Ultrazvukové diagnostické přístroje. X31ZLE Základy lékařské elektroniky Jan Havlík Katedra teorie obvodů xhavlikj@fel.cvut.cz



Podobné dokumenty
Ultrazvukové diagnostické přístroje. X31LET Lékařskátechnika Jan Havlík Katedra teorie obvodů

Diagnostické ultrazvukové přístroje. Lékařské přístroje a zařízení, UZS TUL Jakub David kubadavid@gmail.com

Ultrasonografická diagnostika v medicíně. Daniel Smutek 3. interní klinika 1.LF UK a VFN

UZ ovládání přístroje, tipy a triky. Bohatá Š. Radiologická klinika FN Brno a LF MU Brno

Ultrazvuk Principy, základy techniky Petr Nádeníček1, Martin Sedlář2 1 Radiologická klinika, FN Brno 2 Biofyzikální ústav, LF MU Brno Čejkovice 2011

Jak se měří rychlost toku krve v cévách?

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

Základní principy ultrazvuku a ovládání UZ přístroje MILAN JELÍNEK ARK, FN U SVATÉ ANNY IVO KŘIKAVA KARIM, FN BRNO 2013

Fakulta elektrotechnická Katedra teorie obvodů. Základy ultrazvukové diagnostiky

Ultrazvuková defektoskopie. Vypracoval Jan Janský

Petr Nádeníček Radiologická klinika, FN Brno

Výukové texty. pro předmět. Měřící technika (KKS/MT) na téma

Daniel Tokar

Zobrazování. Zdeněk Tošner

Biologické signály. X31ZLE Základy lékařské elektroniky Jan Havlík Katedra teorie obvodů

Akustické vlnění. Akustická výchylka: - vychýlení objemového elementu prostředí ze střední polohy při vlnění

Co se skrývá v ultrazvukové vyšetřovací sondě?

Funkční a biomechanické vlastnosti pojivových tkání (sval, vazy, chrupavka, kost, kloub)

Rovinná harmonická elektromagnetická vlna

VÝUKOVÝ MATERIÁL Ing. Yvona Bečičková Tematická oblast. Vlnění, optika Číslo a název materiálu VY_32_INOVACE_0301_0307 Anotace

elektrické filtry Jiří Petržela filtry založené na jiných fyzikálních principech

Struktura a typy lékařských přístrojů. X31ZLE Základy lékařské elektroniky Jan Havlík Katedra teorie obvodů

Fyzika ultrazvuku se zaměřením na medicínu

Struktura a typy lékařských přístrojů. X31LET Lékařskátechnika Jan Havlík Katedra teorie obvodů

Struktura a typy lékařských přístrojů. X31LET Lékařskátechnika Jan Havlík Katedra teorie obvodů

Infrazvuk a ultrazvuk

Problematika rušení meteorologických radarů ČHMÚ

TECHNICKÝ LIST. změřte si svůj úspěch

BBZS - Zobrazovací systémy

Seznam otázek pro zkoušku z biofyziky oboru lékařství pro školní rok

ZADÁVACÍ DOKUMENTACE VEŘEJNÉ ZAKÁZKY

Zobrazování ultrazvukem

ultrazvuková terapie karcinomu žlučníku

4. Akustika. 4.1 Úvod. 4.2 Rychlost zvuku

Elastografie. Biofyzikální ústav LF MU. Projekt FRVŠ 911/2013

2. APLIKACE DOPPLEROVA JEVU VULTRAZVUKOVÉ DIAGNOSTICE

Výukové texty pro předmět Měřící technika (KKS/MT) na téma Podklady k principu měření akustických projevů (hluk, akustický tlak, šíření v prostředí

Jaký význam má kritický kmitočet vedení? - nejnižší kmitočet vlny, při kterém se vlna začíná šířit vedením.

CZ.1.07/1.5.00/

Elektroencefalografie. X31LET Lékařská technika Jan Havlík Katedra teorie obvodů

Nejčastější chyby a omyly ve fetální medicíně. Primum non nocere

Úvod, optické záření. Podkladový materiál k přednáškám A0M38OSE Obrazové senzory ČVUT- FEL, katedra měření, Jan Fischer, 2014

VY_32_INOVACE_OV_3.ME_05_Prvky prostorové ochrany. Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Dubno

ROZDĚLENÍ SNÍMAČŮ, POŽADAVKY KLADENÉ NA SNÍMAČE, VLASTNOSTI SNÍMAČŮ

Publikováno z 2. lékařská fakulta Univerzity Karlovy ( LF2 > Biofyzika

íta ové sít baseband narrowband broadband

Elektroencefalografie. X31ZLE Základy lékařské elektroniky Jan Havlík Katedra teorie obvodů

popsat princip činnosti základních zapojení čidel napětí a proudu samostatně změřit zadanou úlohu

25 - Základy sdělovací techniky

- Princip metody spočívá ve využití ultrazvukového vlnění, resp. jeho odrazu od plošných necelistvostí.

Optika pro mikroskopii materiálů I

Ultrazvukový kongres - Čejkovice Ultrasonografie. Dopplerovské techniky - princip, teoretické základy ovládání přístroje - tipy a triky

KIS a jejich bezpečnost I Šíření rádiových vln

Izolaní materiály. Šastník Stanislav. 2. týden

Technický list. Elcometer NDT CG100B, CG100BDL, CG100ABDL & CG100ABDL+ Ultrazvukové tloušťkoměry

2. Vlnění. π T. t T. x λ. Machův vlnostroj

Elcometer NDT CG100B, CG100BDL, CG100ABDL & CG100ABDL+ Ultrazvukové tloušťkoměry

Akustooptický modulátor s postupnou a stojatou akustickou vlnou

Číslo šablony III/2 Číslo materiálu VY_32_INOVACE_F.6.20 Autor Stanislav Mokrý Vytvořeno Fyzika 2. - Mechanické kmitání a vlnění

Ultrazvuk plic - doména intenzivní medicíny. Štěpán M ARK FN Plzeň

OTDR Optical time domain reflection

TEST PRO VÝUKU č. UT 1/1 Všeobecná část QC

Nanostruktury a zobrazovací metody v medicíně

ELEKTRONIKA. Maturitní témata 2018/ L/01 POČÍTAČOVÉ A ZABEZPEČOVACÍ SYSTÉMY

Akustooptický modulátor s postupnou a stojatou akustickou vlnou

Studium ultrazvukových vln

Historie a současnost echokardiografie. v IKEMu. Klinika kardiologie IKEM, Praha 4

Spektrální charakteristiky

Měření hlasitosti zvuku. Tematický celek: Zvuk. Úkol:

ZVUKOVÉ JEVY. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Tercie

NEUROSONOLOGIE. Intimomediáln Aterosklerotický plát

Operace pankreatu. Doc. MUDr. Jan váb, CSc. Triton

Měřená veličina. Rušení vyzařováním: magnetická složka (9kHz 150kHz), magnetická a elektrická složka (150kHz 30MHz) Rušivé elektromagnetické pole

Zesilovače biologických signálů, PPG. A6M31LET Lékařská technika Zdeněk Horčík, Jan Havlík Katedra teorie obvodů

Menší. Inteligentnější. Jednodušší.

Základní komunikační řetězec

2. přednáška. Petr Konvalinka

Elektrody pro snímání biologických potenciálů. X31ZLE Základy lékařské elektroniky Jan Havlík Katedra teorie obvodů

08 - Optika a Akustika

Česká buiatrická společnost Klinika chorob přežvýkavců FVL VFU Brno a PRION, s.r.o. SONOGRAFIE V BUIATRICKÉ PRAXI A JEJÍ DIAGNOSTICKÉ MOŽNOSTI

ZOBRAZOVACÍ VYŠETŘOVACÍ METODY MAGNETICKÁ REZONANCE RADIONUKLIDOVÁ

VY_32_INOVACE_FY.18 ZVUKOVÉ JEVY

SonoWand Invite 3D ultrazvukový systém s integrovanou neuronavigací

Způsoby použití doppleru, optimální nastavení, praktické vyšetření dopplerem, problémy. Peter Modler

Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích. Institute of Technology And Business In České Budějovice

DUM č. 14 v sadě. 10. Fy-1 Učební materiály do fyziky pro 2. ročník gymnázia

katedra technických zařízení budov, fakulta stavební ČVUT TZ 31: Vzduchotechnika cvičení č.1 Hluk v vzduchotechnice vypracoval: Adamovský Daniel

Intuitivní. Inteligentní. Inovativní. Kardiovaskulární zobrazování

Základní otázky pro teoretickou část zkoušky.

Zvukové rozhraní. Základní pojmy

Technický list. Sondy Elcometer NDT. Měřené materiály

ČÁST TŘETÍ KONTROLNÍ OTÁZKY

Akustický přijímač přeměňuje energii akustického pole daného místa na energii elektrického pole

Metody povrchové analýzy založené na detekci iontů. Pavel Matějka

DRUHY PROVOZU A ŠÍŘENÍ VLN

Zkoušení heterogenních a austenitických svarů technikou Phased Array a technikou TOFD

VLNOVÁ OPTIKA. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Optika - 3. ročník

Ultrazvukový keramický vysílač

Vlnění. vlnění kmitavý pohyb částic se šíří prostředím. přenos energie bez přenosu látky. druhy vlnění: 1. a. mechanické vlnění (v hmotném prostředí)

Vektorové obvodové analyzátory

Transkript:

Ultrazvukové diagnostické přístroje X31ZLE Základy lékařské elektroniky Jan Havlík Katedra teorie obvodů xhavlikj@fel.cvut.cz

Ultrazvuková diagnostika v medicíně

Ultrazvuková diagnostika diagnostická zobrazovací metoda založená na sledování odrazu ultrazvukových vln umožňuje v reálném čase sledovat struktury a pohyb vnitřních orgánů a průtok krve krevním řečištěm standardně se snímá obraz řezu tělních struktur v reálném čase (2 D) pokročilé metody umožňují prostorové zobrazení sledovaného objektu (3 D), případně prostorové zobrazení v reálném čase (4 D)

Dopplerovská sonografie umožňuje sledovat rychlost a směr pohybu krve v krevním řečišti Color Doppler převádí informaci o rychlosti a směru toku krve do barevné mapy Power Doppler neumožňuje sledovat směr toku krve, poskytuje ale lepší rozlišovací schopnost při popisu toku krve zvláště uvnitř jednotlivých orgánů

Využití ultrazvukové diagnostiky běžně využívána k zobrazení vnitřních orgánů vyšetření kardiovaskulárního systému, sledování průtoku krve krevním řečištěm diagnostika onemocnění s bolestivými příznaky a otoky dopplerovská sonografie se využívá k sledování poruch v krevním řečišti blokací (sraženiny), zúžení krevního řečiště, vrozených malformací

Sonografie v porodnictví a gynekologii standardní vyšetření umožňující sledovat vývoj plodu od početí až po narození běžně se používá k určení termínu porodu k určení počtu plodů k sledování vývoje plodu (obvod hlavičkya břicha, délka stehenní kosti, CRL) k sledování vývojových abnormalit k sledování pohybů plodu a jeho srdeční činnosti k sledování vzájemné polohy placenty a děložního hrdla k určení termínu ovulace (folikulometrie)

Výhody a nevýhody sonografie jedná se o široce použitelné, snadno aplikovatelné a neinvazivní vyšetření cena ultrazvukového vyšetření je mnohem menší než cena vyšetření pomocí srovnatelných zobrazovacích metod nevyžaduje ozáření pacienta vysokoenergetickým ani ionizovaným zářením dobře zobrazuje měkké tkáně v současnosti nejsou známa žádná rizika nebo vedlejší účinky ultrazvukových vyšetření ani pro dospělého pacienta, ani pro nenarozený plod

Omezení ultrazvukové diagnostiky ultrazvukové vlny jsou odráženy plynným prostředím sonografie je nevhodná pro zobrazování střev, zde se často využívá CT ultrazvukové vlny jen obtížně pronikají kostmi pro zobrazení kostí se využívá RTG pro zobrazení mozku MRI (pouze u dětí sonografie)

Fyzikální princip

Fyzikální princip kmitočtový rozsah zvukových vln (podélné vlnění, tlaková vlna) < 16 Hz infrazvuk (mořský příboj, zvuky bouře) 16 Hz 20 khz slyšitelné pásmo > 20 khz ultrazvuk (netopýři, delfíni) frekvenční pásmo používané v medicíně 2 MHz 30 MHz

Fyzikální princip vlastnosti ultrazvukové vlny rychlost šíření v tkáních vlnová délka vlnové délky λ = 0,77 mm až 0,05 mm pro kmitočty f = 2 MHz až 30 MHz

Odraz na rozhraní k odrazu dochází na rozhraní dvou akusticky různě vodivých prostředí odraz na rozhraní ve vzdálenosti x od vysílače vyvolá dopad odražené vlny zpět na přijímač s časovým zpožděním t, platí

Akustická impedance kde c je rychlost šíření vlny v daném prostředí, ρ je hustota prostředí na každém rozhraní dvou prostředí s různou vodivostí dochází k odrazu části energie množství odražené energie je tím větší, čím větší je rozdíl akustických impedancí prostředí tvořících rozhraní

Akustická impedance Prostředí Akustická impedance [10 6 kg m -2 s -1 ] tuk 1,37 voda 1,49 mozek 1,58 játra, svalovina 1,66 kost 3,7-7,8 vzduch 0,00041

Odraz, lom a rozptyl vlny odraz a lom na strukturách výrazně větších než λ rozptyl na strukturách menších než λ Siemens Medical: Principles of Ultrasound Imaging. Erlangen, 2000.

Odraz, lom a rozptyl vlny zákon dopadu a odrazu zákon lomu činitel odrazu (poměr akustického tlaku odražené a dopadající vlny)

Absorpční zákon při průchodu vlny ztrátovým prostředím dochází k absorpci energie (přeměně na teplo) kde p(x) je akustický tlak v hloubce x, p 0 je akustický tlak na povrchu, α je absorpční konstanta, f je frekvence vlny střední hodnota absorpce pro měkké tkáně pro odražený signál (průchod tloušťkou 2x) 0,6 db cm -1 MHz -1

Hloubka průniku Siemens Medical: Principles of Ultrasound Imaging. Erlangen, 2000.

Prostorové rozlišení Siemens Medical: Principles of Ultrasound Imaging. Erlangen, 2000.

Délka pulsu a jeho spektrum Siemens Medical: Principles of Ultrasound Imaging. Erlangen, 2000.

Rozlišení a hloubka průniku Siemens Medical: Principles of Ultrasound Imaging. Erlangen, 2000.

Zobrazovací principy

Zobrazovací módy tři základní zobrazovací módy A mód, B mód, M mód Siemens Medical: Principles of Ultrasound Imaging. Erlangen, 2000.

Vznik obrazu v B módu Siemens Medical: Principles of Ultrasound Imaging. Erlangen, 2000.

Techniky skenování objektu lineární sonda dobré rozlišení v blízkém poli sektorová sonda široký obraz ve vzdáleném poli Siemens Medical: Principles of Ultrasound Imaging. Erlangen, 2000.

Princip snímání 3 D obrazu Siemens Medical: Principles of Ultrasound Imaging. Erlangen, 2000.

Ultrazvukový diagnostický přístroj

Blokové schéma Siemens Medical: Principles of Ultrasound Imaging. Erlangen, 2000.

Funkční bloky vysílač syntéza a vyslání ultrazvukového pulsu přijímač příjem odraženého signálu, dekódování amplitudy a fáze signálu předzpracování signálu DGC (Depth Gain Compensation) korekce útlumu signálu způsobeného průchodem tkání, filtrace, demodulace, úprava dynamického rozsahu dopplerovská analýza signálu

Funkční bloky konverze snímků úprava snímků do standardního datového formátu post-processing obrazu optimalizace obrazu pro zobrazení, doplnění textových informací do obrazu

Obrazové artefakty

Odraz signálu odraz na silně odrazných elementech obrazového pole, např. kostech, kamenech, vzduchu apod. Siemens Medical: Principles of Ultrasound Imaging. Erlangen, 2000.

Odraz signálu odraz na skloněné ploše Siemens Medical: Principles of Ultrasound Imaging. Erlangen, 2000.

Zesílení odrazu falešné zesílení signálu při průchodu přes oblast s menším útlumem Siemens Medical: Principles of Ultrasound Imaging. Erlangen, 2000.

Okrajové (tečné) zkreslení totální odraz tečných paprsků Siemens Medical: Principles of Ultrasound Imaging. Erlangen, 2000.

Ozvěna opakovaný odraz signálu na dvojitém rozhraní akustických prostředí Siemens Medical: Principles of Ultrasound Imaging. Erlangen, 2000.

Ozvěna Siemens Medical: Principles of Ultrasound Imaging. Erlangen, 2000.

Zrcadlení vznik falešného obrazu sejmutím odražené vlny Siemens Medical: Principles of Ultrasound Imaging. Erlangen, 2000.

Zrcadlení v dopplerovských režimech k zrcadlení dochází nejenom v B módu Siemens Medical: Principles of Ultrasound Imaging. Erlangen, 2000.

Vibrace tkání turbulentní proudění krve za zúženími tepen a cév může vést k vibracím okolních tkání Siemens Medical: Principles of Ultrasound Imaging. Erlangen, 2000.

Artefakty způsobené změnou snímacího úhlu reverse-flow artefakt (pouze v Color Doppler módu) flow acceleration artefakt Siemens Medical: Principles of Ultrasound Imaging. Erlangen, 2000.

Stíny v dopplerovských módech vznik stínů může v dopplerovských módech vést ke vzniku několika zdánlivě nesouvisejících obrazů Siemens Medical: Principles of Ultrasound Imaging. Erlangen, 2000.

Literatura Siemens Medical: Principles of Ultrasound Imaging. Erlangen, 2000. Wikipedia: Ultrasound. http://en.wikipedia.org/wiki/ultrasound, [5/2007]. Wikipedia: Obstetric Ultrasonography. http://en.wikipedia.org/wiki/obstetric_ultrasonography, [5/2007]. Radiologyinfo: Ultrasound General. http://www.radiologyinfo.org/en/info.cfm?pg=genus, [5/2007].