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ultrasonido
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Ctedra: Tecnologa de las Imgenes III
Ultrasonidos: Doppler
Docente:
Bioing. Gustavo Bizai
2 Cuatrimestre de 2015
Temas a desarrollar
Fundamentos de US 2
OBJETIVOS:
Estudiar las caractersticas principales y mtodo de obtencin de imgenes por Doppler.
Conocer los modos de trabajo Doppler: continuo y pulsado
Conocer el equipamiento disponible.
Indicaciones, ventajas y desventajas de esta modalidad de imagen
AGENDA:
Efecto Doppler: bases fsicas del fenmeno
Antecedentes histricos
3 Fundamentos de US
En 1842, Johann Christian Doppler (1803-1853) llev a cabo un interesante experimento para probar una novedosa teora que plasm en su obra Acerca del Color de la Luz de Estrellas Dobles y Ciertas Otras Estrellas del Universo.
Trabaj con rad. EM (luz) y estudi el movimiento de las estrellas.
Gracias a este trabajo otros
investigadores pudieron demostrar
muchos aos mas tarde, entre otras
cosas, la teora de la expansin del
universo -Teora del Big-Bang
Usos del efecto Doppler
1. En Astronoma se utiliza para observar y medir los movimientos de estrellas. De su utilizacin result la teora de expansin del universo.
2. Utilizando ondas electromagnticas se construyen radares Doppler para uso en Servicios Meteorolgicos, para el seguimiento de tornados y huracanes.
3. La Polica de trnsito utiliza los Radares Doppler para detectar excesos de velocidad de automovilistas.
4. El uso de instrumentos Doppler en la industria para la medicin de fluidos.
5. En aplicaciones mdicas, como ya es conocido, se aplica en sistemas de diagnstico por ultrasonidos para la evaluacin de velocidades de flujos sanguneos.
Fundamentos de DO 4
El efecto Doppler: Bases Fsicas
5 Fundamentos de US
Hemos visto que en ecografa, la onda de ultrasonido: cambia la velocidad de propagacin c en funcin del medio donde se est transmitiendo; pierde amplitud (intensidad) por absorcin (friccin de las molculas del medio), difraccin (reflectores de dimetro < ); Refraccin (desvo del haz por ley de Snell), reflexin (segn Coeficiente de Atenuacin R); PERO EN ESCENARIOS ESTATICOS, NO CAMBIA la FRECUENCIA de la ONDA !!
Recordar: = c/f [mm]
El efecto Doppler: Bases Fsicas
6 Fundamentos de US
Si multiplicamos miembro a miembro por t, la ecuacin queda: = c/f = c . t / f . t = d / f . t donde d es la distancia recorrida en el tiempo t f . t es la cantidad de ciclos u oscilaciones en esa distancia d
d
TRES SITUACIONES:
(a) Fuente y superficie reflectora se mantienen estticas, por lo tanto, la distancia entre ellas no vara durante el tiempo t.
(b) durante el tiempo t, la distancia entre ambas disminuye(sea por movimiento de la fuente o de la superficie reflectora)
(c) durante t, la distancia entre ambas aumenta, tambin por movimiento de cualquiera de las dos.
Fundamentos de DO 7
El efecto Doppler: Bases Fsicas
8 Fundamentos de US
Caso a) d y d son iguales porque no se a producido variacin de distancia durante el tiempo t, resulta que ambas longitudes de onda son iguales, el nmero de oscilaciones emitidas durante el tiempo t ( fe . t) es igual al nmero de oscilaciones reflejadas( fr . t) durante ese mismo tiempo. REFLECTOR ESTATICO no cambia fr
El efecto Doppler: Bases Fsicas
9 Fundamentos de US
Caso b) durante el tiempo t, la SR se aproxima a la fuente y por lo tanto disminuye la distancia d y por lo tanto d > d, por lo que e > r y como la frecuencia de onda es inversamente proporcional a la longitud de onda (ecuacin 2), resulta que fe < fr. REFLECTOR ACERCANDOSE al Receptor: AUMENTA fr
El efecto Doppler: Bases Fsicas
10 Fundamentos de US
Caso c) durante el tiempo t, la SR se aleja de la fuente y por lo tanto aumenta la distancia d y por lo tanto d < d, por lo que e > r y como la frecuencia de onda es inversamente proporcional a la longitud de onda (ecuacin 2), resulta que fr < fe. REFLECTOR ALEJANDOSE al Receptor: DISMINUYE fr
Fundamentos de DO 11
El efecto Doppler: Bases Fsicas
Se entiende por Frecuencia Doppler a la diferencia entre la frecuencia de la onda recibida y la onda emitida y se expresa:
Efecto Doppler en ultrasonografa mdica
El movimiento relativo necesario para el efecto Doppler se da por el desplazamiento de las clulas sanguneas (CS).
Alrededor del 40% del volumen sanguneo son clulas y a dicho porcentaje se lo denomina Hematocrito. Los Eritrocitos constituyen el 99% del Hematocrito y son las clulas dominantes en la circulacin sangunea.
Fundamentos de DO 12
Fundamentos de DO 13
Fundamentos de DO 14
Fundamentos de DO 15
Doppler Continuo (CWD)
2 cristales; 1 EMITE CONTINUAMENTE + 1 RECIBE CONTINUAMENTE
Detector de latido fetal y doppler vascular: SALIDA AUDIBLE. Transductor tipo lpiz
Doppler ESPECTRAL
Steering CWD: phase array que muestra sobre modo B congelado, una lnea recta y la marca de la zona de solapamiento
Fundamentos de DO 16
Diagrama en Bloques Doppler Continuo
Fundamentos de DO 17
Doppler Continuo. Anlisis Espectral
Fundamentos de DO 18
Fundamentos de DO 19
Doppler Continuo. Anlisis Espectral
Fundamentos de DO 20
Doppler Continuo. Anlisis Espectral
Doppler Pulsado (PWD)
Fundamentos de DO 21
1 cristal; EMITE a una FRP y lee similar modo A
pinta en colores las velocidades de flujo, sobre modo B congelado
Diagrama en Bloques Doppler Pulsado
Fundamentos de DO 22
Fundamentos de DO 23
Comparacin Pulsado - Continuo
Fundamentos de DO 24
Fundamentos de DO 25
Modo Triplex
Fundamentos de DO 26
Modo B Modo CDI Modo PWD