Curs de Ecografie Generală - Vol 1 (Păscuț) Timișoara, 2009

  • Published on
    06-Dec-2014

  • View
    455

  • Download
    181

Embed Size (px)

DESCRIPTION

eco

Transcript

FACULTATEA DE MEDICIN $I FARMACIEVICTOR BABE$ TIMI$OARADISCIPLINA DE RADIOLOGIE $I IMAGISTICACURS DE ECOGRAFIE GENERALVOLUMUL IPROF. DR. MAGDA PSCU[20091Motto: ,De la Dosoftei incoace, cr(ile din cr(i se face!culegere din folclorUltrasunete : Aplicatii medicale IntroducereTehnicile ultrasonice aplicate in medecina sau dezvoltat din anii 1930 i au intrat n rutin la nceputul anului 1970. Tehnicile medicalederiv din cele puse la punct pentru radare, sonorul submarinelor i controlul non destructiv al materialelor. n acelai timp, avnd n vedereaplica(iileparticularenmediul medical, uneledintreeleaufost considerabil modificate pentru ca utilizarea lor s fie simpl i eficace.Tehnicile ultrasonografice au numeroase avantaje n raport cu alte metode de explorare a corpului uman: sunt non ionizante, ne periculoase, uor de executat i ieftine. Pe de alt parte, ele permit vizualizarea n timp real al unor organe ca cordul i sngele circulant de exemplu.Generalit(iFrecven(ele ultrasonice cele mai utilizate n medecin sunt situate n gama ce variaz de la 3 la 13 MHz, ceea ce corespunde unor lungimi de und de o frac(iune de milimetru, viteza ultrasunetelor n (esuturile moi fiind de 1340 m s-1 a 3% pres.Ultrasunetele se propag bine n (esuturile corpului uman, coeficientul de atenuare este sensibil proportional cu frecven(a ultrasonic utilizat, variind de la 0,3 la 3,3 dB cm-1 MHz-1.Impedan(a acustic a (esuturilor este produsul masei specifice cu viteza de propagare a ultrasunetelor. Aceast impedan( este vecin cu cea a apei cu valori cuprinse ntre 1,3 i 1,7 Mra (106 kg m-2 s- 1). Diferen(ade impedan(acustic ntre dou mediidiferite estela originea ecourilor reflectate de (esuturile traversate. Ecourile zise speculare (un peu comme la rflexion sur un miroir pour la lumiere) sunt ob(inute pecapsulele organelor, a fibrelor tendinoase sau musculareipepere(ii vaselor, darelenuauuninteresmajorndiagnostic. Ecourilede difuziune(spec|lenenglez) sunt celecacontribuielacreeareaimaginii de textur ultrasonic a unui organ (le verre dpoli pour la lumiere), ipermit diferen(ierea unui (esut sntos de unul bolnav.TransducereleTransducereledeimagisticai dedetec(ieDoppler cuaplicatii medicalesunt, n principal realizate pe baz de ceramic fero-electric de tip PZT (zirconat-titanat de plumb). 2Aceast ceramic cu puternic coeficient de cuplaj electro-acustic kt are o impedan( acustic de13-20deori mai mari dect ceaa(esuturilor biologice, ceeacepuneproblemede adaptare a unei impedan(e ntre cele dou medii de transmitere. Polimerii piezo-electrici au o impedan( acustic mai sczut ca ceramica dar, din pcate, studiile i cercetrile efectuate aratuncoeficient decuplaj electro-acusticncinsuficient. Pentruamentine obun sensibilitei obandlargadetrecere, cumen(inereaimpedan(ei acusticeamaterialului piezo- electrice,sunt nc necesare cercetri n ceea ce privesc materialele compozite.S-a asociat ofazderininerti uoarlaofazpiezo-electric.Materialul ob(inut are multiple caracteristici interesante: Impedan( de 2 - 3 ori mai mic dect cea a ceramicii initiale, coeficient de cuplaj kt mai bun dect cel al ceramicii, suple(eamaterialului (eventual termo-mulabil), ceacepermiterealizareaderaliser aisment des coupelles ou des cylindres, cuplaj lateral slab - faible, interesant pentru realizarea unei focalizri electronice de calitateplecnd de la baretele transducerelor.Pentru a rspunde numeroaselor aplicatii diagnostice a ultrasunetelor, a fost necesar dezvoltarea unei mari variet(i de captatoare, aparatele de eco-Doppler recente au 20 - 30 de sonde diferite ca talie, frecven( ultrasonic i mod de baleiaj.Imagistica ecograficImagistica ecografic a structurilor biologice poate fi ob(inut datorit multiplelor tipuri de baleiaj : baleiajul sectorial mecanic: captorul estedeplasat deunmotor i produce10-30de imagini-sec. Micarea mecanic este obtinut, n principal n dou modalit(i: oscilarea unui transducer n jurul unui punt fix sau deplasarea liniar de dute-vino dac amplitudineadeplasrii estemic. Baleiajul mecanicesteastzi rezervat sondelor de frecven(ultrasonic superioar la 13 MHz, pentru care baleiajul electronic nu este nc utilizabil. Baleijul sectorial electronic fr defazare (ploseJ orroy) : se folosete o micbaret de transductor (deexemplu64elemente de0,23mm) pentruaproducei recep(iona ultrasunete. Impulsurile de emisie transmise de fiecare transducter elementar sunt defazatentreeleliniar, n manieradea excitacuunmicdecalaj detimpelementele adiacente alebaretei. Frontul deundeformatdesumafronturilorelementareemise se propag deci ntr-o directie care face un ungli (care depinde devaloarea ntrzierii) cu normala captatorului. Acelai defazaj este aplicat apoi pe semnalul recep(ionat de diferiteletransducere. Variatiadentrziereafiecrei noi secven(edeemisie-recep(ie permite ob(inereaunui baleiaj sectorial a crei deschidere maxim este de 90. Imaginea ob(inut are forma unui sector cu mijlocul !sommet corespunznd punctului de contact al sondei cu pielea pacientului. La aparatele recente, se suprapun ntrzieri suplimentare ntrzierilor de reflexie, ob(inndu-se o focalizare electronic. 3 baleiajul electronic liniar pe sond liniar: aceast tehnic utilizeaz obaret detectoare de3pnla12cmlungime, formatditr-unnumr important decaptatoaredemici dimensiuni (de ordinul unei fractiuni de milimetru), plasate una lng alta.Suprafa(a de emisie-receptie este obtinut asociind un anumit numr de elemente ale baretei (24 pn la 128 de exemplu), excita(i simultan. Dup fiecare secven( de emisie-receptie corespunztoare explorrii unei linii, suprafa(a de lucru este translatat unui alt element. Spa(iul dintre fiecare linie de explorare este egal cu l(imea fiecrui transductor elementar. Comutarearapiddelaolinielaaltapermite, cai nbaleajul sectorial electronic, obtinerea de caden(e de imagini de la 30 pn la 100 pe secunde, fr nici o piesnmicare, i generarea defrecven(e ultrasonice depnla13MHz. Aceste captatoare furnizeaz imagini rectangulare cu linii de achizi(ieparalele, foarte apreciate n explorrile abdominale i n obstetric. Baleiajul electronic liniar pe sond convex : utilizand un baleiaj liniar de-a lungul unei barete convexe de transductori, se poate orienta faiscicolul de ultrasunete emise, ntr-un sector de ordinul a 60 , aceast tehnic recent asociaz avantajele baleiajului electronic liniar (simplitate electronic i frecven( ridicat a ultrasunetelor) cu cele ale baleajului electronicsectorial(suprafa(decontactredus,utilizareadeferestreacusticedemici dimensiuni).Aceast tehnic se impune n majoritatea aplicatiilor ecografiei transcutanate.Imagistica ecografic endocavitar utilizeaz captatoare miniaturale cu diametru de la 10 la20mmpentrusondeleendo-esofagiene, endorectalesauendovaginale, sub1mm pentru sondele endovasculare. Ultimele utilizeaz un baleaj mecanic, n timp ce precedentele sunt pilotate electronic.aceste captatoare ultrasonice sunt utilizate tot mai mult n sala de operatie pentru a ghida interventiile clasice iar, pentru viitor, va fi integrat dans sistemele de robotic chirurgical.Imagisticatridimensionalprinultrasunetenuestencfolositderutindinmotive legate de pre(ul captatoarelor i a informaticii asociate, de problemele legate de reprezentarea unui corp opac n 3 dimensiuni i de competitia cu vederea natural n 3D a ecografitilor antrena(i.n acelai timp,multe aparate comercializate posed deja aceast ob(iune. Punerea la punc a captatoarelor ultra rapide i inteligente, pare a fi cheia evolu(iei ecografiei3D.FocalizareaFocalizarea electronic dinamic (sau n urmarirea ecourilor) este utilizat de o manier quasi-sistematic pe toate tipurile de captatoare de imagistic fie ele cu baleiaj electronic saumecanic. Pozitiazoneifocaledeemisienu este deplasabildectdelauncapatla altul, astfel nct zone focal de receptie poate fi comutat astfel nt s urmreasc frontul de undede-alungul propagrii lor.Sondele anularepermit adaptarea acesteifocalizri electronice pe captatoare cu baleiaj mecanic.4Tehnicile cu efect DopplerVariatia de frecven( F, prin efect Doppler ntre ultrasunetele incidente (frecven( F) i ultrasunetelereflectate(frecven(F') deglobuleleroii alesangelui nmicare, permite detectarea vitezei a acestora din urm aplicnd formula : F F-F' 2F cos / c, n carecestevitezaultrasunetelor iar cosunghiul mediudintreaxadeemisie-receptiea ultrasunetelor i axa vectorului de vitez.Vitezelenormaledecurgereasangelui fiindcuuprinsentre0et 130cms-1, i frecven(aultrasunetelorFvariinddela2la10MHzdupdomeniuldeaplicatie, variatia frecven(ei Festecumprinsntre0i 10kHz, adicsesitueazngamadefrecven(e auzibile.Dela reflexiaultrasunetelorpeunansambludeparticulenmouvement, semnalul datoratefetului Dopplerestecompusdesemnaledediferitefrecven(e Fi, corespunznd diferitelor viteze via reflectatoarelor prezente n volumului. Semnalul Doppler F prezint deci un oarecare spectru de frecven(e care vor putea fi detectate printr-un analizator spectral. Fiecare semnal Doppler corespunzndunei viteze determinate este deci detectat cuo amplitudine care depinde de numrul de particule avnd aceeai vitez, ntr-n moment dat, n artere. Se demonstreaz astfel c n cazul curgerilor parabolice fiecare frecven( (sau vitez) este detectat cu acelai nivel energetic, cci are acelai numr de particule n aceai tran de vitez. Din contr, dac scurgerea prezint un profil non parabolic, aceast relatie nu mai esteadevrat: nparticular, ncazdescurgereturbulent, instabilitatea spectrului este caracteristici permite gradualizareamodificrilor deturbulen(, i, indirect, cunoaterea procentajului de reducere a calibrului vasului.Modificarea electronic a semnalului Doppler se face, n principal, n dou maniere diferite : Sepoarecercetafrecven(amedieaspectrului, ceeacefurnizeazdirect oinformatie despre media vitezelor de-a lungul sec(iunii, adic odat propor(ional a debitului instantaneu. Se nregistreaz evolutia spectrului ntr-un timp, conservnd toate informatiile con(inute n semnalul de origine i caractiznd astfel scurgerile non parabolice.Aparatele cu efet DopplerExist dou tipuri de aparate Doppler disponi