ZOBRAZOVACÍ METODY / NEUROSONOLOGIE

Fyzikální principy ultrazvuku

  116 x  –  vloženo 16.10.2019 , poslední aktualizace 10.01.2020

Základní fyzikální vlastnosti ultrazvuku

  • ultrazvuk je akustické vlnění o frekvenci >20kHz
  • generátorem UZ pro medicínské aplikace je piezoelektrický krystal
    • sondy vysílají UZ impulzy a přijímají odražený signál (echo)
  • perioda je doba trvání jednoho kmitu a je tak úzce spjata s frekvencí – jedná se o její převrácenou hodnotu (perioda= 1/frekvence)
  • frekvence – počet period (kmitů) za sekundu, měřeno v hertzích (Hz) 
    • frekvence je nezávislá na prostředí
  • vlnová délka – popisuje délku vlny, neboli vzdálenost, kterou vlnění urazí za dobu jedné periody – délka jedné periody měřená v metrech / prostorová vzdálenost mezi dvěma body, které leží za sebou ve stejné fázi vlny
    • narozdíl od frekvence a periody není závislá jen na rychlosti kmitání částic prostředí, ale také na rychlosti šíření zvuku prostředím
Perioda
Vlnová délka
  • amplituda – popisuje velikost změn tlaku v nosném prostředí zvuku a vystihuje tak hlasitost zvuku. Je definována jako maximální rozdíl okamžité hodnoty tlaku v určitém bodě od průměrného tlaku prostředí
  • rychlost šíření je nezávislá na frekvenci a závisí na vlastnostech media
    • v měkkých tkáních je rychlost v průměru 1540m/s
  • intensita (W/cm2) = Výkon (Power,W) / Plocha (cm2)

Šíření ultrazvuku tkání

  Obsah dostupný pouze pro přihlášené předplatitele.

Dopplerův jev

  • popisuje změnu frekvence a vlnové délky přijímaného oproti vysílanému signálu, způsobenou nenulovou vzájemnou rychlostí vysílače a přijímače
    • frekvence se zvyšuje či snižuje  podle toho, zda se reflektor přibližuje či vzdaluje UZ vysílači
  • ∆F=2 x v x frekvence x cos α / rychlost šíření
  • frekvenční posun – rozdíl mezi vysílanou a odraženou frekvencí
Dopplerův jev

Pulsní (PW) a kontinuální (CW) doppler

  • CW (continual wave) – vysílá nepřetržitě UZ vlnění do vyšetřované oblasti a detekují frekvenčně posunutý signál. Z toho důvodu jejich sondy musejí obsahovat dva elektroakustické měniče – jeden vysílač a jeden přijímač. Vzorkovací objem je pevně dán překryvem ultrazvukového svazku vyzařovaného vysílačem a oblasti, z níž je přijímač schopen detekovat rozptýlené či odražené vlnění. Hlavní nevýhodou těchto systémů je právě existence tohoto relativně velkého pevně daného vzorkovacího objemu, která prakticky znemožňuje volit hloubku, ve které má být rychlost měřena.
  • PW (pulsed wave)  vysílají do vyšetřované oblasti krátké impulzy ultrazvukového vlnění. Volbou času, po který je signál detekován, lze měnit jak hloubku měření, tak i velikost vzorkovacího objemu.
    • doba mezi vysláním impulzu a začátkem příjmu určuje vzdálenost vzorkovacího objemu od sondy
    • doba, po kterou je signál přijímán, definuje velikost vzorkovacího objemu
    • pro vysílání i přijímání ultrazvukového vlnění stačí jediný elektroakustický měnič

PRF (Pulse Repetition Frequency)

  Obsah dostupný pouze pro přihlášené předplatitele.

Insonační úhel

  Obsah dostupný pouze pro přihlášené předplatitele.

Artefakty

  Obsah dostupný pouze pro přihlášené předplatitele.