ULTRASOUND_ hệ thống siêu âm

ULTRASOUND (SIÊU ÂM) Nguyễn Mai Chi –ĐTYS11 Contents  1, Tổng quan  2, Cơ sở - nguyên lí  3, Sơ đồ khối  4, Các thiết bị đo đạc  5, Các loại đầu dò  6, Các chế độ hiển thị 1, Tổng quan  Siêu âm sóng âm có tần số cao giới hạn âm nghe tai người    Siêu âm dùng nhiều lĩnh vực khác Siêu âm xác định ANSI âm tần số lớn 20kHz Trong y tế: siêu âm y tế chẩn đoán việc sử dụng âm tần số cao để hỗ trợ việc chẩn đoán điều trị bệnh nhân 2, Cơ sở - nguyên lí  Cơ sở âm thanh:  Âm kết lượng học truyền qua vật chất sóng  Các sóng âm truyền loạt sóng áp lực xen kẽ với áp lực cao xung áp thấp  sóng âm truyền chân không  sóng siêu âm có tần số cao 20 KHz  hình ảnh y tế siêu âm: 2-20 MHz  Tần số  Số chu trình đơn vị thời gian  Đầu dò siêu âm dùng tần số cộng hưởng  độ cao lớn chu trình sóng biên độ sóng siêu âm 2, Cơ sở - nguyên lí  Bước sóng khoảng cách chu kì bước sóng sóng siêu âm, λ thời gian cho sóng siêu âm qua điểm cho trước chu kì, T  truyền: trong chẩn đoán siêu âm sóng áp sóng dọc chúng truyền dọc theo hướng chuyển động hạt vận tốc truyền: c= vλ sự truyền phụ thuộc vào trở kháng môi trường, trở kháng phụ thuộc mật độ độ cứng với độ đàn hồi môi trường 2, Cơ sở - nguyên lí  trở kháng âm Z môi trường tích mật độ ρ môi trường vận tốc sóng siêu âm (c) môi trường: Z = ρc  trở kháng lớn không phù hợp bề mặt, phần lớn lượng sóng siêu âm phản xạ, phần nhỏ truyền qua bề mặt  hiệu ứng áp điện:  nguyên lí chuyển đổi lượng cách áp dụng áp lực tinh thể TA  ngược lại với hiệu ứng áp điện chuyển đổi lượng trở lại hình dạng ban đầu 2, Cơ sở - nguyên lí  phản xạ:  máy quét siêu âm chẩn đoán dựa vào việc phát hiển thị phản xạ âm hay tiếng vọng từ bề mặt mô khác thể  phần lượng đập vào phản xạ từ bề mặt phụ thuộc vào trở kháng âm môi trường cạnh đối diện bề mặt  trở kháng âm Z môi trường tích mật độ ρ môi trường vận tốc sóng siêu âm (c) môi trường: Z = ρc  trở kháng lớn không phù hợp bề mặt, phần lớn lượng sóng siêu âm phản xạ, phần nhỏ truyền qua bề mặt 2, Cơ sở - nguyên lí 2, Cơ sở - nguyên lí  khúc xạ  truyền sóng siêu âm gặp bề mặt gương góc xiên, khúc xạ nhiều trường hợp, ánh sáng bị khúc xạ qua lăng kính  phần sóng không khúc xạ tiếp tục vào môi trường thứ hai, với thay đổi có hướng  phụ thuộc vào vận tốc môi trường vận tốc khúc xạ không diễn chùm tia thẳng vào môi trường thứ với mô khác thể người vận tốc gần nên khúc xạ bỏ qua 2, Cơ sở - nguyên lí  tán xạ: Xảy hạt nhỏ hấp thụ phần lượng siêu âm tái xạ theo tất hướng hình cầu Điều có nghĩa chuyển đổi đặt góc với chùm tia siêu âm nhận tiếng vang lại nhiều mề mặt sinh học có bề mặt không đều, có xu hướng gây tia tán xạ giống phản xạ Hữu ích đưa lại vào tiếng vọng chùm tia không hướng vuông góc với bề mặt phản xạ  tia tán xạ ngược hay tia tán xạ Rayleight xảy với cấu trúc nhỏ truyên bước sóng Năng lượng phản xạ nhỏ, giúp xây dựng kết cấu hình ảnh 5, Các loại đầu dò  Đầu dò tuyến tính:  đầu dò quét tuyến tính tạo sóng âm song song với tạo hình ảnh chữ nhật  Chiều rộng hình ảnh số dòng quét mức mô tương tự: điều có lợi độ phân giải tốt trường gần  thường dùng với số cao  dùng để quan sát kết cấu bề mặt gan  hạn chế thành phần lạ áp dụng cho phần thể cong tạo khe hở không khí da đầu dò 5, Các loại đầu dò  Đầu khu vực/ đầu dò pha  Người lớn: 1-3 MHz  Trẻ em: 8MHz  Tạo hình quạt :gần đầu dò hẹp tăng chiều rộng với thâm nhập sâu  Nó hữu ích quét xương sườn phù hợp không gian liên sườn  nhược điểm độ phân giải thấp vùng gần 5, Các loại đầu dò  đầu dò cong  Thông thường với tần số 2-5 MHz  dung hòa quét tuyến tính khu vực mật độ dòng giảm với tăng khoảng cách từ đầu dò  khó khăn phần cong thể  Đối với siêu âm bụng máy quét kiểu cong sử dụng dung hòa tốt hai loại tiêu chuẩn khác thăm dò tuyến tính máy quét khu vực 5, Các loại đầu dò 5, Các loại đầu dò  Đầu dò hình khuyên (Annular array )  loạt thiết bị đồng tâm lồng trong phần hình tròn tinh thể áp điện để tạo mảng hình khuyên  sử dụng nhiều thiết bị đồng tâm đa nhiệm cho phép lấy nét xác 5, Các loại đầu dò 5, Các loại đầu dò  Lựa chọn đầu dò  Đối với mục đích chung: contex(curved) 3,5 MHz  Đối với mục đích sản khoa: tuyến tính với 3,5 MHz  Đối với cấu trúc nông bề mặt: tuyến tính với MHz  Đối với trẻ em người gầy - 5MHz 6, Các chế độ hiển thị  A – Mode (amplitude mode)  chế độ hiển thị A bao gồm đường sở ngang Đường sở thời gian khoảng cách với đường võng lên (thẳng đứng) (các gai miêu tả giao diện âm thanh)  hình ảnh siêu âm chế độ A, âm vọng trở lại từ thể hiển thị tín hiệu oscilloscope  chế độ A tiết lộ vị trí âm vọng – cung cấp cấu trúc theo hướng chùm tia siêu âm 6, Các chế độ hiển thị 6, Các chế độ hiển thị 6, Các chế độ hiển thị  B-Mode  thi siêu âm chiều  Hiện real – time  để tạo hình ảnh chiều xung gửi xuống dòng quét liên tục, xây dựng hình ảnh 2D âm vọng phát sinh từ khu vực quét  hình ảnh siêu âm hiển thị đen, tín hiệu cường độ lớn xuất màu trăng, tín hiệu thị màu đen(không phản xạ) tín hiệu cường độ trung gian xuất với màu xám  hình ảnh chế độ B hiển thị theo “tĩnh” “thời gian thực”  hình ảnh tĩnh ảnh cuối chụp trung bình suốt thời gian yêu cầu để quét chùm âm  Trong hình ảnh real - time Các hình ảnh xây dựng quét chùm âm bệnh nhân, trình quét thực tự động nhanh chóng( 30-60 hình ảnh hoàn chỉnh giây)  hữu ích việc hiển thị cấu trúc di chuyển tim 6, Các chế độ hiển thị 6, Các chế độ hiển thị 6, Các chế độ hiển thị  TM – Mode (M Mode)  Là chế độ chuyển động hiển thị cấu trúc di chuyển dọc theo dòng chùm tia siêu âm  Chùm máy quét siêu âm sử dụng để tạo hình ảnh chế độ M chuyển động cấu trúc van tim  Bởi tần số lấy mẫu cao (lên đến 1000 xung giây) Điều hữu ích việc đánh giá chuyển động sử dụng rộng rãi hình ảnh tim thai nhi 6, Các chế độ hiển thị [...]... âm gồm  điện thành âm thanh = xung  âm thanh thành điện = âm vọng 1 Xung  xung âm thanh được gửi đến các mô mềm  âm thanh tương tác với mô mềm = hiệu ứng sinh học  xung được xác định bởi transducer của đầu dò tinh thể 2 Âm vọng  âm vọng được sản xuất từ các mô mềm  các mô mềm tương tác với âm thanh = tính chất truyền âm  các âm vọng được nhận lại bởi đầu dò tinh thể  các âm vọng được giải thích... lên (thẳng đứng) (các gai miêu tả các giao diện âm thanh)  trong hình ảnh siêu âm của chế độ A, âm vọng trở lại từ cơ thể được hiển thị như là các tín hiệu trên oscilloscope  chế độ A tiết lộ vị trí âm vọng – cung cấp cấu trúc theo hướng của chùm tia siêu âm 6, Các chế độ hiển thị 6, Các chế độ hiển thị 6, Các chế độ hiển thị  B-Mode  hiện thi siêu âm 2 chiều  Hiện real – time  để tạo hình ảnh... thích và xử lí bằng máy siêu âm 4, Các thiết bị đo  Thiết kế đầu dò:  tinh thể phản ứng lớn nhất ở tần số cộng hưởng  Tần số cộng hưởng được xác định bởi độ dày của tinh thể và truyền vận tốc theo nguyên liệu của nó  hoạt động hiệu quả nhất là một tinh thể có độ dày bằng một nửa bước sóng của sóng siêu âm mong muốn  Trong hầu hết các chế độ xung siêu âm điều khiển các âm thanh đầu ra có tần số... hiện hình ảnh siêu âm hoặc dự liệu đầu dò bộ nhận xử lí- phát hiện và khuếch đại năng lượng tán xạ ngược và ứng dụng tín hiệu phản xạ cho hiển thị phương pháp ghi hoặc lưu trữ dữ liệu hoặc hình ảnh 4, Các thiết bị đo a, Transducer   Transducer chuyển năng lượng này thành năng lượng khác dựa vào nguyên lí xung dội lại gây ra cùng hiệu ứng áp điện siêu âm thạch anh, quá trình chuyển đổi siêu âm gồm  điện... từ các đầu dò cho bệnh nhân 4, Các thiết bị đo 4, Các thiết bị đo  Đầu dò tập trung  Một đầu dò siêu âm tập trung tạo ra một chùm tia tại một số khoảng cách từ mặt đầu dò hẹp hơn kích thước tại mặt của đầu dò  Trong khu vực nơi họ thu hẹp chùm (gọi là vùng trọng tâm của bộ chuyển đổi), cường độ siêu âm có thể được nâng cao bằng 100 lần hoặc hơn so với cường độ bên ngoài của khu vực tập trung  Bởi... thông 4, Các thiết bị đo  băng thông rộng giúp làm giảm đốm bằng kép tần số  Trong siêu âm chẩn đoán chúng ta cần độ dài xung rất nhỏ  Vật liệu cách âm được giữ phía sau vật liệu đầu dò để rút ngắn chiều dài xung và thời gian xung không gian bằng cách ngăn dội xung đến từ giao diện đằng sau đầu dò  vật liệu cách âm dùng- hỗn hợp bột kim loại (tungsten hoặc nhôm) và nhựa hoặc epoxy  1 lớp phủ =1/4λ... chế độ hiển thị 6, Các chế độ hiển thị 6, Các chế độ hiển thị  TM – Mode (M Mode)  Là chế độ chuyển động hiển thị cấu trúc di chuyển dọc theo một dòng duy nhất trong chùm tia siêu âm  Chùm duy nhất trong một máy quét siêu âm có thể được sử dụng để tạo ra một hình ảnh chế độ M về chuyển động của một cấu trúc như một van tim  Bởi vì tần số lấy mẫu cao (lên đến 1000 xung mỗi giây) Điều này rất hữu... sự tăng cường độ, một tín hiệu lớn hơn sẽ được tạo ra trong một bộ chuyển đổi từ một vị trí phản xạ trong khu vực trọng điểm Khoảng cách giữa các vị trí cho âm vọng lớn nhất trong khu vực trọng điểm gọi là tiêu cự của đầu dò  Một chùm tia siêu âm cũng có thể được tập trung với các gương và thấu kính khúc xạ hoặc làm đồng pha các mảng tuyến tính điện tử 4, Các thiết bị đo b, bộ nhận  Tiếng vang quay... độ hiển thị  B-Mode  hiện thi siêu âm 2 chiều  Hiện real – time  để tạo hình ảnh 2 chiều xung được gửi xuống như các dòng quét liên tục, xây dựng 1 hình ảnh 2D của các âm vọng phát sinh từ khu vực được quét  khi 1 hình ảnh siêu âm được hiển thị trên nền đen, tín hiệu của cường độ lớn nhất xuất hiện là màu trăng, không có tín hiệu thì hiện thị màu đen(không phản xạ) và tín hiệu của cường độ trung... với sự thâm nhập sâu hơn  Nó rất hữu ích khi quét giữa các xương sườn vì nó phù hợp trong không gian liên sườn  nhược điểm là độ phân giải thấp trong vùng gần 5, Các loại đầu dò  đầu dò cong  Thông thường với tần số 2-5 MHz  đây là sự dung hòa của quét tuyến tính và khu vực mật độ các dòng giảm với sự tăng khoảng cách từ đầu dò  khó khăn tại những phần cong của cơ thể  Đối với siêu âm bụng máy