Ultraääni on diagnostinen tekniikka, joka käyttää ultraääniä. Jälkimmäistä voidaan käyttää "yksinkertaisen ultraäänen" suorittamiseen tai yhdistää CT: hen kehon osien kuvien (CT-Echotomography) saamiseksi tai tiedon ja verenvirtauskuvien ( Echocolordoppler).
Perusteelliset artikkelit
Toimintaperiaate
Fysiikassa ultraäänet ovat pitkittäisiä elastisia mekaanisia aaltoja, joille on ominaista lyhyet aallonpituudet ja korkeat taajuudet. Aalloilla on tyypillisiä ominaisuuksia:
- Ne kantavat mitään
- Ne ohittavat esteet
- Ne yhdistävät vaikutuksensa muuttamatta toisiaan.
Ääni ja valo koostuvat aalloista.
Aalloille on ominaista värähtelevä liike, jossa elementin jännitys siirtyy naapurielementteihin ja niistä muihin, kunnes se leviää koko järjestelmään. Tämä liike, joka johtuu "yksittäisten liikkeiden kytkemisestä toisiinsa, on eräänlainen kollektiivinen liike, joka johtuu järjestelmän osien välisistä elastisista sidoksista. Se aiheuttaa häiriön etenemisen ilman aineen siirtymistä mihin tahansa suuntaan itse järjestelmässä. Tätä kollektiivista liikettä kutsutaan aaltoksi. Ultraäänen eteneminen tapahtuu aineessa aaltoliikkeen muodossa, joka synnyttää vuorottelevat väliaineen muodostavien molekyylien puristus- ja harvennuskaistat.
Ajattele vain, kun kivi heitetään lampaan, ja ymmärrät aallon käsitteen.
Aallonpituudella tarkoitetaan kahden peräkkäisen vaiheen välistä etäisyyttä vaiheessa, toisin sanoen sillä on samanaikaisesti sama amplitudi ja liikesuunta. Sen mittayksikkö on mittari ja sen alikertoimet. Pituusalue d "aalto ultraääni on välillä 1,5 - 0,1 nanometriä (nm, eli miljardi metriä).
Taajuus määritellään kokonaisten värähtelyjen tai syklien lukumääräksi, jotka hiukkaset tekevät ajan yksikössä ja mitataan hertseinä (Hz). Ultraäänessä käytetty taajuusalue on 1--10-20 megahertsiä (MHz, eli yksi miljoonaa hertsiä) ja on joskus jopa suurempi kuin 20 MHz. Nämä taajuudet eivät ole ihmisen korvan kuultavia.
Aallot etenevät tietyllä nopeudella, joka riippuu väliaineen joustavuudesta ja tiheydestä, jonka läpi ne kulkevat. Aallon etenemisnopeus saadaan sen taajuuden tulosta sen aallonpituudella (vel = taajuus x pituus d "aalto").
Ultraäänien leviäminen vaatii substraatin (esimerkiksi ihmiskehon), josta ne muuttavat ohimenevästi hiukkasten yhteenkuuluvuuden elastisia voimia. Alustasta riippuen, sen tiheydestä ja sen molekyylien koheesiovoimista riippuen, sen sisällä olevan aallon etenemisnopeus on erilainen.
Akustinen impedanssi määritellään aineen luontaiseksi resistanssiksi, joka ylitetään ultraäänellä. Se vaikuttaa niiden etenemisnopeuteen aineessa ja on suoraan verrannollinen väliaineen tiheyteen kerrottuna ultraäänien etenemisnopeudella itse väliaineessa (IA = vel x tiheys). Ihmiskehon eri kudoksilla on erilainen impedanssi, ja tämä on periaate, johon ultraäänitekniikka perustuu.
Esimerkiksi ilman ja veden akustinen impedanssi on alhainen, maksan rasvalla ja lihaksilla on välituote ja luulla ja teräksellä erittäin korkea. Lisäksi kudosten tämän ominaisuuden ansiosta ultraäänilaite voi joskus nähdä asioita, joita CT (tietokonetomografia) ei näe, kuten rasvamaksa, eli rasvan kertyminen maksasoluihin (maksasoluihin), hematoomat murtuma (veren ekstravasaatio) ja muut eristetyt neste- tai kiinteät aineet.
Ultraäänessä ultraäänet luodaan pietsosähköinen vaikutus korkeataajuus. Pietsosähköisellä vaikutuksella tarkoitamme ominaisuutta, jolla on joitain kvartsikiteitä tai tietyntyyppisiä keramiikkaa, värähtelevää korkealla taajuudella, jos se on kytketty sähköjännitteeseen, joten jos se ylitetään vaihtovirralla. Nämä kiteet ovat ultraäänianturin sisällä, joka on sijoitettu kosketukseen kohteen ihon tai kudosten kanssa, jota kutsutaan anturiksi, joka siten lähettää ultraäänisäteitä, jotka ylittävät tutkittavat elimet ja joutuvat "vaimennukseen, joka on suorassa suhteessa emissioon" kaikuanturin taajuus. Siksi mitä korkeampi ultraäänitaajuus on, sitä enemmän ne tunkeutuvat kudoksiin, ja kuvien resoluutio on suurempi. Vatsan elinten tutkimiseen käytetään yleensä 3–5 megahertsin työskentelytaajuuksia, kun taas korkeampia taajuuksia, yli 7,5 megahertsiä, joilla on suurempi erottelukyky, käytetään pinnallisten kudosten (kilpirauhasen, rinnan, kivespussin, jne.).
Eri akustisen impedanssin omaavien kankaiden välisiä kulkupaikkoja kutsutaan rajapinnoiksi. Aina kun ultraääni kohtaa rajapinnan, säde tulee osittain refleksi (palaa) ja osittain taittunut (eli taustalla olevat kudokset imevät). Heijastunutta sädettä kutsutaan myös kaiuksi; se palaa paluuvaiheessa takaisin kaikuanturiin, jossa se virittää sähkövirtaa tuottavan anturin kiteen. Toisin sanoen pietsosähköinen vaikutus muuntaa ultraäänen sähköisiksi signaaleiksi, joita tietokone sitten käsittelee ja muuntaa videon kuvaksi reaaliajassa.
Siksi heijastuneen ultraääniaallon ominaisuuksia analysoimalla on mahdollista saada hyödyllistä tietoa eri tiheyden omaavien rakenteiden erottamiseksi. Heijastusenergia on suoraan verrannollinen kahden pinnan välisen akustisen impedanssin vaihteluun, ja merkittäviin vaihteluihin, kuten ilman ja ihon väliseen kulkuun, ultraäänisäde voi heijastua täydellisesti; tätä varten on tarpeen käyttää hyytelömäisiä aineita koettimen ja ihon välissä, joiden tarkoituksena on poistaa ilma.
Toteutusmenetelmät
Ultraääni voidaan tehdä kolmella eri tavalla:
A-tila (Amplituditila = amplitudimodulaatiot): B-tila korvaa tällä hetkellä. A-tilassa jokainen kaiku esitetään perusviivan taipumana (joka ilmaisee heijastuneen aallon palaavan vastaanottavassa järjestelmässä kuluvan ajan eli heijastuksen aiheuttaneen rajapinnan ja mittapään välisen etäisyyden). "huippu", jonka amplitudi vastaa sen tuottaneen signaalin voimakkuutta. Se on yksinkertaisin tapa edustaa ultraäänisignaalia ja on yksiulotteinen (eli se tarjoaa analyysin vain yhdessä ulottuvuudessa). Se antaa tietoja vain tutkittavan rakenteen luonteesta (nestemäinen tai kiinteä). A-tilaa käytetään edelleen, mutta vain silmä- ja neurologiassa.
TM-tila (Time Motion Mode): siinä A-moodin tiedot rikastuvat dynaamisilla tiedoilla. Saadaan kaksiulotteinen kuva, jossa jokaista kaikua edustaa valopiste. Pisteet liikkuvat vaakasuunnassa suhteessa rakenteiden liikkeisiin. Jos rajapinnat ovat paikallaan, myös kirkkaat kohdat pysyvät paikallaan. se on samanlainen kuin A-tila, mutta sillä erolla, että myös kaiun liike tallennetaan. Tätä menetelmää käytetään edelleen kardiologiassa, erityisesti venttiilin kinetiikan esittelyissä.
B-tila (kirkkaustila tai kirkkauden modulaatio): se on klassinen kaiku-tomografinen kuva (eli kehon osa), joka esitetään televisiomonitorissa tarkasteltavista rakenteista tulevia kaikuja. Kuva rakennetaan muuntamalla heijastuneet aallot signaaleiksi, joiden kirkkaus (harmaasävyt) on verrannollinen "kaiun voimakkuuteen"; eri kaiun väliset spatiaaliset suhteet "rakentavat" ruudulle kuvan urun osasta tarkasteltavana Se tarjoaa myös kaksiulotteisia kuvia.
Harmaasävyn (eri harmaan sävyt edustavat eri amplitudin kaikuja) käyttöönotto on parantanut entisestään ultraäänikuvan laatua. Siten kaikki kehon rakenteet esitetään sävyillä, jotka vaihtelevat mustasta valkoiseen. Valkoiset pisteet osoittavat "kutsutun kuvan" läsnäoloa. hyperechoic (esimerkiksi laskelma), kun taas "mustat pisteet" -kuvassa hypoechoic (esimerkiksi nesteitä).
Skannaustekniikan mukaan B-moodin ultraääni voi olla staattinen (tai manuaalinen) tai dynaaminen (reaaliaikainen). Reaaliaikaisilla ultraäänillä kuva rekonstruoidaan jatkuvasti (vähintään 16 täydellistä skannausta sekunnissa) vaihedynamiikassa. jatkuva esitys reaaliajassa.
JATKA: "Ultraäänen" sovellukset
