Fizica ultrasunetelor-notiuni generalePrincipiul fundamental al tehnicii ecografice transmiterea catre tesuturile corpului de energie sonor cu frecven nalt- ultrasunetele - si captarea razelor reflectate de diversele straturi ale tesuturilor-ecourile.

1Hz 1.000 Hz=1 kHz1.000.000 Hz= 1MHz1.000 kHz=1 MHz

Definitia ultrasunetelor

Energie acustica (vibratii) cu frecventa foarte nalt.

Urechea umana percepe sunetele cu frecventa intre

Ecografia foloseste ultrasunete cu frecventa ntre Hz=unitate de masura a frecventei-20 kHz>1 si 10 MHz20 si 20 .000 Hz Oscilaii (cicli)/ sec

Frecvena =de cte ori se repet un fenomen n unitatea de timp

International System of Units SIUnitatea de msurare a frecvenei n SI este Hz one hertz=one per second 1 Hz=nr de cicli /sec

MASURAREA SCALARA ( PE O COORDONAT) A UNUI NR POZITIV REPREZENTND AMPLOAREA OSCILAIEI UNEI UNDE RAPORTAT LA VALOAREA EI MEDIEA M P L I T U D I N E A

Lungimea de und= distana la care se repet aceeai form de undIn cazul undei sinusoidale,lungimea de und este distana ntre dou vrfuri

Definitia US: Unitatea de msura este Hz-numarul de cicli (oscilatii) / secunda

DISTANA NTRE DOU VRFURI ALE UNDELOR=

Practic,ecografia nseamn:

1.Generarea de US de catre transductor 2 Transmiterea lor catre tesuturi cu densitati diferite 3 Densitatea diferit US un proces de refractie si reflexie, variabil in functie de diferenta de densitate dintre tesuturile traversate succesiv

4 Exemplu- traversarea peretelui abdominal si al continutului pelvisului. 5 O parte din US se intorc la transductor sub forma de ecouri acustice, definind astfel obstacolul (tesutul) ntlnit

Reflexia US formate n transductorreflexiarefracia

VIBRAIE SONOR cu frecven nalt

ECOURI

transductor

TransductorEnergie electricEnergie sonor USR E C E P T O RSemnal luminos video pe receptor

Transductorul-energia electrica energie sonora-USEnergia sonora din transductor pleaca spre tesuturiEste partial reflectatSe intoarce la transductor energia sonor energie electrica.Transmisa unui receptorsemnal luminos-video-pe un monitor

energie sonor esuturi reflexie

transductor energie electric

receptor semnal luminos video

Formarea Us prin transformarea curentului electric in energie sonora intr-un cristal piezoelectric din componenta transductorului

Efectul piezoelectricTransductor =instrument care convertete o form de energie n alt form de energieTransductorul ecografic medical=produce semnal electric cnd US i ating suprafaa datorit efectului piezoelectric (Pierre Curie 1880)

Element al transductorului (element piezoelectric)= cristal piezoelectric care convertete potenialul electric n ultrasunete i viceversa. Elementele tipice ale transductorului ecografic au =6-19mm grosimea =0,2-2mm

Elementele tipice ale transductorului ecografic au =6-19mm grosimea =0,2-2mm

Elementele si celelalte piese asociate constituie transductorul sau sonda ecografic

Diferite forme de transductor

Diferite forme de transductor(2)Transductor sectorialTransductor convex

Schema unui transductor real-time cu baleiaj mecanicEste vizibil cristalul care intra in oscilatie

Efectul piezoelectric implic urmtorul fenomen:

Cnd elementul este supus unei diferene de potenial (electric),apare o distorsiune mecanic la nivelul su- ceea ce genereaz o und ultrasonic .EP diferen de potenial distorsiune mecanic und ultrasonic

Cnd la nivelul cristalului piezoelectric are loc o presiune mecanic -creterea presiunii datorit ecoului de ntoarcere -se genereaz o diferen de potenial(tensiune) ntre suprafeele sale i rezult o usoar cretere a intensitii curentului electric. EP presiune mecanic (ecou reflectat) diferen de potenial creterea I curentului electric

Transformarea energiei electrice n unda sonoraSistemul transmitator -receptorG=generator electric de inalta frecventa-USRp=receptor USPR=prelucrare semnalC=cristal de ceramica piezo-electrica

Materialul ceramic piezoelectric trebuie s fie polarizat pentru a fi folosit la transductorul ecografic.Transductorul nu se sterilizeaz prin splare (eventual prin gaz).Depolarizarea se produce la T de cteva sute de grade.Transductorul nu trebuie lovit.

Frecvena de rezonan (la care transductorul opereaz cel mai bine) depinde de grosimea cristalului (elementului )piezoelectric.Cristal subire=frecvena mai mare a transductoruluiDatorit faptului c frecvena depinde de proprietile cristalului piezoelectric,transductorul se schimb de la o examinare la alta (dac scara de frecven nu se ncadreaz n valorile transductorului respectiv) (abdomen-endovaginal-sn)

EFECTELE FIZICE, CHIMICE I BIOLOGICE ALE ULTRASUNETELOREFECTELE FIZICETermicEfectul termic al US utilizate n scop diagnostic medical este neglijabil; datorit intensitii acustice reduse de 0,1 w/cm2, nclzirea esuturilor este neglijabil.

MecanicCavitaia. La trecerea printr-un mediu elastic, ultrasunetele determin o succesiune de presiuni pozitive i negative. n cazul unui mediu lichid dac exist deja bule de gaz sau impuriti are loc o implozie (colaps) care determin unde de oc

Undele de oc pot determina leziuni ale materialului genetic, organitelor intracelulare sau fenomene de liz celular Ar putea avea drept consecin producerea de tromboze n condiiile examinrii ecografice a cordului i vaselor mari datorit fenomenului de cavitaie asupra sngelui.

D A R ..Apariia fenomenului de cavitaie presupune folosirea unor frecvene mari (de ordinul MHz) i a unor intensiti acustice mari (W/cm2).

Figure 1.Graphique reprsentant les intensits au-dessous desquelles aucun effet biologique important confirm indpendamment n'a t observ dans les tissus des mammifres. La courbe suprieure (LF) s'applique aux lsions focales; les valeurs des intensits sont des valeurs in situ. La courbe infrieure (AIUM) est une reprsentation graphique de la dclaration relative aux effets biologiques des ultrasons sur les mammifres exposs in vivo du Bioeffects Committee de l'American Institute for Ultrasound in Medicine (AIUM)

Les ultrasons de puissance leve prsentent aussi un danger des frquences infrieures au MHz.

Transabdominal and Transvaginal UltrasoundTRANSABDOMINAL TRANSVAGINAL "Panoramic" pelvic view More-limited pelvic view Noninvasive Invasive Distended bladder needed for optimal visualization Empty bladder necessary Expense of examination Expense of examination Difficult to detect pregnancies under 6 weeks' gestation Detects earlier pregnancies Easy to learn Easy to learn Readily combined with pelvic examReadily combined with pelvic exam