Základy ultrazvuku, základní nastavení přístroje, typy přístrojů. Filip Burša, KARIM FN Ostrava

Transkript

1 Základy ultrazvuku, základní nastavení přístroje, typy přístrojů Filip Burša, KARIM FN Ostrava

2 Ultrazvuk=mechanické, akustické vlnění v neslyšitelné vlnové délce cca nad 20 khz Pro zobrazení se využívají frekvence 1-13 Mhz Vlnění prochází tkáněmi, dochází k odrazům od akustických rozhraní a jejich vyhodnocení Piezoelektrický jev Přemena elektrické energie v kmitání krystalu

3 Šíření v prostředí Základy UZ C=λ x f c rychlost šíření λ...vlnová délka f frekvence

4 Rychlost šířění Amplituda vztak k zeslabení signálu při jeho propagaci loudness Propagace - záleží na akustické hustotě prostředí ve kterém se UZ šíří Tužší tkáně rychleji Vzduchu cca 300 m/s Kosti 4080 m/s Tkáně/srdeční svalovina 1540m/s

5 Šíření v prostředí Základy UZ C=λ x f λ (mm)=1,54 / f (MHz) c je konstantní 1540m/s λ...vlnová délka rozlišení obrazu max.rozlišení je mezi 1-2x λ cca 1mm f penetrace do tkáňí, lze nastavovat

6 zaostření Elektronické zaostření díky konstrukci sondy (multiple crystals) Axial resolution maximum 1/2 spatial puls lenght (1-2 x λ) Lateral resolution maximum 2-3 x λ

7 Frekvence - sondy 6-13 MHz lineární Kanylace Periferní blokády Hrudník povrchově (PNO) 1-5 MHz konvexní Břicho / plíce 4MHz Mikrokonvexní, sektorová Hrudník / plíce / FAST / kardiosonda

8 Odraz - Reflection Je podstatou UZ obrazu Vzniká na akustickém rozhraní Čím je rozdíl akustické impedance větší, tím je intenzivnější i ECHO

9 Interakce ve tkáni Zeslabení Absorpce Odraz Rozptyl Lom světla Nejlepší rozlišní je při odrazu od rozhraní kolmé na průběh vlnění

10 Dopplerův jev změna frekvence a vlnové délky přijímaného oproti vysílanému signálu je způsobena nenulovou vzájemnou rychlostí vysílače a přijímače

11 Artefakty Chyby v obraze, vznikají z fyzikálních důvodů šíření UZ v prostoru Využítí k diagnostice Specifiký obraz určitých patofyziologických jednotek Např. B linie plicní edém

12 Reverberace Vzniká na silném akustickém rozhraní JEHLA Další odraz echa při jeho návratu k sondě

13 Ring-down artefakty Vznikají odrazem od rozhraní, která kmitají stejnou frekvencí jako vysílaný signál Krystaly ve žlučníku Vzduchové bubliny Echo od těchto struktur sonda vyhodnotí jako signál z větší hloubky

14 Zrcadlení Echo může odskočit od hladkých rozhraní, která působí jako zrcadlo Duplikát obrazu na jiném místě než je ve skutečnosti Typicky bránice

15 Zesílení Vzniká za objektem s nižším akustickým útlumeme než jsou okolní tkáně Zesvětlení obrazu za objektem

16 Zeslabení Vzniká za objekty které signál silně odzazí Kameny ve žlučníku Kostěnné výběžky

17 Typy zobrazení A mode 2D, B mode M mode CFI barevné dopplerovské zobrazení Pulse wave Doppler (PWD) Continuous Wave Doppler (CWD) Tissue Doppler

18 Typy zobrazení

19 A mode Historie Zaznamenání amplitudy v čase

20 2D, B mode B mode = amplitudě se je vyjádřen ve stupních šedé 2D = tomografický obraz Nejčastější Minimální technický požadavek na UZ přístroj Tvar obrazu dle použité sondy a jejich vlastností Většinou okolo obrázků/s = pohyblivý obraz Různé škály šedi/barev

21 M mód Pohyby struktur v čase měření vzdáleností 2D obrazem (B mode)je proložena linie, která se scanuje v čase ( vysoké rozlišení ) Zobrazuje struktury v přímce pohybují se od/k sondě v čase Souběžně s EKG nebo respirační křivkou Hrudník/plíce/kardio

22 Colour flow Doppler imaging (CFI) Rychlostem a směru pohybu kapalin jsou přiřazeny barvy obraz je superponován do 2D Jen ve výseči / pomalejší Zobrazení založeno na PWD je omezení Nyquist frekvencí jinak aliasing OD sondy modrá / K sondě červená

23 Pulse wave Doppler (PWD) Dopplerometrické měření ve vzorkovacím objemu Jeden krystal přijímá i vysílá Sonda vyšle svazek max. frekvencí - PRF Maximální frekvenční posun, který PWD registruje je ½ PRF = Nyquist frekvence Pokud je frekvenční posun vyšší není zaznamenáno a spektrum je oříznuto aliasing PRF se mění s hloubkou PWD má vyšší rozsah pokud je vzorkovací objem blíže sondy

24 Continuous Wave Doppler (CWD) Dopplerometrické měření v průběhu celé vyšetřované linie Dva krystaly jeden vysílá/druhý přijímá Bez omezení Nyquist frekvencí Zaznamená nejvyšší rychlosti Všechny frekvenční posuny bez omezení Nelze určit KDE byla naměřena nejvyší frekvenec (není vzorkovací objem)

25 Pulse wave Doppler (PWD) Continuous Wave Doppler (CWD)

26 Duty factor zatížitlnost 1% času sonda vysílá, jinak poslouchá Pulse repetition frequency (PRF) Počet cyklů / sekundu (vysílá-poslouchá)

27 Aliasing od určité frekvence není schopen UZ rozlišit směr pohybu

28 Aliasing jak se mu vyhnout Zobrazovat blíže sondě (sníží se PRF) Zvýšit úhel naklonění sondy Doppler se závislý na cos úhlu mezi pohybujícími se částmi a paprskem UZ (pozor na podhodnocení vlastní rychlosti čístic..) Použít nižší frekvence Použít CWD Použít jinou baseline

29 Další Tissue Doppler Schopen zaznamena pomalé pohyby tkáňí o vyšší amplitudě (oproti krevním elementům) Harmonické zobrazování Zaznamenává harmonické frekvence vzniké resonancí částic (.2f.1/2f atd ) zlepšuje rozlišení obrazu Součásti standardního nastavení CAVE UZ plic (maže B linie )

30 Optimalizace obrazu TGC time gain control GAIN zisk Focus zaostření, zvýšení kontrastu Dept hloubka/šířka zobrazení Frekvence rozlišení / prostupnost tkáněmi Rozsah velocity scale+výsek měření u CFI doppler Barevná/šedá mapa Dynamický rozsah / kontrast.. Přednastavené zobrazení pro jednotlivé lokality

31 Základní pohyby se sondou Periferní nervové blokády, Nalos, 2010

32 Základní pohyby se sondou IN PLANE jehla paralerně se sondou Jehla zřetelněší tím víc, čím je kolměji k UZ signálu OUT OF PLANE jehla kolmo na sondu řez jehlou, CAVE hrot jehly! Periferní nervové blokády, Nalos, 2010

33 Zásady Ergonomie Sterilita Komfort pacienta Správné nastavení / volba sondy, jehly Znalost topografie. Koordinace ruce / oči

34 Point of care ultrasound Pocket size Většinou B mode, doppler, event M mode Uložení do paměti / odolnost přístroje Vysokokapacitní baterie, malé, lehké Rychlé zapnutí Omezení početem sond

35 Point of care ultrasound UZ general ultrasound Lepší zobrazení jehly Ovládání na sondě Celkově kvalitnější zobrazení než pocket Nastavení pro jednotlivá vyšetření Plíce / kardio / nervy apod.

36 Point of care ultrasound UZ kardiovascular UZ Rovněž kompaktní/přenosné/baterie Kvalitní zobrazení srdečních struktur kardio funkce PWD, CWD, TD,měření, výpočty

37 Děkuji za pozornost