und automatisch in ein grafisches Bild konvertiert wird.

Wodurch ist das einheitliche Ultraschallgerät beschränkt

Ultraschall-Bildgebung ist möglich, weil akustische Wellen in Muskelgewebe und Organe eindringen. Sie können aber keine Metall und Knochen durchdringen, weil die Leistungen der Ultraschallgeräte beschränkt sind. Durch Feststoffe, wie beispielsweise chirurgische Metallplatten und menschliche Knochen wird der Ultraschallstrahl gesperrt und die Welle stark verzerrt. In der Medizin werden solche Materialien aberrierende Schichten genannt.

 An der Universität der Nördlichen Karolina (University of North Carolina) wurde ein völlig neues Ultraschallgerät erstellt

Seit langem kämpfen Ingenieure mit dem Problem der aberrierenden Schichten und versuchen, die Technologie zu entwickeln, die die physikalischen Eigenschaften von Materialien umgehen werden kann und das Eindringen der aberrierenden Ultraschallstrahlung durch Metallgegenstände und Knochen ermöglicht. Als ersten haben Mitarbeiter der American University of North Carolina die bedeutende Ergebnisse in diesem Bereich erreicht. Wissenschaftlern ist es gelungen, eine Struktur von Metamaterialien zu schaffen, wodurch die Leistung des Ultraschalls erheblich verbessert wird.

WENN ULTRASCHALL ABERRIRENDE SCHICHTEN UMGEHT

Wissenschaftler aus North Carolina schlagen ein einmaliges Metamaterial, das die röhrenförmige Struktur und Membranen mit vorbestimmten Eigenschaften hat, vor, dass die Wirkung der aberrierenden Schicht durch wiederholte Verstärkung des akustischen Signals neutralisieren. "Wir haben einzigartige Metamaterialien erfunden, die den Sonographern ermöglichen, den Anwendungsbereich von Ultraschallgeräten in der Diagnostik und therapeutischen Praxis deutlich zu erweitern. “Wir werden in der Lage sein, unter Verwendung eines herkömmlichen Ultraschallgeräts den Blutfluss in den verschiedenen Teilen des Gehirns zu beurteilen und zeitgemäß Krebstumoren zu identifizieren”, - so Terry Chen Shen, Leiter des Forschungsprozesses und Promovierende an der University of North Carolina. Bisher war es nicht möglich gewesen, weil die Ultraschallwellen durch die Schädelknochen ohne Verzerrung des Bildes nicht durchdringen!"

 

WENN ULTRASCHALL ABERRIRENDE SCHICHTEN UMGEHT

Metamaterialien haben das herkömmliche Ultraschallgerät verbessert

Computersimulation der innovativen Metamaterialien zur Verwendung in Ultraschallsensorenhat phänomenale Ergebnisse gezeigt - die Verwendung von üblichen Sensoren zeigte, dass durch die großen Knochen nur 28% der Schallwellen durchgeht, während durch das Gerät mit Metamaterialien das Signal mit Reinheit von 88% gelangt. So Dr. Yun Jing, einer der Mitverfasser der Untersuchung, dies ist völlig ausreichend, um die aberrierende Schicht zu überwinden. "Die Technologie wird für die diagnostische Bildgebung und therapeutische Zwecke gefragt sein. Damit wird die Diagnostik eines Hirntumors viel einfacher", - sagt der Experte.

Die Wissenschaftler hoffen, dass die fortschrittliche Entwicklung unterstützt wird, weil damit nicht nur stationäre Ultraschallgerät, sondern auch Industriescanner, insbesondere in der Luft- und Raumfahrt, arbeiten.

Olexiy Stakhiv, Arzt, BiMedis Company

14.09.2016
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