Ultrasunete

Ecografia este o tehnică de diagnostic care utilizează ultrasunete. Acestea pot fi folosite în realizarea unei ultrasunete simple sau combinate cu o scanare CT pentru a obține imagini ale secțiunilor corpului (Tc-Ecotomography) sau pentru a obține informații și imagini despre fluxul sanguin (Ecocolordoppler).

Adâncirea articolelor

Principiul de functionare Metode de executie Aplicatii Pregatire Ultrasunete a prostatei Ultrasunete a tiroidei Ultrasunete a ficatului Ecografie abdominala Ultrasunete a sânului Ultrasunete transvaginale Examinare morfologica in timpul sarcinii

Principiul de funcționare

În fizică, ultrasunetele sunt unde mecanice elastice longitudinale caracterizate prin lungimi de undă mici și frecvențe înalte. Valurile au proprietăți tipice:

Ei nu poartă materie
Obstacolele obstacolelor
Ei își combină efectele fără a se schimba unul pe celălalt.

Sunetul și lumina sunt alcătuite din valuri.

Valurile sunt caracterizate de o mișcare oscilantă în care stresul unui element este transmis elementelor vecine și de la acestea la celelalte, până la punctul de răspândire în întregul sistem. Această mișcare, rezultată din cuplarea mișcărilor individuale, este un tip de mișcare colectivă, datorită prezenței legăturilor de tip elastic între componentele sistemului. Aceasta dă naștere la propagarea unei perturbații, fără transportul materiei, în orice direcție din cadrul sistemului însuși. Această mișcare colectivă se numește val. Propagarea ultrasunetelor are loc în materie sub formă de mișcare inductivă care generează benzi alternante de compresie și rărire a moleculelor care alcătuiesc mediul.

Gândește-te când o piatră este aruncată într-un iaz și vei avea clar conceptul de val.

Lungimea de undă este considerată ca fiind distanța dintre două puncte consecutive în fază, adică având în același timp amplitudinea și sensul mișcării identice. Unitatea sa de măsurare este contorul, inclusiv submultiplele sale. Gama de lungimi de undă utilizate în ultrasunete este cuprinsă între 1, 5 și 0, 1 nanometri (nm, adică o miliardime de metru).

Frecvența este definită ca numărul de oscilații complete sau cicluri pe care particulele le efectuează în unitatea de timp și este măsurat în Hertz (Hz). Gama de frecvențe utilizate în ultrasunete este între 1 și 10-20 Mega Hertz (MHz, adică un milion de Hertz) și este uneori chiar mai mare de 20MHz. Aceste frecvențe nu sunt audibile pentru urechea umană.

Valurile se propagă cu o anumită viteză, care depinde de elasticitatea și densitatea mediului în care trec. Viteza propagării unei valuri este dată de produsul frecvenței sale prin lungimea de undă (vel = frecvență x lungime de undă).

Pentru a se propaga, ultrasunetele au nevoie de un substrat (corpul uman, de exemplu), care modifică treptat forțele elastice ale coeziunii particulelor. În funcție de substrat, în funcție de densitatea și de forțele coezive ale moleculelor sale, va exista o viteză diferită de propagare a undei din interiorul acesteia.

Rezistența intrinsecă a materiei care trebuie traversată de ultrasunete este definită ca Impedanță acustică . Ea condiționează viteza lor de propagare în materie și este direct proporțională cu densitatea mediei înmulțită cu viteza de propagare a ultrasunetelor în mediul însuși (IA = densitatea velx). Diferitele țesuturi ale corpului uman au toate impedanțe diferite și acesta este principiul pe care se bazează tehnica cu ultrasunete.

De exemplu, aerul și apa au impedanță acustică scăzută, grăsimea ficatului și mușchii au o valoare intermediară, iar oasele și oțelul au o foarte mare valoare. Mai mult, grație acestei proprietăți a țesuturilor, ecograful poate vedea uneori lucruri pe care CT nu le vede (cum ar fi steatoza hepatică, adică acumularea de grăsimi în hepatocite (celule hepatice), hematoame de la contuzie (extravazare de sânge) și de la alte tipuri de colecții solide sau lichide izolate.

În ecografie, ultrasunetele sunt generate pentru efectul piezoelectric de înaltă frecvență. Efectul piezoelectric înseamnă proprietatea, posedată de unele cristale de cuarț sau de anumite tipuri de ceramică, de a vibra la frecvență înaltă dacă este conectată la o tensiune electrică, apoi dacă este traversată de un curent electric alternativ. Aceste cristale sunt cuprinse în sonda cu ultrasunete plasată în contact cu pielea sau țesuturile subiectului, numită traductor, care emite fascicule cu ultrasunete care trec prin corpurile de examinat și care suferă o atenuare care este în relație directă cu frecvența emisiilor traductorului. Prin urmare, cu cât este mai mare frecvența ultrasunetelor, cu atât mai mare este penetrarea lor în țesuturi, cu o rezoluție mai mare a imaginilor. Pentru studiul organelor abdominale se folosesc de regulă frecvențe între 3 și 5 Mega Hertz, în timp ce pentru evaluarea țesuturilor superficiale (tiroidă, sân, scrot etc.).

Punctele de trecere dintre țesăturile cu impedanță acustică diferită se numesc Interfețe . Ori de câte ori ultrasunetul întâlnește o interfață, fasciculul este parțial reflectat (spate) și parțial refractat (adică absorbit de țesuturile subiacente). Faza reflectată este numită și ecou; când se întoarce, se întoarce la traductor unde excită cristalul sondei generând un curent electric. Cu alte cuvinte, efectul piezoelectric transformă ultrasunetele în semnale electrice care sunt apoi procesate prin intermediul unui computer și transformate într-o imagine pe video în timp real.

Prin urmare, este posibil, prin analizarea caracteristicilor undelor ultrasunete reflectate, să se obțină informații utile pentru diferențierea structurilor cu densități diferite. Energia reflexiei este direct proporțională cu variația impedanței acustice dintre două suprafețe. Pentru variații semnificative, cum ar fi trecerea dintre aer și piele, fasciculul cu ultrasunete poate suferi o reflexie totală; pentru aceasta este necesară utilizarea substanțelor gelatinoase între sondă și piele. Acestea sunt menite să elimine aerul.

Metodă de execuție

Ecografia poate fi efectuată în trei moduri diferite:

Modul A (modul de amplitudine = modul de amplitudine): este în mod curent înlocuit de modul B. Cu ajutorul modului A, fiecare ecou este prezentat ca o deviere a liniei de bază (care exprimă timpul necesar pentru revenirea undei reflectate în sistemul receptor, adică distanța dintre interfața care a determinat reflexia și sonda) ca "vârf" a cărui lățime corespunde intensității semnalului care a generat-o. Este cel mai simplu mod de a reprezenta semnalul ecografic și este de tip unidimensional (adică oferă o analiză într-o singură dimensiune). Oferă informații despre natura structurii în cauză (lichidă sau solidă). Modul A este încă folosit, dar numai în oftalmologie și neurologie.

TM-Mode ( Mod de timp): în acesta, datele din modul A sunt îmbogățite de datele dinamice. Se obține o imagine bidimensională în care fiecare ecou este reprezentat de un punct luminos. Punctele se mișcă orizontal în raport cu mișcările structurilor. Dacă interfețele sunt încă, chiar și petele luminoase vor rămâne neschimbate. este similar cu modul A, dar cu diferența că mișcarea de ecou este de asemenea înregistrată. Această metodă este încă utilizată în cardiologie, în special pentru demonstrații ale cineticii valvulare.

Modul B ( modul de luminozitate): aceasta este o imagine clasică Ecotomografică (adică o secțiune a corpului) a reprezentării pe un monitor de televiziune a ecourilor provenind din structurile examinate. Imaginea este construită transformând undele reflectate în semnale ale căror luminozitate (nuanțe de gri) este proporțională cu intensitatea ecoului; relațiile spațiale dintre diferite ecouri "construiesc" imaginea secțiunii organului examinat pe ecran. De asemenea, oferă imagini bidimensionale .

Introducerea scalei gri (diferite nuanțe de gri pentru a reprezenta ecouri de diferite lățimi) a îmbunătățit calitatea imaginii cu ultrasunete. Astfel, toate structurile corpului sunt reprezentate cu tonuri variind de la negru la alb. Punctele albe semnifică prezența unei imagini numită hiperechoic (de exemplu un calcul), în timp ce punctele negre ale unei imagini hipoechogene (de exemplu, lichide).

În funcție de tehnica de scanare, ultrasunetele din modul B pot fi statice (sau manuale) sau dinamice (în timp real). În cazul ecografiilor în timp real, imaginea este reconstituită în mod constant (cel puțin 16 scanări complete pe secundă) într-o fază dinamică, oferind o reprezentare continuă în timp real.

Continuă: Aplicații de ultrasunete »