Us Principi Di Funzionamento e Prospettive Diagnostiche PDF

7/23/2019 Us Principi Di Funzionamento e Prospettive Diagnostiche PDF

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Chieti, 29 Aprile 2011CONVEGNO A.N.T.A.B.

ECOGRAFIA

PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO E

PROSPETTIVE DIAGNOSTICHE

RIVENDITORE

AUTORIZZATOS.I.D.EM. S.p.A. – Prodotti Elettromedicali -

www.sidemspa.com

Manlio Flora – S.I.D.EM. S.p.A.



Chieti, 29 Aprile 2011

ECOGRAFIA : PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO E PROSPETTIVE

DIAGNOSTICHE

• PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO

• TIPOLOGIA

• STATO DELL’ ARTE

CONVEGNO A.N.T.A.B.



L’ ECOGRAFIA• L'ecografia è una tecnica diagnostica che si

serve degli ultrasuoni. Questi ultimi possono

essere utilizzati nell'esecuzione di un'ecografiasemplice, oppure abbinati ad una TC per

ottenere immagini di sezioni corporee (TC-

Ecotomografia), oppure ancora per acquisire

informazioni ed immagini del flusso sanguigno(Ecocolrdoppler )



CENNI DI TEORIA DEGLI

ULTRASUONI



Fisica degli ultrasuoni

• La velocità con cui si

propagano le vibrazioni

US in un mezzo diverso

dal tessuto molle dipende

dalle caratteristiche

meccaniche del mezzo

c ≈ Z

Z= impedenza acustica delmezzo

• + Rigido = +velocità

Material Speed (m/s) Speed

(mm/ms)

Air 330 m/s .33 mm/ms

Lung 500 m/s 0.50 mm/ms

Fat 1450 m/s 1.45 mm/ms

Brain 1520 m/s 1.52 mm/ms

Muscle 1580 m/s 1.58 mm/ms

Liver 1550 m/s 1.55 mm/ms

Kidney 1560 m/s 1.56 mm/ms

Soft

Tissue

1540 m/s 1.54 mm/ms

Bone 4000 m/s 4.00 mm/ms



• La trasmissione degli ultrasuoni avviene persuccessive compressioni e rarefazioni del

mezzo, senza spostamento di materia

Velocita’=frequenza x lunghezza d’onda




• Nel mezzoomogeneo:

– propagazione

• Nel passaggio tra

mezzi di differente

densita’: – riflessione

– rifrazione

Mezzo B

Mezzo A




La profondita’ alla quale

viene

riflesso un eco é

proporzionale altempo impiegato dal

suono a tornare indietro

Alta profondita’

tempo maggiore

Bassa profondita’

tempo minore





• Un fascio US è

caratterizzato da due

regioni : – Campo vicino

– Campo lontano

• L’immagine è “a fuoco”

alla fine del campo

vicino!




• L’onda ultrasonora è

caratterizzata anche dalla

sua risoluzione spaziale: – Risoluzione assiale

• Lunghezza dell’impulso

• Frequenza

– Risoluzione laterale

• Focalizzazione

– Risoluzione nel piano di

elevazione

• Focalizzazione azimutale



Fisica degli ultrasuoni• Sonde 1.5




• La formazione di

un’onda ultrasonora per

ecografia avvieneattraverso l’utilizzo di un

trasduttore

– Elettrodi

– Elementi piezoelettrici – Lente



TRASDUTTORI



TRASDUTTORI

• I Trasduttori sono

dispositivi che

convertono impulsi

elettrici in impulsi

meccanici eviceversa

Vengono usati i cristalli diquarzo, che hanno proprieta’

piezoelettriche

La lunghezza d’onda degli ultrasuoni emessi é

proprzionale alle dimensioni fisiche del cristallo



TRASDUTTORI

• BASSA

FREQUENZA

• ALTA

FREQUENZA

PENETRAZIONE

RISOLUZIONE

VELOCITA’ DOPPLER

Idoneo per pazienti adulti

e per doppler.Idoneo per uso pediatrico



Linear array

Phased array Convex array

Meccanica

TRASDUTTORI



TRASDUTTORI

• Scansione del fascio

meccanica

• focalizzazione intrasmissione con

lente

Meccanico

Phased Array

Scansione del fascio elettronica

focalizzazione elettronica in

trasmissione

focalizzazione elettronica inricezione



TRASDUTTORI



TRASDUTTORI

• Vantaggi del Phased Array:

– nessuna parte in movimento

– maggior velocita’ di scansione

– possibilita’ di combinare M-

Mode, 2D, Doppler e Color

– focalizzazione dinamica

– fascio di U.S. piu’ sottile – maggior risoluzione laterale



PHASED ARRAY

•Lo spostamento del fascio di ultrasuoni avviene eccitando in

sequenza i singoli cristalli

•Il ritardo tra l’eccitazione di un cristallo e il successivo determina

l’angolo di emissione del fascio



PHASED ARRAY

• La focalizzazione avviene eccitando i

cristalli in sequenza

• La focalizzazione e lo spostamento delfascio di ultrasuoni possono avvenire in

contemporanea



M-MODE (Monodimensionale)

• Rappresentazione degli echi di ritorno

disposti su una linea verticale.

• La luminosita’ del punto e’proporzionale all’intensita’ dell’eco

ricevuto.

• La profondita’ e’ proporzionale al tempotrascorso dalla trasmissione.



M-MODE



2D (Bidimensionale)

• LineareSettoriale

Usata in Cardiologia Vascolare e ginecologica



B-MODE o 2D



EFFETTO DOPPLER

Sorgente sonora ferma: frequenza costante

Sorgente sonora in avvicinamento: frequenza aumentata

Sorgente sonora in allontanamento: frequenza diminuita



EFFETTO DOPPLER

• La velocita’(v) del corpo in movimento é

data dalla frequenza doppler (f D – doppler

shift) moltiplicata per la velocita’ del

suono nel mezzo (c) e diviso per il

doppio della frequenza trasmessa (f t)

cosf 2

cf D

t v

c

cosvf 2D

t f



DOPPLER CONTINUO (CW)

• Un cristallo trasmette

ed uno riceve incontinuo

• consente la misura diflussi elevati

T R



DOPPLER CONTINUO



DOPPLER PULSATO (PW)

• Il segnale vieneemesso in pacchetti

• consente di

delimitare la zona dimisura del flusso

(volume campione)

• non consente misuredi alte velocita’

O SA O



DOPPLER PULSATO• Viene misurato in un

punto chiamato Volume

Campione

• Il volume campione e’

posizionatodall’operatore nel punto

prescelto

• Non consente misure di

velocita’ elevate



DOPPLER Pulsato



COLOR DOPPLER • E’ un doppler pulsato

effettuato su tutti i punti

di un’area

• Il volume campione viene

spostato in continuzionesu tutti i punti di una linea

• le velocita’ vengonorappresentate con una

scala di colore



COLOR DOPPLER • Il rosso rappresenta un

flusso in movimento versola sonda, ed il blu un

flusso in allontanamento

dalla sonda.

• La scala di colore tipica e’

Rosso/Blu.

• Esistono altri tipi di scala

di colore per usi specifici

ROSSO

BLU



COLOR DOPPLER



• Tissue Harmonic Imaging (THI): agendo sul segnale armonico tissutale,

esclude selettivamente i segnali associati alle strutture superficiali come i

tessuti adiposi sottocutanei, alle costole, alle strutture protesiche,

riducendo gli artefatti (aria, noise elettronico, ecc) e gli echi spuri ed

aumentando la risoluzione e la risoluzione di contrasto

• Pulse Inversion Harmonic Imaging: utilizza una emissione a impulsi

multipli in tempo reale e la tecnica della cancellazione di fase per ottenere

maggiore larghezza di banda nelle modalità armoniche con ulteriori

miglioramenti nella risoluzione assiale e nella chiarezza complessiva dellestrutture.

Normal Pulse

Inverted Pulse

Normal Fundamental +

Harmonic

Inverted Fundamental +Harmonic

Cancellation Harmonic

ELABORAZIONE IMMAGINE



• SonoCT ® (by PHILIPS): e’ una tecnologia computerizzata che permette

lo steering del raggio ultrasonoro; i segnali ultrasonografici sono deviati

fuori asse, offrendo per ogni linea di scansione fino a nove angoli di

trasmissione (linee di vista) in tempo reale. La potente architetturad’elaborazione del segnale è utilizzata per la rappresentazione delle

immagini, catturate mediante lo steering elettronico, nella corretta

geometria di visualizzazione e aggiornare l’immagine composita in tempo

reale. La funzione SonoCT elimina gli artefatti intrinseci all’ecografia

tradizionale e rinforza le strutture anatomiche reali. Con la scansione da

angolature diverse, calcolate in maniera tale da produrre modelli didistribuzione del rumore indipendenti, si sopprimono gli artefatti da effetti

granulari, rumore, echi di disturbo, interruzioni e ombre di rifrazione, con

un rafforzamento delle strutture reali. Il risultato è una rappresentazione

più realistica del segnale con un miglior contrasto d’immagine e

risoluzione dei dettagli anatomici.




• Advanced XRES ® (by PHILIPS): tecnologia di visualizzazione che

permette una elaborazione adattativa dell’immagine eseguendo un analisi

dei modelli di rappresentazione e ridefinendo le immagini

ultrasonografiche in tempo reale. Questa analisi dei modelli avviene alivello di pixel. Il potente processore di immagini esamina i modelli

predominanti all’interno dei gruppo di pixel e “corregge” la presenza di

eventuali artefatti. Attraverso la messa in rilievo dei modelli e la

minimizzazione di effetti granulari, rumore, echi di disturbo, l’imaging

advanced XRES potenzia le caratteristiche diagnostiche portando margini

e bordi a un più alto livello di definizione. L’imaging advanced XRESconsiste in 350 milioni di calcoli per immagine, garantisce una

funzionalità in tempo reale in tutte le modalità di imaging.


TRASDUTTORI (da 1 a 17 MHz)




CLASSICI

• Settoriali / Phased Array

• Lineari

• Curvilinei/Convex/Microconvex

NON IMAGING

• Doppler continuo/pulsato

ENDOCAVITARI

• Transesofagei

• Endovaginali• Transrettali




SPECIALI

• 3D/4D a scansione meccanica

(convex e lineari)

• 3D a scansione elettronica

(TEE , settoriali)• Intraoperatori (settoriali /mini

lineari)

• Laparoscopiche




DOTAZIONE DI SONDE DI UN MODERNO

ECOCARDIOGRAFO “TOP DI GAMMA” – PHILIPS iE33




DOTAZIONE DI SONDE DI UN MODERNO

ECOGRAFO “TOP DI GAMMA” – PHILIPS iU22



STATO DELL’ ARTE

• Nuova tecnologia a cristalli Pure Wave

• La ricerca sviluppata da PHILIPS Ultrasound dal 1997 ha esplorato le possibili

applicazioni mediche di un nuovo tipo di piezocristalli che presenta proprieta’

elettromeccaniche notevolmente superiori a qualunque cristallo convenzionale ceramico di

tipo PZT.• Questi studi hanno portato all’introduzione sul mercato della tecnologia a cristalli

PureWave che consente efficenza e larghezza di banda decisamente migliori rispetto ai

materiali PZT tradizionali tutt’oggi in commercio.

• La tecnologia a cristalli PureWave abbinata alla tecnologia dei trasduttori avanzati

(eccezionale design di strati corrispondenti e materiali di rivestimento) preannuncia una

nuova generazione di qualita’ delle immagini 2D e 3D, colore e sensibilita’ Doppler CW/PW.

• Per creare l’effetto piezoelettrico globale, i materiali PZT sono sottoposti ad una procedura

di polarizzazione (applicazione di un campo elettrico esterno) per allineare i dipoli esterni

presenti all’interno dei materiali policristallini.

• Nei materiali PZT tradizionali, a causa delle limitazioni dei bordi irregolari dei cristalli,

solo una parte dei dipoli puo’ essere allineata per cui non tutti i dipoli contribuiscono alla

risposta acustica del materiale.

Pure wave tds

STATO DELL’ ARTE

http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/Ultrasuoni/IE%2033_Neo/iE33_trasduttori%20pure%20wave%20crystal_it.pdf







STATO DELL’ ARTESONDE 3D/4D A SCANSIONE MECCANICA ED

A SCANSIONE ELETTRONICA (A MATRICE)

Imaging vascolareImaging dei testicoli

Imaging della mammella

Imaging della tiroide

VL13-5 volumetrico lineare

http://localhost/var/www/apps/Desktop/3d%20ultrasound%20GI%202005.pdf





Prospettive diagnostiche

Modalità di applicazione degli ultrasuoni alla diagnostica• Eco di superficie: si usano sonde ad alta frequenza (7,5-15 MHz).

• Eco transrettale: usata per esaminare la prostata.

• Eco transvaginale: per esaminare utero, ovaie, vescica.

• Eco transuretrale: attraverso l'uretra, per esaminare prostata e vescica.

• Eco per-endoscopica: attraverso l'inserimento di un tubo endoscopico. Per esaminareorgani interni come esofago e stomaco.

• Eco intravascolare:all'interno dei vasi sanguigni, per studiarli.

• Eco endoscopia: consente di studiare la dissezione di un aneurisma dell'aorta toracica ed

anche di studiare il tumore dell'esofago.

• Eco intraoperatoria: vede il 95% delle metastasi al fegato prodotte dai tumori

dell'apparato digerente, soprattutto del pancreas endocrino.

• Ecocardiografia: per esaminare il cuore.

• Biopsia ecoguidata: l'ecografia, in questo caso, è uno strumento molto utile per localizzare

delle masse liquide o solide sospette e poterne eseguire dei prelievi tramite una siringa con

ago sottile.

• Ecocolordoppler



Prospettive diagnosticheLimiti dell'ecografia

• perizia dell'operatore

• interpretazione in tempo reale dell'esame

• artefatti di vario tipo

• ostacoli all'esecuzione come meteorismo (gas) intestinale, struttura del

paziente (tessuto adiposo in eccesso per esempio), strutture ossee.

Prospettive diagnostiche



Prospettive diagnosticheQuando viene usata l'ecografia?

INDAGINE INDICATA DI ROUTINE

• Attacco ischemico transitorio (TIA)• Tiroide: noduli, ingrandimento della stessa.

• Massa neoplastica dei tessuti molli.

• Cuore: ecocardiografia. Eseguita per: dolore toracico acuto sospetto di infarto del

miocardio, versamento pericardico, malattia valvolare sospetta od accertata (ecografia

trans-esofagea se accertata), peggioramento clinico dopo un infarto, ipertensione

arteriosa, sospetto di malattia del miocardio, cardiopatie congenite.• Vasi: dolore toracico per dissezione acuta o cronica dell'aorta (ecografia trans-toracica o

trans-esofagea), aneurisma dell'aorta addominale, sospetto di trombosi venosa profonda.

• Addome: dolori addominali acuti, sepsi addominale (febbre elevata di origine

sconosciuta con dolore addominale), metastasi epatiche di tumori insorti in altra sede

• Apparato urogenitale e surreni: insufficienza renale, sospetta colica dell'uretranfertilità.

• Mammella: sospetto di tumore.

• Traumi: trauma chiuso o da arma da taglio, trauma addominale con emorragia acuta

gastro-intestinale, lesioni focali epatiche.

• Tumori: parotide (ghiandola salivare), tiroide (anche nel follow-up postoperatorio),

fegato (tumori primitivo o metastasi di altri tumori), rene, prostata (eco transrettale),

testicolo, ovaio, utero.

http://www.my-personaltrainer.it/fisiologia/surreni.html

http://www.my-personaltrainer.it/fisiologia/surreni.html



• Ricerca di nuove tecnologie di costruzione dei

trasduttori : acquisizioni 3D / 4D• Software di elaborazione 3D

• Fusion Imaging

• Miniaturizzazione degli ecografi : POC

FUTURO….PROSSIMO VENTURO

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