Die beste von 19 Handheld-Ultraschallsonden, die am Edinburgh-Rohrphantom getestet wurden, erreichte ein Auflösungsintegral von 66, einen Wert, der noch unter dem der meisten fahrbaren Herz- und Abdomen-Ultraschallgeräte aus den Jahren 2010 bis 2017 liegt (Moran et al., Ultrasound in Medicine and Biology 2024). Die Mittenfrequenz steckt hinter den meisten Zielkonflikten beim Schallkopfdesign: Konvexe Abdomenschallköpfe arbeiten meist bei 2 bis 8 MHz (Zander et al., Ultrasound International Open 2020), von Mammaschallköpfen wird 12 MHz oder mehr erwartet (ACR-Akkreditierung für Mamma-Sonographie 2026), und jedes zusätzliche Megahertz kostet Eindringtiefe, weil Weichgewebe etwa 0,5 bis 1,0 dB pro Zentimeter und Megahertz absorbiert (Yao, Xia und Wang, Ultrasonic Imaging 2015). Die Aufsichtsbehörden begrenzen die Energie, mit der sich diese Tiefe zurückgewinnen lässt, bei einer abgeschwächten ISPTA von 720 mW/cm² für die meisten Anwendungen (FDA, Marktzulassung diagnostischer Ultraschallsysteme und Schallwandler 2023). Wir haben Daten der American Society of Echocardiography, des American College of Radiology sowie aus begutachteten Phantom- und Physikstudien in Ultraschall in der Medizin, The Ultrasound Journal, Diagnostics, Medical Physics und Insights into Imaging zusammengeführt; zur kommerziellen Seite derselben Hardware siehe unsere Statistiken zum Markt für Ultraschallwandler.
TL;DR
- Konvexe Schallwandler für Abdomen und Becken arbeiten üblicherweise bei 2 bis 8 MHz (Zander et al., Ultrasound International Open 2020).
- Schallköpfe für die Mamma-Sonographie sollen mit einer Mittenfrequenz von mindestens 12 MHz arbeiten, eine Anforderung, die am 2. Januar 2026 hinzukam (ACR-Akkreditierung für Mamma-Sonographie 2026).
- Pädiatrische Echokardiographielabore benötigen niederfrequente (2 bis 2,5 MHz) und hochfrequente (über 7,5 MHz) Schallwandler (ASE-Leitlinien zur pädiatrischen TTE 2024).
- Die gemessene Dämpfung in Weichgewebe reicht von 0,01 dB/cm/MHz in Blut bis 4 dB/cm/MHz in Muskel (Cloutier et al., Insights into Imaging 2021).
- Der Wechsel der Augenbildgebung von 10 MHz auf 50 MHz verbessert die axiale Auflösung von 150 µm auf 30 µm (Silverman, Clinical and Experimental Ophthalmology 2009).
- Die axiale Phantomauflösung über 7 Ultraschallgeräte lag bei 0,6 bis 1,9 mm, die laterale bei 1,3 bis 8,7 mm (Herzog et al., Ultraschall in der Medizin 2024).
- FDA-Grenzwerte für Track 3: abgeschwächte ISPTA bis 720 mW/cm² und MI bis 1,9, bei ophthalmologischer Anwendung begrenzt auf 50 mW/cm² und MI 0,23 (FDA-Leitfaden zum diagnostischen Ultraschall 2023).
- Lungenkapillarblutungen bei Labor-Säugetieren beginnen bei einem MI von ungefähr 0,4 (AIUM-Stellungnahme zu biologischen Effekten 2021).
- Das beste kardiale Handheld-Gerät erreichte ein Auflösungsintegral von 44, gegenüber 66 für das beste Handheld-Gerät für oberflächliche Strukturen (Small Parts) (Moran et al., Ultrasound in Medicine and Biology 2024).
- 66% von 35 POCUS-Experten würden heute das Vscan Air kaufen, nachdem sie sechs Handheld-Geräte bewertet hatten (Perez-Sanchez et al., The Ultrasound Journal 2024).
- Weltweit sind etwa 100 Handheld-Ultraschallgeräte verfügbar (Dietrich et al., Diagnostics 2026).
1. Mittenfrequenz nach klinischer Anwendung
Die Mittenfrequenz ist die wichtigste Designentscheidung bei einem Schallkopf, und das Fachgebiet hat sich auf Frequenzbänder statt auf eine einzelne Zahl pro Untersuchung geeinigt. Die Spannweite ist enorm: Die nominalen Schallwandlerfrequenzen reichen in der allgemeinen Bildgebung von 1 bis 25 MHz (Zander et al., Ultrasound International Open 2020), und spezialisierte Augen- und Hautsysteme gehen weit darüber hinaus. Das Muster ist leicht zu lesen: Je tiefer das Ziel, desto niedriger die Frequenz.
Berufsverbände schreiben inzwischen Mindestfrequenzen in ihre Anforderungen. Das ACR nahm am 2. Januar 2026 ein ausdrückliches Minimum von 12 MHz in seine Akkreditierungskriterien für die Mamma auf und weist darauf hin, dass die Mittenfrequenz meist der auf dem Schallwandler aufgedruckte Wert ist (ACR-Ausstattung für Mamma-Sonographie). Die ASE verlangt von pädiatrischen Laboren mehrere Schallköpfe, weil eine einzelne Frequenz nicht zugleich einen Neugeborenen und einen Teenager versorgen kann (ASE-Leitlinien zur pädiatrischen TTE 2024).
| Metrik | Wert | Quelle |
|---|---|---|
| Typischer Arbeitsbereich konvexer Schallköpfe für Abdomen- und Beckenuntersuchungen | 2 bis 8 MHz | Zander et al., Ultrasound International Open 2020 |
| Beispiel-Mittenfrequenz eines abdominalen oder kardialen Schallkopfs (mit Bandbreite) | 2,5 MHz (Bandbreite 1,25 bis 3,75 MHz) | Cloutier et al., Insights into Imaging 2021 |
| Niederfrequenter Schallwandler, den ein pädiatrisches Echokardiographielabor haben sollte | 2 bis 2,5 MHz | ASE-Leitlinien zur pädiatrischen TTE 2024 |
| Hochfrequenter Schallwandler, den ein pädiatrisches Echokardiographielabor haben sollte | Über 7,5 MHz | ASE-Leitlinien zur pädiatrischen TTE 2024 |
| Minimale Mittenfrequenz für Schallköpfe der Mamma-Sonographie | Mindestens 12 MHz, vorzugsweise höher | ACR-Akkreditierung für Mamma-Sonographie 2026 |
| Konventioneller ophthalmologischer B-Scan im Vergleich zur Ultraschall-Biomikroskopie (UBM) des Auges | Etwa 10 MHz im Vergleich zu 35 bis 50 MHz | Silverman, Clinical and Experimental Ophthalmology 2009 |
| Hautbildgebung: Frequenzen, die Dermis und Epidermis zeigen, im Vergleich zu nur Epidermis | 20 bis 25 MHz im Vergleich zu 50 bis 100 MHz | Barcaui et al., Anais Brasileiros de Dermatologia 2016 |
| In einer dermatologischen Studie von 2025 berichtete Ultrahochfrequenz-Hautbildgebung | 70 MHz | Michelucci et al., Diagnostics 2025 |
Kontext: Die jüngsten verfügbaren Daten für die ophthalmologischen und dermatologischen Frequenzbänder stammen aus Übersichtsarbeiten von 2009 und 2016; die Physik hat sich nicht geändert, und schon damals gab es einen kommerziellen 80-MHz-Scanner zur Darstellung des Kammerwinkels und des Schlemm-Kanals (Silverman, Clinical and Experimental Ophthalmology 2009). Katheter-Sonden liegen dazwischen: Kapazitive mikromechanische Ultraschallwandler-Arrays (CMUT) für intravaskuläre Anwendungen wurden mit einer Mittenfrequenz von 20 MHz gebaut (Yu et al., Micromachines 2026), die Geräteklasse aus unseren Statistiken zum intravaskulären Ultraschall.
2. Der Zielkonflikt zwischen Frequenz und Eindringtiefe
Die Dämpfung (der Verlust an Signalstärke, wenn sich Schall durch Gewebe ausbreitet) wird pro Zentimeter und pro Megahertz angegeben, weil sie mit beidem skaliert. Eine gute Faustregel für viele Weichgewebe sind 0,5 bis 1,0 dB/cm/MHz, und der Koeffizient bleibt in der Haut bis mindestens 300 MHz ungefähr proportional zur Frequenz (Yao, Xia und Wang, Ultrasonic Imaging 2015). Der Wert 0,5 ist eine Konvention, keine Konstante: Gemessene Werte reichen von 0,01 dB/cm/MHz in Blut bis 4 dB/cm/MHz in Muskel (Cloutier et al., Insights into Imaging 2021).
Die Rechnung zeigt, warum Abdomenschallköpfe niedrigfrequent bleiben. Bei 0,5 dB/cm/MHz legt ein 3-MHz-Puls, der ein 15 cm tiefes Ziel erreicht, hin und zurück 30 cm zurück und verliert 0,5 x 3 x 30 = 45 dB. Ein 12-MHz-Puls mit demselben Budget von 45 dB kann nur 45 / (0,5 x 12) = 7,5 cm hin und zurück zurücklegen, was einer Zieltiefe von etwa 3,75 cm entspricht. Das ist unsere eigene Veranschaulichung mit dem unteren Ende der veröffentlichten Faustregel, kein gemessener Wert.
| Metrik | Wert | Quelle |
|---|---|---|
| Dämpfungskoeffizient laut Faustregel für verschiedene Weichgewebe | 0,5 bis 1,0 dB/cm/MHz | Yao, Xia und Wang, Ultrasonic Imaging 2015 |
| Gemessener Dämpfungsbereich, Blut im Vergleich zu Muskel (experimentelle und Ex-vivo-Extremwerte) | 0,01 im Vergleich zu 4 dB/cm/MHz | Cloutier et al., Insights into Imaging 2021 |
| Mittlere lokale Dämpfung in einem Leberbeispiel mit Steatose Grad 1 bis 3 | 0,75 dB/cm/MHz | Cloutier et al., Insights into Imaging 2021 |
| Geschätzte Dämpfung in einem simulierten 0,5-dB/cm/MHz-Phantom bei 6 MHz Sendefrequenz | Etwa 0,49 dB/cm/MHz | Omari und Varghese, Medical Physics 2014 |
| Eindringtiefe von 20-MHz-Hautschallköpfen | 8 bis 10 mm (einige Hersteller geben bis zu 15 mm an) | Polanska et al., Frontiers in Medicine 2021 |
| Signalverlust bei der Mittenfrequenz einer Augen-UBM nach 12 mm bis zum Fokus und zurück | Über 13 dB | Silverman, Clinical and Experimental Ophthalmology 2009 |
| Schärfentiefe, konventioneller 10-MHz-Augenschallkopf im Vergleich zu 50-MHz-UBM | 9,6 mm im Vergleich zu 0,85 mm | Silverman, Clinical and Experimental Ophthalmology 2009 |
Kontext: Die Phantomarbeit von Omari und Varghese (Medical Physics 2014) liefert die jüngsten verfügbaren Daten zur Überprüfung der Konvention von 0,5 dB/cm/MHz, und sie war eine Simulation; echte Lebern unterscheiden sich, weshalb die Übersichtsarbeit von Cloutier die gemessene Dämpfung als Marker für Leberfett behandelt.
3. Gemessene axiale und laterale Auflösung in Phantomstudien
Die axiale Auflösung (die Fähigkeit, zwei Punkte entlang des Strahls zu trennen) hängt von der Pulslänge ab und verbessert sich daher nahezu direkt mit der Frequenz; sie beträgt typischerweise etwa 1,5 mm bei 1 MHz (Cloutier et al., Insights into Imaging 2021). Die laterale Auflösung (Trennung nebeneinanderliegender Punkte) hängt von Strahlbreite und Fokussierung ab und verschlechtert sich mit der Tiefe. Die Dresdner Phantomstudie von 2024 zeigt den Unterschied deutlich: Die axiale Auflösung blieb in jeder Tiefe zwischen 0,6 und 1,9 mm, während die laterale Auflösung von 1,3 bis 8,7 mm reichte und sich mit der Tiefe verschlechterte (r=0,6) (Herzog et al., Ultraschall in der Medizin 2024).
Diese Studie vermaß 100-µm-Stifte im Abstand von 1 cm in Tiefen von 1 bis 12 cm, an fünf Handheld-Geräten und zwei fahrbaren Workstations. Am hochfrequenten Ende geht die Auflösung von Millimetern auf Dutzende Mikrometer über.
| Metrik | Wert | Quelle |
|---|---|---|
| Bereich der axialen Auflösung über 5 Handheld-Geräte und 2 Workstations (keine Korrelation mit der Stifttiefe) | 0,6 bis 1,9 mm | Herzog et al., Ultraschall in der Medizin 2024 |
| Bereich der lateralen Auflösung über dieselben 7 Geräte (verschlechtert sich mit der Tiefe) | 1,3 bis 8,7 mm | Herzog et al., Ultraschall in der Medizin 2024 |
| Fahrbare Referenz-Workstation (GE Logiq E10): mediane laterale im Vergleich zur axialen Auflösung | 5,33 mm (IQR 4,01 bis 6,72) im Vergleich zu 1,21 mm (IQR 1,1 bis 1,33) | Herzog et al., Ultraschall in der Medizin 2024 |
| Schlechteste mediane axiale Auflösung unter den 7 Geräten (Handheld-Gerät Butterfly iQ+) | 1,6 mm | Herzog et al., Ultraschall in der Medizin 2024 |
| Augenbildgebung, axiale und laterale Auflösung: konventionell 10 MHz im Vergleich zu 50-MHz-UBM | 150 und 450 µm im Vergleich zu 30 und 60 µm | Silverman, Clinical and Experimental Ophthalmology 2009 |
| Hautbildgebung, axiale und laterale Auflösung: 20 MHz im Vergleich zu 50 MHz | 80 und 200 µm im Vergleich zu 20 und 100 µm | Polanska et al., Frontiers in Medicine 2021 |
| Axiale Auflösung eines intravaskulären 20-MHz-CMUT-Arrays, kurzer Puls im Vergleich zu kodierter Anregung | 60 µm im Vergleich zu 70 µm | Yu et al., Micromachines 2026 (zitiert Zangabad et al.) |
Kontext: Phantomdaten in dieser Größenordnung sind selten, weil ihre Erhebung langsam ist. Das Rohrphantom-Programm der Edinburgher Gruppe, der größte offene Benchmark, umfasste über 15 Jahre 368 Kombinationen aus Ultraschallgerät und Schallwandler von 39 Herstellern (Moran et al., Ultraschall in der Medizin 2022).
4. FDA-Grenzwerte der Schallausgabe für diagnostische Schallwandler
Die Frequenzwahl bewegt sich innerhalb eines regulatorischen Energiebudgets. Die ISPTA (räumliche Spitzen-, zeitliche Mittelwertintensität) steht für das Erwärmungspotenzial, und der MI (mechanischer Index) für das Potenzial mechanischer Effekte wie Kavitation; »abgeschwächt« bedeutet, dass der Wert rechnerisch reduziert wird, um die Intensität im Gewebe statt im Wasser abzuschätzen. Die ophthalmologische Untersuchung ist auf eine ISPTA von 50 mW/cm² begrenzt, etwa ein Vierzehntel der sonst erlaubten 720 mW/cm² (720 / 50 = 14,4), laut dem am 21. Februar 2023 veröffentlichten FDA-Leitfaden Marktzulassung diagnostischer Ultraschallsysteme und Schallwandler.
Die Preamendment-Werte (die anwendungsspezifischen Referenzwerte des Track-1-Wegs der FDA aus der Zeit vor der Gesetzesänderung) zeigen, wie die Behörde das Risiko nach Anwendung einstuft: Die fetale Bildgebung wurde auf weniger als ein Siebtel des Werts für periphere Gefäße festgelegt (94 im Vergleich zu 720 mW/cm²).
| Metrik | Wert | Quelle |
|---|---|---|
| Globaler Höchstwert der abgeschwächten ISPTA bei Track 3 (die meisten Anwendungen) | 720 mW/cm² oder weniger | FDA-Leitfaden zum diagnostischen Ultraschall 2023 |
| Globaler Höchstwert der mechanischen Ausgabe bei Track 3 | MI von höchstens 1,9 oder abgeschwächte ISPPA von höchstens 190 W/cm² | FDA-Leitfaden zum diagnostischen Ultraschall 2023 |
| Thermischer Index (TI), oberhalb dessen der Hersteller eine Erklärung liefern muss | 6,0 | FDA-Leitfaden zum diagnostischen Ultraschall 2023 |
| Ophthalmologische Grenzwerte bei Track 3: TI, abgeschwächte ISPTA und MI | TI höchstens 1, 50 mW/cm², MI 0,23 | FDA-Leitfaden zum diagnostischen Ultraschall 2023 |
| Abgeschwächte ISPTA nach Preamendment-Werten: periphere Gefäße, Herz, fetale Bildgebung und Sonstiges, Ophthalmologie | 720, 430, 94 und 17 mW/cm² | FDA-Leitfaden zum diagnostischen Ultraschall 2023 |
Kontext: Der Leitfaden legt außerhalb des Auges keine allgemeine numerische Obergrenze für den TI fest; stattdessen legen die Anzeigeindizes die Entscheidung in die Hände des Anwenders, weshalb die Untersuchungszeit-Tabellen in Abschnitt 5 wichtig sind.
5. Bioeffekt-Schwellenwerte und Leitlinien zur Untersuchungsdauer
Regulatorische Obergrenzen sind technische Grenzen; Bioeffekt-Schwellenwerte sind die Biologie darunter. Bei Labor-Säugetieren tritt eine Lungenkapillarblutung bei einem MI von ungefähr 0,4 auf, weit unter der regulatorischen Obergrenze von 1,9, weil Gaskörper in Lunge und Darm die mechanische Belastung konzentrieren (AIUM, Stellungnahme zu biologischen Effekten von Ultraschall in vivo 2021). Dieselbe Stellungnahme setzt den Schwellenwert für inertiale Kavitation in vivo bei ungefähr 3,6 MPa oder mehr für Frequenzen ab 0,5 MHz an.
Für die Erwärmung übersetzt die AIUM den angezeigten thermischen Index in Grenzwerte für die Untersuchungsdauer und empfiehlt, diese Zeiten bei ARFI (Bildgebung mit akustischer Strahlungskraft) und gepulstem Doppler um 33% zu kürzen, wenn sich Knochen nahe dem Fokus befindet (AIUM, Empfohlene maximale Untersuchungszeiten für angezeigte TI-Werte 2022).
| Metrik | Wert | Quelle |
|---|---|---|
| Minimaler MI-Schwellenwert bei Labor-Säugetieren: Lungenkapillarblutung im Vergleich zu Darm | Ungefähr 0,4 im Vergleich zu 1,4 | AIUM-Stellungnahme zu biologischen Effekten 2021 |
| Maximale Exposition bei 4,0 °C Temperaturanstieg: fetal im Vergleich zu postnatal | 2 Minuten im Vergleich zu 16 Minuten | AIUM-Stellungnahme zu biologischen Effekten 2021 |
| Maximale Exposition bei 1,5 °C Temperaturanstieg: fetal im Vergleich zu postnatal | 1 Stunde im Vergleich zu 50 Stunden oder mehr | AIUM-Stellungnahme zu biologischen Effekten 2021 |
| Geburtshilfliche und neonatale Kopf- oder Wirbelsäulenuntersuchungen: TI ohne Zeitlimit im Vergleich zu nicht empfohlenem TI | Höchstens 0,7 im Vergleich zu über 3,0 | AIUM-Empfehlung zu maximalen Untersuchungszeiten 2022 |
| Abdominale, periphere vaskuläre und andere nicht-okuläre Untersuchungen: TI ohne Zeitlimit im Vergleich zu nicht empfohlenem TI | Höchstens 1,5 im Vergleich zu über 6,0 | AIUM-Empfehlung zu maximalen Untersuchungszeiten 2022 |
Kontext: Diese Schwellenwerte stammen von Labor-Säugetieren und aus Modellen, nicht aus unerwünschten Ereignissen bei Patienten, und die Tabelle der Untersuchungszeiten wurde am 30. Oktober 2016 genehmigt und am 26. September 2022 erneut genehmigt. Therapeutische Systeme, die diese Schwellenwerte bewusst überschreiten, sind eine eigene Kategorie, die wir in unseren HIFU-Statistiken behandeln.
6. Handheld-Geräte im Vergleich zu fahrbaren Systemen: Phantom-Benchmarks
Das Auflösungsintegral (R) ist eine einzelne Gütezahl: das Verhältnis von Strahleindringtiefe zu Strahlbreite, sodass eine höhere Punktzahl bedeutet, dass ein Schallkopf sowohl tief als auch scharf sieht. Auf dieser Skala erreichte das beste Handheld-Gerät für die Kardiologie 44, während das beste Handheld-Gerät für oberflächliche Strukturen (Small Parts) 66 erreichte (Moran et al., Ultrasound in Medicine and Biology 2024). Bei niederfrequenten Phased-Array-Schallköpfen liegen die Handheld-Geräte am weitesten zurück: Eine Konsens-Übersichtsarbeit von 2026 hält fest, dass die R-Werte kardialer Handheld-Geräte unter dem niedrigsten Wert fahrbarer Systeme lagen, während sich die Werte für oberflächliche Strukturen überschnitten (Dietrich et al., Diagnostics 2026).
Phantomstifte und klinische Anatomie erzählen nicht dieselbe Geschichte. Handheld-Geräte erreichten oder übertrafen Workstations bei einigen Phantommetriken, doch bei zehn Probanden zeigte die Referenz-Workstation immer noch mehr Substrukturen (Herzog et al., Ultraschall in der Medizin 2024).
| Metrik | Wert | Quelle |
|---|---|---|
| Getestete Handheld-Geräte im Vergleich zu fahrbaren Ultraschallgeräten (Auflösungsintegral) | 19 Handheld-Geräte von 8 Herstellern (gebaut 2016 bis 2021) im Vergleich zu 142 fahrbaren Ultraschallgeräten | Moran et al., Ultrasound in Medicine and Biology 2024 |
| Höchstes Auflösungsintegral eines Handheld-Geräts (kabelgebundenes Butterfly-Phased-Array, Preset für oberflächliche Strukturen) | 66 | Moran et al., Ultrasound in Medicine and Biology 2024 |
| Höchstes Auflösungsintegral eines Handheld-Geräts für die Kardiologie (GE Vscan Extend Phased-Array) | 44 | Moran et al., Ultrasound in Medicine and Biology 2024 |
| Auflösungsintegral kardialer Handheld-Geräte im Vergleich zum niedrigsten Wert fahrbarer Systeme | Alle darunter | Dietrich et al., Diagnostics 2026 |
| Sichtbare Substrukturen im Portalfeld der Leber: Referenz-Workstation im Vergleich zu allen Handheld-Geräten zusammen (Median) | 2 im Vergleich zu 1 (p<0,05) | Herzog et al., Ultraschall in der Medizin 2024 |
| Sichtbare Wandschichten des Sigmoids: Referenz-Workstation im Vergleich zu Lumify im Vergleich zu Vscan Air (Median) | 4 im Vergleich zu 2,0 im Vergleich zu 1,0 | Herzog et al., Ultraschall in der Medizin 2024 |
Ausreißer: In derselben Dresdner Studie ließen sich die Wandschichten des Sigmoids mit dem Butterfly iQ+ bei 5 von 10 Probanden überhaupt nicht erkennen.
7. Handheld-Sonden: Expertenbewertungen und Gerätelandschaft
Expertengremien bestätigen, was die Phantome zeigen, und sie zeigen auch, dass Handheld-Geräte keine einheitliche Kategorie sind. In einem Vergleich von sechs Geräten durch 35 Experten reichten die mittleren Bewertungen der Detailauflösung von 2,83 bis 4,54 auf einer 5-Punkte-Skala (Kruskal-Wallis p < 0,0001) (Perez-Sanchez et al., The Ultrasound Journal 2024). Ein Durchschnitt für Handheld-Ultraschall als Kategorie verbirgt diese Streuung, sodass Daten auf Geräteebene mehr zählen als Aussagen auf Kategorieebene.
Die Schallwandlertechnologie spaltet das Feld. Nur die Butterfly-iQ-Reihe verwendet CMUT-Chips in einem klinisch verfügbaren Handheld-Gerät (Dietrich et al., Diagnostics 2026); das iQ nutzt ein Array mit 9.000 Elementen, mit einem angegebenen Bereich von 1 bis 10 MHz für das iQ und von 1 bis 12 MHz für das iQ3, Zahlen, die die eigenen Herstellerangaben sind, wie sie Yu et al. (Micromachines 2026) zusammengestellt haben.
| Metrik | Wert | Quelle |
|---|---|---|
| Bewertung der Detailauflösung, Vscan Air im Vergleich zu Butterfly iQ+ (35 Experten, Skala 1 bis 5, Mittelwert) | 4,54 im Vergleich zu 2,83 | Perez-Sanchez et al., The Ultrasound Journal 2024 |
| Gesamtzufriedenheit mit der Bildqualität, Vscan Air im Vergleich zu Butterfly iQ+ (Mittelwert) | 4,57 im Vergleich zu 2,37 | Perez-Sanchez et al., The Ultrasound Journal 2024 |
| Anteil der 35 Experten, die das Vscan Air heute kaufen würden | 66% | Perez-Sanchez et al., The Ultrasound Journal 2024 |
| Bewertung der Detailauflösung, Lumify im Vergleich zu Butterfly iQ+ (24 Experten, Skala 1 bis 5, Mittelwert) | 4,67 im Vergleich zu 3,17 (p<0,001) | Le et al., The Ultrasound Journal 2022 |
| Weltweit verfügbare Handheld-Ultraschallgeräte | Etwa 100 | Dietrich et al., Diagnostics 2026 |
| Untersuchungsdauer pro Ladung: konventionelle piezoelektrische im Vergleich zu cMUT- und pMUT-Handheld-Geräten | Etwa 1 Stunde im Vergleich zu bis zu 2 Stunden | Dietrich et al., Diagnostics 2026 |
| In PubMed indexierte Publikationen zu Handheld-Ultraschall: 1995 im Vergleich zu 2025 | 84 im Vergleich zu 2.124 | Dietrich et al., Diagnostics 2026 |
Kontext: In den Freitextkommentaren derselben Studie mit 35 Experten nannten 89% der Anmerkungen zum Butterfly iQ+ eine schlechte Bildqualität, gegenüber 77% der Anmerkungen zum Lumify, die eine gute Bildqualität nannten (Perez-Sanchez et al., The Ultrasound Journal 2024). Die Studie mit vier Geräten von 2022 liefert die jüngsten verfügbaren Daten für diesen Vergleichssatz (Le et al., The Ultrasound Journal 2022).
Zusammenfassung: Mittenfrequenz medizinischer Ultraschallwandler in Zahlen
| Metrik | Wert | Quelle |
|---|---|---|
| Nominaler Frequenzbereich von Schallwandlern der allgemeinen Bildgebung | 1 bis 25 MHz | Zander et al., Ultrasound International Open 2020 |
| Konvexe Schallköpfe für Abdomen und Becken | 2 bis 8 MHz | Zander et al., Ultrasound International Open 2020 |
| Minimale Mittenfrequenz von Mammaschallwandlern | Mindestens 12 MHz | ACR-Akkreditierung für Mamma-Sonographie 2026 |
| Pädiatrische Echokardiographie-Schallwandler: niedrige im Vergleich zu hoher Frequenz | 2 bis 2,5 MHz im Vergleich zu über 7,5 MHz | ASE-Leitlinien zur pädiatrischen TTE 2024 |
| Augenbildgebung: konventioneller B-Scan im Vergleich zu UBM | Etwa 10 MHz im Vergleich zu 35 bis 50 MHz | Silverman, Clinical and Experimental Ophthalmology 2009 |
| Faustregel zur Dämpfung in Weichgewebe | 0,5 bis 1,0 dB/cm/MHz | Yao, Xia und Wang, Ultrasonic Imaging 2015 |
| Gemessene Dämpfung, Blut im Vergleich zu Muskel | 0,01 im Vergleich zu 4 dB/cm/MHz | Cloutier et al., Insights into Imaging 2021 |
| Eindringtiefe von 20-MHz-Hautschallköpfen | 8 bis 10 mm | Polanska et al., Frontiers in Medicine 2021 |
| Axiale Hautauflösung, 20 MHz im Vergleich zu 50 MHz | 80 im Vergleich zu 20 µm | Polanska et al., Frontiers in Medicine 2021 |
| Phantomauflösung über 7 Ultraschallgeräte: axial im Vergleich zu lateral | 0,6 bis 1,9 mm im Vergleich zu 1,3 bis 8,7 mm | Herzog et al., Ultraschall in der Medizin 2024 |
| Obergrenze der abgeschwächten ISPTA bei Track 3 (nicht ophthalmologisch) | 720 mW/cm² | FDA-Leitfaden zum diagnostischen Ultraschall 2023 |
| Ophthalmologische Obergrenzen bei Track 3: ISPTA und MI | 50 mW/cm² und 0,23 | FDA-Leitfaden zum diagnostischen Ultraschall 2023 |
| MI-Schwellenwert für Lungenkapillarblutung bei Labor-Säugetieren | Ungefähr 0,4 | AIUM-Stellungnahme zu biologischen Effekten 2021 |
| Bestes Auflösungsintegral eines Handheld-Geräts, oberflächliche Strukturen im Vergleich zu Kardiologie (19 Handheld-Geräte im Benchmark gegen 142 fahrbare Ultraschallgeräte) | 66 im Vergleich zu 44 | Moran et al., Ultrasound in Medicine and Biology 2024 |
| Experten, die das bestbewertete Handheld-Gerät heute kaufen würden | 66% von 35 | Perez-Sanchez et al., The Ultrasound Journal 2024 |
| Weltweit verfügbare Handheld-Geräte | Etwa 100 | Dietrich et al., Diagnostics 2026 |
Methodik und Quellen
- FDA, Marketing Clearance of Diagnostic Ultrasound Systems and Transducers (veröffentlicht am 21. Februar 2023; erstmals veröffentlicht am 27. Juni 2019): globaler Höchstwert bei Track 3, ophthalmologische Schallausgabewerte und Preamendment-Werte.
- AIUM, Statement on Biological Effects of Ultrasound in Vivo (genehmigt am 19. August 2021): Schwellenwerte für MI und Temperaturanstieg.
- AIUM, Recommended Maximum Scanning Times for Displayed Thermal Index Values (erneut genehmigt am 26. September 2022): Tabellen der TI-Untersuchungszeiten.
- ACR, Equipment: Breast Ultrasound (überarbeitet am 2. Januar 2026): Mindestmittenfrequenz von 12 MHz.
- ASE, Guidelines for Performing a Comprehensive Pediatric Transthoracic Echocardiogram (Lopez et al., JASE, Februar 2024): Frequenzen pädiatrischer Schallwandler.
- Zander et al., Ultrasound Image Optimization (Knobology): B-Mode, Ultrasound International Open 2020: Frequenzbereiche nach Schallkopftyp.
- Cloutier et al., Quantitative ultrasound imaging of soft biological tissues, Insights into Imaging 2021: Dämpfungsbereiche, axiale Auflösung bei 1 MHz, Schallkopfbeispiel.
- Yao, Xia and Wang, Multi-scale Functional and Molecular Photoacoustic Tomography, Ultrasonic Imaging 2015: Faustregel von 0,5 bis 1,0 dB/cm/MHz.
- Omari and Varghese, Signal to noise ratio comparisons for ultrasound attenuation slope estimation algorithms, Medical Physics 2014: Schätzung der Dämpfung im Phantom.
- Silverman, High-resolution ultrasound imaging of the eye: a review, Clinical and Experimental Ophthalmology 2009: ophthalmologische Frequenzen, Auflösung, Schärfentiefe.
- Polanska et al., High-Frequency Ultrasonography in Teledermatology, Frontiers in Medicine 2021: Eindringtiefe und Auflösung der Hautbildgebung.
- Barcaui et al., High frequency ultrasound with color Doppler in dermatology, Anais Brasileiros de Dermatologia 2016: Frequenzbänder für die Haut.
- Michelucci et al., Prurigo Nodularis at Ultra-High-Frequency Ultrasound, Diagnostics 2025: Hautbildgebung bei 70 MHz.
- Herzog et al., Technical assessment of resolution of handheld ultrasound devices and clinical implications, Ultraschall in der Medizin 2024: Phantom- und klinische Auflösung.
- Moran et al., Imaging performance of hand-held ultrasound scanners using the Edinburgh Pipe Phantom, Ultrasound in Medicine and Biology 2024: Benchmark des Auflösungsintegrals (Zahlen aus der indexierten Zusammenfassung entnommen).
- Moran et al., Edinburgh Pipe Phantom: 15 Years of Experience, Ultraschall in der Medizin 2022: Umfang des Phantomprogramms.
- Dietrich et al., Handheld Ultrasound: Technical Review and International Expert Consensus Recommendations, Diagnostics 2026: Gerätelandschaft, Akkulaufzeit, Publikationszahlen.
- Perez-Sanchez et al., Comparison of 6 handheld ultrasound devices by POCUS experts, The Ultrasound Journal 2024: Expertenbewertungen.
- Le et al., Comparison of four handheld point-of-care ultrasound devices by expert users, The Ultrasound Journal 2022: Expertenbewertungen.
- Yu et al., Advances and Challenges of CMUTs in Medical Imaging, Micromachines 2026: intravaskuläre CMUT-Arrays und Handheld-Spezifikationen (Herstellerangaben als solche gekennzeichnet).
- Daten-Hinweis: Der Wert von 0,5 dB/cm/MHz für Weichgewebe ist eine Konvention; Yao et al. geben 0,5 bis 1,0 dB/cm/MHz an, und Cloutier et al. berichten gemessene Extremwerte von 0,01 bis 4 dB/cm/MHz, sodass jede Tiefenschätzung auf Basis einer einzelnen Zahl nur ungefähr gilt. Die Dresdner Phantomarbeit nennt die mediane laterale Auflösung der Referenz-Workstation in ihrer Zusammenfassung mit 5,4 mm und im Ergebnistext mit 5,33 mm; wir haben den Wert aus dem Ergebnistext verwendet. Die Auflösungspaare der Haut (20 und 100 µm bei 50 MHz, 80 und 200 µm bei 20 MHz) werden mit »jeweils« angegeben, nach einer Passage, die die axiale vor der lateralen Auflösung definiert, weshalb wir sie als axial und dann lateral gelesen haben. Die Gerätegewichte widersprechen sich: Die Konsens-Übersichtsarbeit von 2026 beschreibt moderne Handheld-Geräte mit 140 bis 307 g, während der Sechs-Geräte-Vergleich von 2024 Schallköpfe von 96 g bis 309 g aufführt. Zahlen zum Marktwachstum bei Handheld-Geräten (eine prognostizierte CAGR von bis zu 13,5%, die die Konsens-Übersichtsarbeit nicht genannten Marktanalysen zuschreibt) wurden ausgeschlossen, weil die zugrunde liegende Quelle nicht offengelegt wird. Mehrere Physikreferenzen (2009 bis 2021) sind die jüngsten verfügbaren Daten; die Tabelle der AIUM-Untersuchungszeiten und der FDA-Leitfaden sind die Dokumente, die am ehesten als Nächstes überarbeitet werden.
Zuletzt aktualisiert: 27. Oktober 2026. Wir aktualisieren diese Zusammenstellung vierteljährlich, und die nächste Aktualisierung wird erwartet, wenn die AIUM ihre nächste Überarbeitung der Stellungnahme zu den empfohlenen maximalen Untersuchungszeiten für angezeigte thermische Indexwerte veröffentlicht.