Dipartimento di Fisica a.a. 2004/2005 Fisica Medica 2 Ecografia 7/3/2005

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1 Dipartimento di Fisica a.a. 2004/2005 Fisica Medica 2 Ecografia 7/3/2005

2 Propagazione ultrasuoni Assorbimento del mezzo Diametro del fascio Frequenza di eccitazione Indispensabile inviare fascio stretto per poter localizzare eventuali anomalie propagazione in una zona Z cilindrica (zona d ombra o zona di Fresnel) con stesso diametro della sonda d poi allargamento del fascio γ

3 Estensione zona di Fresnel Zona d ombra Z = d 2 /(4λ) diametro sonda d, lunghezza d onda λ(ρ,ν) angolo di semidivergenza del fascio γ sen γ = 1.22 v/(d 2 ν) velocità onda v, diametro sonda d, frequenza ν zona d ombra aumenta e angolo γ diminuisce per stesso d e stessa v, se ν 2 > ν 1 (λ 2 < λ 1 ) per stessa ν e stessa v, se d 2 > d 1

4 Sonde stessa ν diametro d 2 = 2d 1 zona d ombra quattro volte più profonda angolo divergenza γ minore meno della metà

5 Sonde con ν doppia ν 3 = 2ν 1 d 3 = d 1 diametro d 4 = 2d 3 zona d ombra doppia angolo γ minore zona d ombra allungata angolo γ molto piccolo

6 Rapporto rischio/beneficio Aumento di frequenza maggior energia assorbita dai tessuti minore energia trasmessa Compromesso tra penetrazione x max, divergenza del fascio γ, ed intensità (dimezzamento x 1/2 ) γ Assorbimento aumenta con la frequenza circa 8 volte rispetto a 2.5 MHz

7 Tecniche di scansione Stesso strumento come emettitore e ricevitore rivelazione sia dell impulso originario che degli echi riflessi da superfici limite dei tessuti all oscilloscopio sono inviate le tensioni associate a emissione e rivelazione degli impulsi sonori Scansione di tipo A movimento orizzontale del pennello elettronico sincronizzato con l emissione degli impulsi regolato in modo tale che il tempo di scansione sia abbastanza lungo da poter presentare sullo schermo sia l impulso originario che le sue eco

8 Tecnica pulsata 200 pulsazioni/secondo della durata di 5 µs permettono di usare intensità I = W/m 2 Tempo irraggiamento = 10-3 s Potenza dissipata = 800 W/m 2 16 elementi allineati con apertura 60

9 Scansione di tipo A parte impulso è riflesso e ritorna al trasduttore traccia visualizzata dopo un tempo 2d/v eventi rapidi: l occhio non se ne accorge

10 Applicazione Ecoencefalogramma localizzazione linea mediana destra-sinistra sinistra-destra allargamento patologico emisfero destro del cervello

11 Scansione di tipo B trasduttore orientabile tensione impulso/eco sommata alla tensione di accelerazione dei fascio dell oscilloscopio punto luminoso sullo schermo

12 Scansione B Luminosità dipende dalla intensità dell eco senza movimento i picchi apparirebbero solo come punti luminosi lungo una linea Tensioni placche oscilloscopio riaggiustate in modo le tracce ogni singola posizione si trovino su linee orizzontali sfalsate una sopra l altra mela e trasduttore in acqua sincronizzazione verticale durante la scansione

13 Applicazione B Feto all ultimo trimestre di gestazione trasduttore diretto verso il basso e mosso meccanicamente avanti ed indietro

14 Rivelazione dei movimenti movimento pareti cardiache e valvola mitrale normale anomala elettrocardiogramma trasduttore tenuto fisso e l asse x riporta tempo speciali sonde: scansioni dall interno del cuore

15 Risoluzione assiale capacità di risolvere due oggetti sulla stessa linea limitazione data dalla lunghezza dell impulso 1-15 MHz danno limiti teorici tra mm

16 Energia in 1 uguale a 2 Divergenza fascio diminuzione di intensità in 2 riflessione dagli oggetti provoca diffusione

17 Risoluzione laterale capacità di vedere due oggetti su linee laterali dipende dalle dimensioni del fascio tanto maggiore quanto più sottile è il fascio