Ultrazvuk Základní fyzikální princip, typu UZ, rizika. Ukázky na přístroji. Petr Nádeníček1, Martin Sedlař2 1 Radiologická klinika, FN Brno 2 Biofyzikální ústal LF MU Brno Logovalek curie2 historie dussik2 •1880 - objev piezo-elektrického jevu (Pierre Curie) –produkce a detekce ultrazvukových vln •1. světová válka - praktické využití při detekci ponorek •1942 - klinické využití při detekci mozkových tumorů (Karl Dussik, Friederich Dussik) •1950 - B-zobrazení (grayscale) •1965 - UZ vyšetření v reálném čase •1974 - duplexní technika •triplex, harmonické zobr., CEUS, PM, PI, 3D, elastografie Logovalek zdroj UZ vlnění slim-blue-flame-350h •piezoelektrický efekt –rozkmitání měniče pomocí vysokofrekvenčního napětí – –polykrystalický ultrazvukový měnič – zdroj mechanického vlnění – – qz4 Logovalek zvuk - šíření •zvukové vlny se šíří cyklickým stlačováním a zřeďováním částic v prostředí •šíří se formou •podélného vlnění (v plynu a kapalině) •příčného vlnění (v pevném prostředí) zřeďování rovnovážnýstav komprese zředění zvuk zvuk Logovalek frekvence • počet cyklů za 1 vteřinu Čas amplituda maximální tlak minimální tlak infrazvuk 0-16 Hz slyšitelný zvuk 20 Hz-20 kHz ultrazvuk 20 kHz-10 MHz hyperzvuk >10 MHz Logovalek frekvence •vyšší frekvence = vyšší rozlišení, horší penetrace • • • • • • • •nižší frekvence = vyšší penetrace, horší rozlišení Logovalek ilustrační obrazky přístroje - obrazovky s lineárkou a sektor sondou amplituda 2 MHz 2 MHz •počáteční velikost amplitudy signálu je určena zdrojem •je snižována průchodem prostředím (tlumení) •amplituda na příjmu je ovlivněna vlastností prostředí signál odrazit, propustit či absorbovat. frekvenci a amplitudu můžeme ovlivnit jako uživatelé Logovalek zvuk - rychlost šíření, akustická impedance •závisí na hustotě prostředí Prostředí Rychlost [m.s–1] Akustická impedance [Pa.s.m-1]* Vzduch 330 0,0004 Destilovaná voda 1480 1,52 Sklivec 1532 – Játra 1550 1,62 Měkké tkáně 1550 1,65–1,74** Ledviny 1560 1,62 Kost 3500 3,75–7,38 **svalová tkáň * Hrazdira I. a L., Malý, Z. Nevrtal M., Toman J., Veselý T.: Úvod do ultrazvukové diagnostiky, Brno, 1993 (Wells, 1977) Logovalek akustická impedance •akustický vlnový odpor prostředí •odpor, který klade prostředí ultrazvuku •rozhodující veličina při odrazu a lomu uz vln na akustických rozhraních c v p z r = = z ... akustický vlnový odpor [N.s.m–3] v ... akustická rychlost [m.s–1] p... akustický tlak [Pa] ρ ... hustota prostředí [kg.m–3] c ... rychlost šíření ultrazvuku prostředím [m.s–1] rozdíly rozdíly v akustické impedanci umožňují tvorbu dvourozměrného obrazu Logovalek •při vysoké hustotě prostředí molekuly těsně vedle sebe způsobují, že jejich zahušťování a ředění je energeticky velice náročné a velká část energie se ztrácí ve formě tepla. akustická impedance Logovalek zvuk – rychlost šíření •rychlost šíření je určena charakteristikou prostředí –zejména hustotou –jak daleko jsou od sebe jednotlivé částice a jak rychle jsou schopné si předat svůj kmitavý pohyb • hustota = rychlost Logovalek koeficient odrazu a přenosu uz energie •vztah vyjadřující poměr intenzit odražené a dopadající UZ vlny na rozhraní dvou tkání o rozdílné ak. impedanci: Čech, E. a spol.: Ultrazvuk v lékařské diagnostice a terapii. 1982, s. 44. R … činitel odrazu z … akustická impedance 1,2 … různá prostředí Logovalek CEUS Čech, E. a spol.: Ultrazvuk v lékařské diagnostice a terapii. 1982, s. 44. •vysoký rozdíl akustické impedance •vysoká odrazivost UZ vlnění •vysoký kontrast vzduch 0,0004 voda 1,52 [Pa.s.m-1] Logovalek Contrast Enhanced UltraSound útlum absorpcí •pokles intenzity ultrazvukové vlny při průchodu prostředím •koeficient útlumu α je komplexním vyjádřením dvou základních mechanismů – absorpce a rozptylu •útlum absorpcí představuje pokles energie ultrazvukové vlny jeho přeměnou v teplo –na této přeměně se podílí mnoho dílčích pochodů: üvnitřní tření ürelaxační jevy ütepelná vodivost aj. •útlum absorpcí je u většiny homogenních látek úměrný čtverci použité ultrazvukové frekvence • • • Ix = I0.exp(–2αx) Ix ... intenzita v místě x I0 ... intenzita v místě x = 0 α ... koeficient útlumu prostředí x … tloušťka absorpční vrstvy Rozměr útlumu je decibel na metr [dB.m–1] (Čech, E., 1982). Logovalek útlum rozptylem •je mírou ztrát akustické energie, které vznikají při různosměrném odrazu a lomu ultrazvukové vlny (obrázek) • • •tento druh útlumu je charakteristický pro nehomogenní látky a závisí jednak na počtu rozptylujících struktur, jednak na vztahu jejich velikosti k délce ultrazvukové vlny Obrázek - schéma difuzních odrazů ultrazvukového vlnění ve složité struktuře (Čech E. et al., 1982, s. 43) Logovalek intenzita ultrazvuku •přepočet hodnoty akustického tlaku v Pascalech •intenzita ultrazvuku ve wattech na centimetr čtvereční P … amplituda atmosferického tlaku [atm] I … intenzita ultrazvuku [W.cm–2] 5 , 0 71 , 1 I P = 2 71 , 1 ÷ ø ö ç è æ = P I Logovalek přepočet atm na Pa (Hrazdira, I. et al., 1990): 1 atm = 1,03.105 Pa 1 Pa = 9,8.10–6 atm průchod uz vlnění tkáněmi •odraz –na rozhraní dvou prostředí s výrazně rozdílnou hustotou, a to tím více, čím větší je rozdíl mezi jejich hustotami •rozptyl –vzniká na mikroskopických rozhraních, kterých velikost je menší než vlnová délka vysílaného ultrazvuku •ohyb, lom –vzniká na rozhraní dvou –prostředí, když vlnění nedopadá kolmo •absorpce –postupně ztrácí svoji energii při –průchodu hmotou (formou tepelné energie) • Logovalek typy ultrazvukových sond Mechanická sonda: •B zobrazení v reálném čase •mechanické vychylování svazku •generace jedním měničem umístěným na otočné hlavici Sektorová sonda: 2-3 MHz •měniče uspořádáné do krátké lineární řady •buzeny současně •s různou fází •elektronické vychylování svazku v sondě s úzkou základnou. Konvexní sonda: 2,5-5 MHz •měniče jsou uspořádáné do konvexně vyklenuté řady Lineární sonda: 5-17 MHz •měniče jsou uspořádáné v jedné řadě •počet vertikálních obrazových řádků je úměrný počtu měničů umožňují spektrální i barevný dopplerovský záznam transrektální Logovalek NE-DOPPLEROVSKÉ MODALITY Logovalek Clap2 A zobrazení (A-mode) •„A“ - amplituda •nejjednodušší metoda •amplituda, množství odražené energie •oční • •NEVÝHODA: –není jednoznačné od jaké struktury se vlny odráží –tvar objektu nejasný –linie + amplituda • vyslaný puls ß echo Logovalek čas od aplikace pulsu x rychlost zvuku vzdálenost = 2 M zobrazení (M-mode) •„M“ – motion - pohyb •zachycení pohyblivé struktury A obrazem •nahrazení výchylek časové základny obrazovými body •velmi vysoká vzorkovací frekvence: až 1000 pulsů za sekundu –kardiologie –zobrazení srdce plodu pohyb srdeční stěny během kontrakce perikard krev srdeční sval Logovalek B zobrazení (B-mode) •„B“ – brightness (jas, …) •dvourozměrné zobrazení •v reálném čase –intenzita obrazu – echogenita –směr a hloubka odrazu • Logovalek 401E0630 vznik UZ obrazu •detekce amplitudy vyslané uz vlny •dle doby návratu - výpočet hloubky odrazu signálu •dle amplitudy - přiřazení intenzitu jasu pixelu na obrazovce dle nastavení přístroje (postprocessing, gain, komprese, atd.) •zobrazení bodu •totéž se opakuje několikrát v laterálním směru • Logovalek harmonické zobrazení - princip •spočívá v detekci 2. harmonického kmitočtu a potlačení základního kmitočtu vysílaného sondou –výrazné zlepšení poměru signál/šum a tím ke zvýšení kontrastu a prostorového rozlišení – •2. harmonický kmitočet vzniká buď kmitáním bublin kontrastních látek vpravených do krevního oběhu nebo kmitáním samotných tkáňových struktur v důsledku nelineárního šíření ultrazvuku ve tkáních •dvě formy harmonického zobrazení - kontrastní a přirozené • Logovalek harmonické zobrazení - frekvenční spektrum frekvence odpověď ze tkání lineární základní nelineární harmonická odpověď bublin nelinerní základní nelineární harmonická základní harmonické Logovalek harmonické zobrazení - přirozené Logovalek Vznik až ve tkáni Lépe zobrazuje hluboko uložené struktury první pulz t t druhý inverzní pulz tkáň mikrobubliny t t t t pulzní inverze Logovalek • dva zrcadlové pulsy s rozdílnou fází • sonda detekuje odražené pulsy a sečte je • mikrobubliny odráží asymetricky • signál normální tkáně (bez bublin) = 0 „pulzní inverze“ zcela potlačuje frekvenci základní a zůstávají pouze frekvence harmonické. 0 pulzní inverze Logovalek Power modulation (PM) •změna UZ amplitudy •v subtrahovaném spektru je pak zachycena nelineární složka základní frekvence •signál pozadí pak není potlačen zcela, nicméně je nízký oproti harmonickému •využívá se pro hlouběji uložená ložiska, případně při vyšetřování cirhotických jater apod. •nevýhodou je poněkud nižší rozlišení oproti PI Power modulated pulse inversion (PMPI) •kombinace obou předchozích metod •také nazývána Contrast pulse sequence (CPS) •během pulsů se zde mění jak amplituda tak fáze, rovněž pak dochází k subtrakci signálu •výhodou je, že druhá harmonická echa jsou relativně zachována (oproti PI) •PMPI detekuje nelineární signál jak základní, tak druhé harmonické frekvence Coded pulse imaging Nosná vlna o nižší frekvenci (penetrace) nese zakódovanou energii vyšší frekvence (rozlišení) Coded harmonic imaging (Philips …) •použit je déletrvající puls (podobně jako např. radiofrekvenční pulsy), s postupně se zvyšující frekvencí z cca 1,3 na 2,7MHz •zvyšování frekvence je však nelineární, má exponenciální průběh •výhodou je relativně vysoké kontrastní rozlišení i z hluboko uložených tkání panoramatické zobrazení •jedná se o rekonstrukci složeného obrazu z množství B–skenů, které jsou snímány ve stejné rovině. •náběr dat je ukládán do paměti přístroje, rozdělený na jednotlivé pixely •opakující se pixely jsou zprůměrovány •pixely jsou uloženy do matrice z níž je následně vytvořen panoramatický obraz porovnání nízkofrekvenční sondy a panoramatického uz Logovalek 2 panoramatické zobrazení - technika Mechl M., Neubauer J., Nadenicek P., Sprlakova A.: Panoramic ultrasound and its clinical use. VIII.naukovy zjazd polskiego towarzystwa ultrasonograficznego, Zamosc 25-38.5.2006, Ultrasonografia, Suppl 1/2006, p.21, ISSN 1429-7930. • zhodnocení anatomických poměrů •sonda je vedena jedním směrem v souhlasné rovině s její podélnou osou •nesmí dojít k odchýlení od skenované oblasti •pohyb musí být plynulý, nesmí se vracet •nutný ideální kontakt s povrchem těla nad vyšetřovanou oblastí • FJFI 2009 Logovalek V součastnosti umožňují výkonné procesory kontinuální zobrazení rozsáhlý ultrazvukových obrazů. Sondou volně pohybujeme přes vyšetřovanou oblast. panoramatické zobrazení - postprocessing •výsledný obraz je možné dále zpracovávat •otáčení •„vyhlazení“ přechodových nerovností •měření •popisování, export obrazu Logovalek panoramatické zobrazení - výhody •zlepší topograficko anatomickou orientaci •umožní zobrazení rozsahu léze, která velikostí přesahuje vstupní pole sondy •není ztráta kvality rozlišení v B modu jako u 3D rekonstrukce •usnadní stanovení počtu jednotlivých lézí • Paket uzlin CLL Logovalek panoramatické zobrazení - nevýhody •časově náročnější • •nutná kvalitní spolupráce pacienta – zadržení dechu, pohybu, atd. • •nerovnosti na povrchu těla – okraj žeber, krk, klíček, atd. SLCL plíce, struma nodosa, mts uzlin krku Logovalek panoramatické zobrazení měření velikosti jater přehlédnutí celých jater játra nejsou zobrazena celá Logovalek Sono-CT sono_ct_transducer_graphic sono_ct_build Logovalek složený obraz – uz sonda vysílá uz „paprsky“ ve více úhlech, tj. tyto „paprsky“ si „ošahají“ lézi a „vidí“ ji „jakoby“ zezadu. Odražená echa se skládají v reálném čase. X-res Logovalek resolution postprocessing obrazu + 13% 3dUS2a 3D zobrazení •pohyb sondy během snímání –lineární posun –naklánění –rotace •údaje o odrazivosti tkání do paměti •matematická rekonstrukce obrazu •NEVÝHODA: –náročné časově –vyvíjejí se 4D, tj. v reálném čase Logovalek Artefakty a způsob jejich eliminace Logovalek Pojmem artefakt označujeme obraz, který neodpovídá zcela skutečnosti a může vést k chybnému dg závěru. Bývá příčinou chybné interpretace uz obrazu hlavně u začátečníku. dorzální akustické zesílení •za strukturami s malým útlumem (např. cysty) •větší energie prošlého signálu •odrazy za cystou jsou silnější • Logovalek Dorzální ak. zesílení má čistě fyzikální podstatu. Při průchodu uz vlnění prostředím s nízkou akustickou impedancí /odporem/ ztrácí uz signál málo energie, v porávnání s prostředím mimo toto prostředí, např.cystu. Prošlý signál má tedy větší energii a proto odrazy za cystou jsou silnější a tak vzniká dojem oblasti s vyšší odrazivostí. Tento fenomén je však i cennou pomůckou při dif.dg. anechogenních cyst. Na stejném fyzikální principu je založený i opačný jev – akustické zeslabení. akustický stín •odraz signálu zpět nebo absorpce •oblast v akustickém stínu nelze hodnotit •nepřímý průkaz např. konkrementu,kalcifikace, infiltrace • • • Logovalek Artefakt akustického stínu vzniká při interakci uz vln s tkáňovými strukturami, kdy veškerá energie nebo alespoň její převážná část je odražena zpět nebo absorbována. Oblast ležící v aktustickém stínu nelze posoudit. Akustický stín je nepřímým průkazem konkrementu, kalcifikace nebo i silně absorbující infiltrace. Enterální vzduch může způsobit buď hypoechogenní stín, NEBO hyperechogenní - a to například v případě mnohočetných reflexí… artefakt zadní stěny Matthias Hofer: Kurz sonografie, 2005, ISBN 80-247-0956-2v •šikmý průchod uz vlnění stěnou, např. žlučníku, cysty •neostré zobrazení •nutno odlišit např. od sedimentujícího materiálu (drobných konkrementů, drtě, krevního koagula) • Logovalek tento artefakt může způsobit neostrost od sondy vzdálenější zadní stěny cystického útvaru, např. žlučníku, močového měchýře či cysty. Vzniká tak, že uz signál probíhá na zobrazovaný útvar nikoliv kolmo, ale šikmo. Tento artefakt může simulovat přítomnost sedimentujícího patol. materiálu, např. krevních koagul, drtě či drobných konkrementů. zrcadlení •zrcadlové artefakty •zdvojení obrazů Hrazdira Ivo: Stručné repetitorium ultrasonografie. 2003. Zrcadlový obraz Silně reflexní tkáň Logovalek Zrcadlení vzniká v důsledku odrazu a lomu uz vln na plošných odrazivých strukturách, např. bránici. Uz vlny jsou odkloněny natolik, že na druhé straně bránice vytvoří zrcadlový obraz původních struktur. Zrcadlový obraz je téměř vždy slabší, někdy i méně ostrý. Vyhnout se mu můžeme nakloněním sondy – kdy buď zmizí nebo změní polohu. fenomén okrajového stínu •za oválnými dutinami, např. žlučníkem •tangenciální dopad vlnění •rozptyl a lámání vlnění • • • Matthias Hofer: Kurz sonografie, 2005, ISBN 80-247-0956-2 žlučník Logovalek je způsoben tangenciálním dopadem uz vln na oválné struktury, např. žlučník či cysty. Za stěnou dochází k rozptylu a lomení uz vln a vzniká stín, který je nutno odlišit od stínu např. konkrementů. reverberace (opakovaní) Hrazdira Ivo: Stručné repetitorium ultrasonografie. 2003. Logovalek •opakované odrazy na paralelních odrazových plochách •kameny, svorky •komplex stejně vzdálených ech •intenzita s hloubkou klesá •dojem vnitřní struktury • (u cystických útvarů) •např.: „ohony komet“ vznikají opakovanými odrazy kolmo dopadajícího uz vlnění na paralelních odrazových plochách . Přístroj interpretuje opakované odrazy od téže struktury a delší čas návratu signálu, jako by vznikaly v hloubce tkáně. skvrnové artefakty •interference uz vln •struktury s menší velikostí než vlnová délka •sumace odrazů buněk •obraz větších celků – skvrny •parenchymové orgány, např. játra • Hrazdira Ivo: Stručné repetitorium ultrasonografie. 2003. Logovalek s.a. vznikají v důsledku interference uz vln s tkáňovými strukturami, jejichž velikost je podstatně menší než vlnová délka použitého uz vlnění V důsledku prostorové a časové sumace odrazů od buněk nebo jejich skupin vzniká obraz větších celků – skvrn. Tyto tzv. skvrny ale neodpovídají skutečné struktuře tkáně. Tento druh artefaktu je typický pro parenchymové orgány, např. jaterní tkáň. artefakt postranních paprsků - Side Lobe Artefact •způsobené postranními UZ paprsky, které jsou sice slabší, ale mohou se od výrazně odrazivého rozhraní vrátit zpět a zobrazit jej přímo v ose obrazu Logovalek šum - electronic noise •interferencí jiných částí přístroje, mobilní telefon •špatným nastavením přístroje •akustický výkon • Logovalek DOPPLEROVSKÉ MODALITY Logovalek Dopplerův princip •Johann Christian Doppler (1803-1853) •fyzik a matematik •princip formulován v roce 1842, Praha •platí pro všechny druhy vlnění • • Logovalek Dopplerův princip v p f v c c f × - = •fp - pozorovatelem přijímaná frekvence vlnění •c - rychlost šíření vlnění v daném prostředí •v - rychlost pohybu zdroje vůči pozorovateli •fv - zdrojem vyslaná frekvence vlenění přibližuje-li se zdroj zvuku o konstatní výšce (frekvenci) tónu směrem k pozorovateli, vnímá pozorovatel výšku tónu vyšší, rozdíl mezi frekvencemi záleží na rychlosti pohybu Logovalek Dopplerův princip v p f v c c f × + = vzdaluje-li se zdroj zvuku o konstatní výšce (frekvenci) tónu směrem od pozorovatele, vnímá pozorovatel výšku tónu nižší fp - pozorovatelem přijímaná frekvence vlnění c - rychlost šíření vlnění v daném prostředí v - rychlost pohybu zdroje vůči pozorovateli fv - zdrojem vyslaná frekvence vlnění Logovalek Dopplerův efekt - frekvenční posuv •rozdíl frekvence vyslané a přijaté (Df = f0 – f1) •velikost frekvenčního posuvu je přímo úměrná frekvenci, rychlosti krevního toku a kosinu úhlu, který svírá směr uz vln a tok krve –kritická mez nad 60° •výpočet rychlosti pohybujících se elementů • c v f f a cos 2 0 = D Df – frekvenční posuv c – rychlost šíření uz vlnění f0 – frekvence sondy a – úhel insonace v – rychlost toku Logovalek Dopplerův efekt - frekvenční posuv •2 • 5000000 s-1 • 0,3 ms-1 • 0,5 • 1580 ms-1 949 s-1 (Hz) Δf = sonda 5 MHz cos 60° = 0,5 rychlost šíření zvuku v měkkých tkáních Silbernagl S., Despopoulos A.: Atlas fyziologie člověka, Praha, Avicenum, 1984, 735 21 – 08/5,s. 140–142. Hrazdira, I., Mornstein, V.: Úvod do obecné a lékařské biofyziky, 1998, ISBN 80–210–1822–4. rychlost toku krve 30cm/s 100 Velké žíly 0,4–1 Vlásečnice 300 Aorta Střední rychlost proudu (mm/s) Oblast průtoku = FJFI 2009 Logovalek c v f f a cos 2 0 = D Dopplerův efekt • •změna frekvence je determinována rychlostí • intenzita signálu je determinována množstvím pohybujících se elementů (např. krvinek) •směr průtoku při pohybu k sondě (od sondy) - BART •průtok směrem k sondě je zobrazen ve spektru nad nulovou linií •průtok směrem od sondy je zobrazen ve spektru pod nulovou linií Logovalek Rayleighův-Tyndallův rozptyl •od čeho se uz vlny v cévách odráží? •velikost erytrocytů (7x2mm) •vlnová délka uz 5 MHz = 300 mm •odraz vlnění x rozptyl Silbernagl S., Despopoulos A.: Atlas fyziologie člověka, Praha, Avicenum, 1984, 735 21 – 08/5,s. 58 http://www.mhhe.com/biosci/esp/2001_saladin/folder_structure/tr/m1/s4/ 40-50x Sine_wave trm1s4_1 Logovalek čte se /rejli/ - rozptyl záření při šíření prostředím, jež obsahuje částice velikiosti řádově menšícho romzěrů než vlnová délka tohoto záření TYNDL - rozptyl světla při průchodu kalným prostředí. Rozptýlené světlo je polarizováno, zpsobuje modrou barvu oblohy, červené zbarvení Slunce při východu a západu kontinuální Doppler •dopplerovské systémy s kontinuální nosnou vlnou (CW) •nejjednodušší zařízení •nemodulovaná nosná vlna •chybí axiální rozlišení, tj. nelze určit hloubka, ze které signál přichází •dva elektroakustické měniče (krystaly) –vysílač –přijímač •oba měniče jsou vůči sobě skloněny ve velmi tupém úhlu •v oblasti zájmu se překrývají •je-li v oblasti zájmu více cév Þ záchyt signálu ze všech cév oblasti Þ součet signálu Þ nelze odlišit rychlost toku v jednotlivých cévách •využití: tužkové Dopplery, cévní chirurgie •měří libovolně velké rychlosti Logovalek pulzní Doppler •pulzní dopplerovské systémy (PW) •jeden elektroakustický měnič, který střídavě ultrazvukové vlnění vysílá a přijímá •sonda pracuje ve střídavém, tj. pulzním režimu •rytmus vysílání se označuje jako opakovací frekvence a je v horní oblasti frekvencí omezen dobou potřebnou ke zpětnému návratu odraženého signálu •doba mezi vysláním a příjmem ultrazvukového impulzu je úměrná vzdálenosti cévy od ultrazvukové sondy •umožňuje záznam rychlostního spektra toku krve v cévě •vyšší mechanická energie 1/1000 vysílač, 999/1000 přijímač Logovalek barevný Doppler •Synonyma: barevné dopplerovské mapování průtoku, Color Doppler Imaging (CDI), Color Flow Mapping (CFM). •kombinace B obrazu s pulzním Dopplerem • •v B-obrazu je definovaná výseč, ze které je dopplerovská informace o pohybu (rychlosti toku) analyzována a zobrazena v podobě barevných pixelů, které jsou graficky zakomponovány do nezávislého B-obrazu •sběr dat podél jedné linie minimálně 3x – snížení obnovovací frekvence –B obraz (1 vzorek) –autokorelace •sady odrazů jsou porovnávány na fázové posuny •neumožňuje přesnou kvantifikací rychlostí •zobrazí tok i v malých cévách, tj. tam, kde již nelze použít spektrální křivku pozor na šířku okna ! Logovalek barevný Doppler •VÝHODY: –snadná identifikace cévy –určení směru toku krve –semikvantitativní, přibližné stanovení rozsahu rychlostí toku •NEVÝHODY: –zobrazení střední rychlosti toku –¯ citlivost pro pomalé toky –sklon k barevným artefaktům při pohybech –¯ frame rate (50-150ms) • • Logovalek spektrální záznam •časový průběh rychlosti •podél jediné vertikální obrazové linie jsou vysílány opakované impulzy •dopplerovská informace o rychlosti toku •analyzována a zobrazena jako dopplerovské spektrum • • čas Logovalek proč tam není systélické okno - příčina? •oblast, kde se měří signál (rychlost toku) –nastavuje se umístění, tj. hloubka –velikost ü měla by odpovídat šíři cévy • • vzorkovací objem Logovalek • vzorkovací objem Logovalek dopplerovský úhel •sklon vysílaných uz vln •a = 0° = maximum frekvenčního posuvu = absolutní hodnota rychlosti měřeného toku (cos 0° = 1) •úhel > 60° ~ nelze přesně kvantifikovat toky •90° ~ žádný signál (cos 90° = 0) •90° ~ krev není vůči sondě v pohybu dopplerovský úhel chyba (%) 90° 60° 0° 0 50 100 nevyšetřovat při dopplerovském úhlu výrazně přesahujícím hodnotu 60° céva 90° 60° 0° a Logovalek • dopplerovský úhel Logovalek steering •lineární sondy •malá možnost sklopení •elektronické sklopení dopplerovských vln lineární sonda Logovalek duplexní a triplexní zobrazení •duplexní –kombinace dvojrozměrného dynamického zobrazení (B-mode) a pulsního dopplerovského měření •triplexní –kombinace B zobrazení se spektrální křivkou a barevným dopplerem triplex duplex B zobrazení Logovalek barevný Doppler - priorita •Color versus Gray Scale, Gray Scale - Color Supression, Color versus Echo Priority •B obraz - céva - černá barva •hlouběji uložené cévy - se signálem v B obraze •zobrazení i malých cév •prahová hodnota •dopplerovské signály ignorovány • Logovalek barevný Doppler - citlivost •color sensitivity, pulse number •počet uz impulzů podél vertikální obrazové linie (min. 3) •více impulzů ~ vyšší barevná citlivost (pomalé toky) –¯ frame rate, tj. frekv. výstavby obrazu –¯ citlivost (např. 9 impulsů/linii) ~ rychlé toky – citlivost (14) ~ pomalé toky v oblastech bez pohybu, např. skrótum, lýtkové žily • Logovalek barevný Doppler - perzistence •color persistence, frame averaging • • persistence –lepší poměr S/Š –snažší detekce krátce trvajících hemodynamických dějů –lepší vykreslení cévních kontur •nevýhody: –stírání variací barevného obrazu v čase –pulzatilní x žilní tok – • Logovalek frame rate •frekvence obnovy obrazu •vyšší FR ~ více energie ~ větší destrukce bublin Logovalek energetický Doppler •synonyma: Color Doppler Energy (CDE), Color Power Angio (CPA), Color Amplitude Imaging (CAI), Color Angiography, Doppler Power Mode, Power Mapping, Amplitude Mapping. 1993 •zobrazuje celou energii dopplerovského signálu –úměrná ploše vymezené spektrální křivkou •nezávislost na –dopplerovském úhlu (kromě 90°) –rychlosti •umožní zobrazit větší dynamický rozsah energie = i velmi pomalé toky • Hrazdira_uz_brozurka_krivka Logovalek energetický Doppler •pouze jedna barva •barevný odstín pixelu –přímo odpovídá amplitudě (energii) dopplerovského signálu –vyjadřuje množství pohybujících se elementů •neovlivněn Niquistovým limitem Þ nedochází k aliasing efektu •vysoká citlivost k artefaktům •neurčí směr toku ani rychlost • směrový energetický Doppler Logovalek směrový energetický Doppler •synonyma: Directional Power Doppler •umožňuje určení směru toků i rychlostí Rychlost +100 cm.s-1 -100 cm.s-1 Záporný tok od sondy Kladný tok k sondě Kolmý tok Slabý signál Logovalek barevné zobrazení tkání •synonyma: Tissue Doppler Imaging •barevná informace o rychlosti a směru pohybu tkání •pomalé rychlosti srdeční či cévní stěny nebo jiné tkáně v rozmezí 1-10 mm.s–1 •ultrazvukové odrazy od pohybujících se tkání jsou poměrně silné, jejich rychlost je však velmi malá •potlačení vysokých rychlostí proudící krve •použití především v kardiologii: diagnostika –koronárních arterií –ventrikulárních arytmií –kardiomyopatií a infarktu myokardu –elastických vlastností cévních stěn (Hrazdira, I. et al., 1998, Hrazdira, I., 2003) Corazón by Prof. Jas. Mundie. Logovalek frekvence vzorkování signálu •vzorkovací frekvence @ počet UZ impulsů za sekundu •Shannon-Kotelnikovovův vzorkovací teorém üvzorkovací frekvence musí být minimálně dvojnásobkem nejvyššího kmitočtu, který zobrazujeme üprvní signál se musí vrátit před vysláním dalšího ü •mezní hodnota ~ Nyquistův limit ü platí pro spektrální i barevné zobrazení Old Red Leyland Fire Engine Wheel by Bobby8. Logovalek fotka aliasing efektu na obrazovce ñ ö ø ò ÷ õ ñ ö ø ò ÷ õ ñ ñ ö ø ò ÷ õ ñ ö ø ò ÷ õ ñ 3x ñ ö ø ò ÷ õ ñ ö ø ò ÷ õ ñ ñ ö ø ò ÷ õ ñ ö ø ò ÷ õ ñ 1,5x Logovalek Aliasing efekt •podstatná ztráta informace, její zkreslení •„přestřelování“ •závisí na –frekvenci sondy –úhlu cévy k UZ svazku –vzdálenosti od cévy • • Logovalek Doppler gain •synonymum: příjmové zesílení • Logovalek filtr •wall filter, high pass filter, thump filter •zdroj signálu •krevní tok x pohyb okolních tkání •nízkofrekvenční pohyby měkkých tkání •srdeční pulzace, pulzace tepen, dýchací pohyby •desítky Hz •jednoduchá elektronická propust •vyloučení signálů s nízkou frekvencí, např. 25-200 Hz (až 1500 Hz) •! vyloučení i signálů s malým frekvenčním posuvem (pomalé toky, např. v žilách) •! mylná diagnostika např. trombózy •Dynamic Filter • Logovalek artefakty artefakt vysoké PRF • PRF – pulsní repetiční frekvece •limitace hloubkou oblastí zájmu •odrazy nezaregistrovány ~ vyslání dalšího impulsu •automatická korekce •zachování dostatečného intervalu ~ detekce odraženého impulzu před vysláním dalšího •¯ citlivost k pomalým tokům • artefakt céva céva Logovalek artefakt zrcadlení •zrcadlové artefakty •zdvojení obrazů Hrazdira Ivo: Stručné repetitorium ultrasonografie. 2003. zrcadlový obraz prostředí 1 prostředí 2 Logovalek Zrcadlení vzniká v důsledku odrazu a lomu uz vln na plošných odrazivých strukturách, např. bránici. Uz vlny jsou odkloněny natolik, že na druhé straně bránice vytvoří zrcadlový obraz původních struktur. Zrcadlový obraz je téměř vždy slabší, někdy i méně ostrý. Vyhnout se mu můžeme nakloněním sondy – kdy buď zmizí nebo změní polohu. artefakt relativního směru toku •v různých částech jedné cévy •protisměrné toky •vinuté cévy •karotidy •sektorová sonda Logovalek artefakty pohybové •mimocévní etiologie •srdeční činnost, cévní pulzace, respirace • amplituda ~ intenzita •¯ frekvence, tj. řádově Hz 10, 100 •dopplerovský posuv •zdroj dopplerovského signálu - nežádoucího •eliminace •filtr Logovalek Biofyzikální účinky ultrazvuku Output Display Standard Logovalek Vážené kolegyně a kolegové, V povědomí laické a části odborné veřejnosti je ultrazvuková diagnostika považována za zcela bezpečnou vyšetřovací modalitu. Většina dosud zveřejněných publikací a vědeckých prácí toto mínění potvrzují, ovšem za určitých podmínek, se kterými bych Vás rád seznámil v této prezentaci. Také se zmíním biofyzikálních účincích ultrazvuku. biofyzikální účinky ultrazvuku •tepelné účinky •netepelné účinky •netepelné-nekavitační účinky Logovalek tepelné účinky •absorpce a přeměna akustické energie v teplo. •vnitřní tření ve tkáních, relaxační procesy •nehomogenita struktury •akustický odpor tkáně •ohřev na akustických rozhraních •intenzita a frekvence ultrazvuku •Hrazdira I. 1993, Čech E. a spol. 1982 Logovalek TEPELNÉ ÚČINKY Energie ultrazvukového vlnění uvolněná do biologických tkání se projevuje jednak účinky tepelnými, dále mechanickými neboli kavitačními a účinky netepelnými-nekavitačními. Tepelné účinky vznikají absorpcí a přeměnou akustické energie v teplo. Teplo vzniká v absorpčním prostředí dvěma základními způsoby, tj. vnitřním třením a relaxačními procesy. Jejich vzájemný poměr závisí na fyzikálních vlastnostech absorpčního prostředí. V biologických systémech je vznik tepla ovlivňován jejich nehomogenní strukturou, zvláště pokud se jednotlivé strukturní složky od sebe výrazněji liší akustickými odpory, přičemž čím je tento rozdíl větší, tím dochází k výraznějšímu ohřevu tkání. Přenos energie je samozřejmě dán také intenzitou a frekvencí ultrazvuku. netepelné účinky – kavitace •1. Mechanické •- kavitace •2. Chemické •- volné radikály, snížení pH prostředí • 2HO. + 2H. ® H2O2 + H2 • H. + O2 ® .OOH • N3, tryptofan, fenylalanin • Mornstein V. et al. 1994, Morstein V. 1982, Leighton T.G. 1989, Gavrilov L.R. 1988, Holland Ch.K. 1989 Logovalek NETEPELNÉ ÚČINKY - KAVITACE Netepelné neboli kavitační účinky se obvykle dělí na mechanické a chemické. Mechanické účinky jsou jevy vázané na střídavý charakter ultrazvukového pole, za současného vzniku kavitačních jevů. Jsou důsledkem především rázových vln, které vznikají v bezprostřední blízkosti kolabujících bublin, resp. střiků kapaliny v kolabujících bublinách , které se nachází v bezprostřední blízkosti fázových rozhraní. .... kavitaci si můžeme přiblížit, představíme-li si radiálně pulsující mikrobublinu velikosti řádově několik mikrometrů, při její implozi dojde k výtrysku kapaliny, který má rychlost až 100 m.s^-1, v okolí tohoto výtrysku dochází k tlakovým změnám majících hodnotu až 100-ky atm a vzniku teploty několika tisíc stupňů Kelvina. Vše ovšem ve velmi malém prostoru. Chemické účinky lze sledovat například při reakci v chemicky čisté vodě, při které se molekula vody homolyticky dělí na dva základní nestabilní produkty, které se dále mohou rekombinovat za vzniku tzv. primárních produktů sonolýzy vody, jimiž jsou volných radikálů peroxidu vodíku a vodíku. Sonochemické reakce za přítomnosti rozpuštěného dusíku vedou ke vzniku kyseliny dusité a dusičnanů, což se projevuje snížením pH prostředí. ve kterém chemické reakce probíhají. Při působení ultrazvuku na aminokyseliny a peptidy jsou nejcitlivější aminokyseliny s aromatickým jádrem, nebo heterocykly (např. tryptofan, fenylalanin). netepelné - nekavitační účinky •mechanické jevy vázané na vysokou frekvenci ultrazvuku při nepřítomnosti kavitace •„mechanický stres“ •viskózní tlak, radiační síla •mikroproudění v blízkosti fázových rozhraní, hydrodynamické tlakové síly •ovlivnění propustnosti membrán, rychlosti difúze, elektrických vlastností buněčného povrchu, aktivity enzymů • Škorpíková J. 2000, Hrazdira, Čech E. a spol. 1982, Hrazdira I. 2003, Škorpíková J. 2000 Logovalek NETEPELNÉ-NEKAVITAČNÍ ÚČINKY Mezi netepelné a nekavitační účinky ultrazvuku – také se pro ně používá výrazu „mechanický stres“ – patří mechanické jevy vázané na vysokou frekvenci ultrazvukových kmitů při vyloučení vzniku kavitace. Tyto účinky se uplatňují především v blízkosti akustického rozhraní., kde vzniká vysoká hodnota amplitudy rychlostního gradientu. Patří mezi ně viskózní tlak, který je vykonávaný kapalnou fází systému. a je dán součinem rychlostního gradientu a koeficientu dynamické viskozity. Při dlouhodobějším působení může být zdrojem makromolekulárních změn nebo změn buněčných struktur – např. cytoskeletu (Škorpíková, J. 2000). Dalším netepelným a nekavitačním účinkem je radiační síla. Příčinou obou výše zmíněných účinků je vznik mikroproudění v blízkosti fázových rozhraní, což dává vznik hydrodynamickým tlakovým silám. Tyto síly pak mohou ovlivňovat propustnost membrán, rychlost difuze, elektrické vlastnosti buněčného povrchu, aktivitu enzymů a další buněčné funkce. účinky na úrovni makromolekul •bílkoviny, nukleové kyseliny, sacharidy, lipidy •makromolekuly jsou menší než ultrazvukové vlny •mechanický síly, volné radikály •terciální struktura makromolekul • •Chetveriková E.P. et al. 1985, Mett H. et al. 1988 Logovalek ÚČINKY NA ÚROVNI MAKROMOLEKUL S ultrazvukem mohou interagovat čtyři základní druhy biologicky významných makromolekul, mezi které patří bílkoviny, nukleové kyseliny, sacharidy a lipidy. Vzhledem k tomu, že průměrná velikost všech uvedených makromolekul je podstatně menší než jsou vlnové délky ultrazvukových vln používaných v lékařství nelze předpokládat větší účinnost přímého mechanického stresu daného tlakovým gradientem ultrazvukové vlny. patří mezi hlavní účinné faktory mechanické síly, vzniklé relativním pohybem mezi makromolekulou a okolním tekutým prostředím a účinek chemicky aktivních látek a to především volných radikálů, které mohou ovlivňovat zejména terciální strukturu makromolekul. účinky na úrovni buněk Čech E. 1982, Hrazdira I. 1998, Hrazdira I. 1979, Carstensen E.L. et al. 1993 •Inhibiční, stimulační •Jádro, membránové struktury, mitochondrie •Hemolýza erytrocytů (2 W.cm-2), odpověď „vše nebo nic“ Logovalek ÚČINKY NA ÚROVNI BUNĚK Účinek ultrazvuku na buňky dělíme mimo jiné na inhibiční a stimulační. Inhibiční účinky rostou se vzrůstající intenzitou utrazvuku. Stimulační pak lze pozorovat pouze v oblasti intenzit pod kavitačním prahem. Morfologické studie prováděné elektronovým mikroskopem prokázaly, že účinkem ultrazvuku je zasaženo jak jádro, tak cytoplazma buněk. Zvláště citlivě reagují všechny membránové struktury a to především mitochondrie. U dalších korpuskulárních struktur nastává změna především jejich prostorového uspořádání (Hrazdira I. 1998). Léze membránových struktur jsou nesporně mechanického původu, mezi které patří kavitační jevy. Na obrázku vidíte hemolýzu erytrocytu, ke které dochází při působení kontinuálního ultrazvuku, přičemž Carstensen prokazuje hemolýzu erytrocytů již při intenzitě 2 W.cm^-2 a to způsobem odpovědi „vše nebo nic“. účinky na úrovni tkání a orgánů •Petechie myšího střeva (400 kHz, 1000 s), práh vzniku petéchií – 2,6/1,4 W.cm-2 •Hemoragie jater (CW, 0,8-3 MHz, 2-5 min) – 2 W.cm-2 •Krvácení v plicních kapilárách při expozici diagnostickým ultrazvukem (< 100 mW.cm-2) Miler D.L. et al. 1998, Martin C.J. 1981, Child S.Z. 1990, EFSUMB 1998 Logovalek ÚČINKY NA ÚROVNI TKÁNÍ A ORGÁNŮ Účinky na úrovni tkání lze předvést na několika konkrétních studiích, které se tímto tématem zabývaly. Například dr. Miller ozvučoval myší střeva kontinuálním ultrazvukem frekvence 400 kHz po dobu 1000 vteřin a při intenzitě 2,6 W.cm^-2 docházelo ke vzniku petéchií, přičemž při použití pulsního ultrazvuku byl práh vniku petéchií pouze 1,4 W.cm^-2. Autor Martin v roce 1981 ozvučoval játra kontinuálním ultrazvukem frekvence 0,8 až 3 MHz po dobu 2-5 min, přičemž ke vzniku hemoragie docházelo při intenzitě 2 W.cm^-2. Situace se však zkomplikuje poté co dr. Child v roce 1990 poprvé publikoval, že v podmínkách in vivo může nastat krvácení v plicních kapilárách při expozici diagnostickým ultrazvukem intenzitami menšími než 100 mW.cm^-2. V publikaci Světové Federace pro ultrazvuk v medicíně a biologii z roku 1998 jsou následně tyto poznatky ověřovány na celé řadě živočišných druhů. interakce ultrazvuku s genetickým aparátem? •Výměna sesterských chromatid? (1 W.cm-2, CW, 0,87 MHz, 80-160 s) – Dr. Liebeskind, 1979 •Incidence levorukosti, incidence karcinomů v dětství, porodní hmotnost, vývoj řeči, porucha sluchu → odraz poškození nervové tkáně •Newhnam et al. 1993 - snížení porodní hmotnosti novorozenců •Salvesen et al. 1995, Kieler et al. 1998 – zvýšená incidence levorukosti u chlapců •Naznačení souvislosti • Liebeskind D. 1979, Gebhart E. 1981, Haupt M. 1981, Brulfert A. 1984, Ciaravino V. et al. 1986, Nigel P. 1998, Salvesen K.A. et al. 1993, Salvesen et al. 1995 Logovalek INTERAKCE ULTRAZVUKU S GENETICKÝM APARÁTEM? V roce 1979 vyvolala práce dr. Liebeskindové pozvižení v řadách odborné veřejnosti. Dr. Liebeskindová popisuje vznik chromozomových aberací – přesněji výměnu sesterských chromatid chromozomů při expozici diagnostickým ultrazvukem. V reakci na tento výzkum vzniká množství studií, které její výsledky vyvrací a situace se po několika letech opět uklidňuje. V současnosti neexistuje dostatek studií týkajících se vlivu ultrazvuku, na genetický aparát. Publikované epidemiologické studie sledují například porodní hmotnost, incidenci levorukosti, vývoj řeči, incidenci karcinomu v dětství, poškození sluchu - jako odraz poškození nervové tkáně. Žádná z dosud publikovaných studií neprokázala diagnostickou expozici ultrazvukem jako bezprostřední příčinu možného poškození matky nebo plodu. Některé studie jistou souvislost naznačují. Například dr. Newnham v roce 1993 informuje o nižší porodní váze, dr. Salvesen v r. 1995 a dr. Kieler v r.1998 popisují zvýšenou incidenci levorukosti u chlapců. Autoři naznačují souvislost mezi rutinní ultrasonografií in utero a následnou levorukostí – závěrem se však negativně vyjadřují k souvislosti mezi ultrasonografií během těhotenství a poškozením neurologického vývoje dítěte (Salvesen a kol. 1993) ODS – Output Display Standard •MI – mechanický index •TI – tepelný index •přenesení zodpovědnosti na lékaře Logovalek ODS – Output Display Standard V souvislosti s potenciálními riziky přenosu energie ultrazvuku do tkáně vznikl systém, jehož součástí je zobrazení mechanického a tepelného indexu na obrazovce. Tak je lékař neustále informován o expozici pacienta, přičemž je tímto způsobem přenesena případná zodpovědnost na lékaře. V červeném kroužku jsou zobrazeny oba indexy. mechanický index - MI •vyjadřuje stupeň nebezpečí poškození tkáně kavitací •závisí na frekvenci a energii vysílaného ultrazvuku •Pr3 – akustický tlak v hloubce Zsp - hloubka •fc – střední frekvence ultrazvuku v MHz MI < 1,9 MI < 0,23 – v oftalmologii • ( ) c sp r f Z P MI 3 = Logovalek tepelný index - TI •Definice: poměr aktuálně nastaveného celkového výkonu k hodnotě energie, která by zvýšila teplotu tkáně o 1 °C - za nejméně příznivých podmínek •Vyjadřuje stupeň nebezpečí poškození tkáně ultrazvukovým ohřevem •TI < 4 •Čas expozice maximálně 15 minut (IEC) TIS pro měkkou tkáň – „soft tissue“ TIB pro kost v hloubce ohniska - „bone“ TIC pro kost v blízké oblasti – „cranial“ Hrazdira I. 1992, Eliáš P. a Žižka J. 1998 Logovalek TEPELNÝ INDEX TI Tepelný index vyjadřuje stupeň nebezpečí poškození tkání ultrazvukovým ohřevem. Je definován jako poměr momentálně nastaveného celkového výkonu k hodnotě energie, která by zvýšila teplotu tkáně o 1 st. C. Jeho číselná hodnota je rovna předpokládanému vzestupu teploty tkáně ve stupních Celsia za těch nejméně příznivých podmínek. Dle AIUM musí být menší než 4. Opět se jedná o bezrozměrné číslo. Vzhledem k jeho závislosti na druhu ozvučované tkáně jsou rozlišovány celkem tři různé druhy tepelného indexu, a to – TIS pro měkkou tkán, TIB pro kost v hloubce ohniska, a TIC pro kost v blízké oblasti. ES jako soft tissue, B jako bone a C jako kranial. V souvislosti s tepelným indexem je nutno zmínit, že čas působení ultrazvuku na jedno specifické místo ve tkáni je velmi důležitý faktor pro termální zátěž. Z těchto důvodů IEC (International Electrochemical Commission) ustanovuje maximální čas expozice na 15 minut. doporučené intenzity ultrazvuku FDA a intentizy UZ modalit •Barnett S. B. et al. 2000 Aplikace ISPTA* (mW.cm-2) MI Měkká tkáň, cévy 720 1,9 Kardiologie 430 1,9 Vyšetření plodu 94 1,9 Oftalmologie 17 0,2 *ISPTA – space peak, time average – prostorově špičková, časově průměrná intenzita Diagnostická modalita Průměrná ISPTA* (mW.cm-2) Maximální ISPTA* (mW.cm-2) Dvojrozměrné zobrazení 17-95 180 Barevný Doppler 150 510 CW – dopplerovské přístroje 170 800 Pulsní Doppler 1400 4500 Logovalek organizace a bezpečnost ultrazvukové diagnostiky •WFUMB – World Federation for Ultrasound in Medicine and Biology •EFSUMB – European Federation for Societies of Ultrasound in Medicine and Biology •AIUM – American Institute of Ultrasound in Medicine •FDA – Food and Drug Administration •IEC – International Electrotechnical Commission •SÚKL – Státní ústav pro kontrolu léčiv •ECMUS, ECURS, ASUM a další • •IEC 601-1, 601-2, IEC 1157, Track1, Track 3 Logovalek OGRANIZACE A BEZPEČNOST ULTRAZVUKOVÉ DIAGNOSTIKY Pro úplnost uvádím přehled organizací sledujících bezpečnost ultrazvuku v medicíně. Patří mezi ně Světová federace pro ultrazvuk v medicíně a biologii, Evropská federace společností pro ultrazvuk v medicíně a biologii. Dále AIUM, FDA což je Federální komise pro kontrolu léků a potravin - obdoba našeho Státního ústavu pro kontrolu léčiv a další. Žlutě jsou na slidu uvedny názvy některých předpisů, týkajících se bezpečnosti ultrazvuku, přičemž Česká republika přejala podtržené předpisy. ALARA •„as low as reasonable achievable“ • •vyšetřuj tkáň jen takovou dobu a takovou expozicí, která je skutečně potřebná • •indikace vyšetření lege artis - zvláště při vyšetřování plodu pulsním dopplerem • • Logovalek lege artis •Ultrazvuk je bezpečná a efektivní diagnostická metoda •Neexistují studie potvrzující kauzální souvislost mezi diagnostickým ultrazvukem a potenciálními nežádoucími účinky •Indikace LEGE ARTIS - zvláště při vyšetřování plodu pulsním Dopplerem Logovalek PAMATUJ Při patřičném používání je ultrazvuk bezpečná a efektivní diagnostická metoda. V současné době neexistují žádné studie potvrzující kauzální souvislost mezi diagnostickým ultrazvukem a potenciálními nežádoucími účinky – a to při dodržování limitů FDA. Je důležité používat ultrazvuk v indikovaných případech, tzn. lege artis – zvláště při vyšetřování plodu Dopplerem Tepelný a mechanický index usnadňují orientaci při expozici pacienta, lépe umožňují expozici snížit. Logovalek Gain a TGC tahové ovladače • Time Gain Compensation • potenciometry • zesílení ech Logovalek gain – ovládá velikost zesílení vracejících se ech. Zesiluje všechna echa bez závislosti na hloubce. Navíc lze toto zesílení selektivně volit pomocí ovladačů (potenciometrů) TGC (Time Gain Compensation). Tím dojde ke kompenzaci zeslabených ech, které se vrací později. tahové ovladače – každý nastavuje zesílení příjmu pro obraz 2D a M-mód v jednotlivých hloubkách. V případě nastavení všech ovladačů doprostřed dochází ke stejnému zesílení v celém obraze. Při zobrazení Color, Doppler a Power namají ovladače žádný vliv. TGC - time gain compensation - zesilování ech z hloubky, která jsou o mnoho slabší, než echa u bližších oblastí. Zoom • lupa • více úrovní Logovalek Lupa Zvětšuje obraz v 8mi úrovních velikost detailu stejná vyšetření objemného orgánu – jater – přehlednutí HD - zoom • High Definition Logovalek High definition – „lupa“ s vysokým rozlišením výpočetní síla oblast zájmu omezení polem x-krát podrobnější detail •Doplnit Depth – hloubka zobrazení • MI • snímkovací kmitočet • hloubka fokusace Logovalek Nastavení dle vyšetřované oblasti, hloubka je ovlivněna anatomickou polohou vyšetřovaného orgánu. Při volbě hloubky se mění 2D obraz, stupnice hloubky, dále MI, TI, snímkovací kmitočet a hloubka fokusace. Dále je nutné upravit fokusaci dle oblasti zájmu. Fokus • optimální „zaostření“ uz svazku Logovalek Funkce fokus stanovuje hloubku, ve které je uz svazek optimálně zaostřen. Čím více z Fokus • harmonické zobrazení Logovalek • optimální „zaostření“ uz svazku Zóny • až 5 • frame rate Logovalek Přístroj nabízí možnost zvýšit počet fokusů až na 5. Počet fokusačních zón. Maximální počet je 5 rozptyl zón se dá měnit obraz v reálném čase – „trhavý“ Komprese • kontrast, senzitivita • např. hluboké a malé cévy • eliminace šumu • povrchové cévy s rychlým tokem • poměr nejvyššího a nejnižšího signálu v dB Logovalek dynamický rozsah –Dynamic range - poměr nejvyššího a nejnižšího signálu v dB 1-6, nižší dynamický rozsah – více kontrastu, lepší senzitivitu (hluboké malé cévy) vyšší – eliminuje šum většinou si ji uživatel stanovuje dle individuálních potřeb Chrome Maps fotopické vidění • čípky, mil. barev • lepší rozlišení detailů skotopické vidění • tyčinky • adaptace ! • asi 25 stupňů šedi • horší rozlišovací schopnost Logovalek Funkce chrome umožňuje nahradit intentzity ech šedého obrazu zvolenou barvou. Na slidu vidíte 4 možné barvy ech. několik barevných map Skotopické vidění - tyčinky, asi 25 stupňů šedi, adaptace, horší rozlišovací schopnost, Fotopické vidění – čípky, mnoho miliónů barev, vyšší intenzita světla, lepší rozlišení detailů, Dualní zobrazení Logovalek děkuji za pozornost Logovalek