Ecografia - Ingegneria Biomedica

ab/10/2005
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UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI NAPOLI “FEDERICO II”
Corso di Laurea in Ingegneria Biomedica
Anno accademico 2005-2006
Diagnostica per Immagini
Argomento 4
Ecografia
Arturo Brunetti
Tel 0817463102 Fax 0812296117
e-mail: brunetti@unina.it
Schema di questa presentazione
• Definizioni generali
• Formazione degli ultrasuoni
• Sonda = trasduttore
• Immagine ecografica
• Artefatti
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ECOGRAFI
A
Tecnica che utilizza ultrasuoni
per la formazione di
immagini tomografiche
"in tempo reale"
ECOGRAFIA
(ultrasound imaging)
Sonda
(trasduttore)
Sistema di gestione
Monitor
a) Controllo della sonda
b) Produzione di US
c) Rilevazione degli echi
d) Elaborazione del segnale
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Immagine ecografica:
immagine di riflessione:
mappa degli ultrasuoni riflessi
Onda riflessa
Onda incidente
Interfaccia
Ecografia tiroidea
Pul
san
te
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Gli ultrasuoni sono
prodotti da materiali
piezoelettrici contenuti
all’interno di “sonde”
Si utilizzano sonde
diverse in rapporto a
diverse esigenze
diagnostiche
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Sonde
(trasduttori)
ECOGRAFI
A
Tecnica tomografica:
Visualizza cioè immagini
di sezioni corporee
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Diagnosi
Utilizzazione dell’ecografia
Monitoraggio
Fisica
ULTRASUONI: COME SI PRODUCONO
?
Alcuni materiali come il quarzo, il bario-titanato, e il
piombo-zirconato- titanato (PZT) sono costituiti da
innumerevoli "dipoli" che in presenza di un campo
elettrico cambiano orientamento spaziale
modificando le dimensioni del cristallo.
Se questi cristalli sono inseriti tra due elettrodi,
l' applicazione di una differenza di potenziale ne causa
vibrazioni con formazione di onde sonore.
Inversamente, onde sonore che fanno vibrare i cristalli
piezoelettrici determinano l' induzione di un voltaggio
nel relativo circuito elettrico.
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ULTRASUO
NI
sono prodotti da
"trasduttori" in grado
di convertire energia
elettrica in energia
meccanica mediante
cristalli piezolettrici
+ -
L' effetto piezoelettrico fu scoperto dai fratelli Pierre e Jacques
Curie ben prima della scoperta dei raggi X e della radioattività
Curie. J.P., Curie. (1880) Développement par pression de l'électricite polaire dans les cristaux hémièdres à
faces inclinées. C.R. Acad. Sci. (Paris) 91:294.
effetto piezoelettrico
+ -
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r
IL FASCIO DI
ULTRASUONI
zona di Fresnel zona di Fraunhofher
Χ'
Χ’∞ r 2 / λ
Lunghezza della zona di Fresnel proporzionale al quadrato del raggio
del trasduttore e inversamente proporzionale alla lunghezza d’onda
Trasduttor
e
Funziona da emettitore di ultrasuoni per circa
un milionesimo di secondo,
500-3000 volte al secondo
Funziona da ricevitore degli echi per un
tempo mille volte maggiore
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I trasduttori
I cristalli risuonano (cioè oscillano più efficacemente) ad una
frequenza determinata dal loro spessore
La frequenza di risonanza è quella degli ultrasuoni la cui λ/2
coincide con lo spessore del cristallo
La frequenza degli ultrasuoni prodotti da un cristallo
piezoelettrico è inversamente proporzionale allo spessore del
cristallo
TRASDUTTO
RI
Ogni cristallo piezolettrico ha una sua frequenza naturale di
oscillazione: "frequenza di risonanza",
inversamente proporzionale allo spessore del cristallo.
I cristalli sono costruiti in modo che lo spessore sia pari a metà
della lunghezza d'onda degli ultrasuoni da produrre.
V = ν λ
ν = V / λ
Es: cristallo PZT 0.001 mm spessore
ν = 4000 m/sec / 0,002m
ν = 2000000 /sec = 2MHz
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TRASDUTTORI
Problematiche “costruttive”
I trasduttori a frequenze elevate sono molto più
sottili di quelli a bassa frequenza e sono più
difficili da costruire.
Per questo le sonde ad alta frequenza in genere
costano di più.
TRASDUTTORE
FUNZIONA SIA COME TRASMETTITORE
SIA COME RECETTORE
LA PUREZZA DEL SUONO E LA PERSISTENZA
DEL SUONO NEL TEMPO SI ESPRIMONO CON IL
FATTORE Q.
Un Q alto indica una ristretta banda di frequenza
con lento decadimento del suono ed è utile per le
valutazioni Doppler.
Per l' imaging ecografico si preferiscono trasduttori
con Q basso, che danno impulsi brevi e rispondono
ad un ampio range di frequenze di ritorno.
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Un fatto “pratico”
da ricordare
La capacità di penetrazione degli ultrasuoni nei
tessuti è inversamente proporzionale alla frequenza
Cioè gli ultrasuoni ad alta frequenza possono
essere utilizzati solo per studiare strutture
relativamente “superficiali”
Peraltro le strutture vicine alla sonda ad alta
frequenza vengono visualizzate con un’elevata
risoluzione spaziale
SETTORIALE MECCANICO
SETTORIALE ANULARE
TRASDUTTO
RI
SETTORIALE ELETTRONICO (Phased array)
ARRAY SETTORIALE
LINEARE
CONVEX
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SONDA E IMMAGINI
ECOGRAFICHE
SONDA CONVEX
SONDA E IMMAGINI
ECOGRAFICHE
SONDA LINEARE
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Cute
Sottocute
Muscolo
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L’immagine ecografica
Ricevendo una serie
di echi a tempi
diversi, da strutture
che si trovano a
profondità diverse,
l’ecografo è in grado
di ricostruire una
“mappa degli echi”:
l’immagine
ecografica non è
altro che una mappa
di echi ottenuti da
una sezione del corpo
I PRIMI DISPLAY
ECOGRAFICI
• B MODE A MODE
Regione metacarpale - cavallo
Sez. trasversale Sez. longitudinale
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ECOGRAFI
A
Gli echi che contribuiscono a formare l' immagine
ecografica sono il risultato della riflessione del
fascio ultrasonoro a livello delle interfaccie tra
strutture con velocità di trasmissione (impedenze)
diverse.
Indica il tipo di echi che
caratterizzano una
struttura:
Esprime in genere un
confronto tra organi
(es. fegato e rene) e
all’interno di uno stesso
organo (rene, corticale
e midollare)
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Ecogenicità
(reflettività)
IPOECOGENO
IPERECOGENO
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STRUTTURA SENZA
ECHI :
cisti all’interno di un
testicolo
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ANECOGENO
ANECOICO
SONOLUCENT
IPERECOGENO - IPERRIFLETTENTE
Calcificazione
Una struttura calcifica
comporta un brusco cambio
di velocità di trasmissione
degli ultrasuoni e quindi
una massiccia riflessione
del fascio che può essere
anche completamente
bloccato, con la formazione
di un cono d’ombra
Calcificazione tiroidea
con cono d’ombra
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ECOGRAFI
A
Termini utilizzati nella descrizione dei reperti
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ECOGENO
ANECOGENO
IPERECOGENO
IPOCOGENO
Real time: Tempo
reale
• Si definiscono così , in senso
stretto, i sistemi che permettono
di seguire il movimento.
• Nei sistemi real time si producono
almeno 16 “frames” al secondo
(per evitare l’effetto di flickering
dovuto alla persistenza
dell’immagine)
• Naturalmente il numero di frames
è limitato dal tempo necessario a
ricevere gli echi prima di poter
inviare un secondo impulso
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struttura riflettente
struttura priva di echi
(fluido omogeneo)
sono definizioni
comparative tra
strutture diverse
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ECOGRAFIA - UN PO’ DI
STORIA
Il SONAR
(SOund Navigation And Ranging)
sviluppato dopo l’affondamento del Titanic (1912)
e nel corso della I guerra mondiale
per la individuazione di sottomarini
può essere considerato la tecnologia “precursore”
ECOGRAFIA - UN PO’ DI
STORIA
Le prime applicazioni degli ultrasuoni in campo medico si
sono realizzate tra gli anni '40 e l'inizio dei '50.
Le prime applicazioni negli anni 1940 avevano fini
terapeutici (es. neurochirurgia) oltreche diagnostici
(iperfonografia)
Le prime applicazioni diagnostiche pratiche ebbero luogo
nel decennio successivo quando furono introdotti i termini
ecografia ed ecometria (Reid e Wild, 1953)
Nel corso degli ultimi trenta anni le applicazioni
diagnostiche e terapeutiche degli ultrasuoni si sono
enormemente ampliate
16

Chilowsky C.M. Langévin. M.P. (1916) Procídés et appareil pour production de signaux sousmarins
dirigés et pour la localsation à distances Storia d'obstacles sons-marins. French patent no.
502913.
Langévin, M.P. (1928) Lés ondes ultrasonores. Rev Gen Elect 23:626.
Firestone, F.A. (1945) The supersonic reflectoscope, an instrument of inspecting the interior of
solid parts by means of sound waves. J. Acoust. Soc. Am. 17:287-299.
Desch, C.H., Sproule, D.O. and Dawson, W.J. (1946) The detection of cracks in steel by means
of supersonic waves. J. Iron and Steel Inst. (1964):319.
Tanaka, K., Miyajima, G., Wagai, T., Yasuura, M. Kikuchi, Y and Uchida, R. Detection of
intracranial anatomical abnormalities by ultrasound. Tokyo Med. J. 69:525. (1950).
Ludwig, G.D. and Ballantine, H.T. (1950) Ultrasonic irradiation of nervous tissue. Surgical Forum,
Clinical Congress of the American College of Surgeons P. 400.
Miyajima, G., Wagai, T., Fukushima, Y., Uchida, R. and Hagiwara, I. (1952) Detection of
intracranial disease by pulsed ultrasound. Tokyo Med. J. 72:37
Ludwig, G.D. and Struthers, F.W. Detecting gallstones with ultrasonic echoes. Electronics 23:172-
178. (1950).
Wild, J.J., French, L.A. and Neal, D. Detection of cerebral tumours by ultrasonic pulses. Cancer
4:705. (1950).
Wild, J.J. and Reid, J.M. (1952) Application of echo-ranging techniques to the determination of
structure of biological tissues. Science 115:226-230.
Donald, I., MacVicar, J. and Brown, T.G. (1958) Investigation of abdominal masses by pulsed
ultrasound. Lancet 1:1188-1195.
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Quando mandiamo ultrasuoni nel corpo
si verificano diversi fenomeni fisici:
RIFLESSIONE
DIFFUSIONE
RIFRAZIONE
ASSORBIMENTO
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RIFLESSION
E
E’ il fenomeno che permette la formazione delle
immagini ecografiche
Si verifica all'attraversamento di strutture con
velocità di trasmissione del suono diversa.
Maggiore è la differenza di velocità
maggiore sarà l'intensità dell'onda riflessa.
“Per la pratica” ricordiamo che l’intensità dell' onda
riflessa è massima quando il trasduttore è
perpendicolare al tessuto da studiare, infatti …
RIFLESSIONE E
RIFRAZIONE
Mezzo 1 Mezzo 2
Onda riflessa
Onda incidente
θ
Onda rifratta
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Mezzo 1
Per evitare la rifrazione e raccogliere
la massima quantità di echi riflessi
la sonda si posiziona
perpendicolarmente
alla struttura da studiare
Onda riflessa
Onda incidente
ASSORBIMENT
O
Mezzo 2
E’ un fenomeno che non serve ai fini della
formazione delle immagini (diversamente da
quanto accade in radiografia)
E’ una trasmissione di energia meccanica alle
strutture attraversate
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LA DIFFUSIONE
All’impatto del fascio US con interfacce a
superficie irregolare o di piccole dimensioni, si
induce una dispersione dello stesso in tutte le
direzioni e quindi anche verso il trasduttore.
Gli echi diffusi
contribuiscono alla
determinazione della
ecostruttura degli organi.
In pratica permettono la
rappresentazione della
fine trama di echi di
piccole dimensioni ed
ampiezza che
caratterizza in modo
tipico ciascun
parenchima.
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Onda incidente
Diffusione
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RIPRENDIAMO UN PO’ DI FISICA
SUONI E ULTRASUONI
fenomeno ondulatorio (associato a
oscillazioni molecolari)
non si propagano nel vuoto
forma di trasmissione di energia
viaggiano a velocità diversa a seconda
del mezzo in cui si trasmettono
IL
SUONO
Il suono ha origine dalla vibrazione dei corpi
elastici.
Questa vibrazione, trasmessa dall'aria
circostante sotto forma di onde acustiche,
viene captata dall'orecchio umano e trasmessa
al cervello, il quale ne esegue la decodifica.
Le caratteristiche principali del suono: altezza
(frequenza) , intensità.
Per il suono è importante anche il timbro, ma
per l’ecografia la cosa non ci interessa
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Propagazione di suoni e
ultrasuoni
•Gli US sono un particolare tipo di onde
meccaniche, cioè onde elastiche, le cui
modalità di propagazione dipendono dalle
forze elastiche che legano tra loro le
particelle dei mezzi attraversati.
•Queste onde non possono, quindi,
propagarsi nel vuoto in assenza di materia.
Onde
sonore
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Propagazione dei
suoni
Il mezzo attraversato dagli US può
immaginarsi costituito da un’insieme di
particelle collegate tra loro da
un’ipotetica molla (forze elastiche di
coesione). Quando viene esercitata una
forza sulla prima particella, questa
viene dislocata verso la successiva
(compressione) e, prima di tornare nella
sua posizione di equilibrio (rarefazione),
cede ad essa una parte di energia;
questa particella agirà sulla successiva,
e così via.
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Parametri fisici correlati
alla
trasmissione dei suoni
suoni
Compressibilità e Densità dei materiali che
trasmettono i suoni
Velocità di trasmissione
Impedenza
Intensità
• Assoluta
• Relativa
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Onda US - parametri
- ampiezza: è indicativa della forza che l’onda
esercita sulla particella del mezzo
- frequenza: rappresenta il numero di cicli di
compressione e rarefazione espletati nell’unità di
tempo
- lunghezza d’onda : è la distanza tra due punti in
concordanza di fase di due cicli successivi
- periodo: rappresenta il tempo impiegata per
percorrere una distanza pari alla lunghezza d’onda
(inverso della frequenza)
Onde
sonore
lunghezza d'onda (λ)
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2 MHz
1 MHz
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Velocità - frequenza - lunghezza d’onda
V = ν λ
alta frequenza
bassa frequenza
1 ciclo/sec = 1 Hertz (Hz)
Suoni udibili: 15 - 20000 Hz
Voce di uomo = 100 Hz
Voce di donna = 200 Hz
Dare il LA con il diapason equivale
a produrre un suono di 440 Hz
Ultrasuoni diagnostici = 1- 20 MHz
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Velocità di
trasmissione
Nei tessuti è indipendente dalla frequenza:
dipende essenzialmente dalle caratteristiche del
materiale in cui viene trasmesso
È inversamente proporzionale alla
compressibilità del materiale conducente
(ma è influenzata anche dalla "inerzia"
dovuta alla densità del materiale)
VELOCITA' DI
TRASMISSIONE
costante in un mezzo omogeneo
e proporzionale alla densità (e alla impedenza)
aria
grasso
fegato
muscolo
osso
330 m/sec
1460 m/sec
1540-80 m/sec
1545-1630 m/sec
2700-4100 m/sec
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1 MHz
Ampiezza di vibrazione
alta intensità
(bande di compressione più dense)
bassa intensità
(bande di compressione più rarefatte)
INTENSIT
A'
L' intensità del suono si misura watt/cm 2
L' intensità relativa di due suoni si
misura in decibel
1 dB = 0.1 B(B)
Il Bel è un' unità "comparativa" dell' intensità di
due suoni espressa su base logaritmica 10
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INTENSITA'
RELATIVA
Se un fascio ultrasonico ha un' intensità
iniziale di 10 watt/cm 2 , e l'eco di ritorno
ha un intensità di 0,001 watt/cm 2 ,
l' intensità relativa sarà:
log 0,001/10 = log 0,0001 = - 4 B =
= - 40 dB
ATTENUAZION
E
L'attenuazione del fascio ultrasonoro
avviene secondo la relazione:
1db/cm/MHz.
Back
Per cui l'attenuazione aumenta con
l'aumentare del percorso ma anche
con l'aumentare della frequenza.
Pertanto le sonde ad alta frequenza possono
essere utilizzate per strutture vicine e quelle
a bassa frequenza per strutture lontane.
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IMPEDENZA
è una proprietà fondamentale della materia
l'unità di misura è il Rayl (da Rayleigh)
Z = ρ v
Z = impedenza acustica
ρ = densità (g/cm 3 )
v = velocità del suono
ECOGRAFI
A
La differenza di impedenza tra i tessuti molli
è minima, consentendo la progressione del
fascio ultrasonoro in profondità
Un' interfaccia tessuto molle - aria riflette
quasi tutto il fascio ultrasonoro.
Un' interfaccia tessuto molle - osso ne riflette
la maggior parte.
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Velocità del
suono
Materiale Velocità del suono (m/s)Impedenza (Rayl x 10 -6)
Aria 330 0.0004
Grasso 1450 1.38
Acqua 1480 1.48
Tessuto molle medio 1540 1.63
Encefalo 1540 NA
Fegato 1550 1.65
Rene 1560 1.62
Sangue 1570 1.61
Muscolo 1580 1.7
Cristallino 1620 NA
Teca cranica 4080 7.8
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ECOGRAFI
A
TRATTAMENTO DEL SEGNALE
AMPLIFICAZIONE
Perchè gli echi di ritorno hanno un'ampiezza
20 -1000000 volte inferiore alle onde di origine.
COMPENSO DI PROFONDITA'
(Time Gain Compensation)
Perchè gli echi provenienti da strutture lontane
devono essere maggiormente amplificati.
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A mode
M-mode
TM mode
DISPLA
Y
Utilizzazione storica dei
mode
• A mode: oftalmologia, ecoencefalografia,
ecocardiografia e in genere per msiurazione di
profondità
• Se il suono viaggia a 1540 m/sec cioè 154000
cm/sec
• Per percorrere 1 cm impiega 6,5 µsec e quindi il
round trip dura 13 µsec.
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M-MODE
Diagnosi di gravidanza
• VISUALIZZAZIONE
DIRETTA PRECOCE
DELL’EMBRIONE
• POSSIBILITA’ DI
VALUTARE IL
BATTITO CARDIACO
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ecocardiografia
DIFETTO SETTALE CON SHUNT
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EFFETTO
DOPPLER
modificazione della frequenza
di un suono riflesso da una
struttura in movimento
DF = (2ν/C) V cos θ
ν = frequenza incidente
C = velocità del suono
V = velocità dell'oggetto
DF = variazione di frequenza
cos θ = coseno angolo di incidenza
ESAME DOPPLER
Permette di misurare la velocità di flusso
e il verso di spostamento del sangue
Nel color-Doppler i flussi in allontanamento
e in avvicinamento alla sonda vengono
presentati rispettivamente in blu e in rosso.
Colore omogeneo: flusso laminare regolare.
Colore disomogeneo: flusso turbolento
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SISTEMI
DOPPLER
Doppler continuo (CW, doppio cristallo)
Doppler pulsato (PW, cristallo singolo)
(consente di valutare la profondità
del segnale esplorato)
Sistemi Duplex : unico trasduttore per immagini
e tracciato doppler
Color Doppler Bidimensionale
(Color Flow Mapping, CFM) analizza volumi multipli
con il principio del doppler pulsato
Biforcazione
carotidea
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Biforcazione
carotidea
Biforcazione
carotidea
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ECOGRAFI
A
RISOLUZIONE SPAZIALE
RISOLUZIONE ASSIALE
distinzione di due elementi situati lungo l'area
di propagazione degli ultrasuoni
= λ/2
RISOLUZIONE LATERALE
distinzione di due elementi perpendicolari
all'area di propagazione degli ultrasuoni
(aumenta con la frequenza e il diam. del cristallo)
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Trasduttori
meccanici
• Trasduttore singolo oscillante
– semplice (enclosed
– in bagno d’acqua o olio (enclosed)
• Gruppi di trasduttori montati su un supporto
rotante
– (rotating wheel transducer a tre o quattro elementi)
• Immagine settoriale 45-90
Trasduttori
elettronici
• Piccoli elementi rettangolaari adiacenti
• Due tipi:
– LINEAR ARRAY (immagini rettangolari)
– PHASED ARRAY (immagini settoriali)
Nel trasduttore elettronico, maggiore è il numero di
elementi, maggiore è il numero di linee di scansione e
quindi la risoluzione ottenibile
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I trasduttori
elettronici
• Sequenze di eccitazione degli elementi finalizzate
al miglioramento della risoluzione
• Focalizzazione del fascio
– riduzione dello spessore dello strato scansionato
utilizzando “lenti” di materiale plastico (fig. 20-43)s
– focalizzazione elettronica per aumentare la
risoluzione azimutale (fig. 20-44)
Phased
array
• Si tratta di una modalità costruttiva che ha
un’applicazione specifica nell’imaging cardiaco,
in cui durante l’esame si ottengono
simultaneamente:
– l’immagine di un settore cardiaco
– un time motion tracing di una struttura (es;valvola)
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Riassunto 1
• Gli ultrasuoni sono suoni con frequenze superiori
a 20000 Hz ( in genere 1-20 MHz in applicazioni
diagnostiche)
• Sono prodotti da materiali ceramici speciali
(naturali o sintetici, piezoelettrici, sottoposti ad
impulsi elettrici che li fanno vibrare.
• Il materiale più utilizzato è il PZT (piombo
zirconato titanato), ma ci suono nuovi polimeri di
materiali plastici in sperimentazione.
Riassunto 2
• L’ecografista esegue l’esame manipolando una
sonda al cui interno il cristallo piezolettrico
(trasduttore) è protetto e isolato acusticamente e
elettricamente.
• Il trasduttore ha una doppia funzione: produce
ultrasuoni e registra gli echi, le riflessioni degli
ultrasuoni.
• Per ogni indagine ecografica si deve scegliere il
trasduttore idoneo.
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Riassunto 3
• Caratteristiche fisiche importanti del trasduttore
sono
• La temperatura a cui si perde l’effetto piezolettrico
• La purezza di emissione (fattore Q)
• Il “ring-down” time
Riassunto 4
• Gli ultrasuoni sono onde meccaniche longitudinali
la cui velocità di spostamento dipende da
compressibilità e densità dei materiali attraversati
• Il fascio di ultrasuoni viaggia nei tessuti molli a
circa 1500 m/sec attenuandosi per effetti diversi
fenomeni
– Diffusione, Riflessione, Rifrazione, Assorbimento
• Il fascio di ultrasuoni è compatto (coerente) in una
zona vicina alla sonda (zona di Fresnel) ,
dopodichè si allarga, disperdendosi (zona di
Fraunhofer)
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Riassunto 5
•Gli ultrasuoni sono riflessi alle interfaccie tra
strutture diverse in quantità proporzionale alla
differenza di impedenza acustica (il prodotto di
velocità del suono e densità del materiale)
•La riflessione è minore quando il fascio di ultrasuoni
è perpendicolare alla struttura da studiare, per cui il
fascio può penetrare maggiormente in profondità.
•Gli unici effetti biologici possibili degli ultrasuoni
sono la trasmissione di energia meccanica
(assorbimento) chè proporzionale alla frequenza degli
ultrasuoni stessi.
Riassunto 6
• Gli echi sono la base della formazione della immagine
ecografica:
• Il trasduttore funziona sia da emettitore sia da ricevitore degli
ultrasuoni riflessi; il tempo di ritorno degli echi riflessi
consente di calcolare la profondità da cui gli echi vengono.
• Per avere un’ immagine di aspetto più omogeneo il display
ecografico deve prevedere un incremento del segnale
proveniente dalle zone più profonde.
• In ecografia la definizione dell’immagine ha una componente
di risoluzione doppia
– Longitudinale (di profondità) che dipende dalla lunghezza d’onda)
– Laterale (orizzontale) che dipnede dalla forma del fascio
• Il fascio di ultrasuoni può essere focalizzato ad una certa
profondità
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Riassunto 7
• L’imaging in tempo reale (real time) richiede un
compromesso tra linee di scansione (risoluzione spaziale
laterale) e frame al secondo (risoluzione temporale)
– Buone immagini in tempo reale hanno almeno 16 frame /sec
• Per ottenere immagini in tempo reale si possono usare
– trasduttori meccanici
– trasduttori elettronici lineari o phased array
• Il numero di componenti e le modalità di sollecitazione
del trasduttore influenzano la qualità dell’immagine.
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