IMAGENEOLOGÍA

Diapositiva 1

Ing. Mauro Rojas

CLASE No6 ULTRASONIDO DIAGNOSTICOIMAGENEOLOGA

- LA ECOGRAFIA SE BASA EN LAS PROPIEDADES DE LAS ONDAS DE ULTRASONIDO.

- LAS ONDAS DE ULTRASONIDO, AL IGUAL QUE LAS SONORAS SON VIBRACIONES MECANICAS QUE SE PROPAGAN A TRAVES DE LA MATERIA PRODUCIENDO COMPRESIONES Y DILATACIONES

PRINCIPIOS BASICOS

ONDAS

tiempoPerodo (T)

Frecuencia (f) : Cantidad de ciclos por segundo = 1 / T[ f ] = ciclos por segundo = Hertz = HzRango Audible = 20 20000 HzUltrasonido en Medicina = 2 a 15MHz1 KHz = 1000 Hz1 MHz = 1.000.000 Hz

ONDAS

distanciaAlturaLongitud de Onda ()

Amplitud

= c / fc : Parmetro caracterstico de cada medioPromedio en Tejidos Blandos = 1540 m/sVelocidad de Propagacin (c)

ATENUACION

2.5 MHz7.5 MHz

ABSORCION (Conversin de US en calor)ATENUACIONDISPERSION (SCATTERING)distancia

REFLEXION

MEDIO 1Z = Impedancia Acstica = Densidad x Velocidad de Propagacin

MEDIO 2

Onda Incidente (Ii)Onda Reflejada (Ir)Onda Transmitida (It)CR = Ir / Ii (Z2 Z1)2CR =------------ (Z2 + Z1)2

REFRACCION

MEDIO 1

MEDIO 2Onda Incidente (Ii)Onda Reflejada (Ir)Onda Transmitida (It)CR = Ir / Ii (Z2 cosi Z1 cost)2CR =---------------------------- (Z2 cosi + Z1 cost)2

t i r r = i sent = (c2 / c1) seni

SCATTERINGMEDIO 1MEDIO 2Scattering o Dispersin se produce en:Interfaces de dimensiones del orden de Medios heterogneos (rugosidad del orden de )Scattering depende de: Frecuencia de la ondaRugosidad del medio

EFECTO PIEZO-ELECTRICOMATERIALES PIEZO-ELECTRICOS: Cuarzo Cermicas (PZT,PVDF)Frecuencia depende de: Espesor Velocidad de propagacin del US en el medio

+

-

TRANSDUCTORES

TRANSDUCTORESPerfil del Haz

Campo CercanoCampo LejanoTransductor

SECUENCIA TRANSMISION /RECEPCION

Pulsos de US

fo

Pulsos de TensinSeales elctricas

DIAGRAMA EN BLOQUESTransductorMonitor

Pulser Memoria Receiver CPU

RELACION PROFUNDIDAD - TIEMPO

D

C

Conociendo c (1540 m/s) y el tiempo transcurrido entre el golpe a la pelota y la recepcin de la misma, se puede calcular D (Distancia al objeto)

GENERACION DE UNA IMAGEN EN DOS DIMENSIONES

Lnea de Ultrasonido

Transductor

Desplazamiento del transductor

Cuando se termina la ltima lnea de US, se completa un CUADRO (FRAME) y se vuelve a empezar

MODOS DE EXHIBICIONMODO A

Tiempo = ProfundidadAmplitudPantalla de TVEl Modo A representa la amplitud de los ecos recibidos, en una sola lnea de US, en funcin de la profundidad

MODOS DE EXHIBICIONMODO B

NIVEL DE GRIS PROPORCIONAL A LA AMPLITUD DE LOS ECOSanchoprofundidad

MODOS DE EXHIBICIONMODO B

Al finalizar la recepcin de una lnea, se comienza la siguiente y al terminar el cuadro (frame), se vuelve al principio. Frame Rate : Cantidad de imgenes por segundoLnea de Ultrasonido

MODOS DE EXHIBICIONMODO M

NIVEL DE GRIS PROPORCIONAL A LA AMPLITUD DE LOS ECOStiempo

profundidad

MODOS DE EXHIBICIONMODO M

MODOS DE EXHIBICIONMODO B+M

MODOS DE EXHIBICIONMODOS 3D / 4D

Se obtienen numerosas imgenes 2D (planares) para generar un volumen Este volumen (3D) se puede observar desde diferentes ngulos e iluminaciones Si el volumen se observa en tiempo real se denomina 4D

CONTROLES DEL SISTEMA

Ganancia generalSTC o DGCOTROS CONTROLESRANGO DINAMICO (CONTRASTE DE IMAGEN)PERSISTENCIA (PROMEDIO DE CUADROS)GAMMA (ESCALA DE GRISES)FOCO

GANANCIA MODO B

RANGO DINAMICO

BAJOALTOMEDIO

FOCO

SE PUEDEN ESTABLECER UNO O MLTIPLES PUNTOS FOCALESA MAYOR CANTIDAD DE PUNTOS FOCALES MENOR FRAME RATE (SE ENLENTECE LA IMAGEN)

RESOLUCION ESPACIAL

DE CONTRASTE

TEMPORAL

RESOLUCION ESPACIAL

Transductor

Resolucin AxialResolucin Lateral

Resolucin Axial depende de la frecuencia. A mayor frecuencia, mejor resolucin.Resolucin Lateral depende del ancho del haz. A su vez el ancho del haz depende de la distancia, la frecuencia y las tcnicas de focalizacin.

28Resolucin espacial es la mnima distancia en que estn separados dos objetos y los puedo reconocer como tal

RESOLUCION ESPACIALFRECUENCIARESOLUCIONPENETRACIONBAJAMALABUENAALTABUENAMALA

Tiroides, Mamas,Testculos, Vasc.Perif.Musculares7.5 10 MHzAbdomen gral, OB/GI3.5 3.75 MHzCardiologa, Transcraneal2.5 3 MHz

RESOLUCION DE CONTRASTE La Resolucin de Contraste depende de la cantidad de niveles de grises , de factores de pre y post proceso y de la calidad de la electrnica del equipo.

Intensidad de la sealBuena ResolucinMala Resolucin

==

30Es la capacidad de distinguir la amplitud (nivel de gris) de ecos de nivel parecido

RESOLUCION TEMPORAL

tiempo

tiempo

tiempo

RESOLUCION TEMPORAL

tiempo

La Resolucin temporal depende de la cantidad de cuadros por segundo (Frame Rate) que el sistema puede manejar. Este, a su vez, depende de la cantidad de lneas de US y del ancho y profundidad del barrido

tiempo

tiempo

TRANSDUCTORES

Un transductor ultrasnico es un dispositivo que produce el pulso ultrasnico y detecta los pulsos que retornan.

Material piezoelctrico

Capa de acoplamientoContra-masa

Contra-masa

Permite que los pulsos que entren a esta capa no regrecen a la material piezoelctrico. Para permitir esto se utiliza un polmero con partculas de un materiales slidos (hueco negro para las ondas ultrasnicas). Esto permite que los pulsos sea mas pequeo.

El material piezoelctrico cumple con el efecto piezoelctricoDirecto: Cuando el material se excita elctricamente se deformaInverso: Cuando el material se deforma aparece una respuesta elctrica.Uno de los materiales piezoelctrico ms usado para la generacin de imgenes medicas es:PZT 5A

Unos de los problemas fundamentales de las cermicas piezoelctrica es su alta impedancia acstica ( ).

Capa de acoplamientoLa capa de acoplamiento protege la cermicaPiezoelctricaPermite un mejor acople acstico entre la cermica piezoelctrica y el cuerpo humano

Materiales piezocompuestos Los materiales compuestos se forman con la combinacin de dos o ms materiales insolubles entre s y unidos por medio de una mezcla, manteniendo ntegro cada componente. Los mismos constan de algn aglutinante como matriz y otro u otros como reforzantes, de diferentes formas geomtricas y con una determinada proporcin entre ellos. Si los materiales que conforman el compuesto tienen, al menos una fase o componente con propiedades piezoelctricas, entonces estamos en presencia de un piezocompuesto.

. FRECUENCIA:FRECUENCIA ALTA: MEJOR RESOLUCIONFRECUENCIA BAJA: MAYOR PENETRACIONBARRIDO:MECANICOCONVEXOELECTRONICOLINEALSECTORIALFORMA: DE ACUERDO AL ORGANO A ESTUDIARCLASIFICACION TRANSDUCTORES

TRANSDUCTOR ROTATIVO

TRANSDUCTORES MECANICOS El transductor rotativo gira siempre para el mismo lado y puede tener dos o tres cristales. Si son de la misma frecuencia, aumenta el Frame Rate. Tambin pueden ser de distinta frecuencia y se obtiene un transductor multifrecuencia.

VENTAJAS ELECTRONICA DE CONTROL SENCILLA

DESVENTAJAS FOCALIZACION LIMITADA FRAME RATE LIMITADO NO TIENE MODO B/M(D) SIMULTANEOTRANSDUCTORES MECANICOS

TRANSDUCTORES ELECTRONICOS

TRANSDUCTORES ELECTRONICOS

Se puede determinar el punto focal variando el patrn de tiempos de retardo de los pulsos elctricos de excitacin a los elementos

METODOS DE BARRIDO

LINEALCONVEXOSECTORIAL

TRANSDUCTORES LINEALES

FOV constante con la profundidadPara rganos que no se pueden presionar (cuello, piernas, etc)

TRANSDUCTORES LINEALES

TRANSDUCTORES CONVEXOS

FOV aumenta con la profundidadPara rganos que se puedan presionar y lograr un buen contacto (abdomen, etc)

TRANSDUCTORES CONVEXOS

TRANSDUCTORES SECTORIALES

FOV aumenta con la profundidad. En la superficie es muy pequeo.Para cardiologa (ventana intercostal)

TRANSDUCTORES SECTORIALES

TRANSDUCTORES DE BANDA ANCHA

frecuenciaAmplitud

frecuenciaAmplitud

TRANDUCTOR CONVENCIONALTRANDUCTOR BANDA ANCHALos transductores Banda Ancha pueden transmitir y recibir en un rango de frecuencias alrededor de la frecuencia central, aunque la mxima sensibilidad se obtiene en la misma.Permiten usar (en la recepcin de ecos) la parte alta de la banda para los tejidos superficiales (mejor resolucin) y la parte baja para los tejidos profundos (mayor penetracin)fofo


frecuenciaAmplitud

TRANDUCTOR BANDA ANCHA / MULTIFRECUENCIA Los transductores Banda Ancha / Multifrecuencia permiten seleccionar dos o ms frecuencias diferentes de transmisin/recepcin. Esto permite al operador seleccionar la frecuencia ptima segn el tipo de estudios y, por lo tanto, reducir la cantidad de transductores. Siempre la mayor sensibilidad se obtiene en la frecuencia central de la banda, que es la nominal del transductor.3.5MHz

5Mhz2.5Mhzfbfofa


6 MHz

3 MHz3 MHz4.2 MHz

GRACIAS POR LA ATENCION PRESTADA

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