USG, USG

USG:

1. Podstawy fizyczne:

a) 16 kHz - 10 Ghz

b) fala mechaniczna,

c) Fala Akustyczna – to podłużna fala zagęszczeń i rozrzedzeń ośrodka mogąca rozchodzić się w ciałach stałych, ciekłych i gazowych. Ucho ludzkie słyszy dźwięki o częstotliwościach leżących w granicach 16Hz do 10000Hz [1/s]

d) ulega:

·         Interferencji – nakładanie się na siebie dwóch ciągów falowych.

·         Dyfrakcji – ugięcie fali,

e) Dźwięk jak każda inna fala ulega odbiciu  i załamaniu

              - kąt padania = kąt odbicia (α=β)

              - Prawo załamania:

              - rzadszy è gęstszy (n1<n2; α>β)

- gęstszy è rzadszy (n1>n2; α<β)

f) Ultradźwięki do rozchodzenia wymagają elastycznego ośrodka, który może się deformować. Są zaburzeniem falowym rozchodzącym się ruchem falowym w ośrodku materialnym.

g) w kościach rozchodzą się jako fale poprzeczne

h) w tkankach rozchodzą miękkich jako fale podłużne

i) Częstotliwość - Liczba pełnych cykli fal ultradźwiękowych wytwarza­nych w ciągu sekundy: w ultrasonografu jest wyrażana w megahercach. l megaherc (MHz) = 106 Hz = l O6 cykli na sekundę.

Stosowane w diagnostyce częstotliwości: 2-20 Mhz

Z częstotliwością wiązki związana jest rozdzielczość linowa uzyskanego obrazu (wprost proporcjonalnie) oraz głębokość penetracji (odwrotnie proporcjonalnie) 

j) Oporność akustyczna tkanek (impedancja akustyczna) - oporność akustyczna tkanek zależy od gęstości tkanki i jej sprężystości. Parametr ten ma dla różnych tkanek ma różną wartość i decyduje w obrazie USG o echogeniczności narządów i tkanek.

k) Natężenie fali ultradźwiękowej - określa ilość energii przenoszonej przez falę w ciągu sekundy, przypadającą na jednostkowa powierzchnie prostopadłą do kierunku rozchodzenia się fali i wyraża się w W/m2

l) Rozproszenie - zachodzi gdy przeszkoda rozpraszająca jest mniejsza od długości fali. Fala ultradźwiękowa jest wówczas odbijana i załamywana we wszystkich kierunkach. W rezultacie rozpraszania jedynie nie­wielka część energii wysyłanej w głąb ciała powraca do głowicy.

Rozproszenie rośnie wraz z częstotliwością. 

ł) Tłumienie - Spadek intensywności fal ultradźwiękowych w trakcie ich przechodzenia przez tkanki, mierzony w decybelach na centymetr. Tłumienie jest wywołane absorpcja, odbiciem, rozpraszaniem i dywergencją wiązki fal. W większości tkanek tłumienie wzrasta w przybliżeniu liniowo wrą/ z częstotliwością fali ultradźwiękowej.

m) Prędkość fali ultradźwiękowej:

              - zależy od zdolności przenoszenia ruchu przez dany ośrodek

              - nie zależy od częstotliwości fali

              - wzrasta z gęstością ośrodka

              - średnia prędkość w ciele ludzkim: 1540 m/s

  n) Osłabienie fali wynika z:

              - rozproszenia fali - związane z niejednorodnością ośrodka

              - absorpcji fali - polega na zamianie jej energii w ciepło

              - odbicia fali - Zmiana kierunku fali ultradźwiękowej padającej na gra­nice miedzy dwoma warstwami tkanek w taki sposób, że wiązka nie przechodzi dalej do następnej warstwy. Innym określeniem odbicia jest echo.

              - załamania fali  - związane ze zmianą prędkości fali w różnych ośrodkach przenoszących

2. Metody obrazowania:

a) Fale ultradźwiękowe są generowane przez przetworniki piezoelektryczne, zdolne do przekształcenia sygnału elektrycznego na fale mechaniczne (ultradźwięki) - pod wpływem sygnału elektrycznego kryształy polaryzowanie ( tytanian baru, cyrkonian ołowiu) wykonują drgania mechaniczne. Drgania te pobudzają przylegający do kryształu ośrodek, powodując  w nim rozchodzenie się fali. Przetwornik ten umożliwia jednocześnie odbiór odbitych fal ultradźwiękowych i ich zamianę na sygnały elektryczne. Przetworniki te są więc jednocześnie nadajnikami i odbiornikami ultradźwięków.