Mit Ultraschall gegen Erdbeben im Kopf

,

Seismologen nutzen die Ausbreitung von Wellen, um das Erdinnere zu erforschen, z.B. zur Vorhersage von Erdbeben. Schweizer Forscher der ETH Zürich wollen die Wellenphysik jetzt für die Ultraschall-Bildgebung des menschlichen Gehirns nutzen.

Ultraschall soll bald gesundheitliche Erdbeben im Kopf verhindern - etwa Gehirntumore identifizieren oder Schlaganfallpatienten überwachen. Das Gute: Ultraschall ist fast unschädlich, kostet wenig und die mobilen Geräte können überall Dienst tun. Bisher reflektierte und dämpfte der Schädelknochen allerdings die Wellen und die Diagnose.

Eine neue Software umschifft diese Hürde und simuliert die Wellenausbreitung im Gehirn per Spektrale-Elemente-Methode. So fließt nicht nur die Ankunftszeit sondern auch die Form der Welle, deren Frequenz, Geschwindigkeit und Amplitude in die Berechnungen ein. Anstatt des üblichen Graustufenbildes entsteht ein simuliertes, quantitatives Bild, womit sich gesundes und krankes Gewebe leicht unterscheiden lassen.

Bei der Simulation explodiert aufgrund der komplexen Schädelstruktur derzeit noch die Rechenzeit. Die Forschenden wollen mit Hexaedern als numerische Gitter für die Darstellung beliebiger Schädelformen bis zu 1.000-mal schneller werden und setzen auf verbesserte Grafikkarten – beides zusammen wäre eine vielversprechende Basis für die Entwicklung von Ultraschallgeräten für harte Strukturen.

Ich wünsche Ihnen eine spannende Lektüre des heutigen Newsletters!

Ute Häußler
Redakteur:in medical design