Anzeige

Ultraschall trifft Erdbebenforschung = bessere Lungenüberwachung

13. Juni 2025

Aufnahmen der Lunge
Seismologie macht Ultraschall präziser: Neue Technik verbessert Lungenüberwachung direkt am Krankenbett – ohne Strahlenrisiko. Foto: PantherMedia / samunella
Seismologie verbessert Ultraschalltechnik: Neue Methode erlaubt präzisere Lungenüberwachung ohne Strahlenbelastung. Das ist zum Beispiel bei schweren Verläufen von COVID-19 wichtig.
Anzeige
Anzeige


In der Intensivmedizin zählt jede Minute. Doch gerade dort scheitert moderne Bildgebung oft an praktischen Hürden. Ultraschall-Computertomographie (USCT) gilt als strahlungsfreie und potenziell mobile Alternative zum klassischen CT. Doch bisher stand einer flächendeckenden Anwendung vor allem ein Problem im Weg: die genaue Positionierung der Sensoren.

Ein interdisziplinäres Team aus den USA und Brasilien hat nun eine Lösung gefunden – und dabei auf Wissen aus der Erdbebenforschung zurückgegriffen. Die Methode könnte die kontinuierliche Lungenüberwachung von Patientinnen und Patienten revolutionieren, insbesondere bei Atemwegserkrankungen wie COVID-19.

Anzeige
Anzeige

Inhaltsverzeichnis

Sensoren in Bewegung – ein bekanntes Problem

Im Gegensatz zur klassischen CT, bei der der Patient durch ein starres Gerät geschoben wird, basiert die USCT auf Sensoren, die rund um den Körper getragen werden – beispielsweise an einem flexiblen Gurt. Doch jeder Atemzug verändert deren Position leicht. Das führt zu Bildverzerrungen und erschwert eine präzise Diagnose.

Die Mathematikprofessorin Jennifer Mueller von der Colorado State University (CSU) arbeitete bereits an einer Lösung für diese Herausforderung, als sich ein besonderer Kontakt ergab: Der brasilianische Maschinenbau-Doktorand Roberto Ceccato stieß zu ihrem Team und brachte frische Ideen ein.

Die Brücke zur Seismologie

Ceccato hatte bei seiner vorherigen Forschung das Standardwerk „Parameter Estimation and Inverse Problems“ genutzt. Einer der Autoren: Rick Aster, Professor für Geowissenschaften an der CSU. Als Ceccato Aster das Problem schilderte, schlug dieser eine Methode aus der seismischen Tomographie vor: die sogenannte statische Korrektur.

Anzeige
Anzeige

In der Seismologie hilft diese Technik dabei, die genaue Lage von Erdbebenherden zu bestimmen – auch wenn das Gestein die Laufzeiten der Wellen verzerrt. Die Forschenden übertrugen das Prinzip auf die Ultraschallbildgebung: „Es handelt sich um eine Art adaptive Brille, mit der die Verzerrung korrigiert wird, die entsteht, wenn man bei einem solchen Problem nicht genau weiß, wo sich die Empfänger und Quellen befinden“, erklärt Aster.

Digitale Rekonstruktion bringt Schärfe

Das Forschungsteam entwickelte einen Algorithmus, der die Sensorpositionen auf Basis der empfangenen Signale rekonstruiert – ähnlich wie Geophysiker geologische Schichten analysieren. In Simulationen und Versuchen mit künstlichem Gewebe aus ballistischem Gel zeigte sich: Die Bildqualität verbesserte sich deutlich. Feinere Strukturen konnten klarer dargestellt werden.

Anzeige
Anzeige

Damit wird eine kontinuierliche Lungenüberwachung am Krankenbett realistischer. Eine Technik, die nicht nur die Diagnose erleichtert, sondern auch bei der Einstellung von Beatmungsgeräten helfen kann. Besonders relevant ist das für Patient*innen mit akuten Lungenerkrankungen, bei denen sich der Zustand schnell ändern kann.

Mobil, sicher und fast einsatzbereit

Ein weiterer Vorteil: USCT arbeitet ganz ohne ionisierende Strahlung. Anders als bei klassischen CTs entfällt somit das Risiko für Gewebeschäden, das bei häufiger Anwendung entsteht. Auch der oft kritische Transport schwerkranker Patient*innen zur CT-Einheit wird unnötig – die USCT-Technik könnte direkt ans Krankenbett kommen.

Die Sicherheitsfreigaben sind weitgehend erfolgt. In Tierversuchen mit Schweinen wurde nachgewiesen, dass die verwendeten Ultraschallfrequenzen den Vorgaben der US-Arzneimittelbehörde (FDA) entsprechen. Jetzt steht die Methode kurz vor der klinischen Erprobung an Menschen.

„USCT hat das Potenzial, eine Echtzeit-Reaktion auf sich entwickelnde Zustände zu liefern, die früher behandelt werden können, bevor sie zu einem großen Problem werden“, sagt Jennifer Mueller. Und Ceccato ergänzt: „Mit dieser Lösung wird die kontinuierliche Lungenüberwachung am Krankenbett praktischer und hilft Ärzten, fundiertere Entscheidungen über Beatmungsstrategien zu treffen.“

Hier geht es zur Originalpublikation



Ein Beitrag von:

Anzeige
Anzeige

Top Stellenanzeigen

CAD-Konstrukteur (m/w/d)
Boyd Weiler GmbH & Co. KG

13.09.2026
Weiler-Simmerberg
Senior Ingenieur Systemintegration und KI-basierte Performancebewertung (w/m/d)
TransnetBW GmbH

13.09.2026
Stuttgart
Ingenieur Systemführung Operative Betriebsplanung (w/m/d)
TransnetBW GmbH

13.09.2026
Stuttgart
Bauprojektleiter (m/w/d)
Allbau Managementgesellschaft mbH

13.09.2026
Essen
Ingenieur* im Anforderungsmanagement
DFS Deutsche Flugsicherung GmbH

13.09.2026
Langen
Bauingenieur / Bautechniker Kommunaler Tiefbau (m/w/d)
WipflerPLAN Planungsgesellschaft

13.09.2026
Donauwörth, Nördlingen, Pfaffenhofen an der Ilm, Lauf an der Pegnitz
Information Security Manager (all genders)
VINCORION Advanced Systems GmbH

13.09.2026
Wedel
Professur „Wirtschaftsinformatik und Datenbanken mit dem Schwerpunkt IT-Venture-Design, Digital Enterprise und innovativer Lehre in Makerspace-Settings (W2)“
Hochschule Düsseldorf University of Applied Sciences

13.09.2026
Düsseldorf
Senior-Ingenieur Auftragsengineering (m/w/d)
Mehrer Compression GmbH

13.09.2026
Balingen
BIM-Manager (w/m/d) Außenstelle Hamm
Die Autobahn GmbH des Bundes

13.09.2026
Hamm, Münster
BIM-Manager (w/m/d) Außenstelle Dillenburg
Die Autobahn GmbH des Bundes

13.09.2026
Dillenburg
BIM-Manager (w/m/d) Niederlassung Westfalen
Die Autobahn GmbH des Bundes

13.09.2026
Hamm, Münster, Gelsenkirchen
BIM-Manager (w/m/d) Außenstelle Netphen
Die Autobahn GmbH des Bundes

13.09.2026
Netphen
BIM-Manager (w/m/d) Außenstelle Bochum
Die Autobahn GmbH des Bundes

13.09.2026
Bochum
BIM-Manager (w/m/d) Außenstelle Osnabrück
Die Autobahn GmbH des Bundes

13.09.2026
Osnabrück
BIM-Manager (w/m/d) Außenstelle Hagen
Die Autobahn GmbH des Bundes

13.09.2026
Hagen
Bauleiter (m/w/d) im Bereich schlüsselfertigen Wohnungsbau
SCHEIDL

13.09.2026
Moosburg/Landshut
Projektingenieur Fachplanung Versorgungstechnik (m/w/d)
INGENIEURBÜRO ZAMMIT GmbH

13.09.2026
Achim, Celle, Salzgitter, Wolfsburg
Meister (m/w/d) für die mechanische Fertigung
Montanhydraulik GmbH

13.09.2026
Gelsenkirchen
Bauingenieur (w/m/d)
Die Autobahn GmbH des Bundes

13.09.2026
Bayreuth

Weitere Artikel



Anzeige
Anzeige