L’ECOGRAFIAL’ECOGRAFIA

Prof. M. ZompatoriProf. M. Zompatori

L’ECOGRAFIAL’ECOGRAFIAE’ una metodica di diagnostica per immagini che E’ una metodica di diagnostica per immagini che si basa sull’impiego di onde meccaniche di elevata si basa sull’impiego di onde meccaniche di elevata frequenza (ultrasuoni)frequenza (ultrasuoni)

Il principio fisico su cui si basa è quello di Il principio fisico su cui si basa è quello di “leggere“ le riflessioni che gli ultrasuoni “leggere“ le riflessioni che gli ultrasuoni subiscono nell’attraversare i tessuti biologici subiscono nell’attraversare i tessuti biologici

GLI ULTRASUONIGLI ULTRASUONI

Onde sonore con frequenza > di quella del Onde sonore con frequenza > di quella del suono udibile (suono udibile (νν > 20 KHz > 20 KHz))

Per l’ecografia si utilizzano ultrasuoni con Per l’ecografia si utilizzano ultrasuoni con frequenza compresa tra 2 e 20 MHzfrequenza compresa tra 2 e 20 MHz

ONDA ACUSTICA

COMPRESSIONE - DECOMPRESSIONE

ONDA ACUSTICA In realtà:

LA SONDA o TRASDUTTORELA SONDA o TRASDUTTORE

Contiene un cristallo piezoelettrico che, Contiene un cristallo piezoelettrico che, messo in vibrazione ad altissima frequenza messo in vibrazione ad altissima frequenza quando eccitato da un impulso elettrico, quando eccitato da un impulso elettrico, produce gli US ed è in grado di ricevere le produce gli US ed è in grado di ricevere le onde di ritorno.onde di ritorno.

EFFETTO PIEZOELETTRICO

La sonda ecografica funziona alternativa-mente come emettitore e come ricevitore di ultrasuoni

Fase 1:emissione

Fase 2:ricezione

FASCIO TRASMESSO

TRASDUTTORE

FASCIO INCIDENTE

FASCIO RIFLESSO

MEZZO“A”

MEZZO“B”

INTERFACCIA

Propagazione dell’onda sonoraPropagazione dell’onda sonora

ECO

L’eco corrisponde alla onda acustica secondaria

costituita dalla porzione del fascio ultrasonoro incidente che ritorna verso la sonda nel momento in

cui attraversa una zona intermedia interposta tra due mezzi di differente impedenza acustica.

Per impedenza acustica si intende il prodotto della densità del mezzo per

la velocità di propagazione del suono nel mezzo stesso.

E’ in qualche misura un indice dell’ostacolo che gli ultrasuoni

incontrano nell’attraversamento del tessuto in questione.

IMPEDENZA ACUSTICA

Mezzo

aria secca (20°)

acqua (37°)

liquido amniotico

grasso

fegato

muscolo

tendini

ossa craniche

Velocità del suono

(m/sec)

Impedenza acustica

10 * 3/sec mZ

343,6

1524

1580

1485

1570

1590

1750

3360

0,45

1524

1571

1366

1570

1685

2100

7392

RIFLESSIONE

L’energia di riflessione è direttamente proporzionale alla

variazione dell’impedenza acustica tra le due superfici.

Per variazioni molto significative il fascio ultrasonoro può subire

una riflessione pressoché completa.

Propagazione dell’onda sonoraPropagazione dell’onda sonora

• Dipende dall’impedenza acustica cioè Dipende dall’impedenza acustica cioè dalla resistenza opposta da un materiale dalla resistenza opposta da un materiale al passaggio del suonoal passaggio del suono

• Quando l’US incontra l’interfaccia tra Quando l’US incontra l’interfaccia tra due strutture a differente impedenza due strutture a differente impedenza acustica viene in parte riflesso, in parte acustica viene in parte riflesso, in parte trasmesso in profondità, in parte trasmesso in profondità, in parte assorbitoassorbito

Propagazione dell’onda sonoraPropagazione dell’onda sonora• Progressiva attenuazione del fascio per perdita di Progressiva attenuazione del fascio per perdita di

energiaenergia

• Nei liquidi US si propaga senza subire sensibile Nei liquidi US si propaga senza subire sensibile attenuazioneattenuazione

• Riflessione minima:Riflessione minima: fra mezzi ad impedenza acustica fra mezzi ad impedenza acustica pressoché ugualepressoché uguale

• Riflessione massima:Riflessione massima: fra tessuti molli da un lato e aria fra tessuti molli da un lato e aria o l’osso dall’altro; quasi completa riflessione dell’US o l’osso dall’altro; quasi completa riflessione dell’US tale da rendere impossibile l’esplorazione di strutture tale da rendere impossibile l’esplorazione di strutture più profondepiù profonde

• Evitare che tra cute e sonda si interponga una falda aerea, sia pure sottilissima: gel

• Lo studio del polmone aerato è pressoché impossibile

• Evitare le strutture ossee superficiali nello studio di organi profondi (es: coste nello studio di cuore e fegato)

• FINESTRA ACUSTICA: sito di accesso non comportante l’attraversamento di strutture aeree o ossee (es: fegato nei confronti del rene destro)

FORMAZIONE DELL’IMMAGINEFORMAZIONE DELL’IMMAGINE

Echi riflessi:Echi riflessi:

• Investono la stessa sonda che ha emesso Investono la stessa sonda che ha emesso l’impulso USl’impulso US

• Vengono trasformati in impulsi elettriciVengono trasformati in impulsi elettrici

• Amplificati, elaborati e visualizzati in Amplificati, elaborati e visualizzati in tubo a raggi catodici o riprodotti su tubo a raggi catodici o riprodotti su carta, pellicola o nastrocarta, pellicola o nastro

FREQUENZA DEL FASCIO USFREQUENZA DEL FASCIO US

• aumentare della frequenza aumenta la aumentare della frequenza aumenta la risoluzione spazialerisoluzione spaziale

• ma aumenta drasticamente l’assorbimento: ma aumenta drasticamente l’assorbimento: diminuisce intensità del fascio in profondità diminuisce intensità del fascio in profondità ed è possibile solo studio di strutture più ed è possibile solo studio di strutture più superficiali.superficiali.

• SONDE AD ALTA FREQUENZASONDE AD ALTA FREQUENZA > 7,5 > 7,5 MHz: ottimali per strutture superficiali MHz: ottimali per strutture superficiali (tiroide, testicolo, mammella)(tiroide, testicolo, mammella)

• SONDE A BASSA FREQUENZASONDE A BASSA FREQUENZA < 3,5 < 3,5 MHz: tessuti profondiMHz: tessuti profondi

• Sonde lineari, settoriali, endocavitarieSonde lineari, settoriali, endocavitarie

LINEARE

CONVEX

ENDOCAVITARIA

GEL

MODALITA’ DI RAPPRESENTAZIONE DEL MODALITA’ DI RAPPRESENTAZIONE DEL SEGNALE ULTRASONORO:SEGNALE ULTRASONORO:

-A-MODE A-MODE (Amplitude Mode, Modulazione di Ampiezza)(Amplitude Mode, Modulazione di Ampiezza)

-TM-MODETM-MODE (Time Motion Mode) (Time Motion Mode)

B-MODEB-MODE (Brightness Mode, Modulazione di Luminosità) (Brightness Mode, Modulazione di Luminosità)

-ANALISI DELL’EFFETTO DOPPLERANALISI DELL’EFFETTO DOPPLER (analisi spettrale (analisi spettrale continua o pulsata)continua o pulsata)

- Eco-Doppler- Eco-Doppler (Duplex) (Duplex)

- Eco-color-Doppler- Eco-color-Doppler

- Eco-power-Doppler- Eco-power-Doppler

- Imaging armonico- Imaging armonico

Ecografia A-ModeEcografia A-Mode• Eco degli anni ’40Eco degli anni ’40

• Eco di ritorno viene rappresentato come un picco Eco di ritorno viene rappresentato come un picco la cui ampiezza corrisponde all’intensità dell’eco la cui ampiezza corrisponde all’intensità dell’eco riflessoriflesso

• Sonda fissa e echi rappresentati sull’oscilloscopio Sonda fissa e echi rappresentati sull’oscilloscopio in rapporto alla profondità delle strutture da cui in rapporto alla profondità delle strutture da cui sono generati: asse millimetrato, misure di sono generati: asse millimetrato, misure di precisioneprecisione

• Oculistica: biometria dell’occhio; Ostetricia: Oculistica: biometria dell’occhio; Ostetricia: encefalometria: diametro bi-parietaleencefalometria: diametro bi-parietale

Ecografia TM ModeEcografia TM Mode

• Perfezionamento dell’eco A ModePerfezionamento dell’eco A Mode

• Consente di misurare su un grafico i Consente di misurare su un grafico i movimenti di strutture ecogenemovimenti di strutture ecogene

• Impiego in ecocardiografia: studio del Impiego in ecocardiografia: studio del movimento delle valvole cardiachemovimento delle valvole cardiache

• Grafico in cui sono rappresentate le Grafico in cui sono rappresentate le distanze della parte in esame rispetto alla distanze della parte in esame rispetto alla sonda al passare del temposonda al passare del tempo

Ecografia B ModeEcografia B Mode

• Ogni eco è rappresentato come un punto Ogni eco è rappresentato come un punto luminoso di intensità proporzionale luminoso di intensità proporzionale all’intensità dell’ecoall’intensità dell’eco

• Echi ad alta intensità: bianchiEchi ad alta intensità: bianchi

• Echi a bassa intensità: grigiEchi a bassa intensità: grigi

• Aree prive di echi: nereAree prive di echi: nere

SEMEIOTICA SEMEIOTICA

Cisti mammaria:lesione anecogena con rinforzo acustico posteriore

Assenza di echi = mancanza di Assenza di echi = mancanza di interfacciainterfaccia

Angioma epatico: lesione iperecogena

Presenza di echi =il parenchima Presenza di echi =il parenchima presenta fini interfacce al suo presenta fini interfacce al suo internointerno

Effetto DopplerEffetto Doppler• Fenomeno acustico per cui la frequenza di un suono si Fenomeno acustico per cui la frequenza di un suono si

modifica quando la sorgente sonora si sposta rispetto modifica quando la sorgente sonora si sposta rispetto all’osservatore o viceversaall’osservatore o viceversa

• Permette lo studio dei flussi ematiciPermette lo studio dei flussi ematici

• Color Doppler:Color Doppler:

1.1. Evoluzione dell’applicazione DopplerEvoluzione dell’applicazione Doppler2.2. rappresenta sotto forma di punti colorati le rappresenta sotto forma di punti colorati le

informazioni di flusso rilevate mediante l’effetto informazioni di flusso rilevate mediante l’effetto DopplerDoppler

3.3. Codice cromatico:Codice cromatico: • Rosso: flusso in avvicinamento alla sondaRosso: flusso in avvicinamento alla sonda• Blu: flusso in allontanamentoBlu: flusso in allontanamento

ECO COLOR DOPPLERECO COLOR DOPPLER

flusso in allontanamento nella giugulare

flusso in avvicinamento nella carotide

FASCIO ULTRASONORO RIFLESSO DAI GLOBULI ROSSI IN FASCIO ULTRASONORO RIFLESSO DAI GLOBULI ROSSI IN MOVIMENTOMOVIMENTO

MEZZI DI CONTRASTO ECOGRAFICIMEZZI DI CONTRASTO ECOGRAFICI

Sono formati da microbolle di gas Sono formati da microbolle di gas stabilizzate e inserite in sfere di albumina o stabilizzate e inserite in sfere di albumina o galattosio (la dimensione delle particelle è galattosio (la dimensione delle particelle è paragonabile a quella dei globuli rossi)paragonabile a quella dei globuli rossi)Vengono iniettati endovenaVengono iniettati endovena

•Le loro dimensioni permettono di Le loro dimensioni permettono di attraversare il filtro dei capillari attraversare il filtro dei capillari polmonaripolmonari

VANTAGGI DELL’USVANTAGGI DELL’US

1.1. non utilizza radiazioni ionizzantinon utilizza radiazioni ionizzanti

2.2. rapidità, alto contenuto diagnosticorapidità, alto contenuto diagnostico

3.3. consente di eseguire esami al letto del malatoconsente di eseguire esami al letto del malato

4.4. innocuità: feto e neonatoinnocuità: feto e neonato

5.5. biopsie eco guidatebiopsie eco guidate

6.6. basso costobasso costo

SVANTAGGI DELL’USSVANTAGGI DELL’US

1.1. Operatore dipendenteOperatore dipendente

2.2. Rappresentazione fotografica non oggettivaRappresentazione fotografica non oggettiva

3.3. Impossibilità di ottenere esami diagnostici in Impossibilità di ottenere esami diagnostici in pazienti pazienti obesi e meteorici obesi e meteorici

MEZZI DI CONTRASTO ECOGRAFICIMEZZI DI CONTRASTO ECOGRAFICI

PERMETTONO DI:PERMETTONO DI:

VALUTARE MEGLIO LA PERFUSIONE DEGLI ORGANIVALUTARE MEGLIO LA PERFUSIONE DEGLI ORGANI

CARATTERIZZARE LESIONI VASCOLARIZZATECARATTERIZZARE LESIONI VASCOLARIZZATE

STUDIARE CUORE E VASISTUDIARE CUORE E VASI

STUDIARE UTERO E TUBE TRAMITE ISTEROSALPINGOGRAFIA STUDIARE UTERO E TUBE TRAMITE ISTEROSALPINGOGRAFIA ECOGRAFICAECOGRAFICA

STUDIARE I REFLUSSI VESCICO-URETRALISTUDIARE I REFLUSSI VESCICO-URETRALI

lesioni focali in fegato lesioni focali in fegato cirroticocirrotico

assenza di flusso all’ECD assenza di flusso all’ECD normalenormale

evidenza di flusso dopo evidenza di flusso dopo iniezione di mdciniezione di mdc