Scuole di Specializzazione in CARDIO-VASCOLARE Scuole di Specializzazione in CARDIOLOGIA CHIRURGIA VASCOLARE ECOGRAFIA parte IIa - FONDAMENTI DI FISICA - ECOGRAFIA E RISOLUZIONE - ASPETTI TECNICI E MODI ECOGRAFICI - FLUSSIMETRIA DOPPLER ECOGRAFIA A 1 D.S. apr. 96

L d ECOGRAFIA L immagini acustiche I t t eco (riflessione) tempo 1 CARDIO-VASCOLARE L d 1 ECOGRAFIA sorgente 1 L 2 rivelatore immagini acustiche interfaccia 1 interfaccia 2 I t 2 t eco (riflessione) 1 tempo o arrivo prima riflessione arrivo seconda rflessione segnale emesso ECOGRAFIA A 2 D.S. apr. 96

v = velocità di propagazione ultrasuono CARDIO-VASCOLARE t ECOGRAFIA I 2 2 t 1 tempo arrivo prima riflessione arrivo seconda rflessione segnale emesso v = velocità di propagazione ultrasuono v (t2 – t1) 2L1 = v t1 d = L2 – L1 = 2 2L2 = v t2 distanza d fra le interfaccie misura Dt costruzione immagine ECOGRAFIA A 3 D.S. apr. 96

o FENOMENI DI ATTENUAZIONE intensità decrescente per assorbimento CARDIO-VASCOLARE FENOMENI DI ATTENUAZIONE intensità decrescente per assorbimento divergenza del fascio riflessione rifrazione attenuazione s I unità di misura bel (B) s (bel) = Log Io Io = intensità iniziale I bel s (decibel) = 10 Log decibel (dB) = o I 10 ECOGRAFIA A 4 D.S. apr. 96

µ ASSORBIMENTO a = a(n) I = Io e a n (n = 0.5 ¸ 15 MHz) CARDIO-VASCOLARE ASSORBIMENTO a = a(n) I = Io e –a x µ a n (n = 0.5 ¸ 15 MHz) attenuazione = 1 dB cm–1 MHz–1 n =1MHz n = 1MHz, L = 10 cm 20 dB n = 2MHz, L = 10 cm 40 dB n = 3MHz, L = 10 cm 60 dB 102 = 100 103 = 1000 attenuazione : crescente con n crescente con rigidità materiale tessuto osseo » 10 tessuto molle tessuto molle » 10 liquido ECOGRAFIA A 5 D.S. apr. 96

xmax crescente con l'aumento di frequenza n CARDIO-VASCOLARE DIVERGENZA 1 b x xmax divergenza b x > xmax xmax = xmax(n) b = b(n) xmax crescente con l'aumento di frequenza n b decrescente con l'aumento di frequenza n ECOGRAFIA A 6 D.S. apr. 96

x1/2 = spessore dimezzamento intensità (per assorbimento) CARDIO-VASCOLARE DIVERGENZA 2 tessuto cardiaco, v = 1500 m s–1 xmax x1/2 n (MHz) l (cm) b (cm) (cm) 1.0 2.5 5.0 0.15 0.06 0.03 2.4 6.0 12.0 8.8° 3.5° 1.75° 2.2 0.8 0.3 x1/2 = spessore dimezzamento intensità (per assorbimento) ECOGRAFIA A 7 D.S. apr. 96

per effetto geometrico : I x=11 cm = Ix=0 1 4 CARDIO-VASCOLARE DIVERGENZA 3 n = 2.5 MHz xmax = 6 cm, b = 3.5° cristallo D = 0.6 cm raddoppio del fascio x = 6 + 5 = 11 cm b D risoluzione laterale xmax 2 x 0.6 = 1.2 cm per effetto geometrico : I x=11 cm = Ix=0 1 4 aumento di frequenza : fascio collimato ECOGRAFIA A 8 D.S. apr. 96

aumento di frequenza : fascio collimato CARDIO-VASCOLARE DIVERGENZA 4 aumento di frequenza : fascio collimato v = 2.5 MHz 5 MHz intensità assorbita » e2 » 8 fascio 8 volte più intenso (identica distanza x) (150 rispetto a 1 MHz) danni Io = 20 W cm–2 n = 1 MHz danni limitati per mantenere risoluzione laterale : Io = 80 W cm–2 oppure incremento di frequenza : Io = 160 W cm–2 TECNICA IMPULSATA ECOGRAFIA A 9 D.S. apr. 96

emissione ultrasuoni : 200 impulsi s–1 durata ciascun impulso : 5 ms CARDIO-VASCOLARE TECNICA IMPULSATA emissione ultrasuoni : 200 impulsi s–1 durata ciascun impulso : 5 ms 200 s–1 x 5 10–6 s = 10–3 Ieffettiva = 80 W cm–2 10–3 = 0.08 W cm–2 50 millisecondi 50 millisecondi I echi tempo o stato di ricezione 5 ms emissione vantaggio ulteriore : emissione-ricezione dallo stesso cristallo ECOGRAFIA A 10 D.S. apr. 96

RIFLESSIONE e RIFRAZIONE CARDIO-VASCOLARE RIFLESSIONE e RIFRAZIONE riflessione : eco di ritorno dall'interfaccia perdita di intensità sul fascio rifrazione : trasmissione a diverso angolo perdita di intensità sul fascio ECOGRAFIA A 11 D.S. apr. 96

RISOLUZIONE ASSIALE L D risoluzione assiale (longitudinale) » l CARDIO-VASCOLARE RISOLUZIONE ASSIALE A B A B L D risoluzione assiale (longitudinale) » l n :1¸15 MHz l:1.5¸0.1 mm D > l D » l non distinguibili l = lunghezza d'onda L = lunghezza impulso ECOGRAFIA A 12 D.S. apr. 96

risoluzione laterale : D dimensione del fascio D CARDIO-VASCOLARE RISOLUZIONE LATERALE risoluzione laterale : D dimensione del fascio D propagazione del fascio (xmax ) sistemi di focalizzazione acustica (analogia con l' ottica) xmax focalizzazione debole lente zona focale ECOGRAFIA A 13 D.S. apr. 96