Versione preliminare - fisica.unisa.it didattico... · Parte 3 -Ultrasuoni Versione preliminare...

1

1

Tecnologie e tecniche di imaging radiodiagnostica

Principi alla base della formazione Principi alla base della formazione

dell’immagine diagnostica in medicina dell’immagine diagnostica in medicina

nuclearenucleare

Parte 3 - UltrasuoniVersione preliminare

Antonio Di BartolomeoAA 2004-05 - settembre 2005

2

1/9/2005 A.Di Bartolomeo – Master in Verifiche di Qual ità in Radiodiagnostica, Medicina Nucleare e Radiot erapia 2

IntroduzioneIntroduzione

Generazione e rivelazione di ultrasuoni

La fisica delle onde acustiche

Imaging a scala di grigio

Imaging Doppler

Apparecchiature

Uso clinico

3


Overview� Principio di base

� Un’onda viene riflessa parzialmenteall’interfaccia tra due diversi tessuti

� Se queste riflessioni sono misurate in funzionedel tempo, e la velocità dell’onda nel mezzo è conosciuta, è possibile ottenere la posizionedel tessuto

� Vantaggi

� non-invasiva, non costosa, portabile� eccellente risoluzione temporale

� Svantaggi

� rumorosa� bassa risoluzione spaziale

� Esempi di applicazioni cliniche

� Ultrasuoni eco (echo ultrasound)• controlli cardiaci• controlli del feto

� Ultrasuoni Doppler (Doppler ultrasound)• flusso sanguigno

� TC ad ultrasuoni (ultrasound CT)• mammografia

Biopsia guidata ad ultrasuoni(US)

Effetto Doppler

4


Storia� Publicazione della La teoria del suono (Lord Rayleigh, 1877)

� Scoperta dell’ effetto piezo-elettrico (Pierre Curie, 1880)

• Permette la generazione e la rivelazione di onde ultrasoniche

� Primi usi pratici

• nella prima guerra mondiale per la rivelazione di sottomarini

• test non distruttivo di metalli (ali degli aeroplani, ponti etc.)

• sismologia

� Primo uso clinico per localizzare tumori nel cervello (Karl Dussik,

Friederich Dussik, 1942)

� Le prime immagini a livelli di grigio furono pubblicate nel 1950

� Strumenti real time messi in commercio da Siemens 1965

� “Beam-steering” elettronico ulilizzante la tecnologia “phased-array” nel 1968

� Tecnica molto usata fin dalla metà degli anni ‘70

� Sostanziale aumento a partire dalla metà degli anni ‘90

5


Introduzione

Generazione e rivelazione di ultrasuoniGenerazione e rivelazione di ultrasuoni



Imaging Doppler

Apparecchiature

Uso clinico

6


Onde ultrasoniche� Le onde ultrasoniche (US) sono onde longitudinali di compressione

− Onde longitudinali: lo spostamento delle particelle nel mezzo è parallelo alla direzione del moto dell’onda; − Onde trasversali: lo spostamento delle particelle nel mezzo è perpendicolare alla direzione del moto dell’onda

� Regione di alta e bassa densità di particelle sono generate dallo spostamento locale

delle particelle (le particelle non si muovono mai lontano)

� Il trasduttore emette un impulso sonoro che comprime il materiale; l’elasticità limita

la “compressione” e la estende in una “rarefazione”; la rarefazione ritorna poi ad

essere compressione

� L’alternanza compressione/rarefazione continua finché l’oscillazione non si smorza

gradualmente ed il mezzo ritorna all’equilibrio.

� Onde ultrasoniche in medicina > 2.5 MHz

Compressione =

alta pressione

Rarefazione =

bassa pressione

7


Esempio propagazione onda

8


Generazione e rivelazione di onde ultrasoniche

� Le onde US sono generate per mezzo di un cristallo piezoelettrico

− Si deforma per applicazione di un campo elettrico � genera un’onda di pressione

− Induce un campo elettrico se deformato rivela un’onda di pressione

� L’elemento per produrre o rivelare un’onda sonora si chiama trasduttore

(elemento che trasforma una forma di energia in un’altra)

Il suono

� A secondo della frequenza è in generale diviso in 3 range

- Subsonico: <20 Hz

- Sonico: udibile dall’uomo 20 – 20 khZ

- Ultrasonico:>20 kHz

� In medicina frequenze ~25 MHz

9


Effetto piezoelettrico (1)� Conversione di energia elettrica in energia meccanica e viceversa in

materiali con momenti di dipoli elettrici intrinseci (anisotropia

strutturale)

− Un campo elettrico (o potenziale ~100 V) causa un riorientamento deidipoli ⇒ deformazione

− Deformazione cause spostamento dei dipoli ⇒ induce tensioni

� Esempi di materiali pezoelettrici:

− Cristallini (quarzo), ceramiche policristalline (PZT, titanato di piombozirconio), Polimeri (PVDF)

Piezoelettrico

cristallino:

Quarzo(SiO2)

10


Effetto piezoelettrico (2)

Policristallino (es, ferroelectrico, PZT)

Polimeri (PVDF)

“α phase” (non p.e. attivo)

“β phase” (p.e. attivo)

11


Risonanze del trasduttore

• Il trasduttore (disco) ha risonanze meccaniche alle frequenze

• La frequenza di risonanza più bassa (fondamentale) (standing wave):

Crystal

Leng

th o

f

crys

tal,

L c

or 1,2,3,...2 2res c

c

ncf L n n

L

λ= = =(c: velocità del suono

λ: lunghezza d’onda)

tempo

Gli estremi del trasduttorehanno una differenza di fase di 180° (= π = λ/2)

12


• Introduzione

• Generazione e rivelazione di ultrasuoni

•• La fisica delle onde acusticheLa fisica delle onde acustiche

• Imaging a scala di grigio

• Imaging Doppler

• Apparecchiature

• Uso clinico

13


Propagazione dell’onda: mezzi omogenei

• Un mezzo è acusticamente omogeneo

se la sua compressibilità ed la sua densità

non cambiano né nello spazio né nel tempo

• E’ caratterizzato da impedenza acustica

specifica Z

ρρρρ= densità del mezzo, v=velocità delle particelle del mezzo, p=pressione, c=velocità

di propagazione del suono nel mezzo

• Superficie di fase costante chiamata fronte d’onda

• I “raggi sonori” si propagano perpendicolarmente ai fronti d’onda e

definiscono la direzione di propagazione dell’energia

cv

Z ρ=ρ≡

14


Propagazione dell’onda nei MO: equazione d’onda

�Per derivare una equazione matematica per la propagazione di

un’onda sono usate tre proprietà fisiche fondamentali:

• Conservazione della massa (equazione di continuità)ρρρρ è la densità di massa del mezzo e v è la velocità delle particelle del mezzo

• Conservazione della quantità di moto (2a legge di Newton)p è la pressione

• Equazione di stato che lega pressione e densità• Pressione acustica, densità acustica e velocità di particella acustica

• Compressibilità adiabatica

�Equazione d’onda lineare

( ) 0vdt

d =ρ⋅∇+ρ rr

( )0p

dt

vd =∇−ρ rr

0vconvvv

con

ppconppp

00

00

00

=∆+=ρ<<ρ∆ρ∆+ρ=ρ

<<∆∆+=

rrrr

0

p

1

p

1

p

V

V

1ss

ρ=ρ

∂ρ∂

ρ=β→

∂ρ∂

ρ=

∂∂−=β

0ptc

1p

2

2

2

0

2 =∆∂∂−∆∇

r

laplacianoe1

ccon 2

0s0

0 =∇βρ

=r

15


Propagazione dell’onda nei MO: soluzione dell’ eq.�Soluzione generale dell’equazione d’onda in una dimensione

con f1(x) ed f2(x) funzioni arbitrarie

�Sovrapposizione di due onde progressive una verso destra l’altra verso sinistra, con

velocità v0

� Velocità del suono •nell’aria ≈ 340 m/s•nei tessuti molli ≈ ≈ velocità nell’acqua ≈ 1540 m/s

�La forma dell’onda che si propaga è definita dalle caratteristiche del trasduttore

�Equazione d’onda lineare � la forma dell’onda non cambia durante la propagazione

0ptc

1p

2

2

2

0

2 =∆∂∂−∆∇

r

)tcx(fA)tcx(fA)t,x(p 022011 −⋅+−⋅=

16


Propagazione dell’onda nei MO: attenuazione

�Attenuazione: perdita di energia acustica dell’onda durante la sua

propagazione• Nei tessuti l’energia acustica viene trasformata principalmente in calore a causa della

viscosità• Ne deriva un decadimento esponenziale dell’ampiezza dell’onda che si propaga• Smpiezza dell’onda modellata dalla funzione

con f: frequenza, z: distanza di propagazione nelmezzo, a: coefficiente di attenuazione del mezzo

� Il coefficiente di attenuazione lineare a=a0 fn

• dipende dalla frequenza• in genere per i tessuti è n=1• si misura in Np/cm (nepero Np è una unità adimensionale 1 Np=lne(Az/A0) )

• si misura anche in dB/cm (decibel 1dB = 20 log10(Az/A0))

• Conversione: 1dB = 20 log10(e) 1Np = 8.6859 Np

• La costante a0 può essere espressa in dB/(cm�MHz). • Esempio: fegato a0=0.5 dB/cm�MHz

( ) )zfaexp()azexp(A

Az,fH n

0

0

Z −=−==

17


Propagazione dell’onda nei MO : non linearità� L’equazione d’onda è lineare se la pressione acustica è un disturbo infinitesimale

della pressione statica; in tal caso l’onda si propaga nel mezzo senza subire

cambiamenti di forma

� Se la pressione acustica aumenta, l’equazione d’onda diventa non lineare e la

propagazione dell’onda è associata ad una distorsione della forma d’onda

� La distorsione è visibile nel dominio delle frequenze per mezzo della generazione di

armoniche superiori (multipli interi della frequenza originale)

�La distorsione della forma d’onda aumenta con l’aumentare dell’ampiezza(pressione) e della distanzadi propagazione

�La non linearità di un mezzo è descritta da due parametri A e B:

ρ∂∂ρ=

ρ∂∂ρ=

2

22

0

pB

pA

0

18


Propagazione dell’onda nei MO : diffrazione� Diffrazione:

• interferenza tra onde che si verificaquando l’onda incontra nel suo percorsoun ostacolo o una apertura

• pattern di interferenza complicatorisultante da un numero elevato di sorgente coerenti (con la stessafrequenza ed uno shift di fase costante)

• la forma di questo pattern 3D è strettamentelegato alla geometria della sorgente acustica

� Interferenza costruttiva: campo lontano• Quando il punto di osservazione è collocato lontano dalla sorgente tutti i

“wavelet” dalle sorgenti puntiformi interferiscono costruttivamente e • la pressione è elevata

� Interferenza distruttiva: campo lontano• Quando il punto di osservazione è vicino alla sorgente i walelet

interagiscono in maniera complessa a cusa delle differenze di fasesignificative

• Rapide oscillazioni della pressione massima

19


Effetti nei mezzi disomogenei (1)� Riflessione e rifrazione

− All’interfaccia tra due mezzi diversi (esempiosangue- muscolo), l’energia dell’onda è in partetrasmessa ed in parte riflessa (Riflessionespeculare)

− Se l’interfaccia è piana la frequenza dell’ondanon cambia; cambiano invece la sua velocità ed il suo angolo.

− Rifrazione: L’onda trasmessa non si propaga in generale nella stessa direzione dell’ondaincidente

- Riflessione completa: • per c2 > c1 e θi > sin

-1(c1/c2), cos θt è un numerocomplesso

• Non c’è onda rifratta• Onda riflessa non è fase con l’onda incidente

− Anche l’ampiezza cambia: T+R=1, Z=ρ v

1 1 2

sin sin sini r t

c c c

θ θ θ= =

22

1

cos 1 ( sin )t i

c

cθ θ= −

1 2 1

2 1 2 1

2 cos cos cos R

cos cos cos cost t r i t

i i t i i t

A Z A Z ZT

A Z Z A Z Z

θ θ θθ θ θ θ

−= = = =+ +

A = ampiezza dell’onda

Z = impedenza acustica del mezzo

T=coefficiente di trasmissione

R=coefficiente di riflessione

T ed R non simmetrici rispetto allo scambio dei mezzi

20


Effetti nei mezzi disomogenei (2)� I singoli tessuti sono in realtà disomogenei, a causa di deviazioni locali di densità e

compressibilità, e ciò dà origine a diffusione (scatter reflection)

� Scattering o diffusione

− Diffusore puntiforme (point scatterer): ritrasmette l’onda incidente ugualmente in tutte le direzioni, come se fosse una sorgente (principio di Huygens).

− Se la grandezza dell’oggetto diffusore è << λ, esso può essere considerato un point scatterer

• si ha interferenza costruttiva ad un ricevitore sufficientemente lontano P

− In caso contrario, è necessario modellizzare l’oggetto diffusore come tanti diffusoripuntiformi che producono un complicato pattern di interferenza

• Il modello d’interferenza dipende dalla forma dell’oggetto diffusore e dal punto di osservazione

Oggetto piccolo << λ Oggetto grande

21


Riflessione, rifrazione e diffusione

a) Segnale riflesso in funzione del tempo per un oggetto omogeneo in acqua

b) Segnale riflesso in funzione del tempo per un oggetto non-omogeneo in acqua

Acquisizione modo A.Immediatamente dopo la trasmissione dell’impulso (rosso) il trasduttore è usato come ricevitore.

Le onde riflesse (blu) sono registrate n funzione del tempo.

Sono mostrate solo le onde diffuse e non quelle speculari

22


Effetto Doppler: introduzione (1)

�Effetto doppler:

• Quando una sorgente acustica si muove rispetto ad un osservatore, la frequenza dell’onda trasmessa e di quella osservata è diversa

•Esempio l’intervallo di tempo tra i fischi di un treno è minore quando il treno si avvicina e maggiore quando il treno si allontana (l’inverso per la frequenza)

Pitch=tonalità

23


Effetto Doppler: introduzione (2)� Assumiamo che una sorgente

acustica emetta un impulso di

N oscillazioni nel tempo ∆tT� un point scatterer Ps viaggia

con velocità assiala va =v cos θ

� Le posizioni dell’onda e del punto diffusore Ps sono:

• L’inizio dell’onda (leading edge) incontra Ps al tempo:

• La fine dell’onda (trailing edge) incontra Ps al tempo:

• L’inizio dell’onda incontra il trasduttore a

• La fine dell’onda incontra il trasduttore a

0( ) ( )b s aP t ct P t d v t= = +

0( ) ( ) b ib s ib iba

dP t P t t

c v= → =

−

0( ) ( ) Tb ie s ie ie ib T

a a

d c t cP t P t t t t

c v c v

+ ∆= → = = + ∆− −

2rb ibt t=2re ie Tt t t= − ∆

24


Effetto Doppler: introduzione (3)• Impulso ricevuto (N oscillationi)

− La durata dell’impulso ricevuto è

− Ovvero in frequenza

− Lo shift Doppler in frequenza (o semplicemente frequenza Doppler) è

• Esempio:

− Assumendo che un diffusore si allontani a 0.5 m/s e che la frequenzadell’impulso sia 2.5 MHz, allora si ha uno shift in frequenza di -1.6 kHz

2( 1)R re rb T

a

ct t t t

c v∆ = − = − ∆

−

T RT R

N Nf f

t t= =

∆ ∆

2 cos2 aaD R T T T

a

vvf f f f f

c v c

θ−−= − = ≈+

Se θ=90°nessuno shift in frequenza!

25


Doppler Effect: formulazione mat. generale

�Cambio della frequenza causato dal moto della sorgente (che può essere un diffusore) e/o del rivelatore relativamente al mezzo (c velocita suono, v velocità sorgente, v’ velocità rivelatore)

�L’effetto del moto del ricevitore è diverso da quello del moto della sorgente. Combinando i due effetti si ha

−se v = v’,

Velocità sorgente

Velocità osservatore

θθ

′+ = − = − −

cos1 , Doppler

cosd R

c vf f f f shift

c v

θθ

= −

2 cos

cosd

vf f

c v

θ=

−

More generally,

cosR

cf f

c v

=Rf f

=−R

cf f

c v

=+R

cf f

c v

θ

R

26


Introduzione



ImagingImaging a scala di grigioa scala di grigio

Imaging Doppler

Apparecchiature

Uso clinico

27


Acquisizione dati: Modo A� ‘A’ per Amiezza

� Modo più semplice, ma quasi non più in uso.

− Principio dell’ impulso-eco: sbatto le mani e aspetto l’eco

� Immediatamente dopo la trasmissione

dell’impulso, il trasduttore è usato come

ricevitore− Le onde riflesse (sia speculari che diffuse) sono

registrate in funzione del tempo− Tempo e profondità sono quasi equivalenti perché la

velocità del suono è costante nei tessuti

distanza = (tempo trascorso �velocità suono)/2

� Segnale rivelato spesso chiamato radiofrequenza

(RF) perché le frequenze sono nel range dei MHz,

range che nello spettro elettromagnetico

corrisponde alle radiofrequenze

� Problema: non si sa da dove il suono rimbalza

− Direzione non chiara− Forma degli oggetti non definita− ???Giusto per ottenere una singola linea

Impulso trasmesso� echo ricevuto

28


Acquisizioni dati: Modo M� ‘M’ per Moto

�Misure del modo A ripetute

� Frequenza di campionamento molto alta: fino a 1000 impulsi per secondo

� Immagine 2D di profondità in funzione del tempo

− Immagini tutte uguali a meno che l’oggetto non sia in movimento

− I picchi dell’onda riflessa danno origine a pixel luminosi sull’immagine

29


Acquisizioni dati: Modo M

�Motto M

− Utile per stabilire rates e movimento

− Ancora di grande uso nell’immagine cardiaca e del feto

Moto delle paretidel cuore durante la contrazione

Pericardio(membrana intorno

a cuore)

sangue

muscolo del cuore

30


Acquisizione dati: modo B� ‘B’ per Brightness (luminosità)

� L’immagine è ottenuta

traslando o ruotando il trasduttore

tra due acquisizioni in modo A

� Immagine 2D: linea vs tempo

� Se la misura è ripetuta nel tempo, una sequenza di immagini è ottenuta

feto

cuore

continuo

�Alto coefficiente di assorbimento delle ossa - > finestra acustica

�Tilt anziché traslazione: immagine polare (es cuore)

31


Ricostruzione dell’immagine (1)

� La ricostruzione dell’immagine ultrasonica basata sui dati RF acquisiti

comprende i seguenti passi:

1. filtraggio

2. rivelazione dell’inviluppo (envelope detection)

3. correzione dell’attenuazione

4. compressione logaritmica

5. conversione di scan

32


Ricostruzione dell’immagine: filtraggio� Le immagini sono filtrate per rimuovere il rumore ad alta frequenza. L’origine di

queste ferquenze, che non sono state trasmesse, è la propagazione non lineare

� …ma, imaging di seconda armonica

• Solo parte della larghezza di banda del trasduttore usata nella trasmissione, quella a bassafrequenza

• Le onde rifelsse ad alta frequenza vengono rivelate dal trasduttore usando la banda non impiegata nella trasmissione

• Imaging di seconda armonica, producono immagini migliori in pazienti più corpulent

• Nell’imaging di seconda armonica anche la parte a bassa frequenza è rimossa

Immagine in B-mode delle due cavità ventricolari ed atriali

Armonica fondamentale Seconda armonica

33


Ricostruzione dell’immagine: inviluppo� Le fluttuazioni molto rapide del segnale RF non utili per produrre un’immagine a

scala di grigio

� L’informazione ad alta frequenza rimossa considerando solo l’inviluppo (filtro in

quadratura o trsformazione di Hilbert)

� Ciascuna ampiezza lungo l’inviluppo è rappresentata come un valore di grigio

� Diverse linee sono scandite spostando o ruotando il trasduttore

� Immagine 2D linee vs tempoI pixel luminosi corrispondono a forti riflessioni; le linee bianche nella figura corrispondono ai due contorni della figura esaminata

34


Ricostruzione dell’immagine: attenuazione

� Strutture identiche dovrebbero avere gli stessi valori di grigio e di

conseguenza le stesse ampiezze di riflessione.

� Attenuazione dell’energia acustica dell’onda ultrasonica durante la

propagazione -> l’ampiezza dell’onda incidente e riflessa diminuiscono

con la profondità

� L’attenuazione viene stimata e compensata

• poiché profondità e tempo variano linearmente si parla spesso di time gain compensation

• Modello esponenziale o più sofisticato è preso in considerazione

�Molti scanner a ultrasuoni consentono di variare manualmente il guadagno

a diverse profondità

35


Ricostruzione dell’immagine: compressione� Le riflessione diffuse, di ampiezza minore,

non sono in genere visibili nell’immagine

� Trasformazione del livello di grigio,

tipicamente una funzione logaritmica,

usata per far apparire anche il contributo

della riflessione diffusa

� Il modello dovuto ai punti diffusori (speckle

pattern) può in questo modo essere

rivelato; lo speckle pattern è diverso per i

diversi tessuti

36


Ricostruzione dell’immagine: scan conversion

� Le immagini ottenute con rotazione (tilt) del trasduttore sono immagini

in coordinate polari (aspetto triangolare)

� Un procedimento di interpolazione viene usato per trasformare

l’immagine in una a coordinate cartesiane (immagine rettangolare)

� Questo processo è chiamato scan conversion o ricostruzione del settore

37


Tempo di acquisizione e ricostruzione

�Tipicamente la singola linea in un’immagine corrisponde a 20 cm

− La velocità del suono è 1540 m/s

� il tempo per l’acquisizione di una linea è 267 µµµµs− Una immagine di 120 linee richiede circa 32 ms

� si possono acquisire immagini a circa 30 Hz (frames/s)

− Gli scanner clinici

acquisiscono più linee

simultaneamente

e raggiungono 70-80 Hz

38


Introduzione




Imaging Imaging DopplerDoppler

Apparecchiature

Uso clinico

39


Doppler imaging

� Indica immagini usate per visualizzare le velocità di movimento

dei tessuti

� L’acquisizione e la ricostruzione dei dati è diversa dall’imaging a

scala di grigio

� L’effetto Doppler non è sempre utilizzato

40


Doppler imaging: continuous wave CW

�‘CW’ per onda continua

�Paragona la frequenza dell’onda trasmessa fT con la frequenza

dell’onda ricevuta fR

− La frequenza Doppler è quindi

− La frequenza doppler è

resa udibile

− La tonalità è una misura

analogica della velocità

2 cos2 aaD R T T T

a

vvf f f f f

c v c

θ−−= − = ≈+

41


Doppler imaging: pulse wave PW (1)

� ‘PW’ per onda pulsata

� Non fa uso del principio Doppler

• invece, il segnale ricevuto è assunto essere una replica scalata e ritardatadi quello trasmesso

� ∆t è il tempo tra trasmissione e ricezione

dell’impulso; esso dipende dalla distanza

tra trasduttore e scatteratore

• in realtà, acquisiamo soltanto un campione di ciascuno

degli impulsi ricevuti, a tR:

• Se il diffusore si allontana con velocità va, allora la distanza aumenta con va TPRF (TPRF: periodo di ripetizione dell’impulso)

• Questo aumenta il tempo ∆t (o lo diminuisce se il diffusore si avvicina)

( ) sin(2 ( ))Ts t A f t tπ= − ∆

( ) sin(2 ( ))R T Rs t A f t tπ= − ∆

42


Doppler imaging: pulse wave PW (2)• Quindi, la sequenza di campionamento sj è:

− Di conseguenza, maggiore è va, più alta è la frequanza della sinusoidecampionata:

− Per ottenere informazione sulla direzione, si deve fare più di un campionamento per impulso (due volte per mezza oscillazione) :

2sin( 2 ( ) )a PRF

j T

v Ts A f j B

cπ ⋅= − ⋅ +

2 aD T

vf f

c= −

43


Doppler imaging: pulse wave PW (3)

44


Doppler imaging: Color flow CW

� Calcola lo shift di fase tra due impulsi successivi ricevuti

− Misura lo shift di fase campionando

due impulsi successivi a due tempi specifici tR1 e tR2− Per ridurre il rumore, generalmente I risultati di 3- 7 di tali campionamenti

(impulsi) vengono mediati

− dividendo la linea RF acquisita in segmenti (range gates) è possibile ottenerele velocità ad un certo numero di pprofondità

− Acquisendo lungo una singola linea

fornisce un display tipo modo M

− Acquisendo lungo linee multiple

permette di ottenere un display

tipo modo B

22 ( )a PRF

T

v Tf

cϕ π ⋅∆ =

Movimento del flusso sanguigno:

rosso: movimento verso il trasduttore

blu: movimento lontano dal trasduttore

45


Introduzione




Imaging Doppler

ApparecchiatureApparecchiature

Uso clinico

46


Strumentazione per l’ultrasonic imaging

Sinistra: trasduttore ad array lineare

destra: trasduttore phased array

Scanner echocardiografico commerciale

47


• Introduzione

• Generazione e rivelazione di ultrasuoni

• La fisica delle onde acustiche

• Imaging a scala di grigio

• Imaging Doppler

• Apparecchiature

•• Uso clinicoUso clinico

48


Applicazioni degli ultrasuoni (1)

Sinistra: ultrasuoni del cranio normali.

Destra: cavità cerebrali riempite di liquido su tutti e due i laticome nel caso di una emorragia intaventricolare

49



Sinistra: polmone normale

Destra: effusione pleurale

50



Sinistra: fegato normale

Destra: fegato con una ciste

51



Sinistra: prostata mostrante una lesioneipoecoica, probabilmente indice di un cancro

Right: con ago da biopsia

52



Difetto dell’atrio (ASD)

53



Immacine color flow doppler con rigurgitazione mitrale nell’atrio sinistro. Il colore verde chiaro corrisponde ad alta velocità in direzioni miste, dovuto ad un flusso molto turbolento di perdita attraverso una piccola buca nella valvolamitrale.

54


Riepilogo� Sono stati trattati i seguenti argomenti

− Ultrasuoni− Generazione e rivelazione di ultrasuoni− Fisica delle onde acustiche:

• Propagazione nei mezzi omogenei e disomogenei, trasmissione riflessione rifrazione, effetto Doppler

− Imaging a scala di grigio• Acquisizione dei dati• Ricostruzione dell’immagine

− Imaging Doppler• Acquisizione dei dati e ricostruzione dell’immagine

− Apparecchiature ed usi clinici

� Commenti e suggerimenti sono più che benvenuti!

� Da identificare metodi per applicare la formazione

55


Ulteriori informazioni

� Libri, articoli, fonti elettroniche:

− P. Suetens, Fundamentals of medical imaging, Cambridge University Press

− Lezioni di Klaus Mueller, Computer Science Department, Stony Brook University

− P. N.T. Wells Ultrasonic imaging of human body Rep. Prog. Phys. 62 (1999) 671- 722

� Elencare servizi di consultazione e altre fonti

Versione preliminare - fisica.unisa.it didattico... · Parte 3 -Ultrasuoni Versione preliminare...

Documents

Transcript of Versione preliminare - fisica.unisa.it didattico... · Parte 3 -Ultrasuoni Versione preliminare...