Ultraschall – wie die Frequenz unser Leben verbessert
Ultraschall ist aus der Tierwelt bekannt, denn Fledermäuse scannen ihre Umgebung durch die Ultraschall-Ortung und finden sich damit auch in absoluter Dunkelheit zurecht. Die Schallwellen werden aber auch in vielen anderen Bereichen genutzt, beispielsweise zur Untersuchung des Abdomens, bei Zahnbürsten oder zur Reinigung im Haushalt. Ist Ultraschall wirklich so multifunktional einsetzbar? Ist es vielleicht sogar schädlich?
Von der Tierwelt lernen: Ultraschall bei Fledermäusen
Wie finden sich Fledermäuse eigentlich in absoluter Dunkelheit zurecht und schaffen es, nicht gegen Wände oder andere Hindernisse zu fliegen? Haben sie besondere Augen wie Katzen? Die Antwort ist ganz einfach, denn Fledermäuse sehen nicht mit den Augen, sondern über hochfrequente Rufe.
Um sich zurechtzufinden, stoßen Fledermäuse Laute aus, die für das menschliche Gehör nicht erfassbar sind. Treffen diese Laute auf Hindernisse, werden sie zurückgeworfen und helfen deshalb bei der Ortung. Dieses Navigationsprinzip ist effizient, doch die Schallwellen können viel mehr.
Ultraschall reinigt Smartphones, Brillen und andere Gegenstände von Bakterien und Keimen.
Bakterien beseitigen mit Ultraschall
Ultraschall wird auch eingesetzt, um besonders effektiv und vor allem schonend zu sterilisieren. Die UVC-Strahlen sorgen dafür, dass Schlüssel, Smartphone, Brillen und andere Gegenstände des täglichen Gebrauchs mühelos gereinigt werden. Solch ein Ultraschallreiniger ist im handlichen Format erhältlich und äußerst leicht zu bedienen. Dafür werden die Gebrauchsgegenstände einfach in eine Box gelegt und das Gerät eingeschaltet. Durch die auftreffenden Strahlen werden Bakterien und Keime zuverlässig abgetötet, sodass die Oberflächen intensiv gereinigt sind.
Der Vorteil: kein aufwendiges Putzen, Polieren oder langes Warten. Stattdessen sind die Gebrauchsgegenstände häufig schon nach wenigen Minuten wieder einsatzbereit und von Erregern, Viren und anderen schädlichen Rückständen befreit.
Ultraschall wird vor allem bei Schwangerschaftsuntersuchungen eingesetzt.
Ultraschall für Abdomen-Untersuchung
Die Untersuchung des Abdomens wird ebenfalls durch Ultraschall möglich. Gerade in der Schwangerschaft kann der Nachwuchs auf diese Weise sichtbar gemacht werden. Der Blick in den Mutterleib wird sogar von Krankenkassen übernommen und bietet die Möglichkeit, einmalige Bilder aus dem Bauchraum zu erhalten und mögliche Krankheiten/Risiken während der Schwangerschaft zu erkennen.
Mithilfe von Ultraschall lassen sich auch andere Körperregionen genau untersuchen, um beispielsweise freie Flüssigkeit im Körper zu erkennen oder Tumore sowie andere Wucherungen sichtbar zu machen. Erfolgt die Endosonographie, können damit Darm, Speiseröhre, Magen sowie umgebende Organe ganz genau untersucht werden, um etwa Gefäßveränderungen festzustellen.
Die Bildgebung bei den Ultraschalluntersuchungen erfolgt nach dem Fledermaus-Prinzip. Die ausgestrahlten Wellen aus dem Ultraschall-Kopf werden durch die Umgebung (beispielsweise Organe oder Gefäße im Körper) absorbiert und reflektiert. Dadurch zeigt sich das Bild, das den Bauchraum oder andere zu untersuchende Körperregionen darstellt. Mittlerweile gibt es die Ultraschallbilder nicht nur in zweidimensionale Ausführung, sondern auch 3D. Besonders beliebt sind diese Darstellungen bei der Begutachtung des Fötus im Mutterleib, denn so lassen sich noch leichter mögliche Fehlbildungen erkennen.
Gibt es Risiken durch Ultraschall?
Wer eine Ultraschall-Untersuchung vornehmen lässt, muss vorher eine Einverständniserklärung unterzeichnen. Hierbei verweisen Ärzte auch auf mögliche Risiken, die es zweifelsohne gibt und die bei jeder ärztlichen Untersuchung und Indikation auftreten können.
Die Erfahrungen aus der Praxis und jahrelange Studien zeigen jedoch, dass es bei der Sonografie keine Schädigung der Zellbestandteile oder Zellen gibt. Im Gegensatz zu den Röntgenstrahlen sind die Ultraschallwellen harmlos.
Ist Ultraschall schmerzhaft?
Untersuchungen mit den Schallwellen sind erfahrungsgemäß nicht schmerzhaft. Jedoch kann es an einigen Körperstellen durch das Ultraschallgerät dazu kommen, dass ein leichter Druck auf die Haut/die Gefäße/Organe ausgeübt wird und dies zu einem Schmerzbild führt.
Lang anhaltende Schmerzen oder sogar Oberflächenverletzungen sind jedoch durch die Ultraschalluntersuchungen nicht zu erwarten.
Ultraschall für die Zahnreinigung
Ultraschall ist auch für eine besonders intensive Zahnreinigung optimal. Die gleichnamigen Bürsten sorgen dafür, dass die Zähne nicht mühevoll geschrubbt werden müssen, sondern durch ihre Eigenrotation und Vibration intensiv von Rückständen befreien. Das ist nicht nur äußerst schonend für das Zahnfleisch, sondern auch für die Zähne. Ohne Schmerzen und dafür besonders intensiv werden Essensrückstände und Belege entfernt, die Durchblutung des Zahnfleisches angeregt.
Doch die Ultraschallzahnbürste hat auch ihre Grenzen, denn Zahnzwischenräume lassen sich auch mit ihr nur äußerst schwer reinigen. Um hier für saubere Ergebnisse zu sorgen, sollte Zahnseide genutzt werden.
Jeder kennt diese Situation bestimmt aus seinem täglichen Leben: Wir hören eine Sirene von Feuerwehr oder Krankenwagen und wissen, ob sie das Fahrzeug auf uns zu oder von uns wegbewegt. Dabei müssen wir das Fahrzeug noch nicht einmal sehen und können trotzdem treffsicher sagen, in welche Richtung es sich bewegt.
Auch das hat eine völlig logische, physikalische Erklärung, die auf ihrem Entdecker, dem Physiker Christian Doppler, beruht: das Doppler-Verfahren. Die Schallwellen treffen gebündelt mit höherer Frequenz beim Empfänger (beispielsweise einem Gegenstand) auf, wenn sich der Sender der Schallwellen auf dieses zubewegt. Umgekehrt funktioniert es ebenso. Deshalb lässt sich auch sagen, ob sich das Fahrzeug in unsere Richtung bewegt oder nicht.
Dieses Prinzip machen sich auch Ärzte zunutze und verfolgen damit die Bewegungen der Blutkörperchen. Aufgezeichnet wird das Echo, das die Fließrichtung und Fließgeschwindigkeit darstellt. Mit diesem Verfahren können Verengungen oder sogar Herzfehler erkannt werden, ohne dass ein operativer Eingriff dafür erforderlich ist.
Ultraschall in der Meeresbiologie: Untersuchungen durch Schallwellen
Auch in der Meeresbiologie werden Ultraschallwellen eingesetzt. Mit ihrer Hilfe lassen sich tiefe Messungen und äußerst präzise Untersuchungen des Meeresbodens vornehmen. Selbst enorme Tiefen, bei denen Taucher kaum eine Chance haben, können aus Unterwasserfahrzeugen mithilfe der Ultraschallwellen gescannt und abgebildet werden.
Dadurch lässt sich ein komplexes Bild der Bodenstruktur mit ihren Höhen und Tiefen darstellen, das den Meeresbiologen völlig neue Einblicke in das Ökosystem gewährt. Ultraschall wird aber auch in Ökosystemen andauernd genutzt, beispielsweise von Bäumen. Haben sie einen Wassermangel, so senden sie Ultraschall aus (von Menschen nicht hörbar).
Ultraschall-Smog: Immer mehr Geräte nutzen die Strahlen
Forscher haben herausgefunden, dass die innovativen Techniken ebenfalls verstärkt auf Ultraschall zurückgreifen. Reinigungsgeräte beispielsweise setzen seit Längerem auf dem Ultraschall Effekt. Auch Computer, Lautsprecher und andere Geräte des täglichen Gebrauchs machen sich das Ultraschall-Prinzip zunutze, was bei besonders sensiblen Menschen durchaus zu Beeinträchtigungen wie beispielsweise Hörschäden führen kann.
