Neue Methode spürt verborgene Objekte auf

Wissenschaftler des Institut Langevin und der TU Wien rechnen störende Reflexionen einfach weg

"Schatzsuche": jetzt auch mit Ultraschall problemlos möglich (Foto: Qubes Pictures, pixabay.com)

Wien/Paris (pte013/02.10.2025/11:05)

Eine neue Methode von Forschern des Institut Langevin und der Technischen Universität Wien (TU Wien) nutzt Ultraschall zum Aufspüren verborgener Objekte - selbst dann, wenn sie sich in einem Umfeld befinden, das klare Bilder verhindert. Beispielsweise lassen sich Muskelfasern identifizieren, die für die Gesundheit des Herzens wichtig sind, oder die Positionen von Tumormarkern, die anzeigen, dass eine bestimmte Krebsart nach einer Therapie doch noch nicht besiegt ist.

Muster aus ungestörter Umgebung

Das Verfahren nutzt die sogenannte Streumatrix. Diese entsteht zunächst dann, wenn das Objekt, das später zu suchen ist, in einer störungsfreien Umgebung, in der es gut sichtbar ist, mit Ultraschallwellen beaufschlagt. Es reflektiert die Wellen auf charakteristische Weise. Es entsteht ein Muster, das für den zweiten Teil der Suche verwendet wird.

Verbirgt sich ein genauso geformtes Objekt in einem Medium und soll es mit Ultraschall sichtbar gemacht werden, so entsteht ein Streumuster aus den Reflexionen des Objekts selbst und der Umgebung. Das französisch-österreichische Team hat ein mathematisches Verfahren entwickelt, das die Teile des Musters, die nicht von dem Objekt ausgehen, das identifiziert werden soll, abtrennt. Das gelingt, weil sich die zuvor ermittelte Matrix in dem wirren Muster verbirgt, aber ohne diesen Algorithmus nicht erkannt werden kann.

Auch tief Vergrabenes wird sichtbar

"Das Konzept der Fingerabdruck-Matrix ist sehr allgemein anwendbar - nicht nur für Ultraschall, sondern auch für Detektion mit Licht. Aus den Korrelationen zwischen der gemessenen reflektierten Welle und der unverfälschten Fingerabdruck-Matrix kann man ableiten, wo sich das gesuchte Objekt mit größter Wahrscheinlichkeit befindet; und das selbst dann, wenn es tief vergraben liegt", so TU-Wien-Forscher Stefan Rotter. Ein nicht genanntes Unternehmen der Medizintechnik will das Verfahren jetzt kommerzialisieren.

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