• Usa ondas de som para interagir com tecidos • Mostra características específicas de tecidos



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ENERGIA ULTRA-SÔNICA

ULTRA SOM


• Usa ondas de som para interagir com tecidos

• Mostra características específicas de tecidos

• Ondas mecânicas e longitudinais que viajam através da matéria

• Em ondas longitudinais, o movimento do mecanismo que forma a onda é paralelo à direção de propagação da onda

• A freqüência usada na medicina varia entre

• As ondas são uma série de compressões e expansões mecânicas na direção do trajeto da onda

• Portanto são ondas longitudinais que viajam pelo meio vibrando a matéria e carregando a energia produzida com a colisão das moléculas/partículas gerando calor
SOM
• Som não viaja no vácuo

• Depende da matéria para vibrar e gerar energia

• A faixa de som audível tem frequência entre 20 e 20.000 Hz

• Abaixo disso chama-se infra som

• Acima disso chama-se ultra som
ULTRA SOM - HISTÓRIA
• 1794 - Lazzaro Spallanzini demonstrou que morcegos se orientavam mais pela audição que pela visão

• 1877 - Lorde Rayleigh publica a Teoria do


Som

• 2ª Guerra Mundial – uso de radar

• 1948-49 - Douglas Howry e W. Roderic Bliss primeiros usos na medicina

• 1950 – primeira imagem seccional

• 1971 – Kossof usou imagens em escala de cinza
ULTRA SOM - VANTAGENS
• Tecnologia barata por conta de HW de baixo custo

• Imagens de alta resolução comparadas às imagens de Raio-X

• Provê informações de tecidos “moles” / de baixa densidade

• Resolução axial na ordem de milímetros

• Resolução radial depende do diâmetro de emissão

• Energia aplicada não ionizante

• Produz imagens em tempo real

• Equipamentos de fácil portabilidade

• Mostra importantes dados fisiológicos

– Fluxo e direção de fluídos como sangue através do efeito Doppler

• Se propaga em diferentes velocidades em diferentes tecidos

TRANSDUTORES

• Definição geral: um dispositivo que recebe um sinal e o retransmite, independentemente de conversão de energia.

• Definição específica e mais utilizada: recebe um tipo de energia e converte em outro


TRANSDUTORES GERAÇÃO DE ONDA ULTRASÔNICA


• Através de materiais magnetoestritivos

– Sofre modificações estruturais perante um campo magnético gerando oscilações de mesma frequência que o campo magnético

• Através de cristais piezoelétricos

– Mais frequente

– Oscila com a presença de uma carga elétrica gerando pressão mecânica (ultra som)

– gera corrente elétrica sob a uma pressão mecânica (eco)

GERAÇÃO DE ONDA ULTRASÔNICA
• Os cristais piezoelétricos podem ser feitos de vários materiais:

– O mais usado é o zirconato titanato de chumbo

– Podem ser também: cerâmica, quartzo,

titanato de bário e difluoreto de polyvinylidine

(PVDF)

• Cristais são colados entre dois eletrodos que aplicam uma corrente elétrica que faz com que o cristal se expanda e contraia produzindo ondas sonoras nas



frequências desejadas
RECEPÇÃO DE ONDA ULTRASÔNICA

• Um pulso (onda ultra som) é emitido e viaja pelos tecidos internos.

• Quando o pulso encontra uma mudança de tecido ( mudança de meio) aproximadamente

1% da onda é refletiva e o restante é refratada.

• A porção refletida (eco) é percebida pelo transdutor (mesmo que emitiu) que calcula a profundidade

• A velocidade é conhecida: 1540 m/s

RECEPÇÃO DE ONDA ULTRASÔNICA
• As lentes acústicas percebem o eco e passam a pressão de onda (força mecânica) para o cristal piezoelétrico.

• O cristal converte o som do eco em energia elétrica que é passada para os eletrodos

• Com base no pulso elétrico a imagem é gerada

• Esse processo é muito rápido, pois depois de

“ouvir” o eco por certo tempo, o cristal emite novo pulso

Quanto maior a demora pelo eco, mais distante está a parede do tecido (diferença de meio)


COMPRIMENTO DE ONDA
• V = velocidade

• T = tempo

FREQUÊNCIA DO SOM

• Número de ciclos produzidos em 1 segundo

• Infra som (f < 20 Hz), som audível (f > 20 e < 20.000 Hz) e ultra som (f > 20.000 Hz)

• Quanto > a f, < o _ e melhor a resolução espacial

• Transdutor de 3,5 MHz para exames mais profundos

• Transdutor de 7,5 MHz para exames mais superficiais


VELOCIDADE DE PROPAGAÇÃO DO SOM
• K = módulo elástico do material

• p = densidade do meio


PROTOCOLO DE PULSO ULTRASOM
• Atraso entre a emissão e detecção do pulso é chamado de tempo de vôo
IMPEDÂNCIA ACÚSTICA
• Impedância acústica do meio

• facilidade de propagação do som no meio

• Depende da velocidade e da densidade do som no meio

• Quanto > a diferença de impedância entre dois meios, maior a reflexão


EQUAÇÃO DA ONDA ATENUAÇÃO
• É a diminuição da força da onda sonora

• Pela transformação da onda sonora em calor que é absorvido pelas células

• Pela reflexão da onda

• Pela refração da onda

LEI DE ATENUAÇÃO DE BEERLAMBERT- BOUGUER
• Esta equação mostra que o coeficiente de atenuação varia de um tecido para o outro

P0 é a pressão em z=0.


Reflexão

• Ângulo de incidência _i < 3 graus

• _r ângulo de reflexão

• _t ângulo de refração


REFLEXÃO

• r = coeficiente de reflexão de pressão

• t = coeficiente de transmição de pressão

• Zax = impedância acústica do meio

• Pr = pressão refletida

• Pi = pressão incidente

• Pt = pressão transmitida

MODALIDADES DE IMAGENS ULTRA SOM


• Tomografia de atenuação

– Conforme passa pelos tecidos as ondas ficam mais fracas

– Usado para formar a imagem

• Tomografia TOF (time-of-flight - sobrevida)

– Fornece informações como densidade e elasticidade do meio

• Tomografia de reflexão

– Fornece informações dos limites dos tecidos, das interfaces entre tecidos

– Efeito Doppler – tipo de tomografia de reflexão

MODO DE REPRESENTAÇÃO DE IMAGENS DE ULTRASOM ULTRA SOM 3D
• Em 2D a reconstrução de várias fatias 2D é feita na mente do técnico

• Reconstrução 3D é um dos mais recentes avanços em ultra som

• Reconstroem volumetricamente as camadas

• A reconstrução de várias fatias é feita por SW

ULTRA SOM 3D
• Renderização de superfície

– Baseado na visualização de superfícies

– Ecocardiografia e obstetrícia

• Reformatação multiplanar

– Permite selecionar um ou múltiplos planos inclusive oblíquos

• Renderização de volume

– Mostra a visão 3D depois de ter sido projetada em um plano 2D

– Imagens fetais e vasculares com imagens

Doppler

• Projeção de intensidade máxima



USOS DO ULTRA SOM
• Acompanhamento de fetos

• 3D – cirurgia vascular – mini câmera

• Coleta de líquido amniótico

• Em geral é uma técnica que garante imagens em tempo real


DESVANTAGENS ULTRASOM
– Caixa para ultrassonografia de mama

• Imagens de ossos e pulmões não são viáveis

• Quanto maior a quantidade de proteína, maior será a absorção do ultra som

FONTE DE PESQUISA



http://www2.ic.uff.br/~aconci/Ultrasson.pdf

ACESSO EM: 24/05/2013


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