PRINCIPI DI FISICA E TECNICHE DI INDAGINE MEDIANTE ECOGRAFIA. Genova, 15 febbraio 2014

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1 PRINCIPI DI FISICA E TECNICHE DI INDAGINE MEDIANTE ECOGRAFIA Genova, 15 febbraio 2014

2 DEFINIZIONE Tecnica di Diagnostica per immagini basata sugli echi prodotti da un fascio di ultrasuoni che attraversa un organo o un tessuto

3 La natura ha ispirato le prima applicazioni degli ultrasuoni

4 Prime applicazioni di tipo militare, : SONAR: Sound Navigation And Ranging

5 Prime applicazioni in campo medico, 1960 : Panscanner: sonda immersa nell acqua che ruota interno al paziente

6 Sono onde sonore ad altissima frequenza, non udibili dall orecchio umano. (ULTRA) SUONO Forma di energia meccanica che si trasmette in un mezzo fisico con onde di compressione e di rarefazione

7 SUONO Energia meccanica: movimento fisico di molecole all interno di un mezzo.

8 SUONO SORGENTE: oggetto elastico messo in vibrazione da una forza meccanica

9 SUONO CARATTERISTICHE Parametri percettivi Grandezza fisica Altezza frequenza Intensità ampiezza Timbro spettro

10 SUONO FREQUENZA: numero di oscillazioni che l onda compie in un secondo (Hertz) AMPIEZZA: massimo spostamento che le molecole del mezzo di propagazione compiono al passaggio dell onda rispetto alla posizione di equilibrio (INTENSITA DeciBel) LUNGHEZZA D ONDA: distanza tra due picchi VELOCITA DI PROPAGAZIONE: frequenza x lunghezza d onda

11 Onde sonore ad altissima frequenza: >20kHz

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14 Impulso elettrico cristalli piezolettrici onde meccaniche

15 Velocità di propagazione dell onda dipende dalla densità anatomica ed elasticità del mezzo il quale oppone una resistenza (proporzionale alla densità stessa) alla propagazione: IMPEDENZA

16 Attraversando la materia l energia (intensità) ultrasonora si attenua, per tre meccanismi: - Riflessione - Trasmissione - Rifrazione L attenuazione aumenta all aumentare del

17 FORMAZIONE DEGLI ECHI: La riflessione avviene in corrispondenza del passaggio tra tessuti con diversa impedenza INTERFACCE ACUSTICHE oltre le quali l ultrasuono prosegue con ridotta intensità

18 FORMAZIONE DEGLI ECHI: A seconda del ritardo con cui arrivano alla sonda, gli echi vengono disposti nella matrice dell immagine (echi precoci = zone vicine; echi tardivi = zone profonde) FORMAZIONE DELLE IMMAGINI: Gli echi prodotti possono essere visualizzati con diverse modalità A-mode B-mode M-mode o TM-mode

19 A-mode (Amplitude = Ampiezza) Prima modalità di visualizzazione, adottata nei SONAR L eco viene rappresentato con dei picchi la cui altezza è proporzionale all intensità dell eco mentre la profondità alla distanza delle interfacce che hanno generato l eco.

20 B-mode (Brightness = luminosità) Gli echi vengono rappresentati in sequenza lungo una linea a seconda della loro distanza dalla sorgente Intensità viene presentata in scala di grigi: il bianco corrisponde al massimo mentre il nero all assenza di echi

21 B-mode Real Tima La singola linea di scansione è affiancata a molte altre così da formare un pennello o ventaglio che fornirà quindi immagini bidimensionali di sezioni di un organo o tessuto (immagine di tipo tomografico)

22 TM-mode (Time Motion = movimento nel tempo) B-mode con una linea di scansione fissa con continui refresh della posizione dei vari echi che si affiancano senza sovrapporsi per dare informazioni sulla motilità del tessuto indagato lungo la stessa linea di scansione nel tempo ECOCARDIOGRAFIA

23 Color-Doppler Sfruttando l effetto Doppler permette lo studio dei fluidi in movimento all interno del corpo, valutandone la presenza e la direzione ROSSO = fluido in avvicinamento alla sonda BLU = fluido in allontanamento dalla sonda

24 Risoluzione spaziale: capacità di differenziare strutture tra loro molto vicine o indagare strutture molto piccole Assiale: lungo la direzione del fascio (profondità); dipende dalla frequenza degli ultrasuoni Laterale: perpendicolare alla direzione di propagazione; dipende dalla dimensioni dei cristalli piezolettrici Risoluzione di contrasto: capacità di risolvere tramite gradazioni di grigio diverse, due oggetti

25 SEMEIOTICA ECOGRAFICA Per definire l ecogenicità di un organo o di un tessuto, si usano una serie di termini: Anecogeno = assenza di echi Ipoecogeno = presenza di echi a bassa intensità Ecogeno = presenza di echi di intensità intermedia Iperecogeno = presenza di echi molto intensi (bianchi)

26 SEMEIOTICA ECOGRAFICA L ecogenicità è comunque un concetto relativo al tessuto in studio

27 SEMEIOTICA ECOGRAFICA ARTEFATTI Regioni dell immagine non rappresentanti fedelmente il tessuto riprodotto - Dovuti alle apparecchiature - Dovuti all interazione con la materia - Utili ai fini diagnostici

28 EFFETTI DANNOSI

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