Aula 07 ultrassonografia
AiltondeSousaGonalve
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Nov 02, 2017
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About This Presentation
Ultrassom
Slide Content
SUMÁRIO
AULA 1 - Princípios de Ultrassom
- Introdução
- Princípios físicos
- Transdutores
- Sistemas de Imagens de Ultrassom
AULA 2 –Aplicações da Ultrassonografia
AULA 1 - Princípios de Ultrassom
- Introdução
- Princípios físicos
- Transdutores
- Sistemas de Imagens de Ultrassom
AULA 2 –Aplicações da Ultrassonografia
Introdução
A idéia de utilizar o eco das ondas sonoras como fo rma de detecção de
objetos (ecolocalização) data do início do século X X após estudos com
golfinhos e morcegos.
Após a 1o. Guerra Mundial este princípio passou a s er utilizado em
instrumentos de navegação em profundidade aquáticas utilizando ondas
sonoras, originando o SONAR (SOund Navigation and Ranging) em 1917.
Em 1941 esse princípio foi aplicado na navegação aérea com ondas de
rádio-frequência, a qual originou o RADAR (RAdio Detection and Ranging).
A idéia de utilizar o eco das ondas sonoras como fo rma de detecção de
objetos (ecolocalização) data do início do século X X após estudos com
golfinhos e morcegos.
Após a 1o. Guerra Mundial este princípio passou a s er utilizado em
instrumentos de navegação em profundidade aquáticas utilizando ondas
sonoras, originando o SONAR (SOund Navigation and Ranging) em 1917.
Em 1941 esse princípio foi aplicado na navegação aérea com ondas de
rádio-frequência, a qual originou o RADAR (RAdio Detection and Ranging).
Introdução
Somente após a 2o. Guerra Mundial cresceu o interesse do uso de ecos de
ondas de som na medicina.
Os médicos Douglas Howry e D. Ronderic Bliss foram pioneiros ao realizar
estudos com ultrassom. Em 1949 desenvolveram o primeiro sistema com
objetivo médico e em 1950 realizaram a primeira ima gem médica com
ultrassom.
Os primeiros estudos revelaram a necessidade de pulsos curtos (com
período tau) e repetidos (período de repetição PR) para determinar a
localidade da interface dos tecidos
Somente após a 2o. Guerra Mundial cresceu o interesse do uso de ecos de
ondas de som na medicina.
Os médicos Douglas Howry e D. Ronderic Bliss foram pioneiros ao realizar
estudos com ultrassom. Em 1949 desenvolveram o primeiro sistema com
objetivo médico e em 1950 realizaram a primeira ima gem médica com
ultrassom.
Os primeiros estudos revelaram a necessidade de pulsos curtos (com
período tau) e repetidos (período de repetição PR) para determinar a
localidade da interface dos tecidos
Princípios físicos
Ondas de ultrassom são ondas mecânicas com freqüência acima da faixa
de audição humana (> 20KHz).
Por ser onda mecânica, ela precisa de um meio para propagar, e a
velocidade de propagação da onda depende das propriedades de
cada meio.
O ultrassom se propaga pela vibração do meio; logo, depende da
pressão exercida pela onda e das propriedades de vibração do pressão exercida pela onda e das propriedades de vibração do meio.
Fonte: http://telecom.inescn.pt/research/audio/cien ciaviva/natureza_som.html
Ondas de ultrassom são ondas mecânicas com freqüência acima da faixa
de audição humana (> 20KHz).
Por ser onda mecânica, ela precisa de um meio para propagar, e a
velocidade de propagação da onda depende das propriedades de
cada meio.
O ultrassom se propaga pela vibração do meio; logo, depende da
pressão exercida pela onda e das propriedades de vibração do pressão exercida pela onda e das propriedades de vibração do meio.
Fonte: http://telecom.inescn.pt/research/audio/cien ciaviva/natureza_som.html
Princípios físicos
Características básicas das ondas de ultrassom:
–Ocomprimento de ondaé distância entre dois máximos (ou mínimos) consecutivos.
–Aamplituderevela o comportamento da pressão exercida no meio (expansã o ou conpressão
quando a amplitude é máxima).
–Períodoé o tempo gasto para que uma oscilação seja completada. Ele in troduz o conceito de
frequência que é a taxa de repetiçoes que ocorrem em um interv alo de tempo definido.
–
A
velocidade
de
propagação
das
ondas
é
a
relação
entre
o
comprimento
de
onda
e
o
período
–
A
velocidade
de
propagação
das
ondas
é
a
relação
entre
o
comprimento
de
onda
e
o
período
de oscilaçã; é constante para um determinado meio.
Fonte: J. Ederle, S. Blanchard e J. Bronzino. Intro duction to Biomedical Engineering. 2
nd
Ed.
Características básicas das ondas de ultrassom:
–Ocomprimento de ondaé distância entre dois máximos (ou mínimos) consecutivos.
–Aamplituderevela o comportamento da pressão exercida no meio (expansã o ou conpressão
quando a amplitude é máxima).
–Períodoé o tempo gasto para que uma oscilação seja completada. Ele in troduz o conceito de
frequência que é a taxa de repetiçoes que ocorrem em um interv alo de tempo definido.
–
A
velocidade
de
propagação
das
ondas
é
a
relação
entre
o
comprimento
de
onda
e
o
período
–
A
velocidade
de
propagação
das
ondas
é
a
relação
entre
o
comprimento
de
onda
e
o
período
de oscilaçã; é constante para um determinado meio.
Fonte: J. Ederle, S. Blanchard e J. Bronzino. Intro duction to Biomedical Engineering. 2
nd
Ed.
Princípios físicos
1435
Água doce
330 Ar
Velocidade (m/s) Meio
1580 Gordura
1570 Músculo
1560 Sangue
1435
Água doce
Fonte: Schiabel, H. Notas de aula da disciplina: Pr incípios de Imagens Médicas.
1435
Água doce
330 Ar
Velocidade (m/s) Meio
1580 Gordura
1570 Músculo
1560 Sangue
1435
Água doce
Fonte: Schiabel, H. Notas de aula da disciplina: Pr incípios de Imagens Médicas.
Princípios físicos
Uma característica também intrínseca de cada meio é a sua
Impedância acústica:
Ela demonstra a resistência do meio em extender e contrair deacordo
com a pressão exercida pela onda acústica.
Por definição:
Z
=
p
onde Z é a impedância característica do meio, p é a pressão exe rcida
pela ultrassom e v é a velocidade de uma partícula.
Z
=
pv
Uma característica também intrínseca de cada meio é a sua
Impedância acústica:
Ela demonstra a resistência do meio em extender e contrair deacordo
com a pressão exercida pela onda acústica.
Por definição:
Z
=
p
onde Z é a impedância característica do meio, p é a pressão exe rcida
pela ultrassom e v é a velocidade de uma partícula.
Z
=
pv
Princípios físicos
A definição considera um sistema onde a pressão é aplicada sobre
uma única partícula do meio.
Agora se considerarmos todas as partículas do meio, de forma que a área
sob pressão é a área total do meio, e adicionarmos a informação de
deslocamento das partículas a impedância pode ser vista como função da deslocamento das partículas a impedância pode ser vista como função da densidade do meio.
Z=
pc
0
=
m.a area
.
1c
0
=
m
area.d
.
dT
Z
=
.
c
0
[
kg
/
m
2
.
s
]
=
[
Rayls
]
A definição considera um sistema onde a pressão é aplicada sobre
uma única partícula do meio.
Agora se considerarmos todas as partículas do meio, de forma que a área
sob pressão é a área total do meio, e adicionarmos a informação de
deslocamento das partículas a impedância pode ser vista como função da deslocamento das partículas a impedância pode ser vista como função da densidade do meio.
Z=
pc
0
=
m.a area
.
1c
0
=
m
area.d
.
dT
Z
=
.
c
0
[
kg
/
m
2
.
s
]
=
[
Rayls
]
1,48
Água
1,38 Gordura
0,0004 Ar
(10
6
Rayls) Material
Princípios físicos
7,80 Osso
1,63 Outros tecidos moles
1,64 Músculo
1,48
Água
Água
1,38 Gordura
0,0004 Ar
(10
6
Rayls) Material
Princípios físicos
7,80 Osso
1,63 Outros tecidos moles
1,64 Músculo
1,48
Água
Princípios físicos
Vamos investigar o que ocorre na interface entre dois meios d iferentes
Inicialmente apresentamos a equação de propagação de onda em um
meio qualquer. Neste caso, em função da pressão da onda:
Este formalismo considera uma onda propagante como a combinação de
ondas que caminham em sentidos opostos. Por isso, deve
-
se considerar o
ondas que caminham em sentidos opostos. Por isso, deve
-
se considerar o
numero de onda k. Além dessa expressão, devemos relembrar:
Vamos investigar o que ocorre na interface entre dois meios d iferentes
Inicialmente apresentamos a equação de propagação de onda em um
meio qualquer. Neste caso, em função da pressão da onda:
Este formalismo considera uma onda propagante como a combinação de
ondas que caminham em sentidos opostos. Por isso, deve
-
se considerar o
ondas que caminham em sentidos opostos. Por isso, deve
-
se considerar o
numero de onda k. Além dessa expressão, devemos relembrar:
Princípios físicos
Na interface entre os dois meios, teremos:
e para uma onda qualquer no meio 1 a expressão de propagação pode ser
re-escrita da forma:
Onde RF é o fator de reflexão da interface. Porém a onda propagando no
meio 2 observa a interface como fonte, de forma que :
Na interface entre os dois meios, teremos:
e para uma onda qualquer no meio 1 a expressão de propagação pode ser
re-escrita da forma:
Onde RF é o fator de reflexão da interface. Porém a onda propagando no
meio 2 observa a interface como fonte, de forma que :
Princípios físicos
Entretanto, a velocidade das partículas no meio 2 depende dofator de
reflexão, da pressão inicial e da impedância do meio 1.Assim :
dessa forma temos que:
e com manipulação matemática, encontra-se:
Por fim, define-se o fator de transmissão (TF) da f orma:
Entretanto, a velocidade das partículas no meio 2 depende dofator de
reflexão, da pressão inicial e da impedância do meio 1.Assim :
dessa forma temos que:
e com manipulação matemática, encontra-se:
Por fim, define-se o fator de transmissão (TF) da f orma:
Princípios físicos
Em uma nova configuração, os ângulos de incidência, reflexão e
refraçãodo ultrassom deve ser considerado:
Na interface a velocidade das partículas e a pressã o são contínuas, de
forma que na direção x (perpendicular à propagação):
Em uma nova configuração, os ângulos de incidência, reflexão e
refraçãodo ultrassom deve ser considerado:
Na interface a velocidade das partículas e a pressã o são contínuas, de
forma que na direção x (perpendicular à propagação):
Princípios físicos
E como solução é encontrada a igualdade dos ângulos de incidência e
reflexão, além da lei de Snell para ultrassom:
Já na direção z (propagação da onda), temos:
Dessa forma, entende-se que há uma impedância efetiva para cada onda,
que depende do ângulo de incidência (meio 1) e do ângulo de transmissão
(meio 2):
E como solução é encontrada a igualdade dos ângulos de incidência e
reflexão, além da lei de Snell para ultrassom:
Já na direção z (propagação da onda), temos:
Dessa forma, entende-se que há uma impedância efetiva para cada onda,
que depende do ângulo de incidência (meio 1) e do ângulo de transmissão
(meio 2):
Princípios físicos
Nesta configuração,o fator de reflexão passa a ser:
e o de transmissão passa a ser:
Nesta configuração,o fator de reflexão passa a ser:
e o de transmissão passa a ser:
I
Θ
R
Θ Θ
Meio 1
1
Z
2
Z
Lei de Snell:
Princípios físicos
T
Θ
Meio 2
2
Z
Coeficientes de Reflexão e Transmissão (Intensidade ):
Θ
R
Θ Θ
Meio 1
1
Z
2
Z
Lei de Snell:
Princípios físicos
T
Θ
Meio 2
2
Z
Coeficientes de Reflexão e Transmissão (Intensidade ):
Princípios físicos
Exercício 1: Calcule o fator de reflexão de uma ultrassom passando
perpendicularmente da água para um músculo e da água para um
osso. Que informação pode ser obtida destes valores?
Exercício 2: Para uma onda incidente em uma interface entre água e
mel, determine o fator de reflexão a 45°e a 50°a velocidade do
som para a água (meio 1) e para o mel (meio 2) são de 1.48 km/s e
2
.
05
km/s
e
de
1
.
48
Mrayls
e
2
.
89
MRayls
2
.
05
km/s
e
de
1
.
48
Mrayls
e
2
.
89
MRayls
Exercício 1: Calcule o fator de reflexão de uma ultrassom passando
perpendicularmente da água para um músculo e da água para um
osso. Que informação pode ser obtida destes valores?
Exercício 2: Para uma onda incidente em uma interface entre água e
mel, determine o fator de reflexão a 45°e a 50°a velocidade do
som para a água (meio 1) e para o mel (meio 2) são de 1.48 km/s e
2
.
05
km/s
e
de
1
.
48
Mrayls
e
2
.
89
MRayls
2
.
05
km/s
e
de
1
.
48
Mrayls
e
2
.
89
MRayls
Princípios físicos
Uma outra propriedade física relevante para as imagens de ultrassom
é a absorção da onda pelos tecidos.
Quando o ultrassom se propaga no meio há perdas de sua energia por
diversos fatores como atrito, pressão e estresse, o s quais convertem essa
energia cedida pela onda em calor local.
Essas perdas de energia caracterizam a absorção da onda pelo tecido. Em
geral cada tecido possui um coeficiente de absorção particular.
A lei que governa a absorção do ultrassom pela estr utura é a lei de Beer e
determina a amplitude da onda como função da profundidade de
penetração da onda
Uma outra propriedade física relevante para as imagens de ultrassom
é a absorção da onda pelos tecidos.
Quando o ultrassom se propaga no meio há perdas de sua energia por
diversos fatores como atrito, pressão e estresse, o s quais convertem essa
energia cedida pela onda em calor local.
Essas perdas de energia caracterizam a absorção da onda pelo tecido. Em
geral cada tecido possui um coeficiente de absorção particular.
A lei que governa a absorção do ultrassom pela estr utura é a lei de Beer e
determina a amplitude da onda como função da profundidade de
penetração da onda
Princípios físicos
O coeficiente de atenuação é frequentemente apresentado em
unidades de decibéis por centímetro (dB/cm).
Porém os dados experimentais também tem revelado que a absorção
do meio depende da freqüência de oscilação do ultrassom, de f orma
que:
ondeγé o expoente da lei de potência. Por fim, a amplitude do
ultrassom passa a ser regida pela equação:
A absorção é um dos fatores que limita a penetração da ultrass om nos
tecidos.
O coeficiente de atenuação é frequentemente apresentado em
unidades de decibéis por centímetro (dB/cm).
Porém os dados experimentais também tem revelado que a absorção
do meio depende da freqüência de oscilação do ultrassom, de f orma
que:
ondeγé o expoente da lei de potência. Por fim, a amplitude do
ultrassom passa a ser regida pela equação:
A absorção é um dos fatores que limita a penetração da ultrass om nos
tecidos.
Transdutores
Um transdutor de ultrassom gera ondas acústicas pela conversão de
energia térmica, elétrica ou magnética, em energia mecânic a.
A técnica mais eficiente para gerar ultrassom na faixa de apl icações
médicas é através do efeito piezoelétrico.
O efeito piezoelétrico foi inicialmente demonstrado por Jacques e
Pierre Currie em 1880.
Neste experimento, eles observaram um potencial elétrico nos
terminais de um cristal de quartzo quando o mesmo sofria um
estresse mecânico.
O efeito piezoelétrico inverso também foi observado, de for ma que se
um potencial era aplicado nos terminais do cristal havia uma
deformação na sua superfície.
Assim, um cristal piezoelétrico converte um sinal elétrico oscilante em
uma onda acústica, e vice-versa.
Um transdutor de ultrassom gera ondas acústicas pela conversão de
energia térmica, elétrica ou magnética, em energia mecânic a.
A técnica mais eficiente para gerar ultrassom na faixa de apl icações
médicas é através do efeito piezoelétrico.
O efeito piezoelétrico foi inicialmente demonstrado por Jacques e
Pierre Currie em 1880.
Neste experimento, eles observaram um potencial elétrico nos
terminais de um cristal de quartzo quando o mesmo sofria um
estresse mecânico.
O efeito piezoelétrico inverso também foi observado, de for ma que se
um potencial era aplicado nos terminais do cristal havia uma
deformação na sua superfície.
Assim, um cristal piezoelétrico converte um sinal elétrico oscilante em
uma onda acústica, e vice-versa.
Transdutores
Esquema simplificado de um transdutor
Esquema simplificado de um transdutor
Transdutores
Princípio de funcionamento de um transdutor:
Seja um transdutor descrito como o esquema abaixo
sob freqüências longe da ressonância, o transdutor apresenta
característicasde um capacitor de placas paralelas.
Princípio de funcionamento de um transdutor:
Seja um transdutor descrito como o esquema abaixo
sob freqüências longe da ressonância, o transdutor apresenta
característicasde um capacitor de placas paralelas.
Transdutores
onde C0 é a capacitância do transdutor, d é o deslocamento, V éa
tensão aplicada eε
S
é a permissividade do capacitor de placas
paralelas medida na condição de repouso.
No esquema, T é a pressão exercida pelo cristal no ambiente. Um
outro parâmetro relevante é a deformação S que relaciona a
mudança no comprimento do cristal com o seu tamanho inicial. Uma forma de relacionar a pressão exercida T com a deformaçãodo
cristal S é conhecida como equação modificada de Hooke
S=
d
d
onde C0 é a capacitância do transdutor, d é o deslocamento, V éa
tensão aplicada eε
S
é a permissividade do capacitor de placas
paralelas medida na condição de repouso.
No esquema, T é a pressão exercida pelo cristal no ambiente. Um
outro parâmetro relevante é a deformação S que relaciona a
mudança no comprimento do cristal com o seu tamanho inicial. Uma forma de relacionar a pressão exercida T com a deformaçãodo
cristal S é conhecida como equação modificada de Hooke
S=
d
d
Transdutores
Onde C
D
é a constante de rigidez do transdutor, D é o deslocamento
dielétrico quando um campo E é aplicado ehé a constante
piezoelétrica. Quando
um
impulso
de
voltagem
é
aplicado
nos
terminais
do
Quando
um
impulso
de
voltagem
é
aplicado
nos
terminais
do
transdutor, o efeito piezoelétrico cria forças impulsivas nos lados do
transdutordadas por:
a solução é possível porque a impedância acústica do material
permanece a mesma, de forma que a velocidade do som entre os
terminais é dada por:
Onde C
D
é a constante de rigidez do transdutor, D é o deslocamento
dielétrico quando um campo E é aplicado ehé a constante
piezoelétrica. Quando
um
impulso
de
voltagem
é
aplicado
nos
terminais
do
Quando
um
impulso
de
voltagem
é
aplicado
nos
terminais
do
transdutor, o efeito piezoelétrico cria forças impulsivas nos lados do
transdutordadas por:
a solução é possível porque a impedância acústica do material
permanece a mesma, de forma que a velocidade do som entre os
terminais é dada por:
Transdutores
A transformada inversa de Fourier revela o espectro de frequ ências da
força exercida pelo transdutor:
A transformada inversa de Fourier revela o espectro de frequ ências da
força exercida pelo transdutor:
Transdutores
A maioria dos sistemas de imagens por ultrassom opera com mais de
um transdutor,formando uma matriz de transdutores
Um típico arranjo de transdutores é o seu posicionamento em linha
onde uma única dimensão é composta pelos sensores.
Os elementos estão sempre separados a distâncias regulares, entre
meio e dois comprimentos de onda de propagação na água.
A maioria dos sistemas de imagens por ultrassom opera com mais de
um transdutor,formando uma matriz de transdutores
Um típico arranjo de transdutores é o seu posicionamento em linha
onde uma única dimensão é composta pelos sensores.
Os elementos estão sempre separados a distâncias regulares, entre
meio e dois comprimentos de onda de propagação na água.
Transdutores
A vantagem de operar com uma matriz de transdutores é que elessão
rapidamente focalizados e direcionados com controle eletrônico,
enquanto os transdutores com elemento único precisam de controle
mecânico da direção e possui foco fixo.
Os dois tipos mais comuns de matrizes de transdutores são as
matrizes lineares e as matrizes faseadas.
O
transdutor
de
matriz
linear
desloca
a
abertura
ativa
(conjunto
de
O
transdutor
de
matriz
linear
desloca
a
abertura
ativa
(conjunto
de
transdutores que capturam o eco) varrendo todos os elementos da
matriz, conforme mostra a figura abaixo.
A vantagem de operar com uma matriz de transdutores é que elessão
rapidamente focalizados e direcionados com controle eletrônico,
enquanto os transdutores com elemento único precisam de controle
mecânico da direção e possui foco fixo.
Os dois tipos mais comuns de matrizes de transdutores são as
matrizes lineares e as matrizes faseadas.
O
transdutor
de
matriz
linear
desloca
a
abertura
ativa
(conjunto
de
O
transdutor
de
matriz
linear
desloca
a
abertura
ativa
(conjunto
de
transdutores que capturam o eco) varrendo todos os elementos da
matriz, conforme mostra a figura abaixo.
Transdutores
O resultado são imagens compostas como abaixo, onde um número
fixo de linhas é formado.
Fonte: J. Ederle, S. Blanchard e J. Bronzino. Intro duction to Biomedical Engineering. 2
nd
Ed.
O resultado são imagens compostas como abaixo, onde um número
fixo de linhas é formado.
Fonte: J. Ederle, S. Blanchard e J. Bronzino. Intro duction to Biomedical Engineering. 2
nd
Ed.
Transdutores
Os transdutores de matrizes faseadas mantem a abertura ativa fixa e
direciona eletrônicamente com pequenas variações angulares.
Cada linha é direcionada com um pequeno incremento do ânguloem
relação ao anterior
Os transdutores de matrizes faseadas mantem a abertura ativa fixa e
direciona eletrônicamente com pequenas variações angulares.
Cada linha é direcionada com um pequeno incremento do ânguloem
relação ao anterior
Transdutores
O resultado são imagens compostas como abaixo, onde um número
fixo de linhas é formado.
Fonte: J. Ederle, S. Blanchard e J. Bronzino. Intro duction to Biomedical Engineering. 2
nd
Ed.
O resultado são imagens compostas como abaixo, onde um número
fixo de linhas é formado.
Fonte: J. Ederle, S. Blanchard e J. Bronzino. Intro duction to Biomedical Engineering. 2
nd
Ed.
FG-32ua (by Pentax ®)
Transdutor Endoscópico
C3-7ED - SonoAce
Transdutor Convexo
Transdutores
EUP-OL334
Transdutor Laparoscópico
EUP-ES322
EUP-ES533
Transdutores Trans-Esofágicos
Fonte: Schiabel, H. Notas de aula da disciplina: Pr incípios de Imagens Médicas.
Transdutor Endoscópico
C3-7ED - SonoAce
Transdutor Convexo
Transdutores
EUP-OL334
Transdutor Laparoscópico
EUP-ES322
EUP-ES533
Transdutores Trans-Esofágicos
Fonte: Schiabel, H. Notas de aula da disciplina: Pr incípios de Imagens Médicas.
Sistemas de Imagens de Ultrassom
Os sistemas de Imagens de Ultrassom estão relacionados com otipo
de órgão que será diagnosticado.
O comprimento de Onda (freqüência de operação) do ultrassomé um
dos fatores determinantes da resolução do sistema. Em geral, para
obter uma imagem de um órgão com resolução de 1 mm é
necessário um ultrassom de 1.5 Mhz
A
freqüência
também
é
determinante
para
realizar
exames
em
órgãos
A
freqüência
também
é
determinante
para
realizar
exames
em
órgãos
mais profundos. Isso porque o coeficiente de absorção é
diretamente proporcional à freqüência do ultrassom.
Em geral, freqüências entre 2 e 5 MHz são usadas em exames de alta
penetração(cardiologia, abdómen, obstétricos).
Exames com alta penetração e alta resolução operam em freqüências
até 20 Mhz (mama, tireóide, oftálmicos, do testículo e da per iferia
vascular)
Os sistemas de Imagens de Ultrassom estão relacionados com otipo
de órgão que será diagnosticado.
O comprimento de Onda (freqüência de operação) do ultrassomé um
dos fatores determinantes da resolução do sistema. Em geral, para
obter uma imagem de um órgão com resolução de 1 mm é
necessário um ultrassom de 1.5 Mhz
A
freqüência
também
é
determinante
para
realizar
exames
em
órgãos
A
freqüência
também
é
determinante
para
realizar
exames
em
órgãos
mais profundos. Isso porque o coeficiente de absorção é
diretamente proporcional à freqüência do ultrassom.
Em geral, freqüências entre 2 e 5 MHz são usadas em exames de alta
penetração(cardiologia, abdómen, obstétricos).
Exames com alta penetração e alta resolução operam em freqüências
até 20 Mhz (mama, tireóide, oftálmicos, do testículo e da per iferia
vascular)
Sistemas de Imagens de Ultrassom
Para microscopia ultrasônica as frequências estão entre 100 e 200
Mhz.
Existem vários modos de formar uma imagem de ultrassom, dentre os
quais destacamos:
Para microscopia ultrasônica as frequências estão entre 100 e 200
Mhz.
Existem vários modos de formar uma imagem de ultrassom, dentre os
quais destacamos:
ModoA–Amplitude
•Maisantigo(1930);
•forneceinformaçõesunidimensionais(detecçãoemumalinha);
•Detecçãodasreflexõesnasinterfaces;
•Tempodeida-voltaproporcionalàprofundidadedecadainterface;
•
Aplicações
na
oftalmologia
;
Sistemas de Imagens de Ultrassom
•
Aplicações
na
oftalmologia
;
•Diagnosticatumores,corposestranhosedescolamentodaretina;
Fonte: Schiabel, H. Notas de aula da disciplina: Pr incípios de Imagens Médicas.
•Maisantigo(1930);
•forneceinformaçõesunidimensionais(detecçãoemumalinha);
•Detecçãodasreflexõesnasinterfaces;
•Tempodeida-voltaproporcionalàprofundidadedecadainterface;
•
Aplicações
na
oftalmologia
;
Sistemas de Imagens de Ultrassom
•
Aplicações
na
oftalmologia
;
•Diagnosticatumores,corposestranhosedescolamentodaretina;
Fonte: Schiabel, H. Notas de aula da disciplina: Pr incípios de Imagens Médicas.
ModoB-Brilho
•maisutilizado;
•imagensemduasdimensões;
•
Os
princípios
são
os
mesmos
daqueles
do
Sistemas de Imagens de Ultrassom
•
Os
princípios
são
os
mesmos
daqueles
do
mapeamento A exceto que o transdutor é
movimentado;
•estabelece informação sobre a estrutura
internadocorpo;
•tem sido usado no diagnóstico do fígado,
mama,coraçãoefeto;
•pode detectar gravidez, e pode
estabelecer informação sobre anomalias
uterinas.
Ultra-som de mama
Fonte: Schiabel, H. Notas de aula da disciplina: Pr incípios de Imagens Médicas.
•maisutilizado;
•imagensemduasdimensões;
•
Os
princípios
são
os
mesmos
daqueles
do
Sistemas de Imagens de Ultrassom
•
Os
princípios
são
os
mesmos
daqueles
do
mapeamento A exceto que o transdutor é
movimentado;
•estabelece informação sobre a estrutura
internadocorpo;
•tem sido usado no diagnóstico do fígado,
mama,coraçãoefeto;
•pode detectar gravidez, e pode
estabelecer informação sobre anomalias
uterinas.
Ultra-som de mama
Fonte: Schiabel, H. Notas de aula da disciplina: Pr incípios de Imagens Médicas.
ModoM –MovimentaçãoTemporal
•gráficosdemovimentaçãotemporal;
•bastanteempregadoemecocardiografia;
•O modo M combina certas características
domodoAeomodoB;
•O transdutor é mantido estacionário
como no modo A e os ecos aparecem
comopontosnomodoB.
Ecocardiografia em Modo M -
ambos ventrículos rodeados de
abundante derrame pericárdico
•gráficosdemovimentaçãotemporal;
•bastanteempregadoemecocardiografia;
•O modo M combina certas características
domodoAeomodoB;
•O transdutor é mantido estacionário
como no modo A e os ecos aparecem
comopontosnomodoB.
Ecocardiografia em Modo M -
ambos ventrículos rodeados de
abundante derrame pericárdico
Sistemas de Imagens de Ultrassom
Ultrassonografia –Modo A
Modo A
http://www.cnpdia.embrapa.br/publicacoes/download.php?file=DOC08_2003.pdf
Modo A
http://www.cnpdia.embrapa.br/publicacoes/download.php?file=DOC08_2003.pdf
Ultrassonografia –Modo B
•Modo A discretizado em escala de cinza
–Cada pixel recebe um valor associado a sua
amplitude
http://www.incor.usp.br/spdweb/frame_cursos.htm
•Modo A discretizado em escala de cinza
–Cada pixel recebe um valor associado a sua
amplitude
http://www.incor.usp.br/spdweb/frame_cursos.htm
Ultrassonografia –Modo B
Ultrassonografia –Modo B
Ultrassonografia –Modo M
•Modo A dinâmico em tons de cinza
–Ecocardiografia
Fonte: Prof. Sérgio Furuie
•Modo A dinâmico em tons de cinza
–Ecocardiografia
Fonte: Prof. Sérgio Furuie
Ultrassonografia –Modo M
http://en.wikipedia.org/wiki/File:PLAX_Mmode.jpg
http://en.wikipedia.org/wiki/File:PLAX_Mmode.jpg
•Frequência Aparente –Fonte e Detector
(Deslocamento)
–Aplicações: Velocidade Relativa entre Fonte e Detec tor
•Velocidade de Fluxo, Radares Automotivos
Ultrassonografia –Efeito Doppler
(Deslocamento)
–Aplicações: Velocidade Relativa entre Fonte e Detec tor
•Velocidade de Fluxo, Radares Automotivos
Ultrassonografia –Efeito Doppler
Ultrassonografia –Eco Doppler
2
cos
f v
α
∆
2
cos
of v
f c
α
∆
=
2
cos
f v
α
∆
2
cos
of v
f c
α
∆
=
Ultrassonografia –Eco Doppler
Ultrassonografia Intravascular
(IVUS)
Região
Imageada
Lumen
Placa
Aterosclerótica
Cateter de
Ultrassom
(IVUS)
Região
Imageada
Lumen
Placa
Aterosclerótica
Cateter de
Ultrassom
AA
AA
IVUS vsAngiografia
Convencional
BB
BB
AA
IVUS vsAngiografia
Convencional
BB
BB
AA
AA
IVUS vsAngiografia
Convencional
BB
BB
AA
IVUS vsAngiografia
Convencional
BB
BB
AA
IVUS vsAngiografia
Convencional
AA
BB
BB
IVUS vsAngiografia
Convencional
AA
BB
BB
Ultrassonografia 3D e 4D
•Transdutores
–Varredura Espacial –Aquisição de Múltiplos
Cortes
•Transdutores
–Varredura Espacial –Aquisição de Múltiplos
Cortes
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