67
Ultrazvuk u hirurgiji U N I V E R Z I T E T U N O V O M SADU P O LJ O P R I V R E D N I F A K U L T E T D E P A R T M A N Z A V E T E R I N A R S K U M E D I C I N U

U N I V E R Z I T E T U N O V O M S A D U P O LJ O P R I V .... Ultrazvuk u hirurgiji.pdf · – Atenuacija je direktno proporcionalna frekvenciji. Cilj UltrazvučnogSistema • Krajnji

  • Upload
    others

  • View
    2

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Ultrazvuk u hirurgiji

U N I V E R Z I T E T U N O V O M S A D U P O LJ O P R I V R E D N I F A K U L T E T

D E P A R T M A N Z A V E T E R I N A R S K U M E D I C I N U

Zvuk ?•Zvuk je mehanički, longitdinalni talas koji se proteže pravolinijski.

•Za prostiranje zvuka potrebna je materijalna sredina (vazduh, voda i sl.)

Šta je ultrazvuk ?

•Ultrazvuk je mehanički, longitudinalni talas sa frekvencijom iznad gornje granice čujnosti ljudskog uva koja iznosi 20.000 Herca tj 20 kHz.

•U medicinske svrhe koriste se frekvencije 2MHz do 16MHz.

OSNOVI FIZIKE ULTRAZVUKAAmplituda

oscilacija/sec = frekvencija – označava se Hercima (Hz)

Kako nastaje ultrazvuk?

Produkuje se propuštajući električnu energiju kroz piezoelektrične kristale.

Konstrukcija sonde

Vlas kose

Pojedinačni kristal

Uvećani izgled unutrašnjosti sonde

Piezoelektrični materijali

• Kada se kristal sa piezoelektričnim svojstvom postavi u električno polje on počinje da se širi i skuplja produkujući na taj način ultrazvuk.

• Prirodni kristal sa ovim efektom - kvarc

• Sintetički- Olovo cirkonat titanat (PZT)

Stvaranje ultrazvuka• U sondi se nalaze piezoelektrični elementi

koji proizvode pulsne talase ultrezvuka ( emitovanje vrše samo samo 1% vremena, ostatak vremena osluškuju eho).

• Ovi elementi konvertuju el energiju u ultrazvuk.

Eho

• Ultrazvuk koji se odbije od tkiva i vrati do sonde naziva se eho. Pizoelektrični kristali “hvataju” eho i pretvaraju ga u impulse električne energije.

• Električni siglal se dalje obrađuje u procesoru.

Piezoelektrični kristali

• Debljina ovih kristala određuje frekvenciju ultrazvuka.

Niska Frekvencija3 MHz

Visoka Frekvencija10 MHz

Delovi ultrazvučnog uređaja

• Sonda• Kućište

Frekvencija vs. Rezolucija

• Od visine frekvencije zavisi i kvalitet slike ultrazvuka– Viša frekvencija, kvalitetnija rezolucija– Niža frekvencija, slabija rezolucija

Frekvencija vs. Rezolucija

• 12 MHz sonda ima veoma dobru rezoluciju ali je penetracija u tkivo znatno slabija.

• 3 MHz sonda daje ultrazvuk koji prodire duboko u tkivo, ali je rezolucija slabija.

Dizajn sondi

Veličina, dizajn, Frekvencija zavise od namene sonde.

Tipovi sondi

• Mehaničke– Oscilatorne – rotirajuće

• Elektronske– Sektorske (pregled abdomena)– Linearne (pregled površinskih struktura)

Tipovi sondi

• Elektronske sondeSektorske sonde

• – kristali su postavljeni paralelno ili u koncentričnim prstenovima

• – Kontaktna površina sonde je zaobljena• – slika na ekranu je isečak kruga pLinearne sonde• – kristali su postavljeni paralelni• –Kontaktna poršina sonde je ravna• – Slika na ekranu je u obliku praugaonika

Opseg frekvencija sonde

• Sonde uglavnom imaju nekoliko frekvencijskih režima

• 2.5 MHz .................abdomen duboko• 3.5MHz ..................abdomen opšta namena• 5.0 MHz..................krvni sudovi• 7.5 MHz..................tetive• 10.0 MHz ................ površinske vene

Produkovanje slike na ekranu

Električni signal se pretvara tačke na ekranu.

• Osvetljenost tačaka je proporcionalna jačini eha koji se vratio iz tkiva

• Lokalizacija tačaka na ekranu se određuje na osnovu vremena potrebnog da se eho vrati do sonde. Brzina ultrazvuka u tkivu je uglavnom ujednačena i iznosi 1540 m/s

Udaljenost = BrzinaVreme

Profil ultrazvučnog talasa• Ultrazvuk iz sonde izlazi u vidu sekača.– Približno 1 mm debljine

• Slika na ekranu je “2D”– Topografski presek

1mm

ekran

sonda

tkivo

CPU

Produkovanje slike

• B – mod (brightnes) • M – mod (motion)• D – mod (dopler)

• B –mod topografski pregled

• M – mod, analiza rada organa (srce)

• Doplerov mod – analiza funkcionalnog stanja protoka krvi

• Akustička impedansa (AI) zavisi od gustine materijala kroz koje se prostire zvuk.

- Veća impendansa – gušći materijal

• Refleksija se dešava na granici dva tkiva sa različitom AI• Veća razlika AI – veća refleksija signala• Refleksija se dešava u oba smera

Medium 1 Medium 2 Medium 3Tran

sduc

er

Interakcija ultrazvuka sa tkivom

Interakcija Ultrazvuka sa tkivom

• Refleksija– Ultrazvučni talas se odbija od tkiva i vraća do

sonde. Nivo refleksije zavisi od razlike AI. – Slika na ekranu se formira od reflektovanog eha

sonda

Refrakcija

Ulazni talas

Reflektovani talas refrakcija

Ugao ulaznog talase = ugao reflektovanog talasa

Odbijeni i rasuti eho

Transmisija– Jedan deo ultrazvučnog talasa se probija do dubljih

tkiva. – Ovi talasi će da budu reflektovani od dubljih

struktura.

sonda

Interakcija Ultrazvuka sa tkivom

Atenuacija - slabljenje– Kako putuje kroz tkivo ultrazvučni talas gubi

energiju kombinacijom tri procesa: refleksija, apsorpcija, refrakcija,

– Pluća, kost, mišići, meka tkiva, krv, voda

Interakcija Ultrazvuka sa tkivom

Atenuacija i Pojačanje (gain)• Ultrazvuk se atenuiše – slabi prolazeći kroz

tkivo• Tako ako imamo dve identične strkture

koje su na različitim dubinama, do njih stiže različita količina uz talasa, pa dublja struktura daje slabiji eho, što se kompenzuje u procesoru.

• Više tkiva – veće slabljenje• Kompenzuje se podešavajući pojačanje

(gain na) dubinu– near field / far field

Pojačanje - Gain

• Kontrola pojačanja– Menja se samo sposobnost prijema signala– Ne menja se izlazna snaga – Gain se podešava ručno prilikom pregleda

• Povećanje pojačanja (gain) = svetlija slika• Smanjenje pojačanja (gain) = tamnija slika

Balansiranje Gain-a• Podešavanje Gain-a je važno za

dobijanje kvalitetne slike.

balansirano

Loša vidljivost polja blizu Loša vidljivost polja daleko

Reflektovani Eho

• Jaka refleksija = bele tačke na ekranuDijaragma, tetive, kosti

‘Hiperehogeno’

Slabija refleksija = Sive tačke na ekranu

– Većina solidnih organa,

– ‘izoehogeno’

Reflektovani Eho

Reflektovani Eho

• Bez refleksije = Crne tačke na ekranu– Ciste ispunjene tečnošću, urin, krv ‘Hipoehogeno’

UNIVERZITET U NOVOM SADU – UNIVERSITY OF NOVI SAD

POLJOPRIVREDNI FAKULTET – FACULTY OF AGRICULTURE DEPARTMAN ZA VETERINARSKU MEDICINU - DEPARTMENT OF VETERINARY MEDICINE

21000 NOVI SAD, Trg Dositeja Obradovića 8 Tel./fax: +381 (021) 459-978, 453-900 E-mail: [email protected]

PIB: 100239025 , Žiro: 840-1736666-97

Hirugija, ortopedija i oftalmologija / Surgery, orthopaedy and ophtalmology Br./No: Datum/Date: 15.10.2012.

IZVEŠTAJ O ULTRAZVUČNOM PREGLEDU

PODACI O VLASNIKU: PIK Bečej PODACI O ŽIVOTINJI: Krava starosti 3 godine, HF rase, steona 20 nedelja ANAMNEZA: Primećen otok u predelu tarzalnog zgloba leve noge kao ihromost visokog stepena. Proces po kazivanju osoblja traje 10-15 dana. KLINIČKI PREGLED: Vrednosti trijasa u granicama normalnim za navedenu vrstu, rasu i starost. Pacijent je osrednje osteomuskulaturne građe, bez osobenosti u pogledu ponašanja, habitusa. Prisutna hromost visokog stepena na zadnjoj levoj nozi. ULTRAZVUČNI NALAZ: Pregled izvršen linearnom sondom 8 MHz. Uočeno prisustvo izehogenog sadržaja u ekstendiranoj zglobnoj čauri kao i prisustvo tzv. fenomena pretakanja (eng. "flow fenomena"). Zglobna čaura kompaktna, obrisi kostiju tarzalnog zgloba kontinuirani sa naglašenom hiperehogenosti zglobnih površina. Tetive i tetivne ovojnice od m. gastrocenmius-a, ekstenzorra i fleksora prsta b.o. Kolateralni ligamenti tarzalnog zgloba b.o. DIJAGNOZA: Arthritis tarsi acuta sinister NAPOMENA: u prilogu fotografije Doc. dr Bojan Toholj, dipl. vet __________________________

Šta određuje dubinu prodiranja ultrazvuka?

• FREKVENCIJA sonde– VIŠA frekvencija, MANJA prodornost– NIŽA frekvencija, DUBLJE prodiranje – Atenuacija je direktno proporcionalna

frekvenciji

Cilj Ultrazvučnog Sistema

• Krajnji cilj obrade sike kod ultrazvučnogsistema je da napravi što verniju slikunormalnog tkiva i da promenjeno ilinovostvoreno tkivo prikaže drugačije.

Ostvarivanje ovog cilja zavisi od većeg broja faktora...

• Mogućnost rezolucije sistema zavisi od– aksijalne/lateralne rezolucije– prostorne rezolucije– kontrasta rezolucije– vremenske rezolucije

• Sposobnosti procesovanja i obrade podataka– Sposobnost sistema da prihvati, obradi i

prezentuje podatke

Tipovi Rezolucije• Aksijalna Rezolucija

– Definiše koliko je najmanje rastojanje između dva objekta a da se oni još uvek vide kao dva razdvojena

– Frekvencija (talasna dužina) direktno utiče na rezoluciju

Tipovi Rezolucije

• Lateralna Rezolucija– Mogućnost radvajanja dva objekta koja s

postavljena perpendikularno na osu prostiranja ultrazvuka.

– Širina talasa utiče na lateralnu rezoluciju

Tipovi Rezolucije• Prostorna rezolucija

– Zove se još i rezolucija detalja– Kombinacija aksijalne i lateralne

rezolucije.– Označava moć razdvajanja dvaju

objekata.– U savremenim UZ sistemimia je manja

od 1 mm.

Tipovi Rezolucije

• Temporalna (vremenska) Rezolucija– Mogućnost tačne lokalizacije pokretnih

struktura u jedinici vremena– Čest se naziva frame rate

Tipovi Rezolucije

• Kontrastna Rezolucija– Mogućnost razdvajanja dva različita

objekta sličnih ehogenih svojstava

ARTEFAKTI

• Artefakte možemo definisati kao “odjeke” na ekranu koji ne daju realnu sliku tikiva

• Akustična senka• Akustično pojačanje

Akustična senka• Slabljenje ili totalno gubljenje eha ispod

struktura sa jakom refleksijom (kost, kalcifikacije, tumorozna masa velike gustine.

Akustično pojačanje

• Pojačani eho sa struktura koje se nalaze ispod neke hipoehogene mase (vodena cista).

• Procesor očekuje kontinuirano slabljenje signala pa vrši kompenzaciju podjednako kao i za druge delove slike

Primena Ultrazvuka

Alatka za vizuelizaciju:

Nerava, mekih tkiva

Krvnih sudova - pozicija, veličina, punjenost

Ultrazvučno navođenje pri pristpu venama, blokadi nerava, punkciji i sl. (real time imaging)

Epidermis

Rastresito vezivno tkivo i potkožno masno tkivo se hipoehogeni

Fascija mišića

Fascije mišićnih snopova

Kost

Koža, potkožno tkivo

Transverzalni sken – Jugularna Vena i a.carr. com.

Opšte napomene

• Potrebno je ukloniti dlaku sa predela tela na koji prislanjamo sondu prilikom pregleda

• Koža se premazuje sa trandjuserskim gelom koji istiskuje vazduh između sonde i tkiva

Najčešće primene ultrazvuka u veterinarskoj medicini

• Pregled tetiva konja• Pregled abdomena malih životinja• Pregled ženskih polnih organa

Pregled tetiva i ligamenata kod konja

• Ruptura, parcijalna, totalna• Istegnuće tetiva• Inflamacija• Okoštavanje .........• Zglobna kapsula

Ultrazvučni pregled abdomena malih životinja

• Jetra, želudac, pankreas, creva, bubrezi, ureteri, mokraćna bešika.

• Normalna jetra • Jetra sa cistom u parenhimu