TEHNICI ȘI SISTEME DEIMAGISTICĂ MEDICALĂ

ECOGRAFIA

LABORATORUL DE ANALIZA ŞI PRELUCRAREA IMAGINILOR

Universitatea POLITEHNICA Bucureşti

Sem II / 2014Ştefăniţă CIUREL

(st_ciurel@yahoo.com)

- CURSUL VI -

Ei Echipamentde

ImagisticaMedicala

E0 • atenuare• reflexie• emisie RF

“ECOGRAF”• alb/negru• color (flow mapping)• Doppler

Energia injectata (Ei) in corpul studiat precum si cea receptionata (Eo) din acestaeste sub forma de ultrasunete (f > 20 KHz) => METODA NEINVAZIVA

Datorita cerintelor de rezolutie si a caracteristicilor de atenuare a ultrasunetelorin tesut, frecventele folosite sunt in gama 2 MHz ÷ 20 MHz

PRINCIPIUL DE FUNCTIONARE

Imaginea ecografica se obtine din ecourile receptionate din interiorul corpului

Principiul este folosit in natura de lilieci si delfini

Viteza de propagare a ultrasunetelor depinde de natura mediului de propagare prin:

• constanta de elasticitate (E)• densitatea mediului (ρ)

conform relatieiE

v

PRINCIPIUL DE FUNCTIONARE

Pentru tesuturile moi ale organismului se considera v = 1.540 m/s

Atenuarea ultrasunetelor depinde de distantaparcursa (z) si de frecventa (f) dupa o legeexponentiala

zfeAfzA 0),(

Apare deci un set de cerinte contradictorii:rezolutie mare => frecventa mare => penetrare mica

Adancimea de penetrarea a US

05

1015202530354045

1 2 3 5 10 20Frecventa de lucru (MHz)

Ada

ncim

ea d

e pe

netr

are

(cm

)

TRADUCTORUL

Elementul care emite si receptioneaza ultrasunetul este un CRISTALPIEZOLELECTRIC modelat corespunzator, iar fenomenul pe care se bazeazaeste fenomenul PIEZOELECTRIC

Cristal nepolarizat

U+

-

Cristal polarizat direct

U-

+

Cristal polarizat invers

Aplicarea unui impuls de scurta durata la bornele cristalului conduce la aparitiaunui front de unda care se poate propaga in mediul inconjurator

Materiale folosite: Cuart, Fosfat de Galiu, Turmalina

EXPLORAREA IN “MODUL A”

Simpla afisare a semnaluluireceptionat de la traductoreste suficienta pentruexplorarea in Mod A

Explorare folositainca in oftalmologie

AmplificatorTGC Osciloscop

Generatorde impulsuri

Desi informatia din corpexista, ea nu reprezintatotusi o imagine

Divergenta fascicolului deultrasunet este mare asa cain realitate suprafatacristalului este concava

EXPLORAREA IN “MODUL B” - Traductorul Mecanic

Reprezinta tehnica de lucru pentru a obtine o imagine

Cristalului trebuie sa i se adauge o miscare controlata pentru explorarea campuluide investigatie => Traductorul Mecanic

Liniile succesive trebuiesc stocate => aparitia blocului Digital Scan Converter

AmplificatorTGC Osciloscop

Generatorde impulsuri

Circuit decontrol almiscarii

DigitalScan

Converter

Nevoia de focalizare a condus la aparitia traductorului “Annular Array”

EXPLORAREA IN “MODUL B” - Traductorul Phased Array

Orientarea si focalizarea frontului de unda se face prin manipularea intarzierilorcu care este activat fiecare cristal

Focalizarea are loc atat in faza de emisie cat si in cea de receptie

MODUL “DOPPLER”

Permite investigarea curgerii sanguine prin vase

Doppler Continu – Emisia si Receptia semnalului se face cu traductoare separate– Nu ofera rezolutie in profunzime– Permite masurarea vitezelor mari de curgere

Semnalul de emisie nu mai este un puls singular ci un tren de unde cu frecventabine cunoscuta, la receptie fiind analizata deviatia de frecventa dintre semnalulde emisie si cel de receptie

Doppler Pulsat – Emisia si Receptia semnalului se face cu acelasi traductor– Semnalul analizat este precis localizat in profunzime– Apar limitari ale gamei de masura a vitezelor de curgere

Reprezinta singura investigatie disponibila in prezent pentru analiza detaliataa curgerii in vase

Modul DOPPLER

• Permite investigarea curgerii sanguine in vase, pe baza efectului Doppler.

• CWD / PWD

• Analiza spectrala

• Calcule complexeale debitelor sivitezelor sanguine

• Instrument pretiosin investigareastenozelor

Mod B

Mod Doppler

Modul DOPPLER COLOR (CFM)

• Prezinta curgerea sanguina colorata conventional, suprapusa peste imagineatesutului alb/negru. Permite vizualizarea si diferentierea cavitatilor de vasele sanguine

zone cavitare

vase sanguine