1. Ultrazvučna dijagnostika
J.Brnjas-Kraljević Mostar, listopada 2002

2. Zvučni valovi
zvučni val – prijenos mehaničke energije kroz prostor - titranjem čestica elastičnog sredstva
čujni zvuk - područje frekvencija 20 Hz do 20 kHz
infrazvuk - područje frekvencija  20 Hz rezonancija unutrašnjih organa
ultrazvuk - područje frekvencija > 20 kHz rezonancija molekula

3. Narav zvučnoga vala izvor – tijelo koje titra u elastičnom sredstvu
energija titranja prenosi se kroz prostor brzinom
longitudinalni val - čestice titraju u smjeru širenja vala
transverzalni val - čestice titraju okomito na smjer širenja vala
za postojanje zvučnog-mehaničkog vala nužno je elastično sredstvo

4. longitudinalni val - promjene lokalne gustoće čestica i tlaka
harmonijski val - izvor harmonijski oscilator
neharmonijski val - izvor neharmonijski oscilator

5. Jednadžba harmonijskog vala
u točki M elongacija x kasni t’ za izvorom
- valni broj

6. vremenska periodičnost: elongacija titranja u jednoj točki prostora ponavlja se nakon perioda T
prostorna periodičnost: u istom trenutku u dvije točke polja udaljene za valnu duljinu  elongacije titranja su jednake
brzina zvuka u sredstvu ovisi o elastičnim svojstvima sredstva

7. u prostoru se mijenja akustički tlak:
intenzitet harmonijskog vala :

8. intenzitet kuglastog vala opada s r2

9. Nivo intenziteta
ne treba apsolutni intenzitet - odnos prema referentnom intenzitetu
jedinica decibel (dB)
I0 = Wm-2

10. Apsorpcija zvučnoga vala
interakcijom zvučnog vala i tvari smanjuje se amplituda titranja:
budući da je I  A2 to je :
poludebljina apsorpcije x1/2 je za I(x1/2) = I0/2
manja poludebljina -bolji apsorber

11. Atenuacija zračenja u tvari
-I=I2-I1=k I1 x
-dI=k I dx I1 I2 I I0 x

12. Refleksija i transmisija
zakon refleksije: reflektirani kut = upadni kut
zakon loma:
koeficijenti refleksije i transmisije: r + t = 1
za Z1  Z2 maksimalna transmisija
za Z1  Z2 ili Z1  Z2 maksimalna refleksija

13. Ultrazvučni val E = E0 sin t d = d0 sin t izvor
frekvencija > 20 kHz u medicini 1-20 MHz
izvor: piezoelektrični kristal
kristal u električnom polju titra frekvencijom promjenljivog polja
E = E0 sin t d = d0 sin t izvor
ako je potaknut na titranje na stranama kristala induciran je promjenljiv napon
F = F0 sin t U = U0 sin t detektor

15. Pezoelektrični efekt

16. Ako je polje izmjenično, kristal će mehanički titrati jednakom frekvencijom
Titranje je najizrazitije ako su mjere kristala u nekom skladu s valnom duljinom

18. A,B i M prikaz
A prikaz - intenzitet reflektiranog detektiranog vala prikazan je amplitudom
B prikaz - intenzitet je prikazan sjajnošću točke; val većeg intenziteta je sjajnija točka na ekranu

20. Reflected Echo’s Strong Reflections = White dots
Diaphragm, tendons, bone
‘Hyperechoic’

21. Reflected Echo’s Weaker Reflections = Grey dots Most solid organs,
thick fluid – ‘isoechoic’

22. Reflected Echo’s No Reflections = Black dots
Fluid within a cyst, urine, blood
‘Hypoechoic’ or echofree

26. U terapiji i dijagnostici koriste se frekvencije 1-20 MHz
Ultrazvučne sonde su oko 5 cm2
kod impulsne primjene frekvencije su 16, 48 ili 100 Hz

30. Ultrazvučna terapija

33. Reverberation Artifacts
Several types
Caused by the echo bouncing back and forth between two or more highly reflective surfaces

34. Reverberation Artifacts
On the monitor parallel bands of reverberation echoes are seen
This causes a “comet-tail” pattern
Common reflective layers
Abdominal wall
Foreign bodies
Gas

35. Reverberation Artifacts

36. Reverberation Artifacts

39. Sigurnost?
WHO:Diagnostic ultrasound is recognized as a safe, effective, and highly flexible imaging modality capable of providing clinically relevant information about most parts of the body in a rapid and cost-effective fashion".

40. Sigurnost II Bez obzira ALARA princip, npr.:
Although there is no evidence ultrasound could be harmful for the fetus, US Food and Drug Administration views promotion, selling, or leasing of ultrasound equipment for making "keepsake fetal videos" to be an unapproved use of a medical device.