جمعه, 17 آبان 1392 ساعت 07:32

پایه ی تصویر برداری اولتراسوند

نوشته شده توسط
این مورد را ارزیابی کنید
(0 رای‌ها)

 

مقدمه

اولتراسوند برای یک قرن است که برای تصویر برداری از بدن انسان استفاده میشود.یک نورولوژیست اتریشی اولین بار از این امواج برایعکس برداری از مغز استفاده کرد.امروزه اولتراسوند یکی از گسترده ترین روش های عکس برداری در پزشکی است.این دستگاه قابلیت جابه جایی دارد،خطر تابش امواج ندارد،قیمت ارزانتری دارد. این امواج در مقایسه با دیگر دستگاه ها ومدالیته ها مانند مغناطیس و رزونانس بهتر است.این دستگاه میتواند یک دید آناتومیک به ما بدهد.تصویر به صورت سریع و آنلاین به ما داده میشود.

 

پایه ی مد(ب)

پایه ی مد (ب) همانند آنچه که در دهه های گذشته بوده است وجود دارد.شامل فرستادن پالس کوچکی از ترانسدیوسر به بدن است.وقتی امواج اولتراسوند به بافت های مختلف که دارای امپدانس متفاوتی هستند برخورد میکند،بعضی از آنها به ترانسدیوسر بازمیگردند.دیگر امواج به عمق بافت نفوذ میکنند.سیگنال های بازگشتی پردازش میشوند.ترانسدیوسر به عنوان بلند گو(صدای امواج را درک میکند)و به عنوان میکروفون(امواج را دریافت میکند).امواج اولتراسوند در حقیقت کوتاه هستند ولی در یک مسیر مستقیم میتوانند" بیم" با نور تولید کنند. اولتراسوند در مسیر نور انتشار می یابد.پس از برخورد به بافت بدن فقط دسته ی کوچکی از امواج بازگردانده میشوند در حالی که بقیه پالس ها به بخش های عمقی میروند.

 

نسل اولتراسوند پالسی

ترانسدیوسر یا پروب شامل کریستال های پیزوالکتریک است ودر پاسخ به جریان الکتریکی به ارتعاش در می آیند.اثر پیزوالکتریک برای اولین بار در سال 1180وقتی افرادی تکه ای از کوارتز را تحت جریان الکتریکی به ارتعاش در آوردند.در اثر این ارتعاش با فرکانس شروع به نوسان کردند.

 

طول موج وفرکانس اولتراسوند

امواجی که فرکانس بالایی دارند طول موج کوتاهی دارند.این امواج بالاتر حد شنوایی انسان است(20<کیلوهرتز).انتخاب ترانسدیوسر یک فاتور مهم جهت دستیابی به قدرت تفکیک است.فرکانس های بالا قدرت تفکیک بالاتری دارند.هرچه طول امواج افزایش می یابد،میتوان بین دو ساختار (فرکانس بالا و طول موج بالا)تفاوت قائل شد.اگرچه فرکانس های بالا قدرت بیشتری برای طی مسیر دارند.تصاویر حاصل از فرکانس های کوتاه قدرت تفکیک کمتری دارند(شکل2.1).به همین دلیل بهتر است از امواج با فرکانس های بالا(10-15 مگا هرتز)استفاده کنیم.

پالس اولتراسوند از دو یا سه سیکل فرکانسی تشکیل شده(شکل2.3)."پی آر اف" تعداد پالس هایی که در هر ثانیه از ترانسدیوسر فرستاده میشود.امواج اولتراسوند باید در یک زمان مناسبی قبل از اینکه پالس بعدی فرستاده شود،به برخورد کند و بازگردد.بازه ی "پی آر اف" بین 1تا10کیلو هرتز است. ترانسدیوسر فراصوتی، بگونه یک چشمه فراصوت کارکرده و امواج فراصوتی را گسیل می کند .این امواج در آغاز بگونه ای موازی راهی را می پیماید و سپس واگرا شده و از یکدیگر دور میشوند. بنابراین دو ناحیه بوجود می آید: یکی میدان نزدیک و دیگری میدان دور . در میدان نزدیک امواج فراصوتی پرتوهایی یکنواخت و موازی هستند و پهنه برش پرتو یا نیم رخ بانداره رویه ترانسدیوسر است .
ناحیه گذری مرز میان میدان نزدیک و میدان دور است. باید گوشزد کرد که در میدان نزدیک بیشترین تعداد انترفرانس - بنابراین نا یکنواختی شدت فراصوت - دیده می شود در حالیکه در ناحیه میدان دور سطوح جبهه های موج موازی هستند . در این ناحیه انترفرانس کمتر و یکنواختی شدت انرژی فراصوتی بیشتر است .
بعلت اینکه میدان نزدیک باریکترین مرزهای موازی را برای پرتو فراصوتی دارد در این ناحیه بهترین جداسازی کناری یا عمود بر محور بدست می آید. پس قطر پرتوها روی جداسازی(رزولوشن) کناری اثر می گذارد: یعنی هر چه قطر ترانسدیوسر کوچکتر باشد توان جداسازی کناری بیشتر است، در ضمن ژرفایی که از آن نگاره می گیریم کوچکتر می شود. این برابری اگر کاهش یابد بسامد افزایش یافته و شدت پرتوی که باید به یک ژرفای خاصی برسد کاهش می یابد. برای رسیدن به هدف افزایش ،می توانیم بدون تغییر بسامد و یا قطر ترانسدیوسر قطر پرتوها را کاهش دهیم.در این کار از کانونی کردن کمک گرفته می شود.

کانونی کردن الکترونیکی

در این روش با بکارگیری زمان تاخیر، می توان امواج را بگونه ای همزمان از شماری از کریستالها گسیل داشت. در این کار، امواج گرد هم آمده، سپس بازتابهای دریافتی بوسیله دستگاهی بنام تقویت کننده با هم یکی شده و بازتابهای دریافتی را بوجود می‌ آورند. برتری این دستگاه این است که می توان جایگاه نقطه ای که امواج روی آن کانونی می شود را تغییر داد و امواج را روی نقطه ای دیگر کانونی کرد.

 

اولتراسوند-برخورد بافتی

وقتی امواج به بافت میرسند،به بخش های عمیق نفوذ میکنند و به صورت تغییر شکل یافته یا گرما به ترانسدیوسر بازمیگردند.برای اهداف تصویر برداری بیشتر علاقه مند به باز گشت امواج به ترانسدیوسر هستیم.تعدادامواج بازگشتی بعد از برخورد به بافت،با امپدانس بافتی اندازه گیری میشود.

شکل 2.4=هوا کمترین امپدانس را دارد.اندام های با چگالی بالا مثل استخوان چگالی بیشتری دارند.وقتی دو بافت امپدانس مشابه دارند،هیچ امواجی بازنمیگردند.بافت هایی که امپدانس کمتری دارند،امواج ضعیف تری را میفرستند.اگر دو بافت اختلاف امپدانس داشته باشند،امواج قدرتمندی از آن ها بازگردانده میشود.

 

به دليل وجود اختلاف در سرعت انتشار امواج، در پوست و هوا تقريبا تمامي انرژي صوت بازتاب مي‌يابد. بنابراين، مي‌بايست در فاصله ترانسديوسر و پوست هيچ‌گونه خلا وجود نداشته باشد. براي برطرف كردن اين مشكل مي توان از ژل استفاده كرد كه واسط مناسبي براي ترانسديوسر و پوست بدن است..
‌ زماني كه امواج صوت به جسمي سخت مانند استخوان، تركيبات كلسيمي، سنگ و . . . برخورد مي كند، به دليل اختلاف نسوج تقريبا تمامي انرژي موج ارسالي منعكس مي‌شود ، بدين ترتيب در پشت نسوج شديدا سايه ايجاد مي‌شود.
‌بهترين اكو زماني حاصل مي شود كه امواج صوتي عمود انحراف بر شي بتابد، كه در اين حالت بيشترين بازتاب را خواهيم داشت.
پراكندگي امواج، به خصوص در زمان برخورد با سيالات خون  هيچ بازگشتي نخواهد داشت، به همين دليل رگ ها در تصاوير اولتراسوند سياهرنگ نمايش داده مي‌شوند.
‌ امواج صوتي، در برخي از اعضاي بدن كه در عمق بيشتري قرار دارند، بازتاب ضعيف تري خواهند داشت. زيرا امواج در حين عبور از لايه ها و نسوج بدن تضعيف مي‌شوند.
 عمق نفوذ و كيفيت تصوير بستگي به فركانس موج صوتي دارد.

 

آخرین یافته ها در مد(ب)

در این روش به جای این که دامنه امواج نشان دهنده بازتابهای برگشتی باشد، می توان یک سری نقطه در راستای محور دید به وجود آورد که هر نقطه، روشنایی متناسب با دامنه امواج بازتابشی داشته باشد.مانند اسکن دامنه در این حالت نیز تنها یک راستای بخصوصی دیده می شود.
داده هایی که با دستگاه بازتابشی تک موجی گردآوری می شود ؛یکی داده هایی درباره فاصله و دیگری درباره دامنه بازتاب است. از آمیختن این داده ها نگاره ای روی سطح اسیلوسکوپ به گونه اسکن دامنه به دست    می آید. در اسکن دامنه و اسکن روشنایی، داده های به دست آمده تنها در راستای یک خط هستند. اسکن روشنایی پایه ساخت اسکن روشنایی دو بعدی و روشهای نگاره برداری دیگر است. می توان ترانسدیوسر فراصوتی را روی یک جاروبگر یا اسکنر مکانیکی که دارای حرکت دو بعدی است جا داد. این دستگاه میتواند راستا و جایگاه یک اسکن روشنایی را در هر وضعیتی به دست دهد.

نتیجه

مناسب بودن قیمت،قابلیت جابه جایی،بی خطر بودن و کیفیت عکس و قدرت تفکیک ویژگی هایی هستند که باعث شده از اولتراسوند استفاده کنیم. یکی از روشها کاربرد تشخیصی امواج فراصوت است. در کاربرد امواج الکترومغناطیسی رونتگن از نفوذپذیری آن و همچنین اختلاف جذب پرتو در برخوردش با اتمهای سر راه سود برده می شود درحالی که ویژگی بازتاب امواج مکانیکی فراصوت در برخورد با مرز مشترک بافتها به کار گرفته می شود.

 

خواندن 2434 دفعه
محتوای بیشتر در این بخش: « ونوسکوپ (Venoscope) اتوکلاو »
برای ارسال نظر وارد سایت شوید