7/24/2019 Interaciunea Ultrasunetelor Cu Substana

1/7

Interaciuneaultrasunetelor cusubstana. Aplicaie:

Ecografa

7/24/2019 Interaciunea Ultrasunetelor Cu Substana

2/7

Ultrasunetele sunt unde mecanice, care au la baz oscilaiile particulelormateriei. De aceea ele nu exist n id !i au o lungime de und peste "#### $z.

%ele mai utilizate game de &recene se situeaz ntre "'(# )$z *()$z + (milion$z.

-ormarea ultrasunetelor se bazeaz pe e&ectul piezoelectric: dac laextremitile unui cristal de cuar se aplic o di&eren de potenial electric, acestase de&ormeaz. ibraiile mecanice ale cristalului de cuar, la r/ndul lor producdi&erene de potenial.

Ultrasonografa se bazeaz pe utilizarea ultrasunetelor, care sunt re0ectatesub &orm de ecouri n &uncie de proprietile esuturilor solide !i lic1ide,proporional cu rezistena la ptrundere *impedan a fecrui organ. 2e1nicaimagistic ultrasonografc este numit ultrasonografe. %el mai uzual tip de te1nicde msurare a itezei de curgere este numit Doppler ultrasonic, iar metoda 3

sonografe Doppler.

Ultrasunetele se &ormeaz !i sunt recepionate la nielul transducerului.Iniial se utiliza cristalul de cuar. Astzi n locul cristalului de cuar sunt utilizateceramici sintetice *zirconat de 4b, titanat de 5a sau mase plastice *0orura depoliiniliden care produc la o singur stimulare numai "'6 oscilaii, ceea ce permiteo rezoluie mai bun a imaginii.

2ransducerul are &uncie de emitor de ultrasunete, care sunt pulsatorii. Unpuls are durata de o 78s !i este transmis de (### ori8s. 9n timpul rmas 8(###,transducerul acioneaz ca receptor. 2ransducerul poate f: liniar sau sectorial

*mecanic, conex. 9n &uncie de &recen distingem transducer de ", 6, ;,

7/24/2019 Interaciunea Ultrasunetelor Cu Substana

3/7

%u c/t di&erena de impedan acustic este mai mare, cu at/t mai puternica f re0ectarea. 9ntre gaz !i un esut moale exist o di&eren de impedanacustic &oarte mare. De aceea la aplicarea transducerului pe piele este necesarutilizarea unui gel pentru a elimina aerul care ar f oprit propagarea ultrasunetelor.?a &el ntre os !i esuturi moi impedana acustic este mare, oasele restricion/nd

utilizarea ultrasunetelor.

Un &enomen interesant care apare la propagarea ultrasunetelor n lic1ide este&enomenul de caitatie care consta n aparitia unor bule care se ridica la supra&atasi se sparg. Aceasta se explica prin &aptul ca dilatarile si comprimarile extrem derapide care se succed n lic1id duc la aparitia unor mari tensiuni n anumite zonecare &ac sa se @rupa@ moleculele de lic1id. Ast&el iau nastere bulele care continaporii si gazele dizolate n lic1id. 5ulele mici se contopesc n bule mai mari care

ncep sa ibreze si apoi se sparg d/nd nastere unor presiuni locale &oarte mari carese mani&esta sub &orma de socuri 1idraulice n olume &oarte mici. Deteriorareapaletelor turbinelor si a elicelor apoarelor se explica prin &enomenul de caitatieprodus de ultrasunetele generate de ibratiilor masinilor.

Ultrasunetele emise se propag n mediul biologic. 9n corpul umanpropagarea ultrasunetelor se &ace liniar !i su&er &enomene de re0exie, re&racie,dispersie !i di&racie.

De asemenea, energia sonor este preluat de particulele din mediul depropagare !i re0eciedi&uzie, ast&el energia &asciculului incident se pierde treptatprin absorbie. uma pierderilor de energie prin absorbie !i di&uziune determinatenuarea. 9nt/lnind n calea lor di&erite inter&ee, ultrasunetele se re0ect sub

&orm de ecouri. Acestea sunt recepionate de cristale, determin ibraii aleacestuia !i produc di&erene de potenial electric.

In&ormaia ecografc poate f reprezentat n mai multe moduri. -iecareecou care se ntoarce la transductor genereaz un semnal electric a crui putere*amplitudine este determinat de puterea ecoului. 2rans&ormarea semnaluluielectric ntr'o imagine ce apare pe un monitor, se bazeaz pe iteza relaticonstant de propagare a ultrasunetelor prin esuturi.

7/24/2019 Interaciunea Ultrasunetelor Cu Substana

4/7

Ultrasonografe abdominala

4rin msurarea timpului de la transmisia ultrasonic !i p/n la recepiaecoului poate f estimat ad/ncimea p/n la care au ptruns ultrasunetele. 4eparcursul perioadei de BascultareC care urmeaz emisiei fecrui puls ultrasonic, se

nregistreaz ecouri proenite de la ad/ncimi di&erite. Datorit atenuriiultrasunetelor n esuturi, ecourile proenite de la structurile cele mai ndeprtateor f cele mai slabe. Acest lucru este compensat prin amplifcarea semnalelorelectrice generate de ecourile nt/rziate. %u c/t ecoul aunge mai t/rziu, cu at/teste mai mare amplifcarea aplicat cu autorul a!a numitor gainere, compensareac/!tigului de timp sau controlul c/!tigului de timp *2% 3 time gain control.

%ea mai simpl af!are a ecourilor nregistrate este a!a numita af!are n modA *modul amplitudine. 9n acest mod, ecourile proenite de la di&erite ad/ncimi suntprezentate ca /r&uri pe o linie orizontal care indic ad/ncimea *sau timpul. 4rimulecou nregistrat dup transmiterea pulsului ultrasonic este cel din st/nga, iarecourile nregistrate mai t/rziu se gsesc n partea dreapt a liniei. 4uterea ecouluidetermin amplitudinea sau nlimea fecrui /r& !i de aici modul A.

)odul A permite doar af!area unidimensional a modifcrilor de impedanacustic de'a lungul &asciculului de ultrasunete !i este &oarte puin utilizat. )oduluiA i se pot ata!a !i o component dinamic utiliz/nd un mod alternati, modul ) *) 'mi!care sau modul 2) *mi!care n timp. 9n cazul acesta, axa ad/ncimii esteorientat ertical pe monitor. Diersele ecouri nu sunt prezentate ca ariaii de'alungul liniei, ci ca puncte care au strlucire *luminozitate n &uncie de putereaecoului. Aceste puncte strlucitoare se deplaseaz pe ecran produc/nd curbeluminoase, care indic sc1imbarea n timp a poziiei structurilor re0ectate. %urbelede pe monitor sunt actualizate de fecare dat c/nd punctele ating extremitatea dindreapta ale acestuia. %urbele din modul ) o&er in&ormaii &oarte detaliate desprecomportamentul n mi!care a structurilor re0ectante de'a lungul &aciculului deultrasunete, iar metoda a &ost n mod deosebit &olosit n cardiologie pentru a arta

modul de mi!care al alelor cardiace. 9n modul 5 *strlucire, ecourile sunt prezentate pe un ecran ca puncte

luminoase, strlucirea fecrui punct find determinat de puterea ecoului. )odul 5o&er imagini bidimensionale n seciune, ale anatomiei omului.

7/24/2019 Interaciunea Ultrasunetelor Cu Substana

5/7

Ecogra&

9n zilele de nceput ale ultrasonografei, piaa era dominat de scannere careproduceau imagini statice. Astzi, acestea au &ost nlocuite cu scannere n timp real.

2ransductorii utilizai pentru aceasta din urm au n component elementele&ormate din cristale de dimensiuni mici, aranate &a n &a. -olosind diersete1nici, un &ascicul ngust de ultrasunete liniar sau sectorial, scaneaz sau baleazcorpul pacientului, iar pentru fecare poziie *linie de scanare sunt nregistrateecourile produse de &ascicul. F poziie a liniei de scanare poate corespunde poziiei

unui singur element &ormat din cristale. Ecourile proenite de la toate liniile descanare creaz o imagine de &orm dreptung1iular sau sub &orm de sector.Imaginea este dinamic !i poate arta &enomene cum sunt mi!crile respiratorii,pulsaiile aselor, contraciile cardiace !i mi!crile &etale. 2ransductorul esteconectat la aparatul de ultrasunete printr'un cablu 0exibil care permite poziionarealui n orice poziie. cannerele moderne utilizeaz te1nici digitale. emnaleleelectrice analogice, care sunt generate n cristalul transductorului de ctre ecourisunt digitalizate, find creat o matrice digital a imaginii pe baza puteriisemnalului. ?a imaginea fnal prezentat pe monitor, pixelii primesc tonuri de gri n&uncie de numrul corespunztor n matricea digital.

Sistemul Doppler

)surarea itezei de curgere a s/ngelui &olosind ultrasunetele se bazeaz pe&enomenul general prin care &recena unei unde este dependent de iteza relatidintre emitorul !i receptorul acesteia. Acesta este e&ectul Doppler, care esteaplicabil la orice &el de und, at/t electromagnetic *lumina, c/t !i mecanic*ultrasunete.

?a sonografa Doppler a aselor sangine, n corp este transmis un &asciculngust de ultrasunete ce proine dintr'un transductor Doppler. Dac &asciculul deultrasunete intersecteaz un as de s/nge sau cordul, 1ematiile or re0ecta o mic

7/24/2019 Interaciunea Ultrasunetelor Cu Substana

6/7

parte din ultrasunete. Dac 1ematiile se deplaseaz spre transductorul Doppler,ecourile re0ectate or aea o &recen mai nalt dec/t cele emise de transductor,iar atunci c/nd se deplaseaz n sens contrar, &recena a f mai mic dec/t cea aultrasunetelor emise. 9n principiu, exist dou modaliti de transmitere !irecepie a ultrasunetelor n aplicaiile Doppler: modul und continu *%G !i modul

Doppler pulsator *4D.9n cazul modului und continu, traductorul Doppler are dou cristaleseparate, un cristal transmite continuu, iar cellalt recepioneaz continuu ecourile.Acest concept permite msurarea itezelor &oarte mari. itezele sunt msuratesimultan pentru o gam larg de ad/ncimi !i nu este posibil msurarea selecti aitezelor de la o anumit ad/ncime prestabilit. 9n cazul modului Doppler pulsatorunul !i acela!i cristal realizeaz at/t transmisia, c/t !i recepia ultrasunetelor.Ultrasunetele sunt transmise sub &orm de pulsuri, ecourile find nregistrate ntimpul de a!teptare dintre dou pulsuri succesie. Interalul de timp dintretransmisia !i recepia ecoului determin ad/ncimea la care sunt msurate itezelede curgere ale unor olume &oarte mici *olum e!antion de'a lungul &asciculului deultrasunete dat. itezele maxime ce pot f msurate sunt considerabil mai micidec/t cele ce pot f msurate n modul und continu.

Ecografe Doppler

%ele mai uzuale aparate Doppler utilizate sunt a!a numitele scannereduplex, care combin ultrasonografa n timp real !i sonografa Doppler pulsatoare.?a scanarea duplex direcia &asciculului Doppler este suprapus pe imaginea n mod5, iar dimensiunea !i poziia olumului e!antion de'a lungul &asciculului poate fselectat cu autorul unor marHeri electronici. Atunci c/nd un cursor electronic este

poziionat manual, paralel cu direcia de curgere a s/ngelui, se realizeazmsurarea automat a ung1iului Doppler !i se af!eaz iteza real de curgere.Dac se msoar aria seciunii, poate f calculat !i debitul s/ngelui.

F dezoltare ulterioar a scanrii duplex este Doppler'ul color. 4e o imaginen timp real, n mod 5, se suprapun culori pentru a indica prezena unui curentsangin. esuturile staionare sunt af!ate n tonuri de gri, iar asele n culori *tonuride albastru, ro!u, galben, erde n &uncie de iteza medie relati !i direcia decurgere. Imaginile codifcate color o&er o imagine de ansamblu &oarte bun asupra

7/24/2019 Interaciunea Ultrasunetelor Cu Substana

7/7

di&eritelor ase !i direcii de curgere existente, dar in&ormaiile cantitatie o&erite cuautorul acestei metode sunt mai puin precise dec/t din cele dou metodeprezentate anterior. Ast&el Dopplerul color este ntotdeauna combinat cu ecografaDoppler pulsatoare, iar imaginile color seresc ca un &oarte bun g1id pentruplasarea e!antionului de olum pentru metoda Doppler pulsatoare.

Ultrasunetele !i ultrasonografa i!i doedesc importana practic n domeniulmedicinei, find &olosite ca metod de diagnostic cu o precizie &oarte mare.

BIBLIOGRAFIE:

- JagK I.I. 3 %urs de -izica &armaceutica,"###- tana ?etitia '2e1nici utilizate in biofzica,"##(- Alina Adriana -eiler, Ana')aria Ungureanu 3 )anual de Ladiologie si

Imagistica medicalaM ol. I 3 Editura ictor 5abes